Antystatyzacja tworzyw sztucznych w celu uniknięcia zagrożenia wybuchem

• Autorzy: Passia H. , Kędzierski P.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.38.2.2015.3

Warianty tytułu

EN

Production of Anti-static Plastics to Avoid the Threat of Explosion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cel: Tworzywa sztuczne zakwalifikowane do izolatorów elektrycznych nie spełniają kryteriów polskich i międzynarodowych norm [1], [2], [3], [4] oraz polskiej legislacji [5] odnośnie właściwości antyelektrostatycznych, wobec czego nie mogą być dopuszczone do użytkowania w strefach zagrożonych wybuchem. W celu spełnienia wymagań wyżej wymienionych norm i przepisów, uzyskania wyrobu antystatycznego oraz obniżenia ryzyka wyładowania elektrostatycznego mogącego być inicjatorem wybuchu tworzywa sztuczne poddaje się antystatyzacji, czyli poprawianiu właściwości antyelektrostatycznych (głównie zmniejszeniu rezystancji i rezystywności). Projekt i metoda: Przedstawiono wyniki prowadzonych badań właściwości elektrostatycznych wyrobów. Z analizy parametrów elektrycznych, statycznych (rezystancja powierzchniowa, skrośna oraz między punktami) i dynamicznych (czas zaniku ładunku, zdolność do elektryzacji, natężenie pola elektrycznego), analizy stabilności w czasie parametrów elektrycznych, wpływu na środowisko wyrobów antystatyzowanych uzyskano autorską charakterystykę procesu antystatyzacji, którą przedstawiono w publikacji. Wybrano wyroby reprezentujące różne metody i sposoby realizacji tego procesu. Pomimo że technologia antystatyzacji jest znana, to nie jest ona gruntownie rozpoznana i opisana między innymi w zakresie trwałości w czasie. Antystatyzacja jest procesem polegającym na zwiększeniu szybkości rozpraszania (odprowadzania) ładunków. Na szybkość rozładowania decydujący wpływ ma pojemność elektryczna wyrobu i jego rezystancja. Antystatyzacja polega na modyfikacji dwóch parametrów wyrobów: zmianie pojemności elektrycznej oraz zmianie rezystancji elektrycznej wyrobów. Wyniki: W ramach pracy badawczej, realizowanej w Głównym Instytucie Górnictwa od 2012 roku, przeprowadzono szereg kompleksowych badań, które zaowocowały zaproponowaniem podziału technik antystatyzacji z uwagi na jej różnorodny charakter i typy. Na podstawie szeregu badań dużej liczby różnorodnych wyrobów i materiałów zaproponowano podział technik antystatyzacji, który jest rozszerzeniem i uzupełnieniem dotychczas istniejących w specjalistycznej literaturze klasyfikacji. Wnioski: Wyniki pracy mogą być wykorzystane przy projektowaniu procesów przetwórstwa tworzyw sztucznych celem opracowania technologii produkcji wyrobów antystatycznych, których właściwości antystatyczne są trwałe w czasie oraz celem analizy ryzyka związanego z elektryzacją wyrobu.

