隨著涂裝行業(yè)在我國的蓬勃發(fā)展，各類涂裝線的安全、環(huán)保、職業(yè)健康風險也逐步為人所知，尤其是涂裝線靜電安全事故因其風險辨識不具體、控制措施不到位、原因分析不明確，給我們在涂裝生產(chǎn)安全管理方面提出了巨大的挑戰(zhàn)。
首先，我們對涂裝線的靜電安全常識還認識不足，不管是從學校的專業(yè)教育、還是從企業(yè)的專門培訓，都沒有很好的針對這一領域的適用資料，以致從事涂裝線現(xiàn)場安全管理的人員也沒有接受過這方面較系統(tǒng)的培訓。其次，在我們梳理涂裝線的靜電安全風險時，要么針對現(xiàn)有設備、要么跟隨工藝流程、或者試圖從人機料法環(huán)全方面進行分析，但始終沒能找到一套既有代表性又具可操作性的解決方案。再次，對于涂裝線的靜電我們也需要能進行簡便的日常檢測和監(jiān)控，確保其處于可控范圍。另外，涂裝線的靜電安全事故信息往往被所在企業(yè)封鎖于內部，要靠“關系”或者“內線”才能對事故的經(jīng)過和原因進行猜測，沒有得到廣泛的分享和共同改進提高。
 
1、涂裝線靜電安全常識
涂裝生產(chǎn)過程中有機涂料、溶劑的高速流動，有可能在管道、容器中積聚靜電電荷。涂裝生產(chǎn)往往用到靜電發(fā)生器，利用靜電原理施行涂料的涂覆，更易發(fā)生靜電電荷的意外釋放，造成危害。操作人員自身也有可能帶靜電，成為產(chǎn)生靜電危害的另一不確定因素。
1.1 靜電的產(chǎn)生
靜電是指積聚在某些物體或者材料表面的電荷。
靜電產(chǎn)生主要有兩種方式：①摩擦及分離；②靜電感應。
在涂料的輸送過程中，產(chǎn)生靜電最主要的形式就是涂料液體（或粉末）的流動（摩擦及分離）。不同的工況下靜電的產(chǎn)生量差異十分顯著，涂料在管道中流動產(chǎn)生的靜電電荷大體與流速的平方成反比[1]。假定涂料的傾倒產(chǎn)生的靜電電荷的量級為1，那么涂料的泵送所產(chǎn)生的靜電電荷量級就是102，而涂料的噴涂所產(chǎn)生的靜電電荷量級就高達103。
在靜電噴涂過程中，涂料顆粒在高壓（60—120kV）電場的作用下，利用電暈放電帶上負電荷，而被噴涂的工件帶正電荷，兩者通過靜電磁場結合在一起。
人體在涂裝線內活動過程中，由于處在不斷的運動狀態(tài)而與其他非導體（如化纖織物、絕緣的地面）產(chǎn)生摩擦，容易積聚靜電電荷。人體對地位置/姿勢、鞋和地面情況、環(huán)境的濕度/風速都會影響人體的對地電容，從而影響人體靜電放電的能量。
1.2 靜電的積聚
靜電產(chǎn)生后，如果材料導靜電性能好且有傳導接地路徑，靜電就可以消散；如果材料導靜電性能差且沒有傳導接地路徑，靜電就會積聚。靜電的積聚與材料的體電阻率相關。
導靜電材料：帶電體上的電荷能夠迅速耗散和泄露的材料（體電阻率≤1×106Ω·m）。
靜電耗散材料：帶電體上的電荷由于靜電中和、泄露、放電使之部分或全部消失的材料（體電阻率在1×106~1×1010Ω·m之間）。
靜電絕緣材料：不能耗散和泄露電荷的材料（體電阻率≥1×1010Ω·m）。
1.3 靜電的釋放
電荷經(jīng)由放電路徑而產(chǎn)生在不同電位之間移轉稱為靜電放電。
靜電放電形式：電暈放電、刷形放電、火花放電、雷型放電。
在干燥的季節(jié)若穿上化纖衣服和絕緣鞋在絕緣的表面行走等活動，人體身上的靜電可達幾千伏甚至更多。
據(jù)測試，當靜電電壓達到2000伏時，手指就有感覺了；超過5000伏時就能聽到放電聲；超過8000伏時，就能看到電火花。
在靜電噴涂的兩電極（噴槍/旋杯、工件）間有明顯的放電集中點，在實施靜電噴涂時如果防靜電控制措施不到位，兩電極間的空氣可能被擊穿而釋放能量，瞬間的能量集中釋放容易產(chǎn)生火花放電。
涂裝生產(chǎn)過程中，隨時需要對易燃液體（或粉末）進行處理（流動，攪拌，霧化...），作業(yè)（充填，抽取，噴涂...）過程中隨時會接觸到可燃物和爆炸性混合物。如遇靜電釋放產(chǎn)生火花或者其他外來點火能量就會發(fā)生火災、爆炸事故。
 
