静电在成品油管道输送过程中的产生与防范

王绚 王泰

（中国石油天然气股份有限公司管道廊坊输油气分公司，河北 廊坊 065000）

引言

油库中储存的石油产品如柴油、汽油、机油等，均为不良导体，它们在储运系统的管道中流动时，与管内壁摩擦容易产生静电荷，当周围环境或天气干燥时，更易产生静电荷。管道中的这些静电荷会不断积累，满足一定条件后对外放电，会造成严重的安全生产隐患，甚至会发生生产事故，如电击、火灾爆炸事故等。

一、静电的危害

成品油具有易燃易爆易蒸发的特性，其化学性质极其不稳定，当油品的温度大于该油品的挥发温度时，则油品产生的挥发气体将与周围空气混合形成爆炸性气体混合物，当气体浓度达到爆炸上限时，如遇静电放电，将产生燃烧或者爆炸。在实际生产中，一个微小而短暂的静电火花就可能引发熊熊烈火，继而发生联锁爆炸。因此静电防护具有十分重要的意义。

二、静电的产生

（一）成品油管道输送过程中的静电

成品油在输送过程中，由于油品分子之间、油品分子与其他物质之间的摩擦，会产生静电，而静电的产生与物质的导电性能、介质作业过程有很大关系。根据大量实验得出：物质的电阻率小于106Ω·cm时，因其本身具有较好的导电性能，静电则可以很快导出；电阻率大于106Ω·cm且小于1010Ω·cm的物质不易产生静电；电阻率大于1010Ω·cm且小于1015Ω·cm的物质最易带静电，是防静电工作的重点防控的区间；但当电阻率大于1015Ω·cm，物质就不容易产生静电，可是一旦产生静电，就难以导出。如：蒸馏水的电阻率是1×105Ω·cm不易产生静电，而汽油的电阻率通常为2.5×1013Ω·m、柴油的电阻率通常为7.3×1014Ω·m，两者很容易产生和积聚静电。而静电积聚程度，同样受介质流速、管道内壁粗糙、流经弯头和阀门数量、管道上密集滤网、管线出口与油品的距离、较高温度、干燥空气等因素影响。静电会积聚在输油设备设施上形成高电位，其电量虽然不大，但电压很高，若不及时导出，当电压增高到一定程度时，带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的人或物体（设备、工器具）时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花放电现象。

（二）人体静电的产生

人体静电的产生有两个条件，一是空气干燥，二是穿着不导电的衣物或绝缘鞋。在干燥的冬季，人体的静电会因积聚无法导出而携带静电，由于电容性差，从而造成虽然电荷量不大，但电压很高的状况。当人感觉到电击时，身上的静电电压已＞2kV，当看到静电的微光时，身上的静电＞4kV，当听到静电的‘噼啪’声时，静电已高达7~8kV，对于石油石化行业而言，静电放电的能量足以引燃爆炸性混合物，造成事故发生。

（三）油品的物性

油流产生的静电荷与接触管道带的电荷等量异号，影响油流带电的因素也直接影响管道的带电量。油品导电性是油流带电的主要与决定性因素，而油品中杂质与油温决定其导电性。纯净油品分子具有对称结构，内部正、负电荷的中心重合，整体呈电中性，而油品中含有杂质时，杂质会离解出正、负离子，使流动油品产生静电荷，管道静电荷也随之增加。但并非油品中杂质越多越容易起电，管道中积累电荷量与油品电导率呈“驼峰”型变化，即一定范围内，管道中电荷量随油品电导率增加而增加，超过一定范围时，随油品电导率增加而减少。

三、静电的防范措施及实例

（一）管道站内、阀室设备设施接地

（1）按照《中国石化销售企业油库与输油场站接地标准手册》（2014版试行），在输油站，用于贮存、输送、计量、过滤、截断成品油的设备设施都必须设置接地。如：地上储油罐需沿罐体周长均匀布置接地点，其罐壁周长间距不应大于30米，且不少于两组，另明确了储罐内浮顶、少于五根螺栓连接的油罐附件、油罐仪表、消除人体静电装置的接地要求，及相应接地线、扁铁材质和尺寸，接地连接类型等。（2）其他接接地实例。针对输送、存储、检尺设备设施材质的要求，提出：一是输送易燃易爆液体的软管必须采用导电橡胶、导电塑料软管或有金属编织层的软管，（保证确保软管电阻率小于1×1010Ω·cm，表面电阻率应小于1012Ω·cm）且导电软管、金属编织层应可靠接地。二是严禁用塑料容器储存易产生静电的易燃易爆液体。三是油品取样过程，必须通过静电连接线，将取样口、采样金属桶和周围设备与地网连接。

（二）加速静电的泄放和中和

静电接地是最有效，最基本的消除静电的措施，能有效阻止静电的积聚。其通过金属导线将设备设施与大地连接，形成通路，使油罐、输油泵、管道上的电荷加速泄漏，或是设备间用金属导线跨接，消除设备间的电位差，形成等电位，降低火花放电的可能性。接地的部位如下：管道在转弯、变径和分岔处；室内金属管道与附件通过工艺设备作防静电接地，附件可不另作跨接。

（三）管道输送中防护措施

(1)导走管道中的静电荷。对于金属管道必须接地，同时管路系统中的各种法兰、阀门等须有效跨接，利用接地导线引入大地，导走管道中存在的静电荷，减少静电荷的积累而对外放电；对于绝缘管道，通过在管材中加入导电粒子，提高管道的导电性，或者在管道内壁装设导电丝网，导走管道中的静电荷，同时还可以保持绝缘管道的强度。(2)保持管道内壁光滑。油品流动时与管内壁摩擦，不可避免地会产生静电荷，而内壁越粗糙，油品与管壁接触面积就越大，冲击与分离的机会就更多，进而产生更多的静电荷。因此，必须保持管道内壁光滑，尽量减少管路中拐弯、缩口、阀门等的使用。

结语

对于管道企业，只有在油品质量上降低电阻率，在设计源头防止湍流和冲击，在施工阶段严格实施设备设施防静电接地，在操作过程中严格落实操作规程和企业规章制度，在直接作业环节落实特种设备作业管理制度要求，才能有效杜绝静电事故的发生。