輪機工程技術畢業(yè)論文

1、<p>　　福建船政交通職業(yè)學院</p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　題 目： 船舶靜電成因及防范對策的研究 </p><p>　　系 部： </p><p&

2、gt;　　專 業(yè)： 輪機工程技術 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： 廖***** </p><p&

3、gt;　　學 號： 100453432 </p><p>　　指導教師（職稱）： </p><p>　　起止時間： 2013年 1 月 *日至2013年 6月 * 日 </p>

4、<p>　　船政學院輪機工程技術專業(yè)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　關鍵詞1</b></p><p><b>　　引言1</b></p&g

5、t;<p>　　1 舶靜電的危害特點1</p><p>　　1.1 靜電的危害1</p><p>　　1.2 靜電對產品的危害2</p><p>　　2 靜電產生的機理3</p><p>　　2.1 微觀原因3</p><p>　　2.2 宏觀原因3</p><p>　

6、　2.3 生活中的靜電3</p><p>　　3 世界上的船舶靜電事故4</p><p>　　4 可能產生靜電的操作5</p><p>　　4.1 粉體氣流輸送的靜電帶點5</p><p>　　4.2 油液在管道中流動帶靜電5</p><p>　　4.3 原油油艙洗艙的靜電5</p><

7、p>　　5 船舶實際可采取的防靜電措施5</p><p>　　5.1 靜電基本防護措施6</p><p>　　5.2 液體物料靜電防護措施6</p><p>　　5.3 靜電預防的基本要求7</p><p><b>　　6 總結7</b></p><p><b>　　參

8、考文獻7</b></p><p>　　船舶靜電成因及防范對策的研究</p><p>　　10輪機*班 ********* 廖**</p><p>　　摘 要:船舶靜電安全問題一直以來都受到世界航運界的高度關注，相關適用于油輪的靜電安全規(guī)定相繼出臺。本文結合船舶靜電事故案例來對船舶靜電產生的機理以及船舶實際操作中可能產生靜電的操作進行詳細的分析，論

9、述靜電的危害，提出船舶靜電事故的預防措施，減少船舶靜電事故的發(fā)生。</p><p>　　關鍵詞：船舶靜電 事故 防護</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　兩種物質互相摩擦就會產生靜電，而且接觸的壓力愈大，分離的速度愈快， 靜電的數(shù)值也就愈大。因此，在船舶運輸過程中，原材料的輸送、攪拌、擠壓、剝離和噴涂等工藝過程，都會產

10、生靜電。它有時對生產和安全帶來較大的影響，如使紡織品纏結并吸附塵土，妨礙物料的輸送和過濾，使電氣元件發(fā)生誤動作，電擊人體并可能引起意外傷害，在易燃易爆場所，靜電火花可能引起火災和爆炸，將會造成船舶事故。對此，我們應當予以足夠的重視,并采取相應的防護措施。</p><p>　　1船舶靜電的危害特點</p><p>　　1.1 靜電的危害 </p><p><b&

11、gt;　　(1)環(huán)境安全。</b></p><p>　　(2)危險場合的爆炸起火。</p><p>　　(3)對精密設備的工作要求。</p><p>　　(4)產品性能及可靠性。</p><p>　　(5)抗干擾能力，影響產品銷售。</p><p>　　(6)產品的潛在損傷。</p><

12、p>　　隨著高科技的發(fā)展，靜電所造成的后果已突破了安全問題的界限。</p><p>　　靜電放電造成的危害是在電子、通信、航空以及一切應用現(xiàn)代電子設備、儀器的場合下導致設備運轉故障、信號丟失、誤碼的直接原因之一。</p><p>　　靜電放電電流有可能被直接耦合到電子設備的數(shù)據線，信號線，控制線等的總線上。在這種情況下，集成電路和特殊用途的集成電路就受到靜電放電的影響。</p&

13、gt;<p>　　在1970年以前，很多靜電問題都是由于人們沒有靜電意識而造成的，即使現(xiàn)在也有很多人懷疑靜電會對電子產品造成破壞。這是因為大多數(shù)靜電損害發(fā)生在人的感覺以下，因為人體對靜電放電的感知電壓為3KV，而很多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時就會損壞，通常電子器件被靜電損壞后沒有明顯的界限，把元件安裝在PCB上以后再檢測，結果出現(xiàn)很多問題，分析也相當困難。特別是潛在的損壞，即使使用精密儀器也很難測量出其性能有明顯的變化，