2、涂裝線典型靜電風險及其控制措施
在介紹典型的風險前，我們先要對下文用到的幾個定義及其色標予以明確。
接地體：接地良好的導靜電材料構成的物體（綠色）。
絕緣體：由靜電絕緣材料構成的物體（藍色）。
孤立導體：未接地的導靜電/靜電耗散材料構成的物體。（紅色）
2.1 易積聚靜電位置
靜電易積聚在絕緣體（塑料桶/塑料薄膜/絕緣溶劑），或者積聚在孤立導體（??木質托盤上的鐵桶/塑料桶中流動的溶劑/孤立的金屬夾具等）上。
包括但不限于：圓桶底下的橡膠車輪、金屬桶上的保護膜、金屬填充噴嘴上的非導電性的柔性軟管、非導電的噴涂噴槍和空氣管、金屬彎管上的非導電性的柔性軟管。
2.2 易產(chǎn)生靜電放電火花位置
包括但不限于：不接地的金屬固定裝置及設備、人體的某個部位（他們的鞋和地板是否絕緣）、可移動工具（如手推車、金屬桶、輔助設備、測量設備、手動工具）。
2.3 典型風險點及其控制措施
2.3.1. 罐裝小容器和桶：絕緣體中的柔性管，噴嘴是一個孤立的導體，會積累靜電（除非接地）。噴嘴和接地元件之間存在靜電火花的風險。
控制措施：使用耗散柔性管。
2.3.2. 填充小容器和油漆桶等：由于保護膜在存在，桶成了絕緣體。桶和接地元件或操作員之間存在靜電火花的風險。
控制措施：禁用膜（+檢查該平臺是否是正確的接地），或用鉗地。
2.3.3. 用桶接液體：桶的塑料手柄是一個絕緣體，操作員拿塑料手柄時無法保證接地。帶電的液體和已接地排放口之間存在的靜電火花的風險。
控制措施：把桶放在接地表面上。
2.3.4. 用桶接液體：塑料桶是一個絕緣體，里面的液體會積聚靜電。液面上升時，接地元件存在靜電火花的風險。
控制措施：禁止使用的塑料容器處理易燃液體。
2.3.5. 灌裝或抽出液體：柔性管（橡膠）和柱塞（聚四氟乙烯）是絕緣體，彎管和金屬管夾成為孤立導體。接地桶存在靜電火花風險。
控制措施：使用耗散強的活管和金屬柱塞；如果是一個隔離器，使用柔性管的外部層的塑料夾子。
2.3.6. 灌裝或抽出液體：由于地板上有保護膜或者是帶有橡膠輪，使桶成為一個孤立的導體，并積累靜電荷。接地元件存在靜電火花的風險。
控制措施：嚴禁在地板上使用保護膜，或桶用夾子接地。
2.3.7. 灌裝或抽出液體：桶是一個絕緣體（塑料），液體會積聚的靜電荷。與接地元件存在靜電火花的風險（例如柱塞）。
控制措施：禁止使用的塑料容器處理易燃液體。
2.3.8. 攪拌：當連接到一個氣動系統(tǒng)時，攪拌棒也有可能絕緣（與電動機應通過定期的接地核查驗證）。接地元件之間存在靜電火花的風險。
控制措施：適當?shù)貦z查攪拌棒是否接地。
2.3.9. 手工噴涂：如果輸送管和空氣管是不導電的，噴槍是一個孤立的導體，將積累的靜電荷。槍和接地元件之間存在靜電火花的風險。
控制措施：確保管道體電阻率<106Ω·M。
2.3.10. 機器人和洗槍盒：如果機器人噴口是絕緣的，它是一個孤立的導體，將積累的靜電荷，同樣，如果洗槍盒部分是絕緣的。噴口和洗槍盒之間存在靜電火花的風險。
控制措施：每次更換/維修后確保正確的接地。
2.3.11. 接地夾：如果圓桶帶有靜電，連接接地夾時，會出現(xiàn)火花風險（比如在灌裝時）如果夾具安裝到灌裝孔，會產(chǎn)生易燃云，并發(fā)生火花繼而爆炸。
控制措施：安裝夾具時盡量遠離加油孔。
2.3.12. 例外情況：在存儲油漆/溶劑區(qū)域，如果所有的容器都關閉、區(qū)域有良好通風、沒有進料或出料，那就沒有靜電的風險，夾具也無需了
控制措施：在必要時使用夾具，以避免混亂。
 
