Statik elektriklənmənin yaranma səbəbləri və onun yaratdığı yanğın təhlükəsi

4.6. Sənayedə statik elektriklənmə təhlükəsinin

aradan qaldırılması yolları
Statik elektriklənmə sənayedə bir sıra problemlərə səbəb olmuşdur ki, onların da içərisində başlıcası yanğın və partlayışdan mühafizə, texnoloji prosesin pozulmasının qarşısının alınması: insan orqanizminə fizioloji təsirdən mühafizə məsələləridir.

Statik elektriklənmə nəticəsində baş verən yanğın və partlayış aşağıdakı şəraitlərdə əmələ gəlir:

a)statik elektrik yükləri elektrik sahəsi gərginliyi yaratdığı zaman qığılcım əmələ gəldikdə;

b)statik elektrik boşalmasının enerjisi yanar qarışığın alınması üçün kifayət qədər olduqda.

Boşalma mümkün olan elektrik sahəsinin orta gərginliyi kəskin qeyri-bircinsli elektrik sahəsi üçün 4∙10^2- 4∙10² kV/m, zəif qeyri-bircinsli sahə üçün 5∙10^2- 20∙10² kV/m və bircinsli elektrik sahəsi üçün 30∙10² kV/m təşkil edir.

Qığılcımla alışma təhlükəsi buxar hava qarışığının maksimum alışma enerjisinin artması ilə azalır.

Statik elektrik boşalması minimum alışma enerjisi 100 Mqcoul və daha çox olan qarışıqları alışdırmaq qabiliyyətinə malik olmur.

Statik elektriklənmədən mühafizə üsullarını iki qrupa ayırmaq olar. Birinci qrupa qarşılıqlı təsirdə olan materiallarda statik elektrik yükləri toplanmasının qarşısını alan üsullar daxildir. Bu üsullara qurğuların metal və elektriki keçirən qeyri-metal elementlərinin yerlə əlaqələndirilməsi, dielektriklərin səthi və həcmi elektrik keçirməsinin artırılması, həmçinin digər üsullar, o cümlədən kontrakt cütlərinin seçilməsi daxildir. İkinci qrup üsulları yüklərin artırılması, həmçinin digər üsullar, o cümlədən kontrakt cütlərinin seçilməsi daxildir. İkinci qrup üsullar yüklərinin yığılması imkanını aradan götürmür, lakin onların təhlükəli təsirini aradan qaldırır. Bu halda ya texnoloji qurğular üzərində statik elektriklənmə neytrallaşdırıcıları qoyulur və yaxud da texnoloji proseslər elə mühitdə aparılır ki, statik elektrik boşalması yanğın və partlayış ehtimalı yaranmasın.

Qeyd etmək lazımdır ki, bütün keçirici qurğular və elektriki keçirən qeyri-metal əşyalar statik elektriklənməyə qarşı başqa üsulların tətbiq olunub-olunmamasından asılı olmayaraq, mütləq yerlə əlaqələndirilməlidir.

Qeyri metal qurğular o vaxt elektrostatik yerlə əlaqələndirilmiş hesab edilir ki, onların daxili və xarici səthlərinin istənilən nöqtəsində cərəyanın yerə axmasına qarşı müqavimət, havanın nisbi nəmliyi 60%-dən çox olmadığı şəraitdə, 10⁷Om-dan yüksək olmasın. Belə müqavimət partlayış təhlükəsi olmayan mühitdə 10^-1 saniyə həddində olan sabit relaksasiya müddətini təmin edir.

Relaksasiya müddəti sabiti əşyanın və ya qurğunun yerlə əlaqələndirmə müqaviməti R və onun tutumu C ilə aşağıdakı asılılıq üzrə əlaqədardır:

(4.3)

Əgər tutum (C) azdırsa, cərəyanın axmasına müqavimət 10⁷ Omdan yüksək ola bilər. Yalnız statik elektriklənmədən mühafizə üçün nəzərdə tutulmuş yerlə əlaqələndirmə qurğularının müqaviməti 100 Om-dan çox olmamalıdır.

Boruları, aparatları, dəzgahları özündə birləşdirən texnoloji xətt fasiləsiz elektrik zənciri təşkil edir və o, sex daxilində yerlə əlaqələndirmə konturuna ən azı iki yerdən birləşdirilməlidir.