14、所以很多電子工程師和設計人員都懷疑靜電，但近年試驗證明，這種潛在損壞在一定時限以后，電子產品的可靠性明顯下降。</p><p>　　1.2靜電對產品的危害 </p><p>　　(1)靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產生放電電流。</p><p>　　(2)靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻（縮短壽命）。</p><p>　　

15、(3)靜電放電破壞，使元件受損不能工作（完全破壞）。</p><p>　　(4)靜電放電電場或電流產生熱，使元件受傷（潛在損傷）。</p><p>　　(5)靜電放電產生的電磁場幅度很大（達幾百伏/米）頻譜極寬（從幾十兆到幾千兆），對電子產品造成干擾甚至損壞（電磁干擾）靜電引起的器件擊穿，是電子工業(yè)最普遍，最嚴重的靜電危害。</p><p>　　靜電對電子產品損害的

16、特點隱蔽性：人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電。人體也不一定能有電擊的感覺，這是因為人體感知的靜電放電電壓為2～3KV，所以靜電具有隱蔽性。</p><p>　　有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降，但多次積累放電會給器件造成內傷而形成隱患。因此靜電對器件的損傷具有潛在性。</p><p>　　電子元件什么情況下會遭受靜電破壞呢？可以這么說，從一個元件產生以后，一直到它損壞

17、以前，所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產生也具有隨機性，其損壞也具有隨機性。</p><p>　　靜電放電損傷的實效分析工作，因電子產品的精，細，微小的結構特點而費時，費事，要求較高的技術并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。因此靜電對器件的損傷具有復雜性。</p><p>　　舶靜電可發(fā)生于管道輸送、貨倉注油、運輸過程、洗艙、常規(guī)工作等各個環(huán)節(jié)。靜電危害所涉及的范圍廣、危險大，在油

18、品等靜電危險物資的儲運過程中，假如構成靜電危害的條件形成，從而發(fā)生燃燒爆炸事故，則會對大范圍區(qū)域造成嚴重損失；靜電的產生與積聚沒有明顯的指證，很容易被忽視；貨油艙內可能經常留有或引入外部導體，如取樣器、檢尺等,從而增加導體間靜電放電的危險性靜電場分布的復雜性;由于在海上無法及時獲得外界的幫助,一旦發(fā)生火災和爆炸事故若處置不當,極容易造成船毀人亡的嚴重后果,同時還會造成嚴重的海上污染事故。通常引起油船火災爆炸事故的明火電氣火花撞擊火花是很

19、容易察覺的，而靜電放電引起的火災則常常不易察覺，具有更大的危險性。靜電的危害瞬間發(fā)生，無法阻止，只能靠積極采取預防措施防患于未然。</p><p><b>　　2靜電產生的機理</b></p><p><b>　　2.1 微觀原因</b></p><p>　　根據原子物理理論，電中性時物質處于電平衡狀態(tài)。由于不同物質原子的

20、接觸產生電子的得失，使物質失去電平衡，產生靜電現(xiàn)象。</p><p>　　物質都是由分子組成，分子是由原子組成，原子中有帶負電荷的電子和帶正電荷的組成。在正常狀況下，一個原子的質子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負平衡，所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但質子是電子環(huán)繞于原子核周圍，一經外力即脫離軌道，離開原來的原子核而侵入其他的原子，原子因缺少電子數(shù)而帶有正電現(xiàn)象，稱為陽離子、原子因增加電子數(shù)而呈帶負電現(xiàn)象，稱為陰離子。<

21、/p><p>　　造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道，這個外力包含各種能量(如動能、位能、熱能、化學能等)在日常生活中，任何兩個不同材質的物體接觸后再分離，即可產生靜電。</p><p><b>　　2.2 宏觀原因</b></p><p>　　(1)物體間摩擦生熱，激發(fā)電子轉移。</p><p>　　(2)物

22、體間的接觸和分離產生電子轉移。</p><p>　　(3)電磁感應造成物體表面電荷的不平衡分布。</p><p>　　(4)摩擦和電磁感應的綜合效應。</p><p>　　當兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體由于失去一些電子帶上正電，而另一個物體由于得到一些剩余電子而帶上負電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸后分

