Заземление трубопроводов от статического электричества

Правила заземления трубопроводов

В процессе прокладки трубопроводов любого предназначения необходимо позаботиться о безопасности их эксплуатации. Важно предотвратить негативное воздействие сильного электрического разряда как на сам трубопровод, так и на вещества, которые транспортируются по нему. Специально для этого важно установить заземление.

Главные особенности

При обустройстве системы заземления необходимо соединение с грозозащитой здания. С ее помощью полностью исключается возможное воздействие на сырье, транспортируемое внутри.

Это особенно актуально в случаях, когда внутри находится взрывоопасное вещество – газ, нефть, спирт и другие легковоспламеняющиеся материалы.

Чтобы заземлить трубопровод, необходимо присоединить токоотводящую полосу к заземленному металлическому предмету. Для этого применяется медная проволока, поскольку медь считается отличным проводником. На каждые двадцать метров делают как минимум одно заземление.

При выполнении работ потребуются перемычки, выполненные из голого медного проводника с хорошим запасом гибкости.

Специалисты рекомендуют пользоваться проводниками, сечение которых составляет минимум 2,5 м кв. Причем экономить в этом отношении нельзя, даже обращая внимание на высокую стоимость меди. Достаточно закрепить его на каждом конце труб посредством проволочного бандажа, либо припаяв отвод к корпусу и самой трубе с помощью паяльника.

Важно помнить о том, что для полноценного заземления следует устанавливать металлические детали через каждые 20 метров. В данном случае их также придется постоянно подключать с помощью отвода.

Медная проволока

Практика показывает, что наиболее популярным методом, с помощью которого проводится заземление трубопроводов, является применение медной проволоки. Рекомендуется пользоваться проволокой диаметром от 1…1,5 мм.

Ее проводят как с внутренней, так и с наружной стороны, скрепляя между собой в местах соединений посредством проволочной перемычки. Для присоединения используется метод холодной пайки. Наружная проволока, установленная в конечной точке, нуждается в тщательном заземлении.

Заземление трубопровода является самым простым, но при этом обязательным методом отвода скопившихся статических зарядов электричества. В качестве основной меры, которая предотвращает появление разрядов, сопровождаемых искрой, является заземление с полноценным шунтированием кранов и муфт.

Операция выполняется с применением медного провода.

Стоит отметить, что использование технологии заземления в водопроводных трубах позволяет значительно уменьшить потенциал между стенками и самой жидкостью, которая передается по нему. Тем не менее, ни одна система заземления не может полностью ликвидировать электризацию жидких веществ.

Основные правила

Заземлять трубопровод необходимо в обязательном порядке – данное требование прописано в ПУЭ. Хотя на первый взгляд трубопровод и электроустановки имеют мало общего, однако будучи металлической конструкцией, он может пропускать ток и представлять опасность.

Использование заземления дает возможность существенно увеличить уровень безопасности во время прокладки или ремонта. При эксплуатации трубной системы передаваемому веществу свойственно генерировать статическое электричество. Кроме того, никто не исключает вероятность прямого попадания молниевого разряда в трубу.

Согласно действующим правилам, заземлению подлежат не только внешние трубопроводы, но и внутренние. К последним относятся коммуникационные и технологические.

ПУЭ регламентирует главные особенности обустройства заземления трубопроводов:

• трубчатая система должна являть собой непрерывную сеть, которая соединяется в единый контур;
• трубопровод должен подключаться к заземлению минимум в 2-х точках. Их количество напрямую зависит от протяженности магистрали, технических особенностей и так далее.

Что касается первого правила, это еще не повод полагать, что трубопроводная система всегда должна иметь непрерывную структуру. В данном случае нужно помнить о том, что следует соединить отдельные трубопроводы или участки в одну сеть. Для выполнения этой задачи потребуется межфланцевая перемычка.

Количество опять-таки зависит от особенностей конструкции. Зафиксировать перемычки к трубопроводу можно посредством болтового соединения, сварки или установки специального хомута, который обеспечивает качественное заземление металлических труб.

