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看不见的“捣蛋鬼”:静电是怎么“开大招”的?
2026-01-284



      2026年1月8日7时,上海某化工企业装卸场地,现场人员对装有正庚烷物料的吨桶进行静电导除棒插入操作,瞬间,正庚烷可燃蒸汽,爆燃起火。庆幸的是,事故未造成人员伤亡,但影响恶劣,教训深刻。


      到底是什么能够瞬间燃爆呢?你可能已经在字里行间发现了他的踪迹,没错——就是它,“静电”!


      在化工厂里,有一种看不见的“调皮鬼”,它不爱出声、不爱露面,却总喜欢在关键时刻“开大招”。


      别看它平时静悄悄的,一旦它“兴奋”起来,可能就会上演一场“火光闪闪”的惊喜(吓)表演。


      近年来不少化工事故的背后,都晃动着这个“隐形点火手”的身影:



2017年江苏“12?9”爆炸事故中,静电在卸压时“插了一脚”,引发连锁爆炸;


2024年上海“10?9”闪燃事故中,装载金属空桶中的静电因过度活泼,突然“抢戏”,闪燃起火;





2019年浙江“9?29”事故中,某企业工人在将物料倒入塑料桶时,静电悄悄“啪”一下,现场瞬间闪燃;


……




      这些事故都有一个共同点:现场没有明火,没有动火作业,但静电却偷偷当了“点火员”。





想要深入了解“静电安全事故”

就要先了解静电形成的基本原理



静电是哪儿来的?怎么就这么“爱刷存在感”?


      我们都知道摩擦就能产生静电,冬天脱羽绒服的时候,总能听到“噼里啪啦”电火花的声音,这就是静电产生的典型案例,那么它到底是怎么形成的呢?


      我们都知道分子是由带正电的质子和带负电的电子组成,正电荷数量和电子数量相等,处于电荷平衡状态,此时物体呈现电中性(示意图第一部分)。


      当两个不同的物体相互接触,由于物质差异,物体接触界面差异尤为明显(一般表现为电势差),此时,正电荷和负电荷会在此处聚集(示意图第二部分),使物体界面处的电势差尽量趋于平衡。


      然而,由于物质特性(魅力),有的物质吸引电子能力很强,有的物质吸引电子能力很弱,电子就在物质界面处发生了移动和重排,目的还是一样地使物体界面处的电势差尽量趋于平衡。


      在平衡状态下,分开两个物体,吸电子能力强的物质就把另外物体中的电子掠夺了,物质中就储存了较多的电子,整体带负电,被掠夺电子的物质就携带了正电荷。


      而这样的“接触”和“分离”不断反复,就会使两个物体上的电荷差异越来越大,尤其是对于导电性很差的物质来说,电荷的平衡就被轻易破坏了,而自己身上就积累的大量的电子,相当于积蓄了大量的能量(也就是电势差),等待一个释放的机会——静电。

静电形成示意图


      理解清楚了上面静电产生的原因,我们就更容易理解化工企业中静电为什么那么普遍了。


      我们把上面两个物体在化工厂里面具象化,就是化工原料和输送化工原料的管道,无论是固体、液体还是气体,在管道(无论是什么材质的管道:聚四氟、搪瓷、不锈钢等)内进行输送过程中,一定会和管道内壁发生相对位移(管道是静止的,但物质是流动的)。


      也就是说,液体在管道里“狂奔”,粉体在输送中“飞舞”,抑或是在溶剂倒桶时“哗啦啦”,只要物料在动,静电就在持续生成,并且“疗养生息,蓄势待发”。


      特别是那些易燃液体,流动的易燃液体跟管道内壁频繁亲密接触,溶液和管道内侧的电子们就会在两者间“打闹”,在流动中“牵着小手,成群结队”,一不小心声势队伍就壮大起来,所以电荷就慢慢积累起来,而且,这些液体电导率低,简直可称为是“静电收集器”。

      到了这一步,你可能会说,那也没关系嘛!能量只是在积累,只要不让他释放,也没关系!

      ——这么讲确实没错,可是……拦得住吗?




静电到底危险在哪?关键在于它是个“点火小能手”


      静电本身不吓人,可怕的是它突然放电的那一下,不仅随时都可以释放,而且,释放的能量极其大。


      为什么?回想一下,你真的看懂静电形成的原因了吗?其实很简单,当带电的物体分离之后,也就是不断流动的化工原料和管道接触—分离的过程中,管道内壁积累了大量的正电荷(假设),那负电荷在哪里呢?