Tez alışan mayelərlə və ya sıxılmış qazlarla doldurularkən avtoçənlər, təyyarələr, gəmilər yerlə əlaqələndirilirlər. Dielektrik səthlərlə intensiv qarışıqları təsirdə olan maşın və alətlərin hissələri yerlə əlaqələndirilməlidir. Lakin yerlə əlaqələndirmə heç də həmişə statik elektriklənmədən mühafizə problemini həll etmir. Məsələn elektriklənmiş maye ilə doldurulan çəni yerlə əlaqələndirdikdə yalnız mayenin daxilindən onun divarlarına axan yüklərin yığılması aradan qaldırılır. Lakin bu heç də mayedə yüklərin yox olması prosesini sürətləndirmir. Buna baxmayaraq çənin yerlə əlaqələndirilməsi böyük rol oynayır. O divarlarla potensialın əmələgəlmə imkanını və çəndən yerə elektrik boşalmaların inkişafını aradan qaldırır.

Elektriklənmiş maye axınından yüklərin kənar edilməsinin daha çox yayılmış üsulu doldurulan çənin girişində qoyulmuş relaksatorların istifadə olunmasıdır.

Relaksatorların fəaliyyəti ona əsaslanır ki, boruda hiss olunacaq sürətlə hərəkət edən və elektriklənən maye relaksasiya tutumuna düşərək öz hərəkət sürətini kəskin azaldır. Nəticədə elektriklənmə prosesi praktiki olaraq kəsilir, həm də mayenin elektrik keçirməsi hesabına yüklərin tutumun yerlə əlaqələndirilmiş divarına axması baş verir. Yəqindir ki, səmərəli iş üçün relaksasiya tutumu elə formaya malik olmalıdır ki, burulğanların əmələ gəlməsi minimuma ensin. Bu tələbi borunun böyük diametri, həm giriş, həm də çıxış hissələri konusvari olan sahəsi daha yaxşı ödəyir.

Elektrik yüklərinin tam kənar edilməsi üçün iynəli neytrallaşdırıcılardan istifadə edilir. Burada qalın dielektrik divar rolunu silindrik metal gövdəni dolduran, nəql olunan maye təbəqəsi yerinə yetirir.

Gövdənin divarlarında iynəvarı elektrodlar elə bərkidilməlidir ki, onların iti ucu axın nüvəsinə çatsın.

İynəvarı elektrodların uzunluğu neytrallaşdırıcının gövdəsinin radiusuna bərabər elə hazırlanır ki, onların iti ucları neytrallaşdırıcının oxu üzərində yerləşsin. Bir kəsikdə bir elektrod yerləşdirilir. Elektrodlu kəsiklər arasındakı məsafə 0,25 -0,40 m olur. Sonrakı hər kəsikdə elektrod elə istiqamətdə yerləşdirilir ki, o əvvəlki elektroda nəzərən 120⁰ bucaq altında olsun. Elektrodlu kəsiklərin sayı 3-4-dən çox, gövdənin uzunluğu isə 1-2 m olur.

Yanacaqlar çox vaxt tutumlara doldurulmamışdan əvvəl filtrdən keçirilir. Filtrin hazırlandığı materialların təbiətindən, yanacağın nəql olunma sürətindən asılı olaraq elektriklənmə baş verir. Yanacağın filtrdən keçərkən mümkün qədər az elektriklənməsinin mühüm əhəmiyyəti vardır.

Filtrləmə zamanı yanacaqda əmələ gələn elektrostatik yüklərin azalması üçün müxtəlif materiallardan olan filtrdən istifadə olunmalıdır. Bu zaman filtr özü elektrostatik yüklərin neytrallaşdırılmasına çevrilə bilər. Buna yanacağın iki paralel və ya ardıcıl yerləşdirilmiş əks işarəli yüklərlə yüklənən filtrlərdən keçməsi ilə nail olmaq olar. Bu üsulun köməyi ilə müxtəlif filtrlərdən keçən yanacaq axınını elə nizamlamaq olar ki, yanacaqda elektrostatik yüklərin maksimum azalması təmin olunsun.

Axınların qarışdırılması və əks işarəli yüklərin qarşılıqlı neytrallaşması çıxış borusunda baş verir.

Kombinələşdirilmiş filtr raket müxtəlif materiallardan hazırlanmış eyni miqdarda elementlərə malikdir.

Minimum elektrikləşdirici xassəyə malik və paralel filtrləyici arakəsməyə malik filtr istifadə olunduqda yanacağın elektriklənməsi baza filtrləri tətbiq olunduğundan 4-6 dəfə az olur. Bəzi hallarda isə tamamilə müşahidə olunur.

Bu üsulun nöqsanı ondan ibarətdir ki, filtrləyici materialların məsamələrinin çirklənməsi zamanı sistemin tarazlığı pozula bilir. Bundan başqa filtrləyici arakəsmələr üçün materiallar seçilməsi də çətinlik törədir. Həmin arakəsmələr təxminən eyni filtrləyici xassəyə malik olmalı və yanacaqda əks polyarlıqlı elektrostatik yüklərin əmələ gəlməsinə şərait yaratmalıdır.

