製造業的無形殺手:靜電爆炸與預防

2025/06/13

 提到「靜電」最快想到的是穿脫衣服、觸碰開關或物品會產生「啪!啪!」,通常僅會造成短暫的不適,但若發生在工業製造環境中,卻是引發嚴重工安事故的隱形殺手。歷史案例顯示,從樹脂廠的粉塵爆炸到易燃液體輸送過程中的大爆炸,很多都是因為靜電引起的。因此,了解靜電的成因並實施預防措施,對於高風險產業的相關人員至關重要 。

什麼是靜電?靜電如何產生?

所有物體都帶有正電和負電。正常情況下,正負電數量相等,處於平衡狀態。當兩個物體相互「接觸」、「摩擦」或「剝離」時,其中一個物體的負電會轉移到另一個吸引負電較強的物體,導致正負電數量失衡,產生「帶電」狀態,這就是「靜電」 。

什麼情況容易產生靜電

  1. 固體摩擦或剝離:塑膠、橡膠、化學纖維等材料在相互摩擦或剝離時會產生靜電。
  2. 粉塵流動與碰撞製造過程中,塑膠粉末、化學粉末、金屬粉末、煤炭粉末、食品粉末等在高速流動並與設備摩擦、碰撞時會產生靜電。
  3. 液體流動:石油、有機液體以及低導電性液體(如油或燃料)在管道、軟管、過濾器中流動,或在填充/裝卸過程中,特別是在非導電管道中,會與設備摩擦、碰撞產生靜電。
  4. 噴射與塗佈操作:石化工業中高壓原料氣體洩漏,或氣體、液體、粉塵從狹窄開口噴出時,會產生靜電。這也包括靜電塗佈過程,其中電荷被有意地施加到油漆或粉末上。
  5. 水或水氣噴射:例如使用噴水沖洗儲油庫或油罐車時可能發生放電現象。
  6. 人員移動:工作人員行走時鞋底與地板的摩擦,或手臂與身體的摩擦,都可能在身體上產生並累積電荷 。
  7. 其他工業過程:混合、攪拌、輸送帶、快速熱變化以及兩相流(液體與氣體或液體與固體)也是靜電電荷的重要產生源。

靜電爆炸的條件因素

當「易燃物質」、「氧氣」和「引火源」三要素同時存在時,就會引發爆炸 。若靜電積聚到一定程度產生熱能或火花,與環境中的易燃物質(如汽油、乙醇、澱粉、糖粉、化學藥品等)結合,便會引發大爆炸,對廠區及人員生命造成危害 。半導體、電子、面板、造紙、紡織、印刷、化工、塗料、石化、橡膠、塑膠、電力電子、食品加工、製藥等製造廠最容易存在高風險的爆炸性環境,因此必須全力避免靜電爆炸的發生。

如何防止靜電爆炸

  • 靜電控制標準:遵循系統化和合規的靜電控制標準,例如NFPA 77、IEC 60079。
  • 設備選擇:在危險區域,必須優先選擇導電或抗靜電設備。非金屬設備外殼、配件或塗層因其絕緣特性,需要特別注意靜電問題。此外,在危險區域必須使用防爆性能的電氣設備。
  •  材質選擇:應選用本質上導電或經過特殊處理的材料,以減少靜電積累。非金屬物體表面應具備適當的導電性(例如靜電耗散或抗靜電特性),以允許電荷緩慢耗散,而非突然放電 。
  • 表面電阻控制:控制設備的表面絕緣電阻以減少靜電積累。
  • 靜電消除設備:安裝靜電消除器,如離子風槍、靜電消除器或靜電中和系統,特別是針對無法接地的必要絕緣體(如電路板材料、某些設備封裝)進行電荷中和。
  • 接地措施:依照環境需求,導體設備可使用「接地」或「搭接」設備,避免靜電積聚和放電。若是在危險區域就須選用有防爆功能的設備,像是三左的「防爆靜電接地系統」。
  • 環境控制:將工作環境濕度控制在30%~70%之間,以減少靜電產生 。
  • 人員規範:工作人員應穿著導電鞋和防靜電服裝,並遵守靜電防護操作規範 。
  • 定期檢查:定期檢查和維護設備,確保防靜電功能正常且有效 。
  • 防災教育與訓練:定期對員工進行靜電相關知識和災害預防的宣導與演練 。

「靜電」常常隱而不見,卻是製造環境中一個重大且普遍存在的危害,能夠導致嚴重的工業火災、爆炸和昂貴的設備損壞。準確、詳細且符合安全標準,是預防工業事故、保障人員、資產和企業長久營運的關鍵。三左為台灣防爆領導品牌,不僅有優質的防爆產品,更有具國內外證照的工程師提供專業防爆諮詢與教育訓練服務,歡迎與我們聯絡 (07)226-8736或加入LINE官方帳號諮詢

消息出處:三左防爆e學院