Antistatični epoksi tlaki

Antistatični epoksi tlaki

Na površinah, kjer se uporabljajo ali proizvajajo snovi, ki so potencialno eksplozivne, je pomembno, da je talno prekritje neiskreče in se vsa statična elektrika odvaja v zemljo ali enakomerno razprši, da ni škodljiva. Iskre lahko nastanejo tako zaradi trenja trdega materiala na trdi površini kot zaradi statične elektrine. Za preprečitev ali zmanjšanje pojava isker zaradi trenja je potrebna mehka zaključna obdelava tlaka.

Materiali, kot so les, magnezitne sestavine, lateks cementne malte, asfalti mastiks, pripravljeni s posebnim agregatom, razni sintetični materiali (smole), organski polimeri ali z njimi pripravljene cementne malte in mineralni agregati brez trdih mineralnih komponent, niso iskrivi in ne ustvarjajo potencialno nevarne stopnje naboja statične elektrike.

Ko hodimo po tlaku se dogaja sledeče:

• podplat sprejme en električni naboj, tlak pa drugega z nasprotnim znakom;
• statična elektrina se kopiči do mejne ravnotežne točke, nato pa razelektri prek tlaka ali v atmosfero; telo in tlak se vrneta na ničelni potencial;
• če se pred razelektritvijo dotaknemo predmeta, ki lahko uskladišči elektrino ali je vezan na zemljo, se elektrostatični naboj hipno razprši oziroma razelektri, s tem da povzroči, odvisno od okoliščin, iskrico ali sunek;
• vsak posameznik različno občuti enako električno napetost, na splošno pa je voltaža telesa nižja od 2,5 kilovolta.

Elektrostatično ali električno polje je prostor okrog naelektrenega telesa, v katerem deluje električna sila. Naelektreno telo s svojim poljem sestavlja materialni sistem.

Električno polje privlači, kadar so naelektrenja raznoimenska, in odbija, kadar so istoimenska. Električna poljska jakost je številčno enaka delovanju sile na enoto naelektrenja (1 C) E = F/C, pri čemer je E poljska jakost, F elektrostatična sila in C količina elektrine.

Električna napetost (potencialna razlika) med točkama v polju je številčno enaka delu, ki ga je treba opraviti, da se prenese enota elektrine z ene točke polja na drugo.

Probojna trdnost telesa je meja, do katere se sme v dielektrikih povečati poljska jakost (V/m).

Iskra je oblika razelektrenja. Sestavlja jo vrsta kratkotrajnih spontanih preskokov z enega naelektrenega prevodnika na drugega, če obstaja ustrezna napetost.

Odvajanje naelektrenja je postopek, s katerim se naelektrenje, ki je na nekem mestu zbrano v nevarni količini, odvaja brez isker, pri tem pa postane naelektreno telo nevtralno.

Spodnja meja eksplozivnosti je najnižja koncentracija vnetljivih plinov ali par, pomešanih z zrakom, ki mora obstajati, da bi nastala eksplozija. Meja eksplozije se meri v gramih na kubični meter (g/m³).

Če iskre nastanejo s statično elektrino, je treba predvideti električno odvodljivo zaključno talno prekritje. Zaključni tlak (oblogo) lahko izvedemo tako, da se električna napetost enakomerno porazdeli prek tlaka. Pod zaključno prevleko lahko položimo tudi bakrene (Cu) ali aluminijaste (Al) trakove – odvodnike, ki so pravilno ozemljeni.

Glede na posebne zahteve objektov se projektirajo in izdelujejo različni zaključni tlaki. Antistatični, neiskreči in elektroprevodni tlaki so potrebni:

• pri procesih, ogroženih z eksplozivnimi zmesmi plinov, par ali prahu v zraku;
• pri delu z eksplozivnimi materiali in strelivom;
• pri procesih, pri katerih ni nevarnosti zaradi eksplozivnih zmesi, vendar je statična elektrina možni vir za požare, škodo in motnje v proizvodnji (tekstilna, grafična industrija in drugo);
• v računalniških centrih;
• v bolnišnicah;
• v elektronski industriji in pri proizvodnji mikrovezij, na katerih statična elektrina pušča trajne okvare.

Najpogosteje se za te namene uporabljajo naslednje zaključne prevleke:

• samorazlivne obloge na osnovi sintetičnih smol;
• antistatični in elektroprevodni vinili (PVC);
• teraco (izdelan na kraju samem ali prej), položen na poseben estrih oziroma AB ploščo;
• teraco iz epoksidne smole;
• posebne maltne prevleke, ki vsebujejo fino ločene delce železa, ozemljenega z bakrenim trakom;
• magnezitno-kloridni tlak;
• cementno vezani tlaki, pripravljeni s posebej izbranim in preiskanim mineralnim agregatom, ki ne vsebuje trdih mineralnih komponent (trdote po Mohsu < 5).