      我们都知道,电荷总是守恒的!你可能反应过来了,没错,负电荷就在流动的原料中,它被带着在狂奔,不放过任何一个可以释放的机会。


      同时,可燃液体、气体在管道中产生的静电,其电荷量受流速、温度、杂质含量等因素影响。


      介电常数低(如小于3F/m)和电阻率高(如大于106Ω·cm)的介质带电能力强,易产生大量静电荷。


      流速越快、温度越高或含杂质越多,产生的静电量越大;液体流经的阀门、弯头越多,或设备表面越粗糙,也会加剧静电生成。


      那么静电释放能量到底有多大呢?一般我们可以通过放电能量公式 W = 0.5QV计算,其中Q表示电荷量,V表示电位,显然,累积的电荷量越多,电位差越大,释放的能量就越大。当静电能量储存到一定程度,甚至会以电火花的形式对外释放,就像闪电一样。


      我们再来认识一下有机物质的最小点火能,即能够引起可燃气体(蒸气)燃烧(或爆炸)的最小火花能量。


      还记得上面提到的电火花吗?就是它,当积聚的静电荷在导体间形成足够高的电位差(通常300V以上)时,可能击穿空气产生火花放电,其能量可从微焦耳级到毫焦耳级不等,其大小直接决定了引燃易燃蒸气的风险。


      火花能量若超过可燃物的最小点火能量,且周围存在浓度在爆炸极限内的可燃混合物,就会引发燃烧或爆炸。


      根据资料,常见的有机溶剂蒸气,点火能量低到不可思议,0.2~1毫焦就够,因此,静电火花能量虽小,但因电压极高,足以点燃易燃蒸气。下面表格中统计了几种常见化学品的最小点火能量。


常见物质的最小点火能量


      看到了吧,在易燃蒸气面前,静电就像是一个随时可能按下打火机的“隐形手”,分分钟让你体验一把“迅雷不及掩耳”式的惊悚,根本拦不住!



回顾一下,静电事故怎么一步步“伪装”成灾难?


第一步:静电“暗中集结”

      液体流动:化学品在桶里打转、在管道里呼啸时,跟容器摩擦就像跳舞一样,静电就悄悄累积起来。如果这些静电无法顺利导出,它们就像“小偷”一样在容器表面悄无声息地集结,等着机会来“偷袭”。


第二步:蒸气“火上浇油”

      易燃液体挥发、泄漏,蒸气没法及时散开,在空气中形成“可燃蒸气团”,气氛逐渐变得热烈,等待一个“暖场嘉宾”。局部区域的可燃气体就像隐形炸弹,随时准备在你不注意的时候给你惊喜,进而引发连锁反应。


第三步:3-2-1,点火!

      累积的电荷和可燃气体等待月老牵线,伺机而动,一旦见面,瞬间坠入爱河,“点火成功”!闪燃或爆炸就在一瞬间,连“啊”都来不及喊,没错,静电就是这么“悄无声息”,但伤害却是立竿见影。




为什么明明有规定,事故还是反复发生?


      调查发现,这类事故常有“四件套”:发生在倒料、转桶等“日常操作”中;物料多是“一点就着”的有机溶剂;接地线成了“摆设”,没检测、没接牢;操作员觉得“倒个料而已,能有多危险?”


      说白了,不是技术不行,是意识没跟上。很多人觉得“没见过火花就是安全”,却不知道静电这个“安静型选手”最爱搞突袭。



如何防静电?记住这“四招保命法”


      控源——就像管好水龙头一样,控制液体流速,避免物料的喷溅和自由落差。使用底部进料等方法,减少静电的“产生源”。


      导走——使用导静电材料的设备和管道,并确保设备、管道都有可靠接地和跨接,让静电得有“地方去”,不能让它“在角落里搞破坏”。


      不点——不要在气氛危险的情况下随便插拔金属物品,不要带液插管,也不要带压拆卸。槽罐车充装好后、卸车前都要先静置一段时间。记住,静电最喜欢捉住“机会”。


      知险——通过生动的事故案例和原理讲解,让员工真正理解静电的杀伤力,不是“麻烦”,而是“生死时刻”的区别。


      静电它不是大张旗鼓地闹腾,看起来“这里的黎明静悄悄”,但一旦爆发,后果立竿见影。


      所以,千万别小看那些藏在日常操作中没有预告、没有声响的“沉默杀手”,看不见的危险,更需要我们看得见的重视。


      记住:静电并不安静本分——它动起来,可真要命!



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来源:浙江省应科院

中国化学品安全协会
编辑:佑安

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