Sənayedə statik elektrik təhlükəsini aradan qaldırmaq üçün müxtəlif mühafizə üsulları vardır. Lakin onların ən əlverişlisi antistatik aşqarların tətbiqidir.

Digər mühafizə üsullarından fərqli olaraq antistatik aşqarların tətbiqi həm sənaye xammalları və məhsullarının elektrik keçiriciliyinin artmasına səbəb olur, həm də statik elektriklənmə təhlükəsinin, demək olar ki, tamamilə aradan qaldırılmasını təmin edir.

Qeyd etmək lazımdır ki, əgər bərk maddələrin statik elektriklənməsi əsasən əmək şəraitini pisləşdirirsə, insan orqanizmində gedən fizioloji proseslərə mənfi təsir edirsə, məmulatın həddən artıq, çirklənməsinə səbəb olursa, mayelərin statik elektriklənməsi daha kəskin təhlükə törədir. Onlar statik elektrikləndikdə partlayış və yanğın təhlükəsi baş verir. Əgər bu cür hadisə neft məhsulları istehsal edən zavodlarda, onların saxlandığı sahələrdə baş verərsə bunun nəticəsi daha ağır olar. Bu onunla izah edilə bilər ki, elektriklənən maye üzərində olan hava-buxar qarışığının alışması üçün lazım olan enerji hava-toz qarışığının alışmasına lazım olan enerjidən 100 dəfələrlə az olur.

Beləliklə, mayelərin statik elektriklənmədən mühafizə üsullarını müqayisə edərək belə bir nəticəyə gəlmək olar ki, digər üsullarla müqayisədə antistatik aşqarların tətbiqi üsulu daha əlverişli sayılmalıdır.

Çoxsaylı təcrübələrlə müəyyən olunmuşdur ki, karbohidrogen yanacaqlarının elektrik keçiriciliyi müəyyən qədər artırıldıqda, əmələ gələn statik elektrik yükləri çox sürətlə yox olur, elektrik boşalması və partlayış təhlükəsi praktik olaraq aradan qalxır. Axın nəticəsində yüklərin yox olmasını relaksasiya adlandırmaq qəbul olunmuşdur. Relaksasiya müddətini miqdarca qiymətləndirmək üçün yarım yoxolma müddəti anlayışı qəbul edilmişdir. Bu yüklərin yarısının yox olmasına kifayət edən müddəti ifadə edir. Yarım yox olma müddəti t_p və ∆ elektrikkeçirmə arasındakı aşağıdakı asılılıq mövcuddur:

(4.4)

Qeyd edək ki, t_p = 1,44 olduqda yüklərin tam relaksasiyası baş verir. Hal-hazırda istehsal olunan reaktiv yanacaqlar üçün yüklərin relaksasiya müddəti bir neçə saniyəyə bərabər olur ki, bu da partlayış və yanğın törətmək üçün kifayət edir.

Antistatik aşqarlar yanacağın elektrik keçirməsini hiss olunacaq dərəcədə artırır və bununla statik elektrik yüklərinin sürətli relaksasiyasını təmin edir.

Karbohidrogen yanacaqları üçün antistatik aşqarlar tətbiq sahələrinə və onlara verilən tələblərə görə iki qrupa bölünür. Birinci qrup aşqarlar yuyucu maye kimi tətbiq edilən benzin və kerosinlər üçün tətbiq olunur. İkinci qrup aşqarlar isə aviasiya benzinlərinə və kerosinlərə əlavə olunur. Hazırda maşınqayırmanın müxtəlif sahələrində hissələri texnoloji çirklənmədən təmizləmək üçün karbohidrogen həlledicilərdən geniş istifadə olunur.

Qeyd edək ki, karbohidrogen yuyucu maddələrdə statik elektriklənmə təhlükəsini aradan qaldırmaq üçün ən yaxşı üsul antistatik aşqarların əlavə olunmasıdır. Yuyucu maddə kimi istifadə olunan karbohidrogen maye işləndikdən sonra yanacaq kimi tətbiq olunmadığından ona əlavə edilən antistatik aşqara bir o qədər ağır tələblər irəli sürülmür. Lakin karbohidrogen yuyucu maddələr üçün antistatik aşqarlar kifayət qədər effektli olması, zərərli olmamağı və baha olmamağı yuyulan məmulatın səthinin keyfiyyətini pisləşdirməməlidir.