Pri projektiranju in izdelavi teh tlakov je treba upoštevati tudi značilnosti posamezne proizvodnje, dodatne ali posebne ukrepe in sredstva za varovanje pred statično elektrino. Izdelava omenjenih tlakov je visoko specializirana in zahtevna, in če se srečamo s takšnimi zahtevami ali težavami, se je dobro posvetovati s strokovnjakom.

Za izdelavo antistatičnih tlakov v bolnišnicah, prostorih, kjer opravljajo anestezijo, in v operacijskih ali kirurških dvoranah, se za talne obloge priporočajo posebni teraco betoni, uliti na kraju samem ali kot predizdelki, in antistatični vinili ali epoksidi. Kjer se zahtevajo antistatične in/ali elektroodvodne talne obloge, na splošno ne priporočamo talnega gretja.

Velike težave nastajajo tam, kjer je že zaradi delovnega procesa relativna zračna vlaga manj kot 70-odstotna in se lahko umažejo elektroprevodne in/ali antistatične obloge. V suhem zraku se namreč zmanjšuje elektroprevodnost obloge, zlasti če je cementno vezana. Če se umaže ali vanjo prodrejo razna topila, raztopine, laki ali drugo, lahko pride na določenem mestu (ki je lahko najbolj kritično) do nepopolnega ali prekinjenega odvajanja statične elektrine. Zato sta potrebna umetno in redno vlaženje ter kontrola. Umazanijo je treba sproti čistiti ali postaviti ustrezne lovilne posode oziroma odstranljiva prekritja. Takšne so denimo talne obloge okrog kabin v lakirnicah.

Nevarnost statične elektrike nastane, kadar se na enem mestu nakopiči tolikšna naelektrenost, da se razelektri z iskro in lahko vžge eksplozivne zmesi plinov, pare in prahu ali eksplozivne materiale.

Zbiranje statične elektrine v proizvodnih procesih preprečujemo z:

• ozemljitvijo,
• vzdrževanjem ustrezne vlage v zraku,
• ioniziranjem zraka,
• antistatičnim prepariranjem,
• povečanjem prevodnosti slabo prevodnih materialov,
• odvajanjem statične elektrine z influenco.

Odvajanje z ozemljitvijo

Ozemljitev je obvezna na vseh prevodnih delih strojev, ne glede na to, ali se uporabljajo tudi drugi varstveni ukrepi pred statično elektrino. Ozemljitev se opravi z galvanskim povezovanjem vseh prevodnih delov postroja z ozemljilom.

Prerez stalno položenega bakrenega vodnika ne sme biti glede na mehansko trdnost manjši kot 4 kvadratne milimetre. Namesto bakrenega vodnika lahko uporabljamo jeklen pocinkan trak z najmanjšim prerezom 20 × 3 milimetre. Za zvijave vode in spoje je treba uporabiti bakreno vrv s premerom 10 milimetrov. Ustrezne so vse vrste ozemljil, določene s pravilnikom o tehničnih predpisih za strelovode, oziroma priključek postroja na sistem zaščitne ozemljitve.

Z mesta koncentracije statične elektrine mora biti postroj po najkrajši poti povezan z ozemljitvenim sistemom. Premični deli postroja se priključijo na ozemljitveni sistem prek bakrenih, bronenih ali oglenih ščetk. Te morajo biti navpično in stalno postavljene na rotirajočo os s tlakom od 0,01 do 0,02 megapascala. Vrtljivi deli med ležajem in osjo morajo pri majhnem zraku in ustreznem mazivu izpolnjevati zahteve glede ozemljitvene upornosti.

Prevodni tlaki – obloge, ki se uporabljajo v sistemu za odvajanje statične elektrine – morajo imeti prehodno upornost manjšo od 106 ohmov. Prehodno upornost tlakov je treba kontrolirati v časovnih presledkih, ki jih določa ustrezna strokovna služba.

Materiali za izdelavo prevodnih tlakov in njihova prehodna upornost so našteti v preglednici.

Odvajanje z vzdrževanjem ustrezne vlage v zraku

Vlaženje smemo uporabiti samo, če to dovoljujejo tehnološki postopek in lastnosti materiala, ki s e obdeluje. Relativno vlago uravnavamo z ventilacijskimi klimatskimi napravami ali pa paro dovajamo z razpršilnikom (parni curek), ki je postavljen v bližino največje koncentracije statične elektrine. Spuščanje pare skozi cevi in škropilnice lahko v njih zbere statično elektrino, zato morajo biti cevi galvansko povezane z ozemljitvenim sistemom, ki z vlaženjem odstranjuje statično elektrino.

Pri 70-odstotni relativni zračni vlagi ni nevarnosti zaradi naelektrenosti. Pri tehnoloških procesih, pri katerih je treba uporabiti predpisana sredstva in metode, določene s pravilnikom o tehničnih normativih za varstvo pred statično elektrino, se lahko relativna zračna vlaga zniža tudi pod 70 odstotkov.

Z merjenjem je treba ugotoviti, ali se pri nižji zračni vlagi ne pojavlja statična elektrina, ki povzroča motnje in škodo, ni pa nevarna v atmosferi eksplozivnih zmesi. Relativno zračno vlago je treba kontrolirati v določenih časovnih presledkih s higrometrom oziroma stalno s higrografom.

