製造企業は静電気をどのように防ぐべきか

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静電気は、生産や生活の中で広く見られる自然現象です。今は冬で、天気が乾燥しているため、静電気が発生しやすくなります。静電気の発生は、安全な生産活動において避けられないものであり、静電気は安全な生産を行う企業にとって甚大な害を及ぼします。これは、さまざまな安全生産の過程において、避けられない形で可燃性・爆発性の物質が使用されるためであり、工程や装置、あるいは人為的要因によって静電気が発生する可能性があります。これを適切に制御しなければ、火災や爆発事故を引き起こしやすくなります。静電気による被害を防ぐことは、あらゆる企業が重視すべき課題の一つであり、各種の予防措置を厳格に実施しなければならない。 静電気が発生する原因 静電気とは、静止した状態にある電荷のことです。主に、物体同士の密接な接触、分離、または摩擦によって電荷が移動し、物体の原子内の正電荷と負電荷のバランスが崩れることで、接触面に電位差が生じることによって発生する。1. 密接な接触と迅速な分離。これは静電気が発生する最も一般的な方法です。2つの物体が接触すると電荷が移動し、十分に速く分離すれば、物体は静電気を帯びる。2. 帯電している。ある種の極性イオンや帯電した粉塵が、地面から絶縁された固体に付着すると、その固体に静電気を帯びさせたり、その帯電状態を変化させたりすることがある。物体が帯電する量は、対地容量および周囲の状況に依存します。帯電した微粒子がある場所で活動すると、体にも静電気が帯びます。3. 感応起電。工業生産において、静電気を帯びた物体が近傍の接続されていない導体に電荷を与える現象が存在する。4.電解起電。金属を電解液に浸すと、金属イオンが溶液内に拡散し、界面に二重層が生じて電位差が形成される。一定の条件の下では、電位差が金属イオンのさらなる溶解を防ぎ、平衡状態に達する。平衡状態が破壊されると、金属イオンが引き続き拡散し、電流が発生する。 5. 圧電効果による発電。一部の固体材料は、機械的な力が加わると電荷を生じる。圧電効果によって生じる電荷密度は小さいものの、爆発を引き起こすほどのエネルギーを持っている。6. 分極起電。絶縁体は静電場の中では、その内部や表面に電荷が現れるが、これは分極作用の結果である。分子構造の違いにより、非極性分子の分極と極性分子の分極に分けられる。7. 電荷を噴出する。粉末、液体、ガスが非常に小さな断面を持つ噴出口から噴出するとき、これらの流動する物体は噴出口と激しく摩擦し、同時に分子同士も衝突することで大量の静電気が発生する。8.飛沫が帯電する。空間に噴射された液体は、拡散と分離によって新たな液面ができ、静電気が発生する。また、静電気が発生する方法には、沈浮や凍結などもあります。注意すべき点は、静電気が発生する仕組みはほとんどが単一のものではなく、いくつかの要因が同時に作用する結果であるということです。よく見られる3つの害 安全火災・爆発の引き金 静電気による最大の害は、爆発や火災を引き起こすことです。静電気のエネルギーはそれほど大きくないが、放電しやすいため静電気スパークが発生する。可燃性・爆発性のある場所では、静電気の火花によって火災や爆発が起こる可能性があります。静電気による感電は、人体が帯電した物体に近づいたときに起こることもあれば、静電気を帯びた人体が接地された物体に近づいたときに起こることもあります。通常、静電気のエネルギーは小さいため、製造過程で発生する静電気ショックは直接的に人を死なせることはありません。しかし、静電気ショックは転落や転倒などの怪我を引き起こすだけでなく、作業員の精神的なストレスも招き、通常の業務に支障をきたします。生産への影響 一部の生産工程において、静電気を除去しないと、生産に支障が出たり製品品質が低下したりします。また、静電気は電子部品の誤動作を引き起こし、二次的な事故を招くこともある。静電気除去対策 静電気を除去する主な方法は2つあります。1つは、静電気が漏れ出すのを促進したり中和させたりするための条件を整えること、もう1つは、工程を管理して静電気の発生を抑えることです。第一の方法には、漏出法と中和法の2つの手法が含まれる。第二の方法には、材料選定や工程設計などの対策が含まれます。漏洩誘導法とは静電接地法のことで、静電気を除去するための最も基本的な対策です。企業は工程技術を活用して空気を加湿したり抗静電剤を添加したりすることができ、静電気バイパス、直接接地、間接接地などの方法を採用し、機器の各部を接地極を介して大地に接続することができる。☆タワーやタンク、ポンプ、熱交換器、遠心分離機のケースなど、一部の固定設備は静電気アース処理を行う必要があります。直径が2.5メートル以上かつ容積が50立方メートル以上の機器においては、接地点は2か所以上設けなければならず、接地点は機器の周囲に均等に配置され、その間隔は30メートルを超えてはならない。振動を伴う固定装置において、その振動部品は銅心ソフトストランドで接地しなければならず、単心線は使用してはならない。ソフト接続されている複数の機器間には、銅心ソフトストランドを用いてブリッジ接続するべきである。