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防静电软管及其防爆区适用性

非金属材料制成的各类软管由于各自独特的性能优点,已经广泛应用于各类液体、气体、固体物料的输运。软管总成内由于物料介质输运时的摩擦,会产生并积累静电;由于采用氮气、蒸汽吹扫软管、由于采用溶剂清洗,也都会产生并积累静电。当软管上静电能量积累在一定水平而没有得以泄放,在各种情况下,比如软管与其它管道、罐体等对接时,会产生静电泄放火花,成为爆炸性气体环境的引燃源。各类防静电安全指南、各类危险品操作规范、各类软管标准,都对防静电软管及其使用进行了界定。其中,非金属材料软管的导静电性,是安全使用的基础,需要从“导静电”,这个基础的基础开始加以分析和理解;从而能安全、正确地选用、使用非金属材料软管。


国标防止静电事故通用导则》(GB12158-2006)

3.1 静电导体static conductor在任何条件下,体电阻率小于或等于1×106Ω/m的物料及表面电阻率等于或小于1×107Ω的固体表面。

3.2 静电亚导体static sub-conductor在任何条件下,体电阻率大于1×106Ω/m,小于1×1010Ω/m的物料及表面电阻率大于1×107Ω,小于1×1011Ω的固体表面。

3.3 静电非导体static non-conductor在任何条件下,体电阻率大于或等于1×1010Ω/m的物料及表面电阻率等于或大于1×1011Ω固体表面。

6.1.2 生产工艺设备应采用静电导体或静电亚导体,避免采用静电非导体。


6.1.8 在静电危险场所使用的软管及绳索的单位长度电阻值应在1x103Ωm1×106Ωm之间。


6.3.11 当用软管输送易燃液体时,应使用导电软管或内附金属丝、网的橡胶管,且在相接时注意静电的导通性。



国际电气委员会 IEC 60079-32-1 规范 爆炸性气氛:静电危害,指南 Explosive atmospheres - Part 32-1: Electrostatic hazards, guidance
7.7.3.4 软管内衬内表面的静电电荷必须能够安全地通过软管管壁得以泄放。软管管壁电阻不得超过 109Ω


欧盟Directive 2014/34/EU指令《拟用于潜在爆炸性气氛的设备和防护系统》(ATEX)

附件 II    拟用于潜在爆炸性气氛环境的设备及保护装置的设计制造的基本健康安全要求

1.3.2.  静电危害
必须以适当措施防止足以造成危险放电的静电电荷



国标《道路运输液体危险货物罐式车辆 第1部分 金属常压罐体技术要求》(GB 18564.1)
6.4.2.5  装卸易燃介质的装卸用管应有导静电功能,其两端之间的电阻值应小于等于5Ω。



复合软管      欧盟标准EN 13765: 2010 用于输送烃类、溶剂和化学品的热塑性多层 (非硫化软管和软管总成》“Thermoplastic multi-layer (nonvulcanized) hoses and hose assemblies for the transfer of hydrocarbons, solvents and chemicals.” 





7.4 Hose assemblies
软管总成

For hose sizes equal to or greater than 50 mm in diameter the resistance should be 1 Ω/m.
对于直径等于或大于50毫米的软管尺寸, 电阻应≤1 欧姆/

For hose sizes less than 50 mm in diameter the resistance should be 2.5 Ω/m.
对于小于50毫米的软管尺寸, 电阻应≤2.5 欧姆/

7.5. Electric Continuity 电导性

There shall be electrical continuity between both internal and external wires and the end fittings.
内部和外部钢丝与端部配件之间应具有电气连续性。

工业复合软管由于其制作结构的特点,不但端到端导静电,而且内外管壁也导静电;且端到端电阻实际一般均小于5 Ω,所以不但适用于防爆区,而且特别适用于装卸易燃易爆介质。


橡塑软管    欧盟标准EN12115-2011《用于液体或气体化学品的橡胶或热塑材料软管及软管总成 - 指标》Rubber and thermoplastics hoses and hose assemblies for liquid or gaseous chemicals - Specification 将软管总成分为  

两类,即
单排(液)型(D),和,
抽排(液)型(SD)

四级,
  
端到端管体导静电(Ω级)
端到端管体导静电(且)内外壁管体导静电(Ω/T级)
端到端跨接导静电(M级)
端到端跨接导静电(且)内外壁跨接导静电(M/T 级)。
 

制定该标准的目的,是要确保软管总成的用户免于火灾、爆炸危险,防止意外泄漏及环境损害。
本标准不适用于其它软管,包括 - 飞机加油软管(EN1361)、加油软管(EN1360)、驳油软管(EN ISO 6806)、致冷剂循环管、油罐车卸油软管(EN1761)、液化石油气LPG软管(EN1762)、消防软管(EN ISO 14557)、油料抽放软管(EN1765)、钻井软管(EN ISO6807)、加油及油气回收软管(EN13483)。本标准也不适用于多层复合软管总成 (EN13765、EN13766)。
 
Ω、Ω/T级导静电软管管体材质是静电导体,其端到端的总电阻值<106Ω;其中,Ω/T级导静电软管的软管内外壁材质都是静电导体,其内外管壁之间的电阻值<109Ω。

            