Odvajanje z antistatičnim prepariranjem

Z antistatičnim prepariranjem se izboljšuje odvajanje statične elektrine. Površino materiala je treba premazati ali prebrizgati s tankim slojem prevodnih materialov ali pa material potopiti v antistatik. Sredstva za antistatično prepariranje morajo biti taka, da ne vplivajo škodljivo na lastnosti prepariranega materiala ter ne povzročajo korozije strojev in njihovih delov. Med tehnološkim postopkom je treba antistatično prepariranje ponoviti.

Odvajanje s povečanjem prevodnosti slabo prevodnih materialov

Da bi dosegli boljšo prevodnost neprevodnega materiala, mora biti naravni ali sintetični gumi dodan koloidni grafit. Kot dodatki se lahko uporabijo tudi kovinski oksidi. Prevodnost tekočin in raztopin povečamo z dodajanjem etilnega alkohola.

Namesto da povečamo prevodnost materiala (za manj zahtevne objekte in manjše površine), pogosto zadošča, da povečamo samo površinsko prevodnost. Površino je treba premazati s koloidnim grafitom, sajami ali glicerinom. Te premaze je treba občasno obnavljati.

Odvajanje statične elektrine z influenco

Če odvajanje statične elektrine z influenco ni zadovoljivo, ga je treba kontrolirati, in če je tre ba, povečati število mest za tako odvajanje. Če ta metoda ne zadošča, jo je treba dopolniti z drugimi.

Prevodnost neprevodnih materialov zadošča samo, če se specifična upornost toliko zmanjša, da skupna upornost proti zemlji ne presega enega megaohma (106 ohma).

Kontrola izvedenega tlaka

Kontrola neiskrivosti

Za dokazovanje neiskrivosti na cementno vezanih tlakih je potrebna kontrola mineralnega agregata glede na vsebnost trdih zrn (trdote po Mohsu < 5; na primer ne sme vsebovati kremenovih zrn), in sicer na dobavljenem agregatu in pozneje na vgrajenem tlaku. Med betoniranjem je treba odvzeti po en reprezentativni vzorec na 10 kubičnih metrov vgrajenega betona ali najmanj tri preizkušance v obliki kocke velikosti 20 × 20 × 20 centimetrov.

Kontrola neiskrivosti poteka tako, da se betonska površina v temnem prostoru brusi s k otno brusilko ali posebno brusno napravo. Če med delovanjem rotirajočega brusnega diska ni iskrenja, je tak beton neiskreč.

Kontrola antistatičnosti in elektroprevodnosti

Kontrola antistatičnosti se prav tako opravlja na vzorcih, odvzetih med betoniranjem in na vgrajenem tlaku. Meritve odvajanja statične elektrine potekajo v skladu z DIN 51953, in sicer po metodi merjenja specifične prehodne upornosti, ki mora biti po pravilniku o tehničnih normativih za varstvo pred statično elektrino manjša od 106 ohmov. Meritve električne upornosti se na vgrajenem tlaku opravijo takrat, ko ta doseže največ 4-odstotno vlažnost.

Statična elektrina se ugotavlja z:

• indikatorji in detektorji statične elektrike,
• elektrometri za ugotavljanje njene količine,
• registrirnimi instrumenti.

Obratovalni nadzor, občasno preizkušanje in meritve električne prehodne upornosti glede na nevarnost statične elektrine

Tehnična služba podjetja s svojimi internimi predpisi za vsak obrat, v katerem se utegnejo pojaviti motnje ali nevarnost zaradi statične elektrine, odvisno od vrste obrata in tehnološkega procesa, določa način obratovalnega nadzora in roke za občasno preizkušanje.

Obratovalni nadzor statične elektrine opravlja strokovnjak, ki ga določi podjetje. V obratih, v katerih se kot varstveni ukrep pred statično elektrino uporablja relativna zračna vlaga, je treba to kontrolirati vsako uro s higroskopom ali hidrografom. Ob vsaki spremembi v tehnološkem procesu je na mestih, ki so ogrožena z eksplozivnimi zmesmi in elektrostatičnimi razelektrerji, treba z eksplozimetrom preveriti, kolikšna je koncentracija eksplozivnih zmesi. Prav tako je treba vsaj dvakrat na leto preveriti uporabnost ozemljitvenega sistema, meritve pa opraviti ob vsakem čiščenju postroja oziroma njegovem rednem pregledu.

Rezultati preizkušanja in vseh merjenj se morajo vpisovati v kontrolno knjigo statične elektrine. Ta mora vsebovati naslednje podatke:

• datum preizkušanja oziroma merjenja,
• mesto preizkušanja oziroma merjenja,
• instrumente, ki so bili uporabljani,
• način in rezultate preizkušanja oziroma merjenja,
• oceno rezultatov,
• ime, priimek, naslov in podpis strokovne osebe.