W ostatnim czasie światło dzienne ujrzało kilka filmów przedstawiających jak przelewanie, mieszanie czy transfer rurociągami cieczy mogą prowadzić do jej elektryzacji, a w konsekwencji wyładowania elektrostatycznego i zapłonu atmosfery wybuchowej. W Polsce do jednego z najtragiczniejszych zdarzeń wywołanych wyładowaniem elektrostatycznym doszło pod koniec 2014 roku, kiedy to spłonęła znaczna część zakładu produkującego opakowania dla przemysłu spożywczego oraz chemii gospodarstwa domowego.
Co przedstawia film
Pierwszy film pokazuje jak zwykłe napełnianie plastikowego (nieprzewodzącego) kanistra powoduje ładowanie elektryczne znajdującego się w jego wnętrzu paliwa, co w konsekwencji może prowadzić do przeskoku iskry i zapłonu atmosfery wybuchowej. Dwa kolejne filmy pokazują rzeczywiste zdarzenia do jakich doszło w czasie przelewania / transferu palnych cieczy.
Wyjaśnienie zjawiska zapłonu atmosfery wybuchowej od wyładowania elektrostatycznego
Przelewanie, mieszanie czy transfer cieczy powodują jej elektryzację. Jeśli we wspomnianych procesach wykorzystujemy zbiorniki, kanistry czy węże lub rurociągi z materiałów izolujących, ciecz będzie gromadzić ładunki elektrostatyczne, zwiększając tym samym swój potencjał elektrostatyczny. Jeśli w pobliżu cieczy znajduje się element o niższym potencjale elektrycznym, to pomiędzy cieczą a tym elementem wytwarza się pole elektrostatyczne. W chwili, gdy jego wartość przekroczy wytrzymałość przebiciową atmosfery dochodzi do wyładowania elektrostatycznego. W przypadku cieczy łatwopalnych iskra może doprowadzić do zapłonu atmosfery wybuchowej.
To czy dojdzie do zapłonu w dużej mierze zależy od tego czy energia wyładowania elektrostatycznego przekroczy minimalną energię zapłonu atmosfery wybuchowej (MEZ). Należy jednak podkreślić, że MEZ dla par cieczy jest bardzo niska i w zdecydowanej większości przypadków nie przekracza 1 mJ.
Dla przykładu, energia wyładowania elektrostatycznego pochodzącego od wiadra, człowiek i cysterny drogowej wynosi odpowiednio 9, 90 i 2250 mJ (na potrzeby obliczeń założono, że pojemność człowieka, wiadra i cysterny wynosi odpowiednio 20, 200 i 5000 pF a ich naładowanie elektryczne może osiągnąć poziom 30 kV).
