輕質(zhì)油品裝油安全油面電位值

標(biāo)準(zhǔn)名稱：輕質(zhì)油品裝油安全油面電位值GB6951-86UDC665.521.1/.4：614.8標(biāo)準(zhǔn)編號：GB6951-86標(biāo)準(zhǔn)正文：輕質(zhì)油品裝油安全油面電位值Safesurfacevoltageoflightfueloilin

tankfillingoperation國家標(biāo)準(zhǔn)局1986-10-09發(fā)布，1987?09?01實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油品裝入油罐、鐵路槽車、油罐汽車等金屬容器時的安全油面電位值。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于金屬容器內(nèi)上部空間或油面上懸有任何對地絕緣的導(dǎo)體、金屬容器內(nèi)存在任何固體絕緣物體及油面上含有氫氣成分的情況。1定義油面電位輕質(zhì)油品在輸送過程中，由于與管壁及過濾器等摩擦而產(chǎn)生的靜電荷，隨油品流入容器內(nèi)，使油品對地產(chǎn)生電位差，油面對地的電位差稱之為油面電位。最大油面電位油品裝入金屬容器內(nèi)，油面電容最小部位的電位為最大油面電位。安全油面電位當(dāng)最大油面電位不大于安全油面電位值時，為安全油面電位。該電位即使發(fā)生油面對地放電也不會使在爆炸濃度范圍內(nèi)油氣與空氣混合物引燃或爆炸。2安全油面電位值安全油面電位值為12000Vo3油面電位測量方法原理本方法系將一絕緣銅球置于被測油面，作為集電電極。當(dāng)銅球及其測試系統(tǒng)的對地絕緣電阻大于1CT(14)Q以及對地電容小于100pF時，測得的銅球電位就是銅球所在位置的油面電位。儀器設(shè)備超高阻計(jì)：絕緣電阻測量范圍為”10人(7)—1CT(15)Q,誤差不超過±10%。小電容測量儀：測量范圍為1—100pF,誤差小于±1%x讀值。電導(dǎo)率測量儀：最小可測1pS/m,誤差不大于滿度值的±5%。靜電電位計(jì)：輸入阻抗大于1014Q,輸入電容小于20pF,誤差不大于滿度值的±5%。銅球：直徑為90mm、表面光滑(鍍銘或銀)、內(nèi)部空心的銅球。中心部位有一直徑為8mm的直孔。尼龍繩：直徑5mm左右，表面絕緣電阻大于1CT(12)Q/cm。鉛錘：重量等于5.5—6.5kg。聚四氟乙烯環(huán)：外圓直徑為40mm,內(nèi)孔直徑為20mm,厚10mm3個。絕緣桿：木桿中部纏繞20cm寬的聚四氟乙烯薄膜，距桿中心5一10cm處設(shè)有一直徑約為10mm的圓孔，并在孔內(nèi)裝入一個壁厚約2mm,直徑約4mm的聚四氟乙烯管作為引出焊在銅球上的測量導(dǎo)線用。聚四氟乙烯滑輪：直徑80mm,厚15mm,槽深10mm,槽寬5mm。輪的中心，有一直徑6mm圓孔。平衡錘：重量為0.6kg左右。聚氯乙烯絕緣銅導(dǎo)線。試齊IJ無水乙醇或丙酮。測量前準(zhǔn)備及設(shè)備組裝將聚氯乙烯絕緣銅導(dǎo)線與銅球焊牢，并為了減輕導(dǎo)線焊接處所受拉力，將導(dǎo)線緊固在銅球的焊架上)。零部件清洗：尼龍繩、聚四氟乙烯環(huán)及滑輪等一切絕緣部件，用無水乙醇清洗2—3次，晾干后使用。其他部件如鉛錘、銅球等也需保持清潔。將穿過銅球中心直孔內(nèi)的尼龍繩，在容器的上、下部固定。將銅球上引出的導(dǎo)線與靜電電位計(jì)輸入端相接，并在導(dǎo)線上掛上平衡錘O測量前的檢驗(yàn)設(shè)備安裝完畢后，檢查測量系統(tǒng)的對地絕緣電阻R及對地電容C,使R>10^(13)Q,C<100pFo若不符合要求則重復(fù)342進(jìn)行清洗，或調(diào)整導(dǎo)線位置，直到滿足要求。測量絕緣液體電導(dǎo)率。