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在化工、油气、制药、涂装和粉体输送装置中,经常能看到法兰两侧连接金属编织带,控制柜门与柜体之间连接柔性导线,储罐、管道和装卸设施接入静电接地系统。
这些连接形式相近,承担的作用不同。
静电跨接用于保持两个导电部件之间的电位接近;静电接地用于将设备积聚的电荷导入接地系统。现场检查不能只看有没有导线,还要确认连接对象、导电连续性和检测结果。
一、静电跨接解决什么问题
液体流动、粉体输送、过滤、搅拌、喷射和皮带运行会造成电荷分离。电荷积聚在管道、容器、阀门、设备外壳或活动部件上,相邻部件之间缺少稳定导电连接时,便会形成电位差。
静电跨接是在两个导电部件之间建立明确的电荷通路,使电荷重新分布,降低部件之间发生静电放电的条件。
常见跨接对象包括: 法兰两侧的管段; 设备门板与柜体; 可拆卸盖板与设备主体; 非金属软接头两端的金属管道; 金属软管与固定设备; 装卸车辆与装卸设施。
判断是否设置跨接,应先识别连接部位是否被垫片、涂层、绝缘件、软连接或活动结构隔开。
二、金属法兰不等于稳定导通
即使法兰和螺栓都为金属,连接处不一定能始终具备稳定的电气连续性。
现场常见影响因素包括密封垫片不导电;法兰表面带有油漆或防腐层;螺栓、螺母及垫圈发生锈蚀;接触面附着油污、粉尘或密封材料;管路中设有橡胶接头、绝缘接头或非金属短节;设备振动造成紧固件松动;检修、补漆或更换垫片后,原导电状态发生变化。
因此,机械连接和电气连接应分别确认。
以现行GB 12158—2024《防止静电事故通用要求》第9.10和第9.11条规定:
所以应先确认管道是否有静电防护要求,再检查法兰连接形式,然后再测量连接处电阻。
三、法兰跨接怎样安装才有效
法兰跨接出现异常,问题多集中在端子和接触面,而不是导线中段。
1、端子接触金属基体 因为即使跨接端子压在油漆、锈层或厚防腐层上,而且外观完整,但实际通路仍有可能处于断开状态。 因此,连接位置应露出金属基体,端子紧固后还需设置防松措施。测试合格后,再根据使用环境恢复防腐处理。而且防腐材料不得进入端子与金属基体的接触面。
2、导线适应振动和位移 对于存在振动、开合、拆装或可能发生轻微位移的部位,应该采用柔性编织导体作为跨接线,来降低机械应力的影响。 导线长度要留出活动余量,不能绷紧,也不能垂落在易受踩踏、碰撞、摩擦或卷入的位置。跨接线承担导电作用,不承担管道拉力和设备固定作用。
3、材料适应现场环境 因为潮湿、盐雾、酸碱介质和露天环境会加快导体、端子及紧固件的腐蚀。所以选择材料时,应核对导体、端子、紧固件与设备基体之间的适配情况。 检查时应关注: 编织带根部是否断股; 压接端是否松动; 接线螺栓是否锈蚀; 接触面是否重新被油漆覆盖; 导线是否受到拉扯或摩擦。
4、拆装后重新确认 更换阀门、垫片、软连接和过滤器时,或对设备进行补漆后,原有导电状态会发生变化。因此在恢复使用前,技术员应着重检查跨接线是否复位,并重新测量连接通路。
四、设备外壳需要跨接
一台金属设备往往由主体、门板、盖板、检修口、电机、风机、防护罩和金属软管等部件组成。
它们在机械结构上连接,电气上未必连续。
以柜门控制为例,柜门依靠铰链与柜体连接。而铰链处常有润滑脂、油漆、氧化层或塑料垫件,也会开合和磨损情况的影响。因此,柜门与柜体之间通常设置柔性跨接线,不会把铰链作为单一导电通路。
现场检查设备外壳时,不能只确认设备主体是否接地,还要逐个检查柜门与柜体;可拆卸盖板与主体;防护罩与设备框架;电机、风机与安装底座;减振垫上的金属设备;非金属软连接两侧的金属部件;金属软管与端部接头等是否接地。其中任何一个部件被绝缘隔开,都会形成独立导体。 五、静电跨接与静电接地的区别
静电跨接处理部件之间的电位差 跨接连接两个或多个导电部件,使其保持接近的电位。 例如法兰两侧,柜门与柜体,主体与盖板,软连接两端,设备与金属支架。 它处理的是设备内部或相邻部件之间的电气连续性。
静电接地处理设备与接地系统之间的连接 静电接地将设备、容器、管道或车辆连接到接地系统,为积聚电荷提供泄放通路。 例如储罐接入接地网;灌装设备接入接地干线;槽车装卸前连接静电接地装置;管道系统按设计要求设置接地点。 它处理的是设备整体相对于大地的电位。
两者不能互相代替 设备主体已接地,不代表柜门、盖板、法兰另一侧和软连接后的管段均已导通。 多个部件完成跨接,也不代表整套设备已与接地系统连接。 现场检查应先确认各导电部件之间有连接,再确认整套系统是否与接地装置连接。
六、跨接正常,设备也带电?
将绝缘垫片装在两段金属管道之间,在法兰两侧设置跨接线。而两段管道之间具备导电通路,局部电位差得到控制。
如果整条管道没有接入静电接地系统,物料流动产生的电荷仍会积聚在管道整体上。此时,各管段之间电位接近,但管道整体相对于大地仍处于带电状态。 人员、工具或接地金属件靠近时,仍具备放电条件。
因此,在现场检测过程中,应分别对跨接通路和接地通路进行测量,两项检查缺一不可。
七、不能套用同一判断条件
通用标准给出了法兰连接电阻和螺栓连接的判断要求,专项场所还有更具体的规定。
例如,GB 50156—2021《汽车加油加气加氢站技术标准》第13.2.12条规定,爆炸危险区域内工艺管道的法兰、胶管两端等连接处应采用金属线跨接;法兰连接螺栓不少于5根,并处于非腐蚀环境时,可不另设跨接。
但该条款只适用于汽车加油、加气和加氢站,但不能直接适用到所有化工装置。所以标准要求不一致时,应先确认标准适用范围。
八、静电跨接不能代替保护接地
静电跨接、静电接地、电气保护接地和防雷连接均使用导体,但承担的任务不同。
静电跨接传导静电荷,正常电流较小。
保护接地常用于电气绝缘故障。但当带电导体碰壳时,保护导体需承受故障电流,并配合保护装置切断电源。
防雷连接用于传导雷电流,对导体截面、路径、连接方式和敷设形式另有要求。
设备上已有静电跨接线,不能据此认定保护接地已经符合要求;设备有保护接地线,也不能据此认定门板、盖板和法兰连接处均具备稳定的静电通路。
静电跨接不能停留在安装环节。检修、拆装、补漆、腐蚀和振动都会改变连接状态,检查与检测应纳入设备管理记录。
九、结语
静电跨接的判断,不是看见法兰就装线,也不是装上导线便结束。
应确认: 法兰两侧管段是否连续; 设备外壳与门板、盖板、软连接和独立金属部件是否导通; 整套设备与接地系统之间是否形成稳定通路。
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