23、離就會帶上靜電。通常在從一個物體上剝離一張塑料薄膜時就是一種典型的“接觸分離”起電，在日常生活中脫衣服產生的靜電也是“接觸分離”起電。</p><p>　　固體、液體甚至氣體都會因接觸分離而帶上靜電。這是因為氣體也是由分子、原子組成，當空氣流動時分子、原子也會發(fā)生“接觸分離”而起電。</p><p>　　我們都知道摩擦起電而很少聽說接觸起電。實質上摩擦起電是一種接觸又分離的造成正負電荷不平

24、衡的過程。摩擦是一個不斷接觸與分離的過程。因此摩擦起電實質上是接觸分離起電。在日常生活，各類物體都可能由于移動或摩擦而產生靜電。</p><p>　　另一種常見的起電是感應起電。當帶電物體接近不帶電物體時會在不帶電的導體的兩端分別感應出負電和正電。[1]</p><p>　　2.3 生活中的靜電</p><p>　　(1)人體的活動，人與衣服、鞋、襪等物體之間的摩擦

25、、接觸和分離等產生的靜電是電子產品制造中主要靜電源之一。人體靜電是導致器件產生硬(軟)擊穿的主要原因。人體活動產生的靜電電壓約0．5～2KV。另外空氣濕度對靜電電壓影響很大，若在干燥環(huán)境中還要上升1個數(shù)量級。如，化纖或棉制工作服與工作臺面、坐椅摩擦時，可在服裝表面產生6000V以上的靜電電壓，并使人體帶電，此時與器件接觸時，會導致放電，容易損壞器件。</p><p>　　(2)樹脂、漆膜、塑料膜封裝的器件放人包裝

26、中運輸時，器件表面與包裝材料摩擦能產生幾百伏的靜電電壓，對敏感器件放電。如，用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚內乙烯)、PVR(聚胺脂)、PVC和聚脂、樹脂等高分子材料制作的各種包裝、料盒、周轉箱、PCB架等都可能因摩擦、沖擊產生1～3.5KV靜電電壓，對敏感器件放電。</p><p>　　(3)空氣流動，空氣和其他物體的摩擦都會產生靜電。</p><p>　　任何物質都是由原子組

27、合而成，而原子的基本結構為質子、中子及電子。在正常狀況下，一個原子的質子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負電平衡，所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是由于外界作用如摩擦或以各種能量如動能、位能、熱能、化學能等的形式作用會使原子的正負電不平衡。在日常生活中所說的摩擦實質上就是一種不斷接觸與分離的過程。有些情況下不摩擦也能產生靜電，如感應靜電起電，熱電和壓電起電、亥姆霍茲層、噴射起電等。任何兩個不同材質的物體只要接觸后分離就能產生靜電，流動的空氣當然能產生

28、靜電。為什么流動空氣會產生靜電呢？因為空氣也是由原子組合而成，所以可以這么說，在人們生活的任何時間、任何地點都有可能產生靜電。另外在電子生產設備和工具方面：例如電烙鐵、波峰焊機、再流焊爐、貼裝機、調試和檢測等設備內的高壓變壓器、電路都會在設備上感應出靜電。如果設備靜電泄放措施不好，都會引起敏感器件在制造過程中失效。烘箱內熱空氣循環(huán)流動與箱體摩擦、CO2低溫箱冷卻箱內的CO2蒸汽均會可產生大量的靜電荷。</p><p&

29、gt;　　3世界上的船舶靜電事故</p><p>　　1969年12月11日，荷蘭一艘20.8萬噸級超級油輪在壓在航行途中開始海水洗艙作業(yè)，沖洗過程油艙中發(fā)生爆炸，致使油船沉沒。1969年12月19日，21.9萬噸“kinghackon”號挪威油船，左右兩弦油艙沖洗完畢，注入壓載海水，沖洗第五號和第四號中央油艙時于22時50分發(fā)生爆炸火災，船艙損壞嚴重，大部分船員離船。</p><p>　

30、　據1967～1975年1月的統(tǒng)計，世界上營運的石油、礦石貨巨型混裝船共300艘，其中18艘爆炸事故經國際海事組織調查，認為靜電引爆的可能性最大。據有關資料報道，美國1960～1973年曾發(fā)生靜電引起裝油火災事故116起，70年代后期又發(fā)生22起；日本從1961年～1973年，每年約發(fā)生靜電火災100多起，其中易燃液體占70%以上，在我國僅石油化系統(tǒng)因靜電造成的火災事故也在100起以上。</p><p>　　4