Межфланцевой перемычкой является провод, изготовленный из меди, имеющий маркировку ПуГВ или ПВЗ.

Касательно второго правила, специалисты рекомендуют отказываться от разброса заземления по всей технологической линии. Можно обойтись соединением в конце и начале отдельно взятого или единого контура.

Трубостойки

Чтобы установить устройство ввода в коммерческое здание или загородный дом, необходимо использовать трубостойку. Главной ее задачей является фиксация провода питания, который ведет к щиту, а также установки самого щита.

Согласно требованиям правил ПУЭ, трубостойка нуждается в обязательном заземлении.

Недалеко от щита надо просверлить отверстие, через которое важно поместить болт заземления. Как сама трубостойка, так и щит требуют качественное заземление. Недалеко от стойки следует вбить металлический уголок полутораметровой длины. Далее следует соединение трубостойки, щита и уголка.

Защите подлежит и нулевая шина. На нее надо подключить нулевой провод маркировки СИП4, который идет с опоры. Чтобы выполнять операцию, нужно воспользоваться желто-зеленым проводом маркировки ПВ-3, на которой установлены наконечники. На этом заземление металлической трубостойки можно считать завершенным.

Взрывоопасные участки

В некоторых случаях на территории производственных предприятий работают взрывоопасные цеха. Здесь важно качественно отводить статическое электричество, возникающее в процессе трения жидкообразного вещества о внутренние стенки труб.

В процессе обустройства таких конструкций обычно создается естественное заземление, которое проходит через аппаратуру и строительные конструкции. Тем не менее, этого недостаточно.

В подобных ситуациях необходимо снизить вынос потенциала. Хорошей мерой является установка промежуточного заземления трубопровода, применение кабельных проводников, имеющих неметаллическую оболочку. К таковым, например, относится марка ААШВ.

Влияние изоляции

Показатель удельного сопротивления изоляции способен значительно влиять на характерные особенности трубопровода. Согласно проведенным исследованиям, уровень сопротивления в заземлении трубопровода, использующего битумную изоляцию, может сильно зависеть от разницы потенциалов между грунтом и самим трубопроводом.

Если разница варьируется в пределах нескольких сотен вольт, в дефектных местах может происходить тлеющий разряд, который, в свою очередь, снижает сопротивление заземления. Если разность потенциала находится на уровне одного киловольта и больше, между грунтом и трубопроводом появляется дуговой разряд.

Он, соответственно, сильно снижает сопротивление установленному заземлению. Также может использоваться и переносное заземление, в котором струбцина является основной деталью.

Подготовка к ремонту

В процессе подготовки к ремонтным работам необходимо освободить трубопровод от передаваемого вещества, после чего провести продувку специальным техническим азотом. Стоит убедиться в наличии заземления.

Если в конструкции не предусмотрена установка температурного конденсатора, промывка водяным паром категорически запрещена. Это приведет к увеличению внутреннего давления, которое приводит к разрыву конструкции. Таким образом, система отопления выйдет из строя.

На протяжении длительного времени для обеспечения непрерывности заземления установленных стальных труб применялись шунтирующие перемычки, монтированные на коробках, фитингах или специальных муфтах. После проведенных испытаний оказалось, что делать это необязательно. Цепь заземления готового трубопровода становится непрерывной благодаря их резьбовому соединению.

Как правило, установленная система заземления способна прослужить на протяжении длительного времени.

Это особенно касается частей, работающих внутри помещения. Тем не менее, периодически следует заменять определенные участки или отдельно взятые элементы. Для повторной сборки линии и дальнейшего ее подключения не требуются дополнительные нюансы.

Все, что надо – убедиться в плотности примыкания рабочих частей друг к другу, отсутствии обрывов, коррозии на стыках и иных недостатков. Если установлена струбцина, она должна находиться в идеальном визуальном и техническом состоянии.

