靜電在成品油管道輸送過程中的產生與防范

王絢 王泰

（中國石油天然氣股份有限公司管道廊坊輸油氣分公司，河北 廊坊 065000）

引言

油庫中儲存的石油產品如柴油、汽油、機油等，均為不良導體，它們在儲運系統的管道中流動時，與管內壁摩擦容易產生靜電荷，當周圍環境或天氣干燥時，更易產生靜電荷。管道中的這些靜電荷會不斷積累，滿足一定條件后對外放電，會造成嚴重的安全生產隱患，甚至會發生生產事故，如電擊、火災爆炸事故等。

一、靜電的危害

成品油具有易燃易爆易蒸發的特性，其化學性質極其不穩定，當油品的溫度大于該油品的揮發溫度時，則油品產生的揮發氣體將與周圍空氣混合形成爆炸性氣體混合物，當氣體濃度達到爆炸上限時，如遇靜電放電，將產生燃燒或者爆炸。在實際生產中，一個微小而短暫的靜電火花就可能引發熊熊烈火，繼而發生聯鎖爆炸。因此靜電防護具有十分重要的意義。

二、靜電的產生

（一）成品油管道輸送過程中的靜電

成品油在輸送過程中，由于油品分子之間、油品分子與其他物質之間的摩擦，會產生靜電，而靜電的產生與物質的導電性能、介質作業過程有很大關系。根據大量實驗得出：物質的電阻率小于106Ω·cm時，因其本身具有較好的導電性能，靜電則可以很快導出；電阻率大于106Ω·cm且小于1010Ω·cm的物質不易產生靜電；電阻率大于1010Ω·cm且小于1015Ω·cm的物質最易帶靜電，是防靜電工作的重點防控的區間；但當電阻率大于1015Ω·cm，物質就不容易產生靜電，可是一旦產生靜電，就難以導出。如：蒸餾水的電阻率是1×105Ω·cm不易產生靜電，而汽油的電阻率通常為2.5×1013Ω·m、柴油的電阻率通常為7.3×1014Ω·m，兩者很容易產生和積聚靜電。而靜電積聚程度，同樣受介質流速、管道內壁粗糙、流經彎頭和閥門數量、管道上密集濾網、管線出口與油品的距離、較高溫度、干燥空氣等因素影響。靜電會積聚在輸油設備設施上形成高電位，其電量雖然不大，但電壓很高，若不及時導出，當電壓增高到一定程度時，帶靜電物體接觸零電位物體（接地物體）或與其有電位差的人或物體（設備、工器具）時都會發生電荷轉移，就是我們日常見到火花放電現象。

（二）人體靜電的產生

人體靜電的產生有兩個條件，一是空氣干燥，二是穿著不導電的衣物或絕緣鞋。在干燥的冬季，人體的靜電會因積聚無法導出而攜帶靜電，由于電容性差，從而造成雖然電荷量不大，但電壓很高的狀況。當人感覺到電擊時，身上的靜電電壓已＞2kV，當看到靜電的微光時，身上的靜電＞4kV，當聽到靜電的‘噼啪’聲時，靜電已高達7~8kV，對于石油石化行業而言，靜電放電的能量足以引燃爆炸性混合物，造成事故發生。

（三）油品的物性

油流產生的靜電荷與接觸管道帶的電荷等量異號，影響油流帶電的因素也直接影響管道的帶電量。油品導電性是油流帶電的主要與決定性因素，而油品中雜質與油溫決定其導電性。純凈油品分子具有對稱結構，內部正、負電荷的中心重合，整體呈電中性，而油品中含有雜質時，雜質會離解出正、負離子，使流動油品產生靜電荷，管道靜電荷也隨之增加。但并非油品中雜質越多越容易起電，管道中積累電荷量與油品電導率呈“駝峰”型變化，即一定范圍內，管道中電荷量隨油品電導率增加而增加，超過一定范圍時，隨油品電導率增加而減少。

三、靜電的防范措施及實例

（一）管道站內、閥室設備設施接地

（1）按照《中國石化銷售企業油庫與輸油場站接地標準手冊》（2014版試行），在輸油站，用于貯存、輸送、計量、過濾、截斷成品油的設備設施都必須設置接地。如：地上儲油罐需沿罐體周長均勻布置接地點，其罐壁周長間距不應大于30米，且不少于兩組，另明確了儲罐內浮頂、少于五根螺栓連接的油罐附件、油罐儀表、消除人體靜電裝置的接地要求，及相應接地線、扁鐵材質和尺寸，接地連接類型等。（2）其他接接地實例。針對輸送、存儲、檢尺設備設施材質的要求，提出：一是輸送易燃易爆液體的軟管必須采用導電橡膠、導電塑料軟管或有金屬編織層的軟管，（保證確保軟管電阻率小于1×1010Ω·cm，表面電阻率應小于1012Ω·cm）且導電軟管、金屬編織層應可靠接地。二是嚴禁用塑料容器儲存易產生靜電的易燃易爆液體。三是油品取樣過程，必須通過靜電連接線，將取樣口、采樣金屬桶和周圍設備與地網連接。

（二）加速靜電的泄放和中和

靜電接地是最有效，最基本的消除靜電的措施，能有效阻止靜電的積聚。其通過金屬導線將設備設施與大地連接，形成通路，使油罐、輸油泵、管道上的電荷加速泄漏，或是設備間用金屬導線跨接，消除設備間的電位差，形成等電位，降低火花放電的可能性。接地的部位如下：管道在轉彎、變徑和分岔處；室內金屬管道與附件通過工藝設備作防靜電接地，附件可不另作跨接。

（三）管道輸送中防護措施

(1)導走管道中的靜電荷。對于金屬管道必須接地，同時管路系統中的各種法蘭、閥門等須有效跨接，利用接地導線引入大地，導走管道中存在的靜電荷，減少靜電荷的積累而對外放電；對于絕緣管道，通過在管材中加入導電粒子，提高管道的導電性，或者在管道內壁裝設導電絲網，導走管道中的靜電荷，同時還可以保持絕緣管道的強度。(2)保持管道內壁光滑。油品流動時與管內壁摩擦，不可避免地會產生靜電荷，而內壁越粗糙，油品與管壁接觸面積就越大，沖擊與分離的機會就更多，進而產生更多的靜電荷。因此，必須保持管道內壁光滑，盡量減少管路中拐彎、縮口、閥門等的使用。

結語

對于管道企業，只有在油品質量上降低電阻率，在設計源頭防止湍流和沖擊，在施工階段嚴格實施設備設施防靜電接地，在操作過程中嚴格落實操作規程和企業規章制度，在直接作業環節落實特種設備作業管理制度要求，才能有效杜絕靜電事故的發生。