31、可能產生靜電的操作</p><p>　　4.1 粉體氣流輸送的靜電帶點</p><p>　　這種情況多半產生于散裝粉體船舶。如裝卸塑料粒子、飼料、礦石、等，管道噴出口會發(fā)生靜電放電，船艙內粉粒和塵云霧都帶電。明工塑料廠以氣流輸送塑料粒子，注入直徑5m、高30m儲筒艙，曾多次發(fā)生爆炸火災，測得靜電電壓有11KV～90KV，電場強度達到300KV／m～400KV／m，非常嚴重，空間隨時會發(fā)生靜

32、電火花。</p><p>　　4.2 油液在管道中流動帶靜電</p><p>　　原油含水率8%以上，靜電小，而汽油、苯輕質油品在管道中流動的靜電是不可忽視的。一般摩擦帶電流動電流、荷是與管徑成正比的，與流速的平方成正比。北方兩個煉油廠，在80年代初，為加快槽車裝油速度，將6寸管徑皮龍改為8寸管徑皮龍，裝有沒有幾分鐘發(fā)生靜電發(fā)電爆炸火災，不得不改為6寸管徑皮龍。某化工廠管道被塑料物堵塞，工

33、人用汽油頂，隨著塑料物頂出，汽油噴出并帶出一把火。1983年4000噸級的日本油輪在某煉油廠碼頭裝甲苯，由于皮龍管壞了，使用日本船上的4英寸塑料管，裝完油后，塑料管放在甲板上，待蓋上艙蓋，用自來水沖洗甲板時，由于塑料管對甲板的水發(fā)生靜電而起火（油管中有剩油），事后模擬裝油測試，艙內油面靜電電位有3000多伏，如果皮龍是塑料管，其表面靜電位將高的多。</p><p>　　4.3 原油油艙洗艙的靜電</p>

34、;<p>　　原油船卸完原油后，為提高營運效率，確保航運安全，均需經行油艙清洗。國內未設IGS保護，油輪一般有兩種清洗方法，一種是熱水清洗，另一種是先蒸汽蒸艙后溫水沖洗（＜20000t油船），不管是哪種沖洗方法，均符合國際航運協(xié)會的推薦的油艙清洗規(guī)則，其重要原因是洗艙中產生靜電問題。</p><p>　　4.4油品混合攪拌和油液污水搖晃的靜電</p><p>　　有時裝幾種輕

35、質油品需要調和攪拌，這過程中也會產生靜電，靜電的大小取決于攪拌的速度，油艙中油品的多少，一般滿艙油攪混產生油面的靜電小，辦艙油或更小些，攪拌的油面靜電位更高。明鏡化工廠一個5000立方米油罐經行調和攪拌，只聽到罐內“沙沙”的聲音，隨后便爆炸。油船油艙，在氣體攪拌時，要特別注意不能把艙底的殘水攪起來，這樣油面靜電更嚴重。</p><p>　　原油船卸完油返航都要注壓載水，這壓載水艙或專用的污水油艙在海上風浪大時航行

36、，船搖晃的厲害，引起艙內污油水搖晃，沖擊油壁，形成帶電油水霧、電油水霧團、電油水塊，后二者在艙內空間落下就有可能與船舶構建發(fā)生放電，引起災害。</p><p>　　5 船舶實際可采取的防靜電措施</p><p>　　當物料在管道中流動時，摩擦的機械能轉化為靜電能，物料與管道摩擦界面會形成電偶電層。隨著液體的流動，會使液體成為帶電液流。若物料的導電率小，絕緣性能好，則能良好地保持電能，靜電在

37、短時間內不能消除。如果管道足夠長，則液流電流將趨近于一個穩(wěn)定值，從防止物料靜電的觀點出發(fā)，流動所產生的靜電量，往往大于最大電流量。</p><p>　　5.1 靜電基本防護措施</p><p>　　（1）減少靜電核產生：對接觸起電的有關物料，應盡量選用在帶電序列中位置較臨近的，或對產生正負電荷的物料加以適當組合，使最終達到起電最小。在生產工藝設計上，對有關物料應盡量做到接觸面積、壓力較小，