Защита трубопроводов и установок от статического электричества

Статическое электричество способно навредить человеку в быту и на производстве. В последнем случае его неблагоприятное воздействие может привести к серьезным последствиям. Чтобы защититься от разрядов, необходимо устанавливать заземление, нейтрализаторы, использовать другие средства.

Что такое статическое электричество

Под статическим напряжением понимают самостоятельно возникающий и сохраняющийся в проводниках или диэлектриках электрический заряд. Он появляется вследствие перераспределения электронов, в результате которого часть из них приобретает одинаковый заряд.

Результат этих процессов – возникновение разряда при прикосновении к предмету, в котором появилось статическое электричество.

Чаще всего это происходит в предметах, которые изготовлены путем соединения частей из разных материалов (например, двух различных металлических сплавов).

Статическое электричество возникает из-за изменения заряда электронов

В чем опасность явления

Статическое электричество в некоторых случаях представляет опасность для человека. Она выражается в следующем:

• Поражение электрическим током. Обычно разряд неопасен. Это обусловлено его небольшой мощностью. Однако если в каком-либо предмете накопился слишком сильный заряд, он может причинить существенный вред здоровью человека. Он может выражаться в травмах или повреждении кожных покровов в результате ожога. В отдельных случаях возможна смерть пострадавшего.
• Выход из строя электроприборов. При попадании разряда на бытовую электронику она обычно выходит из строя. Для того, чтобы ее сломать, достаточно даже очень слабого разряда, совершенно не опасного для здоровья человека. Особенно чувствительны к подобному воздействию «умные» устройства: компьютеры, смартфоны.
• Риск возникновения пожара. Во время высвобождения заряда обычно возникают маленькие искры. Если они попадут на легковоспламеняющееся вещество (горюче-смазочные материалы, высокомолекулярные растворители), произойдет возгорание, которое способно повлечь пожар.

Именно поэтому принимают меры, целью которых является защита от статического электричества, которая предотвращает его появление и минимизирует негативные последствия. Особенно она важна на производстве, где даже одна искра может привести к катастрофическим последствиям.

Объекты промышленности нуждаются в особой защите

Источники статического электричества

Источники статического напряженья можно разделить на две большие группы: естественные и искусственные.

Первые представляют собой элементы ландшафта, атмосферу. Электроэнергия в них возникает в результате естественных процессов. Наиболее известный пример – разряд молнии, который формируется в результате перемещения и смешивания воздушных масс в атмосфере и перераспределения зарядов электронов в воздухе.

Ярчайший пример природного разряда – молния

Вторые – рукотворные предметы, созданные человеком. Это могут быть:

• элементы интерьера;
• текстильные изделия;
• трубопроводы;
• электрические приборы;
• трубы систем отопления.

Важно! Некоторая техника создается специально для генерации статического электричества. К ее числу относятся различные генераторы, сепараторы, окрасочные аппараты. Однако в большинстве случаев статическое напряжение возникает спонтанно и способно нанести существенный вред.

Защита трубопроводов и промышленного оборудования от статического напряжения

Наиболее тяжелые последствия разряд может вызвать, если затронет трубопроводы на объектах промышленности. Особенно тяжелыми будут последствия такого воздействия на химическом, нефтеперерабатывающем предприятии. Это касается и использующихся в быту газопроводов. Чтобы их избежать, принимают меры, которые направлены на защиту трубопроводов на производстве от статического электричества.

Правила защиты

Перечень подобных мер в Российской Федерации регулируется правилами, которые были утверждены 31 января 1971 года, и действуют по сей день.

Защита трубопроводов урегулирована специальными правилами

Методы защиты

Нормативный документ предусматривает следующие мероприятия, направленные на предотвращение возникновения зарядов статического электричества:

• Заземление. Согласно правилам, все конструкции, в которых может образоваться заряд статического электричества, необходимо заземлять.
• Уменьшение удельного поверхностного сопротивления в материале, где может образоваться заряд. Этот показатель зависит от общей площади предмета. Чем она меньше, тем меньше сопротивление.
• Использование нейтрализаторов. Заряд статического электричества можно нейтрализовать с помощью устройств, которые созданы специально для этого. Чаще всего они генерируют индукционное поле или излучают радиоизотопы. Это предотвращает накопление одинакового заряда в большом количестве электронов и возникновение статического напряжения.

