18.12.2016
Jari Välkkynen
Lähteet: (http://staha.vtt.fi/stahayhdistys/ Koulutusaineisto linkitetty 18.12.2016)
​

Staattinen sähkö ja sähkövarausten estäminen ATEX-tiloissa

Allaolevat ovat suoria lainauksia Staha/Koulutusaineisto-diasarjasta. Olen valinnut tähän ne diat, jotka koskettavat pintakäsittelijöitä ja ATEX-tiloja.

Uudet vaatimukset 

• Monet teollisuudessa käytettävät uudet materiaalit ovat tehneet prosessit herkemmiksi staattisen sähkön vaaroille kuin aiemmin.
• Samalla yleiset vaatimukset turvallisuuden suhteen ovat kasvaneet.
• ATEX - räjähdysvaarallisten tilojen turvallisuus

ATEX

• ATEX-nimitystä käytetään Euroopan yhteisön direktiiveistä 94/9/EY (laitedirektiivi) ja 1999/92/EY (olosuhdedirektiivi), jotka koskevat räjähdysvaarallisia tiloja sekä niissä käytettäviä koneita ja laitteita.
• Tämä materiaali sivuaa ATEX-direktiivejä ainoastaan staattisen sähkön kannalta.
• Lisätietoa ATEX-direktiivistä mm. Tukes oppaasta: ATEX räjähdysvaarallisten tilojen turvallisuus

​
ATEX-olosuhdedirektiivi

• ATEX 1999/92/EY on direktiivi vähimmäisvaatimuksista räjähdysvaarallisten tilojen työntekijöiden turvallisuuden ja terveyden suojelun parantamiseksi
• ATEX- käyttö ja olosuhdedirektiivi 1999/92/EY on astunut voimaan 1.9.2003.
  
  

ATEX-laitedirektiivi

• ­CE-merkintä (ei kuitenkaan komponentteihin)
  
• erityinen Ex-merkintä
  
• sekä merkinnät ATEX-direktiivin tarkoittamasta:
  ­laiteryhmästä
  ­laiteluokasta sekä
  ­tarkoitetusta käyttöympäristöstä 

Staattisen varauksen muodostuminen

​Staattinen varautuminen (1) 

• ­Aineeseen tai kappaleeseen muodostuva varausylimäärä.
• Aiheuttaa jännitteen muihin kappaleisiin, aineisiin tai maahan nähden.
• Liittyy elektronien siirtymiseen eri aineiden atomien välillä.
• Elektronien siirtyminen aiheuttaa sähköisen epätasapainotilan.
• Elektronien siirtymisen seurauksena aine voi jäädä positiivisesti tai negatiivisesti varautuneeksi.​

Staattinen varautuminen (2)

• ­Tapahtuu aineiden tai kappaleiden välisessä kosketuksessa ja irtoamisessa.
  
• Sähkövarauksen suuruus riippuu mm. aineista,  sähkönjohtokyvystä ja irtoamisnopeudesta.
  
• Varautumista voi aiheuttaa myös ulkoinen sähkökenttä tai johtuminen.
  
• Johtavassa aineessa varaus purkautuu helposti, jos sille on reitti esim. maadoituksen kautta.
  
• Eristeessä varaus ei pääsee liikkumaan yhtä helposti.      
  

Esimerkkejä staattisesta varautumisesta:
­Tyypillisiä teollisuuden kohteita, joissa muodostuu staattista sähköä
– nesteiden pumppaukset ja siirrot putkistossa
– jauhatus, seulonta
– suodatus
– jauheiden pneumaattiset siirrot
– reaktoreiden panostukset
– pölynpoistot
– ilmastoinnit
– näytteenotot
​

Kiinteiden kappaleiden varautuminen

• ­Kahden kiinteän kappaleen varautuminen on sitä suurempaa mitä läheisempi on kontakti ja mitä suurempi kitka.
  
• Mitä suurempi on pintaresistiivisyys (kyky vastustaa sähkövirran kulkua) niin yleensä sitä suurempi on taipumus varauksen kertymiseen.
  
• Kapasitanssiltaan suuriin kiinteisiin kappaleisiin voi varautua staattisen varauksen muodossa iso energiamäärä.
  
• Suuren energiamäärän vapautuminen yhtenä kipinänä voi aiheuttaa syttymisvaaran.
  

Kaasujen varautuminen

• ­Puhtaissa kaasuseoksissa ei tapahdu staattista varautumista.
• Kaasun joukossa olevat nestepisarat tai kiinteät hiukkaset sen sijaan varautuvat.
• Kaasun joukossa voi olla hiukkasia tarkoituksella, esimerkiksi raepuhalluksessa tai ruiskumaalauksessa​

Varauksen kertyminen

• ­Tapahtuu, jos varauksen muodostuminen ja sen purkautuminen eivät ole tasapainossa.
  
• Materiaalin johtavuudella on suuri merkitys varauksen kertymiseen.
  
• Johtava aine ei pysty säilyttämään staattisen sähkön varausta ollessaan yhteydessä maahan.
  

Johtavuus

• ­Sähkönjohtavuus on aineominaisuus, johon vallitsevat olosuhteet vaikuttavat.
  
• Olosuhteilla, esimerkiksi suhteellisella kosteudella, lämpötilalla ja lisäaineilla on vaikutusta.
  
• Kiinteiden aineiden johtavuutta kuvataan ominaisresistanssin avulla.
  
• Mitä pienempi ominaisresistanssi sitä johtavampaa kiinteä aine on.
  
• Nesteiden johtavuutta kuvataan yleensä ominaisjohtavuuden avulla. 
  

Hallittu purkautuminen

• ­Muodostunut staattisen sähkön varaus pääsee purkautumaan koko ajan, eikä varausta siis pääse kertymään.
  
• Tehokkain keino on sähköä johtavien osien liittäminen toisiinsa ja yhdistäminen maahan.
  
• Ionisaattorien avulla ilma saadaan paikallisesti niin johtavaksi, että staattinen varaus neutraloituu .