38、接觸次數(shù)較少，運動和分離速度較慢。</p><p>　?。?）使靜電荷盡快對地泄漏：在存在靜電引爆危險的場所，所有靜電導體必須接地，金屬體應與大地作通導性連接，金屬以外的靜電導體及亞導體則應作間接。靜電導體與大地的總泄漏電阻值在通常情況下均不應大于106Ω，每組專設的靜電接地體的接地電阻值一般不應大于100Ω。局部環(huán)境的相對濕度宜增加至50%以上。生產工藝設備應采用靜電導體或靜電亞導體，避免采用靜電非導體。對于帶

39、高電位的物料，宜在接近排放口前的適當位置裝設靜電緩和器。</p><p>　　（3）為消除靜電非導體的靜電，易采用高壓電源式、感應式或放射源式等不同類型的靜電消除器。</p><p>　?。?）將帶電體進行局部或全部靜電屏蔽，同時屏蔽應可接地。</p><p>　?。?）在設計和制作工藝裝置或設備時，應盡量避免存在靜電放電的條件，如在容器內避免出現(xiàn)細長的導電性突出物

40、和避免物料高速剝離等。</p><p>　?。?）控制氣體中可燃物的濃度，保持在爆炸下限以下。</p><p>　　5.2 液體物料靜電防護措施</p><p>　?。?）控制烴類液體灌裝時的流速：灌裝鐵路罐車時，液體在鶴管內的允許流速VD≤0.8；灌裝汽車罐車時，液體在鶴管內的允許流速VD≤0.5。</p><p>　?。?）在輸送和罐裝過

41、程中，應防止液體的飛散噴濺，從底部或上部入灌的注油管末端應設計成不易使液體飛散的倒T形等形狀或另加導流板；或在上部灌裝時，使液體沿側壁緩慢下流。</p><p>　?。?）烴類液體中應避免混入其他不相溶的第二項雜質如水等。并應盡量減少和排除槽底與管道中的積水。當管道內明顯存在第二物項時，其流速應限制在1m/s內。</p><p>　?。?）在貯存罐、罐車等大型容器內，可燃性液體的表面，不允

42、許存在不接地的導電性漂浮物。</p><p>　?。?）當液體帶電很高時，例如在精細過濾器的出口，可先通過緩和器后再輸出進行灌裝。帶電液體在緩和器內停留的時間，一般可按緩和時間3倍來計算。</p><p>　?。?）當設備在灌裝、循環(huán)或攪拌等工作過程中，禁止進行取樣、檢尺或測溫等現(xiàn)場操作。在設備停止工作后，需靜置一段時間才允許進行操作。</p><p>　　5.3

43、 靜電預防的基本要求</p><p>　?。?）抑制靜電荷的積聚。</p><p>　?。?）迅速、安全、有效地消除已經產生的靜電荷。</p><p>　?。?）防靜電工作區(qū)內禁止使用及接觸易產生靜電荷的電荷源（如下表）。油漆或浸漆表面，普通塑料貼面，普通乙烯及樹脂表面地板塑料及普通地板革，拋光打蠟木地板。普通乙烯樹脂工作服，帽，鞋普通滌綸，合成纖維及尼龍面料，塑料

44、及普通膠底鞋操作工具及設備普通塑料盒，架，瓶，盤用品及紙制品，普通泡沫及一般移動工具，壓縮機，噴射設備，蒸發(fā)設備等。6 總結</p><p>　　船舶靜電可能會造成船舶發(fā)生事故，所以在船舶上的工作人員應樹立安全觀念。掌握船舶靜電產生的原因，影響因素，積極采取措施，控制其產生的條件，杜絕其影響因素，切實做好油料運輸過程中靜電事故的預防工作，同時在船船員一定要特別重視這個問題，平時在船上應多學習有關船舶靜電的相關知

45、識，在實際工作中，將學習的防靜電知識切實的落實到船舶工作中。在工作中認真仔細，嚴格的按照船舶的安全操作規(guī)程來，這樣才能完全避免船舶靜電造成事故。</p><p><b>　　[參考文獻]</b></p><p>　　[1]許明華.船舶電氣［M］.北京：人民交通出版社，2009</p><p>　　[2]孫可平.船舶靜電安全技術[M].北京：人民