EN

Aim: Plastics used as electrical insulators do not fulfil the criteria for Polish and international standards [1], [2], [3], [4] and Polish legislation [5], with regard to anti-static properties. Therefore, such materials cannot be approved for use in potentially explosive environments. In order to satisfy the requirements of the aforementioned standards and regulations, and produce a product with anti-static properties, thus reducing the risk of an electrostatic discharge, which could initiate the explosive fragmentation of plastic materials, there is a need to improve anti-static properties of plastics mainly by reducing their level of resistance and resistivity. Method: The paper presents research results for electrostatic properties of products. From an examination of electric parameters; static (surface, cross-sectional and point to point resistance) and dynamic (discharge lead time, capability to electrify, electrical field strength), and based on the stability of electrical parameters over a time period as well as impact on the environment involved with the manufacture of anti-static products, the authors identified a production process for anti-static products, which is revealed in the publication. Selected products represented a range of different approaches and methods of realising the process. Although technology for manufacturing antistatic products is known, nevertheless, it is not thoroughly recognised or described, among other things, in context of durability over time. An anti-static condition is a process of increasing the dissipation (discharge) of static electricity over time. The decisive influence on the speed of dissipation is the electrical capacitance and electrical resistance of the product. Attainment of an anti-static condition is dependent on the modification of two product parameters. Namely, a change to electrical capacitance and change to electrical resistance of products. Results: As part of research work, performed at the Central Mining Institute since 2012, a series of extensive studies were conducted, which, in view of their diverse nature and type, culminated in a proposed partition of anti-static approaches. Based on several studies of a vast range of products and materials, the proposed partition of techniques to achieve anti-static conditions extends and complements existing methods revealed in specialist literature. Conclusions: Results from this work can be used in the design of plastic manufacturing processes, with a focus on developing technology for the production of anti-static products, which remain stable over time and to analyze the risk associated with the use of such products.

Słowa kluczowe

PL

elektryczność statyczna; elektrostatyka; antystatyzacja; elektryzacja; rezystancja

EN

static electricity; electrostatics; anti-static process; charging test; resistance

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 2
• Strony: 45--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Passia H.

• Wyższa Szkoła Zarządzania Ochroną Pracy, Katowice

autor

Kędzierski P.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• [1] Raport techniczny CLC/TR 50404 z czerwca 2003 Elektrostatyka – Kodeks postępowania praktycznego dla unikania zagrożeń związanych z elektrycznością statyczną.
• [2] Technical Specification IEC/TS 60079-32-1:2013 Explosives atmospheres – Part 32–1: Electrostatic hazards, guidance.
• [3] PN-EN 13463-1:2010 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Część 1: Podstawowe założenia i wymagania.
• [4] PN-E-05203 Ochrona przed elektrycznością statyczną. Materiały i wyroby stosowane w obiektach oraz strefach zagrożonych wybuchem. Metody badania oporu elektrycznego właściwego i oporu upływu.
• [5] Wyższy Urząd Górniczy Departament Prawny, tekst jednolity Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28.06.2002 w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych.
• [6] Raport techniczny CLC/TR 50404 z czerwca 2003 Elektrostatyka – Kodeks postępowania praktycznego dla unikania zagrożeń związanych z elektrycznością statyczną.
• [7] https://www.youtube.com/watch?v=tuZxFL9cGkI film pt. “Gas Station Fire, Static Electricity Starts a Flash Fire”.
• [8] www.elektrostastyka.gig.eu
• [9] Strojny J., Elektryczność statyczna w pytaniach i odpowiedziach, WNT, 1979.
• [10] Rydarowski H., Tworzywa sztuczne w górnictwie – nowe tendencje, „Wiadomości Górnicze”, Issues 7–8, 2005.
• [11] Bieniek D., Antidotum na elektryczność statyczną w tworzywach, „Rynek Tworzyw”, Issue 9, 2006.
• [12] Gajewski A., Elektryczność statyczna: poznanie, pomiar, zapobieganie, eliminacja, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, 1987.
• [13] Kędzierski P., Dokumentacja pracy statutowej Badanie właściwości materiałów antystatycznych w zależności od czasu użytkowania, Główny Instytut Górnictwa, 2012.
• [14] Simorda J., Staroba J., Elektryczność statyczna w przemyśle, WNT, 1970.
• [15] Pazdro K., Uwaga elektryczność statyczna, Instytut Wydawniczy CRZZ, 1972.
• [16] Kędzierski P., Wpływ czasu użytkowania wyrobów na wartości parametrów rezystancyjnych, X Jubileuszowe Sympozjum El-Tex Pola Elektrostatyczne i Elektromagnetyczne – nowe materiały i technologie, 2012.