Заземление оборудования

Один из самых действенных и распространенных способов защиты от статического электричества – заземление. В результате применения этого метода все предметы, в которых может образоваться заряд, образуют единую цепь, подсоединенную, в свою очередь, к зануляющему проводнику. Он, как правило, представляет собой помещенную в почву стальную конструкцию.

Заземление – самый распространенный и эффективный способ защиты

К сведению! Польза защитного заземления в том, что при образовании заряда он сразу уходит на «ноль», проделывая при этом путь через все элементы цепи.

Заземлить на производстве необходимо все металлические и неметаллические конструкции, обладающие токопроводностью. Среди них:

• трубопроводы;
• агрегаты и аппараты;
• термоизоляция;
• вентиляционные короба;
• отдельно стоящие машины;
• емкости для дробления, распыления, разбрызгивания перерабатываемых продуктов.

Чтобы установить заземление, понадобится выполнить следующие действия.

• Установить заземлитель. Он представляет собой устройство, которое находится в непосредственном контакте с землей (она в данном случае играет роль «нуля»).
• Подсоединить трубопровод к заземлителю. Участок металлической конструкции с помощью проводника присоединяют к ранее установленному устройству для заземления.
• Подключение к системе заземления остального оборудования. Непосредственно к трубопроводу с помощью проводников подсоединяют другие металлические предметы (вентиляционные короба, термоизоляцию). По действующим нормативам подключение должно быть каждые 40–50 метров.

Так выглядит заземлитель

Важно! Заземлять необходимо не только стальные, но и полимерные трубопроводы. Требования здесь несколько иные. Сопротивление между любой точкой трубопровода и заземляющим контуром не должно быть более 100 000 кОм (допускается небольшая статистическая погрешность). Это может потребовать заземления в нескольких местах.

Способы снятия статического напряжения

В руководстве по защите от статического электричества также предусматрен ряд мер, направленных на минимизацию вредоносных последствий воздействия разряда и его снятие. Вот основные из них:

• очистка проходящих по трубопроводам газов и жидкостей от посторонних примесей (например, твердых частиц);
• недопущение распыления и разбрызгивания веществ;
• строгое соблюдение требований к скорости движения по трубопроводу.

Чтобы не допустить попадание посторонних примесей в трубопровод, используют фильтры. На фото изображен газовый

Меры безопасности на производстве

Чтобы обезопасить работников предприятия от неблагоприятного воздействия статического электричества, соблюдают следующие меры безопасности:

• Обеспечивают постоянный контакт работника и контура заземления. Тело человека, работающего на производстве, должно постоянно контактировать с заземленной цепью. Это обеспечивает быстрое прохождение разряда через ткани без причинения какого-либо вреда.
• Хорошо в этом плане проводить увлажнение воздуха, тогда внезапные молнии статического электричества возникают не так часто, как при малом содержании испаренной жидкости в атмосфере. При увеличении ее количества риск их появления значительно уменьшается.
• Проводят ионизацию. Если насыщать воздух положительно и отрицательно заряженными частицами, возможность «перекоса» в одну из сторон, вызывающего появление заряда, снижается.

Воздух в цехах насыщают заряженными частицами с помощью промышленных ионизаторов

Статическое напряжение – самопроизвольно возникающий электрический заряд. Его появление особенно опасно на производстве (в трубопроводах, системах вентиляции), так как может вызвать возгорание, детонацию.

Понятие статистического электричества и перечень способов защиты от него приведены в специальных правилах.

Применяют такие средства, как заземление, уменьшение удельного поверхностного сопротивления, увеличение влажности.