M、M/T级导静电软管的管体材质不一定是静电导体,通过在两端之间跨接的金属导电线、导电丝而成为静电导体 (端到端总电阻值<102Ω = M级;或端到端+内外壁总电阻值<102Ω = M/T级)。跨接的金属导电线、导电丝,有些是内置的,比较牢靠,比如,螺旋钢丝加强的抽排型橡胶软管,其螺旋钢丝内嵌于橡胶软管加强层中,既加强橡胶软管耐压、耐负压强度,又达到端到端导电的作用。有些则是在橡胶内壁表面嵌入金属丝,或导电条,会出现与接头接触不良、甚或折断等情况。因而M、M/T级软管需要定期检测导电性。
使用M、M/T级导静电软管时,还要注意防止管道、设备等系统中流窜的杂散电流可能造成的安全隐患。
 
Ω/T、M/T级软管不但端到端导静电,而且内外管壁也导静电,安全等级高。可以整体或大部分管体用于防爆区域;可以用于IIA级以上(IIB、IIC级)爆炸性气氛组别。
Ω、M级软管不能整体用于防爆区域,一般只用于部分管体,比如单边接头,处于防爆区域的场合。一般只用于IIA类及以下爆炸性气氛组别
 
    



衬氟软管    欧盟标准 
EN 16643-2016 《橡胶和塑料软管及软管总成 - 非跨接氟塑料(如:聚四氟乙烯PTFE)内衬型》Rubber and plastics hoses and hose assemblies - Nonbonded fluoroplastic lined (e.g. PTFE) hoses and hose assemblies for liquid and gaseous chemicals - Specification
衬氟软管    结构里到外,包含:内衬层(L层,聚四氟乙烯PTFE)、螺旋钢丝(选项)、外编织层(C层,金属或非金属);橡胶保护层(选项)
其导静电性由选定的软管型号的结构确定,比如,带螺旋钢丝的为M级,其端到端电阻小于102Ω;内衬层为导静电材质的为Ω-L,外编织层为金属导静电材质的为Ω-C;内外层均导静电的,标记为Ω-CLΩ级软管外层、内层导静电材质的电阻为 103~106Ω。内衬层为静电非导体的,标记为 I 级 (Isolation)。
M级软管端到端导静电,仅当标注为 Ω-CL 时,内外层均导静电,可以整体或大部分管体用于防爆区域;而当标注为 Ω-C 时,仅外层导静电,不能整体用于防爆区域。

内衬层(L层,聚四氟乙烯PTFE) - 白色半透明;静电非导体;I 级
螺旋钢丝
(不锈钢丝) - 静电导体
外编织层(C层,不锈钢编织网) - 静电导体
M级,Ω-C管 (仅端到端,及外层导静电,内层不导静电;不可整体用于防爆区)



内衬层(L层,聚四氟乙烯PTFE) - 白色半透明;静电非导体;I 级
螺旋钢丝
(不锈钢丝) - 静电导体
外编织层(C层,聚丙烯PP编织网) - 静电非导体
M级管 (仅端到端导静电,外层与内层不导静电;不可整体用于防爆区)




内衬层(L层,聚四氟乙烯PTFE) - 白色半透明;静电非导体;I 级
螺旋钢丝
(不锈钢丝) - 静电导体
外编织层(C层,不锈钢编织网) - 静电导体
外保护层(橡胶) - 静电非导体
M级,Ω-C管 (仅端到端,及外层导静电,内层不导静电;不可整体用于防爆区)





内衬层(L层,聚四氟乙烯PTFE) - 黑色不透明;静电导体
螺旋钢丝
(不锈钢丝) - 静电导体
外编织层(C层,不锈钢编织网) - 静电导体
M级管,Ω-CL (端到端,外层,内层均导静电;可整体用于防爆区)
注:使用溶剂进行CIP清洗时,需要采用内衬层为静电导体的软管




橡胶软管    

氮气橡胶软管 管体管壁电阻 R<106 Ω;适用于防爆0、1、2区,如:危化品装卸区域管道、罐车、储罐等的氮气吹扫、氮封操作等。



气橡胶软管 管体管壁电阻 R<106 Ω;适用于防爆0、1、2区,如:气动隔膜泵压缩空气输送。



气橡胶软管 管体管壁电阻 R<106 Ω;适用于防爆0、1、2区,如:危化品装卸区域管道、罐车、储罐等的蒸汽吹扫、清洗、加热保温等操作




聚氨酯软管

输粉软管 管体管壁电阻 R<109 Ω;适用于防爆0、1、2区













气软管 管体管壁电阻 R<103 Ω;适用于防爆0、1、2区












综上所述,防静电软管不但需要端到端导静电(道路运输危险物料装卸软管两端电阻应小于5Ω),其非金属材质的内衬层也需要为静电导体或静电亚导体,即Ω/T、M/T、Ω-CL等标记的软管。工业复合软管,由于其内外螺旋钢丝的结构特点,可以满足端到端导静电(电阻小于5Ω)、软管内壁导静电等多重要求。用户应谨慎甄别选取,以确保更好用、更安全地处置各类危险物料。




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