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SY/T6319-2008防止静电、闪电和杂散电流引燃的措施1范围本标准介绍了在静电、闪电和杂散电流出现的场合防止烃类引燃的现行技术。推荐的保护措施是以石油工业中的研究和实践经验为基础的。本标准所讨论的原则也可以用于处理其他可燃性液体和可燃性气体作业。本标准的应用将改进安全操作,并能评估现行的安装方法和生产过程。进而,在正确地了解能够导致静电引燃的严格极限范围,在静电引燃不太可能或不可能的情况下,去寻找真正的火源。下述章节将讨论防止静电引燃所应采取的一些基本步骤。然而,在下述情况下,本标准所提出的推荐作法及预防措施不适用。)可能产生静电放电,但在放电区域内的可燃性蒸气被脱去油气中的空气或被惰性气体所隔绝。b)在封闭系统中储运产品,而该系统中的氧含量低于燃烧所需的最低浓度,例如液化石油气(LPG)的储运。c)可燃性蒸气的浓度总是高于燃烧上限(UFL)。本文没有涉及与固体输送有关的静电危险(见参考文献[12]和[13])。2规范性引用文件7下列文得中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。SY/T6344一1998易燃和可燃液体规范SY/T6340一1998石油工业防静电推荐作法IS01813V形带的持续抗静电IS09563皮带传动—同步皮带持续抗静电的电导率API Publ2015石油储罐的清洗API Publ2027常压烃储罐外壁喷砂的着火危险API Publ2219石油服务中真空油槽车的安全操作API Std650石油存储中的焊接钢筋罐一附录HASTM D2624航空和馏出燃料中的电导率测试方法ASTM D4308液态烃的电导率精密测量方法NFPA70国家电工规程NFPA407航空燃料供应NFPA780闪电保护编码OCMF国际石油储运安全规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1电弧arc电弧是在流通大电流的两点被分开的瞬时发生的低电压大电流放电。从技术上来讲,静电放电总蜀素前网Z.Z心.NE可
SY/T6319-2008是火花,而不是电弧。3.2电气连通bonding在两个导体之间采用电气连通,可以防止间隙两端的电位差(如图A.5所示)。对于消除静电来讲,1M2(102)的连通电阻足以使静电消散。而防止杂散电流、防止闪电和其他的电气系统,连通电阻很小,只有几欧姆。3.3密封连接closed connection密封连接是从液体开始流动之前直到流动结束始终被连接的方式(如油罐车的底部装载)。3.4可燃液体combustible liquid闪点高于或等于38℃(100℉)的液体。3.5电导率(o)conductivity对石油产品而言,物体传输静电电荷的能力是以皮西[门子]每米(pS/m)为单位的。电导率也可以用单位电导率(C.U.)来表示,而1C.U.=1pS/m=1×10-221·m1。3.6易燃液体f1 ammable liquid易燃液体的闪点低于38℃(100℉),雷德(Reid)蒸气压不超过276kPa(40lbf/in2)的液体。3.7接地goegJ,在燃料储运系统和大地之间采用电气连通,可以保证燃料储运系统的电势为零(如图A.6所示)。1M的连接电阻足以使静电消散。对用于其他场合而言,如电气系统、防止闪电等,需要更小的连接电阻。3.8高蒸气压产品high vapor pressure products高蒸气压产品包括那些雷德(Reid)蒸气压高于31kPa(4.5lbf/in)绝对压力的产品,例如航空和车用汽油以及高蒸气压石脑油。3.9中蒸气压产品intermediate vapor pressure products这类产品包括雷德(Reid)蒸气压低于31kPa(4.5lbf/in)绝对压力以及闭杯闪点不到38℃(100℉)的可燃性液体,例如商用航空燃料油(B号喷气发动机油)、军用航空涡轮油[JP-4(T℉-4)]以及溶剂(如二甲苯、苯和甲苯等)。当不在大约2℃~38℃(30℉~100℉)的正常产品温度范围内储运高或低蒸气压产品时,在气相空间内有可能产生可燃性混合物,这时该类产品应按中蒸气压产品储运。3.10低蒸气压产品low vapor pressure products低蒸气压产品是闪点高于38℃(100℉)的产品,例如炉用燃料油、煤油、柴油、商用航空涡轮油(A号喷气发动机油)和安全溶剂。3.11缓冲时间常数relaxation time constant电荷消散的时间是电荷初始值的e1(大约37%)。通常情况下,对于烃类液体,缓冲时间常数可以近似表示为:2理罚Z.Z心ET