ベルト駆動の機器およびそのベルト用の静電気防止用アースブラシ、保護カバーはすべて接地されなければならない。固定装置とアース線または接続線は、ボルト接続を用いることが望ましい。フランジやホース継手など、地面から絶縁された金属部品は、銅心ソフトストランドを用いてブリッジ接続し、アースする必要がある。☆配管システムの配管は、装置エリア（製造工場を含む）の入口・出口、および分岐部において接地しなければならない。長距離の分岐のない配管は、100メートルごとに一度接地する必要があります。平行配管の隙間が100ミリメートル未満の場合は、20メートルごとにスパークプラグを設置する必要がある。また、配管が交差していてその隙間が100ミリメートル未満の場合も、スパークプラグを設置しなければならない。金属製のフランジを金属製のボルトやクリップで締め付ける場合、通常は別途静電気接続線を取り付ける必要はありませんが、少なくとも2つのボルトまたはクリップ間に良好な導電性のある接触面が確保されている必要があります。金属配管の中間にある非導体の管区間は、特別な静電気防止処理を施す必要があるほか、両端の金属管はそれぞれ接地幹線に接続するか、または銅心ソフトストランドでバイパス接続した上で接地しなければならない。非導体の管区間上のすべての金属部品は接地されなければならない。☆人体静電気のアースは、人体をアースする作業場所において、金属製のアース棒を設置しなければならない。作業員は、体に帯電した静電気を除去するため、いつでも手で金属のアース棒に触れることができます。作業を行う場所では、作業員はアースバンドを着用できる。静電気防止エリアの入口には、金属製の接地物が設置されていなければならない。静電気の危険がある場所では、作業員は服装に注意し、防静電服や導電性の靴を履き、防静電手袋を着用しなければならず、合成繊維製の衣服は着用してはならない。静電気中和法とは、主に分子をイオン化させて静電気を除去するために必要なイオンを生成する方法です。ここで、帯電した物体と反対の極性を持つイオンがその物体に移動し、物体の電荷と中和することで、静電気を除去することができます。この原理を利用して作られる静電気除去装置の主なタイプには、自己誘導型、外部電源式、放射線型、イオン流型、組み合わせ型などがあり、企業は生産上のニーズに応じて選択することができる。工程制御法とは、工程の流れや装置の構造、材料の選定、操作管理などの面から適切な対策を講じることで、電流の発生を抑制したり静電気の蓄積をコントロールし、安全な範囲内に保つ方法です。配管内を流れる危険化学物質が生み出す静電気量は、流速の二乗に比例する。流速を下げると摩擦が減り、静電気の発生も減少する。したがって、物質の搬送速度を制限することができ、管径が大きいほど速度は遅くしなければならない。液体材料を充填する際は、底部から入れるか、注入管を容器の底部まで挿入することができます。反応釜内の可燃性液体の撹拌速度は、運転手順に従って制御しなければならない。充填工程中は、サンプリングや温度測定などの現場での操作を禁じ、一定時間静置した後に作業を行うべきです。装置や配管には適切な材料を選定し、できるだけ金属材料を使用し、プラスチック管の使用は控えるか使用しないようにする。不活性ガスによる保護も利用できる。液体輸送において、1. パイプ内の液体の流速は安定していなければならない。配管内の曲がりや絞りの数はできるだけ少なくし、管の内壁は滑らかでなければならず、各配管の直径は統一されている必要がある。2. 液体には空気、水、ほこり、酸化物などが混入してはならず、特にゴムやアスファルトなどのコロイド状の溶解物が混入してはならない。3. パイプおよびホースの内部端には緩衝装置を設けるべきであり、これはパイプを拡大し、可燃性液体が緩衝領域を流れる際にほとんどの静電気を放電させる役割を果たす。4. 可燃性液体を輸送するタンクローリーのタンク内には、液体が波立ったり飛び散ったりしないように仕切りを設けるべきであり、タンクの満杯率は85％以上が望ましい。また、鉄製の接地面を使用して一定の速度で走行させる必要がある。5.絶縁材料で作られた配管については、配管の内側に銅線メッシュを張り、外側に鋼線を巻いて内外を一体化させた後、接地する。また、材料投入槽と接地槽の間も導線で接続し、その後接地する。6.タンクの内部は定期的に清掃する必要があります。倉庫管理の段階においては、1. 物質が静電気を発生させないように制御する。例えば、可燃性液体の配管内での流速を制限したり、荷役方法を管理したりし、異なる種類の油が混ざったり、液体に水分や空気が混入したりするのを防ぐ。2. 装置に適切なアース装置を設置したり、相対湿度を高めたり、導電性の床材を敷いたり、工具に導電性塗料を塗布したりすることができる。3. 帯電体に一定量の逆電荷を与えて静電電圧の上昇を防ぎ、例えば誘導型静電中和器を使用する。4. 可燃性のあるタンク内に窒素などの不活性ガスを充填し、制御警報装置を設置するとともに、高性能な排気装置を用いて、空気中の可燃性ガスや粉塵が爆発限界に達しないようにする。5. 作業員は導電性の靴と静電気防止用の作業服を着用し、体に帯びた静電気を速やかに除去しなければならない。