Wyładowania ESD w transporcie ładunków. Jak im zapobiegać?
Wiele osób z pewnością doświadczyło sytuacji, kiedy po dotknięciu jakiegoś przedmiotu poczuło nieprzyjemne „kopnięcie” prądu. Za to zjawisko odpowiada wyładowanie elektrostatyczne (ESD – Electrostatic Discharge), którego przyczyną jest zgromadzony na powierzchni nieprzewodzącego materiału ładunek elektrostatyczny. Ładunek może się kumulować zarówno na obiektach stałych, jak i tych znajdujących się w stanie ciekłym; może dotyczyć materiałów zwartych oraz rozproszonych, a także zbierać się na powierzchni zaizolowanych obiektów przewodzących. Do wyładowania dochodzi natomiast w momencie, gdy natężenie pola elektrycznego przy powierzchni obiektu naelektryzowanego, do którego zbliża się materiał przewodzący, przekracza wartość wytrzymałości dielektrycznej powietrza (ok. 2,7 MV/m). Takie wyładowania bywają nie tylko nieprzyjemne, ale mogą również doprowadzić do poważnych strat finansowych wywołanych awariami np. przy transporcie ładunków. Jak zatem zabezpieczyć produkcję przed takim ryzykiem?
Przyczyny powstawania wyładowań elektrostatycznych
Na gromadzenie się i przemieszczanie ładunków między przedmiotami o różnych potencjałach elektrycznych, co prowadzi do wyładowań elektrostatycznych, wpływ ma wiele różnych czynników. Jedną z najczęściej wykonywanych czynności, podczas której dochodzi do powstawania ładunków elektrostatycznych, jest pocieranie lub oddalanie się od siebie dwóch różnych materiałów izolacyjnych. W zakładach produkcyjnych taka sytuacja może mieć miejsce np. przy pocieraniu fragmentów syntetycznych tkanin (ubrania robocze), przesuwaniu plastikowych pojemników czy rozwijaniu taśmy z tworzywa sztucznego. Nawet jeśli ciąg produkcyjny zostanie pozbawiony czynnika ludzkiego, do wyładowań ESD może dochodzić także przy automatycznym transporcie ładunków. Wówczas znaczenie ma wartość prędkości tarcia, rodzaj nośnika, który służy do transportowania materiałów oraz szorstkość jego powierzchni. Istotna jest też kwestia panującej temperatury i wilgotności powietrza, a także ogólne warunki atmosferyczne panujące podczas procesu elektryzacji obiektów.
Zagrożenia wynikające z wyładowań elektrostatycznych
Choć wyładowania ESD są zwykle niegroźne dla ludzi, to mogą stać się źródłem poważnych zagrożeń związanych z panującymi w zakładzie warunkami. Mimo wymagań stawianych przez różne normy i przepisy BHP regularnie dochodzi do groźnych w skutkach pożarów i wybuchów, które są inicjowane właśnie przez wyładowania elektrostatyczne. Należy bowiem pamiętać, że czas trwania wyładowań elektrostatycznych jest krótki, ale w zamian dochodzi do powstania impulsów o dużych wartościach napięcia, sięgających nawet kilku tysięcy woltów. Dodatkowo wszelkie elementy elektryczne, elektroniczne, optoelektroniczne oraz elektromechaniczne mogą z łatwością zostać zniszczone lub uszkodzone. Szczególnie w kontekście stosowania układów scalonych opartych na półprzewodnikach wyładowania ESD są uznawane za jedną z najczęściej występujących przyczyn awarii. Innym problemem odnotowywanym przede wszystkim w branżach wykorzystujących linie transportowe jest zakłócenie mechanizmu podawania arkuszy papieru bądź folii. Wyładowania elektrostatyczne prowadzą do sklejania się arkuszy czy nawet odpychania cząsteczek nakładanej farby, co pogarsza jakość przygotowywanego druku.
Jak unikać uszkodzeń spowodowanych przez ESD?
Aby ochrona przed wyładowaniami ESD była skuteczna, należy przede wszystkim unikać naładowania ładunkami elektrostatycznymi pracowników, produktów i surowców oraz zapobiegać szybkim wyładowaniom. Wskazania te można przestrzegać dzięki wykorzystaniu przewodzących powierzchni roboczych, przewodzących taśm antystatycznych, odpowiednich mebli, odzieży, obuwia przewodzącego i podłóg oraz zjonizowanego powietrza. Niezbędne jest także uziemienie wszystkich elementów, na których ładunki elektrostatyczne mogą się gromadzić. Prostym i wygodnym sposobem na neutralizację wyładowań elektrostatycznych występujących przy systemach transportu wewnętrznego jest montaż szczotek antystatycznych. Zastosowane w nich włosie umożliwia odprowadzenie ładunku gromadzącego się na powierzchni transportowanych i poddawanych obróbce towarów, szczególnie tych wykonanych z tworzyw sztucznych. Szczotki antystatyczne oferowane przez firmę Aimtech potrafią nie tylko rozpraszać napięcie, ale ich konstrukcja pozwala także bezpiecznie przekierować ładunek elektrostatyczny do uziemienia maszyny lub linii technologicznej, na której zostały zamontowane.
