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哪些管道需要靜電接地/跨接?

目前,國內不同的設計院,對于哪些管道需要靜電接地,哪些管道需要靜電跨接有著截然不同的做法。對今天,我們一起探討下。


標準規范的要求

管道靜電接地的國家和行業標準不多,主要有GB12158-2006防止靜電事故通用導則、HG/T20675-1990化工企業靜電接地設計規程、SH3097-2017石油化工靜電接地設計規范等,GB50235-2010工業金屬管道工程施工規范則有專門的章節對管道靜電接地實施做出規定。有些大型的過程行業生產性公司和工程設計建造企業,對管道靜電接地設計有企業級的規定,如SDEP-SPT-PD2206-2008管道靜電接地設計規定;這些企業級的規定,往往比較具體,可以作為管道靜電接地范圍界定的參考依據。如下管道應進行靜電接地:


1)位于爆炸和火災危險區內的管道應進行靜電接地。在爆炸和火災危險區內,可能存在可燃氣體和可燃粉塵集聚,如果產生電火花,可能引起火災或爆炸事故。爆炸和火災危險區內的強、弱電設施均需要選用防爆型,就是為了防止在電氣設施使用過程中產生點火花,引燃或引爆可燃氣體或可燃粉塵。如果爆炸和火災危險區內的管道不能良好接地,靜電集聚到一定程度發電而產生電火花,有可能引起火災或爆炸事故。

2)氧氣管道應進行法蘭處導線跨接以便可靠接地。氧氣是一種特殊的介質,其本身不燃燒,卻是強氧化劑,在純氧的環境中,鋼管本身是可以被點燃的。因此雖然氧氣不屬于可燃介質,但純氧管道必須接地良好。

3)氣力輸送固體顆粒管道應進行法蘭處導線跨接以便可靠接地。氣固管道在運行過程中會產生大量靜電,必須保證管道接地良好,快速轉移電荷,防止大量靜電集聚。

4)平行敷設的管道,凈距小于100時,應每隔20m,設置靜電跨接。近距離平行敷設的管廊,為保證兩根管道等電位,需要每隔20m設置跨接。

5)管道進出裝置界區處應進行靜電接地,防止界外管道和裝置內管道間電荷的相互轉移。


關于靜電接地的說明

管道的靜電接地,分為直接接地和間接接地兩種。直接接地,就是管道靜電接地設施直接連接裝置主干接地網;間接接地,指管道自身通過螺栓連接或法蘭跨接,繼而與已接地的設備或者鋼結構連接,間接與裝置主干接地網連接。所有的設備均設置有靜電接地,而所有的管道均與設備相連接,絕大多數管道均為間接接地。


常見疑問之一

在工程實施過程中,不少人認為,只有可燃介質才需要靜電接地,非可燃介質如,儀表風、工廠風、氮氣等不需要靜電接地。我們知道起火或爆炸發生需要三個條件:一)存在可燃介質,二)可燃介質和氧氣接觸,三)存在足夠引燃可燃介質和氧氣混合物的火花。這三個條件缺一不可。


由靜電引發的火災或爆炸事故,一定是由于靜電放電產生電火花引燃或引爆泄漏到管道或設備外部的可燃氣體或可燃粉塵與氧氣的混合物而產生的。只要存在可燃氣體或可燃粉塵集聚的區域,都存在因靜電放電或引發火災或爆炸的風險。故判斷一般管道是否需要接地的依據,不是其內的介質是否可燃,而是其是否位于火災和爆炸危險區域內。


關于在爆炸和火災危險區內的管道應該靜電接地,在HG20675中是給出了明確的說法,其第2.1.1條規定“對爆炸和火災危險環境內可能產坐靜電危害的物體,應采取工業靜電接地措施”。


有觀點認為,水是導電的,所以水管道、蒸汽管道不需要接地。事實上,蒸汽不是電的良導體;水本身也不導電,導電的是存在導電離子的水。而流程工業的很多水,如鍋爐水、除氧水、蒸汽冷凝液等都除去了大部分導電離子,其導電性能并不好。即使是循環水,為了減少換熱設備結垢,也是經過軟化處理,脫除了大部分的鈣鎂離子。除非經過實驗證明工藝裝置所用的水在管道內有良好的導電性,不能認為水是導電的而取消爆炸和火災危險區內蒸汽和水管道的靜電接地要求。


常見疑問之二

有人認為,采用金屬螺栓連接的法蘭不用靜電接地,理由是SH3097第4.3.3條規定“當金屬法蘭采用金屬螺栓或卡子緊固時,一般可不必另裝靜電連接線,但應保證至少有兩個螺栓或卡子間具有良好的導電接觸面?!边@種理解是不正確的。這條規范是說在滿足一定前提下,法蘭可不另行設置導線跨接,并不是說可以取消管道的靜電接地要求。管道的靜電接地要求并不等于要設置靜電跨接。


管道的靜電接地,分為直接接地和間接接地兩種。直接接地,就是管道靜電接地設置直接連接裝置主干接地網;間接接地,指管道通過與已接地的設備或者鋼結構連接,間接與裝置主干接地網連接。所有的設備均設置有靜電接地,而所有的管道均與設備相連接,絕大多數管道均為間接接地。


是否設置導線跨接,不僅僅要看設計要求,還要看接頭之間的實測電阻。設置導線跨接的必要條件有兩個,首先是設計有靜電跨接要求。其次,大部分介質(除純氧、氣固混合物以及氫氣),只有接頭兩側實測電阻大于0.03歐姆時,才需要設置導線跨接。要說明的是,有靜電接地要求的,不管做不做實體跨接線,電阻檢測是必要程序。另外,對一些特殊的介質,不管接頭之間的實測電阻是否小于等于0.03歐姆,均應設靜電跨接。這些介質包括純氧、氣固混合物以及氫氣。前兩者需要設置跨接的原因前面已經闡述,而氫氣是因為分子量小,極易泄漏,且爆炸極限范圍廣,引燃電流小、為安全起見、應設置高等級的靜電接措施。



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