3、涂裝線常用靜電接地電阻的測量方法
在上述的涂裝線典型靜電風險點中，我們可以看到很多是由于未采取可靠的靜電接地引起的，因此對靜電接地電阻的測量成為我們控制并消除上述隱患的重要監(jiān)控手段。下面我們來介紹一下涂裝線內常用的靜電接地電阻測量方法。
3.1 鞋子
3.1.1.選擇地板（金屬板，格柵，...）應是導電的并是接地的；驗證其電阻率是非常低的。
3.1.2. 操作人員持歐姆表另外一端站在已接地的地板上進行接地測試（他不能碰其他東西）。
判斷方法：如果電阻值<108Ω，則鞋OK。
3.2 手套
3.2.1.確保地板和鞋都OK。
3.2.2.請操作人員佩戴手套，持歐姆表的一端進行測量（他絕對不能碰任何東西）。
判斷方法：如果電阻值＜108Ω，則手套OK。
3.3 地板
3.3.1.確保鞋OK。
3.3.2.請操作員持歐姆表的一端進行測量（他絕對不能碰任何東西）。
判斷方法：如果電阻值＜109Ω，則地板OK。
3.4 柔性管
3.4.1.柔性管放在非導電性的表面上。
3.4.2. 用歐姆表測兩端的體電阻率。
判斷方法：如果體電阻率<106Ω·m，則柔性管OK。
目前，鉗形接地電阻測試儀開始廣泛應用于電力、電信、氣象、油田、建筑及工業(yè)電氣設備的接地電阻測量。鉗形接地電阻儀在測量有回路的接地系統(tǒng)時，不需斷開接地引下線，能直接測出接地體電阻和接地引線電阻的綜合值，不需輔助電極，安全快速、使用簡便。這一儀器也可用于涂裝線內各類接地線及管路的接地電阻。
 
4、國內外涂裝線靜電事故典型案例
下面和大家分享幾起與涂裝線靜電相關的典型事故案例，希望大家能運用前文所述的相關知識進行分析，預防類似事故的發(fā)生。
4.1. 2005年墨西哥一工廠在定期清洗自動噴槍頭時，透明涂層上發(fā)生火災。噴槍頭和洗槍盒之間所產(chǎn)生的高電壓火花引起火災。
4.2. 2006年法國一工廠200升的清洗溶劑鐵桶在自動噴漆線上爆炸。桶內的易燃清洗溶劑表面和絕緣軟管末端的金屬柱塞產(chǎn)生火花放電，導致滾筒內的溶劑云爆炸。
4.3. 2007年美國一工廠中操作者將易燃溶劑灌裝入一個手提鋼罐時發(fā)生火災。灌裝時手提鋼罐未可靠接地導致靜電積聚，火花放電點燃周圍的溶劑蒸汽。
4.4. 2010年中國一工廠手工靜電噴涂線內擺放的一個清洗溶劑桶起火燃燒。該金屬溶劑桶未有效接地，且距離靜電噴槍過近，噴槍工作時與溶劑桶間發(fā)生火花放電點燃桶內易燃液體及周圍蒸汽。
4.5. 2012年法國一工廠在定期清洗自動噴槍頭時噴房內發(fā)生火災?；馂淖钣锌赡苁菄姌岊^和洗槍盒間產(chǎn)生靜電火花放電引起。
4.6. 2013年美國一工廠實驗室易燃液體轉移過程中使用非導電的軟管，傳輸泵也未有效接地，操作人員接觸軟管時發(fā)生放電，從而引燃易燃液體及蒸汽導致發(fā)生火災。
4.7. 2013年中國一工廠手工靜電噴涂線內一噴涂工在試噴時點燃了自己所穿的安全鞋。安全鞋由于積漆導致接地不良，靜電噴槍接地損壞，兩者接近時放電所產(chǎn)生的火花點燃了鞋子上的漆霧。
 
5、結束語
通過以上介紹，希望大家能對涂裝線的靜電危害有了進一步的認識，掌握了一部分典型風險點的辨識及相應控制措施，并對靜電接地電阻的測量方法和涂裝線靜電事故有了一定了解。
隨著我國涂裝行業(yè)的發(fā)展進步，涂裝設備的本質安全明顯提高，但要減少涂裝線安全事故的發(fā)生，我們對涂裝線靜電風險的管控水平亟待提升，希望本文能在這方面做出一定貢獻！
 
參考文獻
[1]沈立. 涂裝工程安全技術[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2012.