SY/T6319-2008x=18/G其中,x为短时间内的缓冲时间,g为液体以pS/m为单位的电导率。举一个例子,电导率为6pS/m的液体,其缓冲时间常数大约为3s。3.12电荷释放时间residence time电荷释放时间是指一个物体在接地传导系统中从电荷产生的这点传递到另外一点的时间,如电荷从微型过滤器出传递到油罐车入的时间。3.13火花spark火花是由于隔离两个电势不同的电极绝缘体(例如空气),其绝缘体被突然击穿而产生的。3.14喷溅装载splash filling喷溅装载允许燃料自由落体或以很高的速度撞击容器壁、容器底或装载时的液面。3.15喷雾变流装置spray deflector喷雾变流装置容器入上面的平板可以阻止向上的溅射,并减少产生的电荷油雾。3.16静电电荷聚集static accumulation在本标准中除非另有说明,液体的静电电荷聚集电导率不超过50pS/m。3.1转换装载典w盡筑当某种低蒸气压产品被装进一个容器,而该容器在以前使用中残留的可燃性蒸气高于或位于其燃烧下限时,就存在引燃条件。这种装载一般称为转换装载。3.18等待周期waiting period等待周期是指产品在贮藏库或集装箱(如储油罐、油罐车、油槽车)内,以及采样或测量总共花费的时间。4静电危险4.1概述电荷产生的机理、材料上电荷的聚集、消散聚集电荷的过程都会引起静电危险。附录A详细阐述了静电的基本概念。为了防止火灾,燃烧三要素一燃料(蒸气状或雾状)、空气和火源中必须有一个或一个以上要素得到控制。静电产生的火花是值得注意的燃烧源。静电荷作为火源必须符合以下四个条件:a)产生静电荷。b)聚集起能产生引燃火花的静电荷。c)存在火花隙。d)火花隙中存在可被引燃的蒸气一空气混合物。控制静电荷的产生和聚集或者在可能出现静电火花的地方消除可燃性混合物,可以避免引起静电火花引燃的灾害。如果能在潜在的高电压区内避免出现火花激发源,就可以减少引燃的危险(见4.1.3.4)。411静电荷的产生::,·本标淮主要考虑的是防止静电危险对石油工业的特殊影响。该工业的性质包括各类石油产品的运3興尚蜀Z.ZC_
SY/T6319-2008输。物体运动本身会在物体中产生静电荷。物体的运动会产生静电,这包括分离或拉开两个紧密接触的物体,也可以指摩擦起电。当材料不同的两个物体接触时,通常会有自出电荷运动,如果其中之一或两个物体都是不良导体时,不均匀电荷就无法快速重组。突然分离这两个物体,会导致一个物体电荷过剩而另外一个物体缺少电荷,把这两个物体与周围环境隔离,它们就趋于带等量异性电荷,电子过剩的物体带负电荷,而缺少电荷的物体带正电荷,带电体的电位差能在瞬间达到几千伏。一些常见的由于分离或摩擦引起静电的例子如下:a)从软管、喷嘴、龙头或浇注槽中分离液体或气体。b)相对于其他物质,液体、气体和固体粒子的运动,如包括管道中的液体流动,进行混合、灌注、抽吸、过滤、搅拌或其他储运液体的操作。?)不同液体的湍流接触,如水和煤气流过液体烃时的接触。d)含有固体颗粒(如粉尘、铁锈等)的空气、煤气、蒸气,或管中流出、喷出的小液滴。例如固体的二氧化碳灭火、喷砂处理、蒸气除水器、气动传输放电。)绝缘的传动皮带和传送带滑过滚简、滑轮或从中分离。4.1.2静电荷的聚集静电电荷不断从带电体中泄漏的过程就是消散,此过程从放电一开始就产生并持续到放电结束。当静电产生速度大于消散速度时就出现静电电荷聚集。液体中电荷消散的能力是下列参数的函数:a)所要储运的物体的电导率。b)容器的电导率。c)容器泄漏电荷的能力。在接地传导容器中,液体电荷消撒能力取决于该液体的电导率,电导率越大,电荷消散越快。通常,液体的电导率大于50pS/m就不会产生静电电荷聚集,除非该物体储运在非接地传导容器中。电导率超过50pS/m时电荷的消散和产生速度一样快。表A.1列出了几种典型的储运在接地传导容器中的液体电导率。对于电导率大于1pS/的液体,其电荷放电与放电时间常数呈指数形式衰减;电导率小的液体则呈双曲线型衰减,这可能使消散时间比指数型衰减函数所计算的值要小。附录A中A.5详细阐述了这一概念。4.1.3静电放电机理由于静电电荷积聚,使电场和电压值增大。当电场超过环境的绝缘性能时,就会产生静电电荷的释放。石油工业中最关心的两种静电放电形式是:火花放电和刷形放电。4.1.3.1火花放电当导体的电压不同时会产生火花,且其中一个导体的接地不良。举一个例子,金属部件可以悬挂在静电蓄电池与油槽车厢之间。未接地的导体通过合理设计、维护、正确的操作可以避免这种火花。4.1.3.2刷形放电在接地导体和电导率低的带电材料之间会发生刷形放电。如在注入臂的出和处于喷溅装载的液体表面之间会产生火花。通过适当的电荷释放时间、限制流速等来避免物体内部电荷的聚集,同时合理设计控制装置来避免导体伸入容器,从而消除刷形放电。4.1.3.3静电引燃放电产生足够的能量引起燃烧的现象被称为静电引燃。刷形放电和火花放电都能引起烃、空气混合物的静电引燃。4.1.3.4火花激发源火花激发源是指接地或未接地的导体,能为火花的产生提供必要的火花隙,它大大提高了静电引燃的机会。火花激发源的一个重要类型就是处于带电液体表面附近的导体。下面是火花激发源的一些興尚霸素前网Z.Z心NE
SY/T6319-20084.1.4可燃性蒸气一空气混合物4.1.4.1概述蒸气一空气混合物燃烧的可能性取决于其生产储运时的蒸气压、闪点和温度。根据这些特性,可以对炼制产品进行分类。按静电分类,它们可以被分为低蒸气压产品、中蒸气压产品和高蒸气压产品。中蒸气压产品是指在环境温度下的气相空间内能产生可燃性混合物的产品。正常情况下,储运低蒸气压产品的温度要比它们的闪点低得多,所以在正常储运条件下并不会产生可燃性蒸气。但是,在下列情况下,可能存在这些产品的引然条件:a)储运温度在其闪点附近或高于其闪点8.5℃[47℉·]时。b)混杂了中蒸气压或高蒸气压产品。?)被灌入的容器内在以前的使用中已经聚集了足以产生可燃性混合物所必需的高浓度蒸气。这可能发生在转换装载中,如4.1.4.2中所描述的。如果储运过程中溶解的氢或轻烃连续产生并被释放到容器中时,低蒸气压产品会在顶部固定的贮存罐中的蒸气空间内产生可燃性混合物。该条件并不能总由闪点测试来显示,但可以由可然气体探测器来探测到。在这种条件下,这类产品的储运应和中蒸气压产品一样。在特定的储运条件下,在液体的闪点温度以下的低蒸气压产品会形成一层可以燃烧的油雾。以下几个例子可以说明由于静电的带电油雾引起的燃烧。当高蒸气压产品被装进气体检验箱中,蒸气空间将处于燃烧范围内。然而,在考虑易燃火花时,仅存于表面的蒸气会迅速变多,其他区域则不会迅速变多,并要考虑这些区域产生易燃火花的几率。可燃性混合物仍会产生并在开周围存在,并可能出现在向过富混合物转换的过程中或转换之后,因此,该区域的任何火花都能起火。当高蒸气压产品在低温下储运,蒸气空间(低挥发性的产物)则可能产生可燃性混合物。在这种条件下,这类产品的储运应和中蒸气压产品一样。上图2所示为(平衡条件下)雷德蒸气压与产品温度对可燃范围的近似关系,它可以用来估计可能存在可燃性蒸气一空气混合物的温度范围。由于所有案例并不都是保守估计,因此分界线附近的条件应谨慎处理。4.1.4.2转换装载及特殊情况当某种低蒸气压产品被装入一个容器,而该容器在以前使用中残存的可燃性蒸气压位于或高于其燃烧下限的时候,就存在着引燃条件。这种装载一般称为转换装载。转换装载的例子之一就是向以前汽油的储油罐内再装载燃料油。即使罐舱在前次使用以后已经将残余液体清理干净,转换装载仍然是很危险的。在一定条件下,可能还会发生别的危险情况。以下所举并不包括所有的危险可能:a)产品温度极端(如低温下的高蒸气压产品或高温下的低蒸气压产品)。b)产生油雾或泡沫的情况。c)被其他烃类产品的蒸气或液体污染,例如油罐车厢间的防水壁,或分散系统内的交叉污染引起的泄漏。d)在引入其他产品之前,对产品管线和其他设备进行不适当的冲洗。e)具有可因疏忽而造成误混的旁通阀的装载管汇。)包含不同蒸气压原料的不同隔舱中蒸气空间的交叉连接(如经过一个蒸气回收系统)。g)低蒸气压产品的部分装载并不能完全吸收、取代来自以前装高蒸气压油舱的蒸气(例如,以前被装在隔舱中的汽油,随冲洗柴油机产生的部分载荷,留下可燃范围内的蒸气空间而流走,或随着装载柴油机而流走。通常,第二种情况,装载柴油机的操作不能被认为是转换装载,但它与转换装载具有同样的作用)。·英文原文为15℉,疑有误。一译者蜀泰前图Z.ZS心.N
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