記錄環(huán)境溫度和相對濕度。測量步驟接通靜電電位計(jì)電源，校準(zhǔn)零位。將被測油料輸入容器內(nèi)，待銅球接觸油面后，即可開始測量并記錄讀數(shù)。即相應(yīng)的電過濾器等差。當(dāng)油但到底相應(yīng)的電過濾器等差。當(dāng)油但到底內(nèi)外都需解后，就可科學(xué)管理有了此標(biāo)創(chuàng)造條件。年）。采用。對準(zhǔn)，也可考國外研況。同時過濾器等差。當(dāng)油但到底內(nèi)外都需解過濾器等差。當(dāng)油但到底內(nèi)外都需解后，就可科學(xué)管理有了此標(biāo)創(chuàng)造條件。年）。采用。對準(zhǔn)，也可考國外研況。同時測量報告包括下列內(nèi)容。a.環(huán)境溫度、相對濕度。b.被測容器容積及高度。c.液體靜止電導(dǎo)率。d.銅球浮在空氣中的對地絕緣電阻R及對地電容C。e.油面電位取其最大值?！遁p質(zhì)油品裝油安全油面電位值》編制說明一、制訂目的和任務(wù)來源.制訂目的輕質(zhì)油品均屬絕緣液體，在其輸送、灌裝過程中，由于與油泵、管壁、摩擦，產(chǎn)生并積聚靜電荷，隨油流進(jìn)各種接收容器內(nèi)，使油面對地產(chǎn)生電位面電位高到一定值，便會對地發(fā)生靜電放電，以致在可燃?xì)膺m合時發(fā)生爆炸。多高油面電位會構(gòu)成危險？又應(yīng)限制在什么數(shù)值才能保證安全，這是目前國決，且已進(jìn)行了長期研究尚未有結(jié)論的課題。一旦確定了安全油面電位值以以為流速、管徑、過濾器安裝的距離，以及裝油操作的要求等，提供設(shè)計(jì)和依據(jù)，為防止靜電事故發(fā)揮積極作用。這就是我們編制此標(biāo)準(zhǔn)的目的。同時準(zhǔn)，就能進(jìn)一步確定油料的安全電荷密度界限并為配置相應(yīng)的自動監(jiān)控裝置.任務(wù)來源本任務(wù)由國家勞動人事部提出，列入國家標(biāo)準(zhǔn)制訂計(jì)劃（1982—1985二、制訂標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)思想我們制訂的主導(dǎo)思想是，對于已有國際標(biāo)準(zhǔn)并與我國國情相符的可直接尚未有國際標(biāo)準(zhǔn)而有美國、英國、聯(lián)邦德國、日本等先進(jìn)工業(yè)國家的國家標(biāo)積極引入結(jié)合我國國情參照采用。對國外尚未有國際及國家標(biāo)準(zhǔn)的，則可參究成果及國內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，以及結(jié)合我國國情來制訂我國國家標(biāo)準(zhǔn)。我們制訂的輕質(zhì)油品裝油安全油面電位值國家標(biāo)準(zhǔn)，是屬于最后一種情

內(nèi)外資料面靜電放內(nèi)外資料面靜電放驗(yàn)結(jié)果差的簡要情況.國外歷年來有關(guān)油面放電及引燃試驗(yàn)的研究情況國外對上述試驗(yàn)已進(jìn)行了數(shù)十年，目前仍在進(jìn)行，前期的試驗(yàn)重點(diǎn)在油電的特性和條件，70年代后開始作油面放電引燃性試驗(yàn)，但對引燃電位的試別較大，尚未有一致的認(rèn)識，其主要代表性資料見下表。論著名稱，發(fā)表日期，作者姓名及國別I主要論點(diǎn)《如何控制商業(yè)油罐的靜電》1957年|當(dāng)液面有波浪時，油面的曲率較大,此時放電。面放電的此時放電。面放電的為最低的種形式、能發(fā)1/4ino以才能在離油且剛開始才能引燃。30kV以上,導(dǎo)率不同，全界限。才能點(diǎn)燃《防止汽車、鐵路槽車裝油時的靜電危|可用電位或電場兩種參數(shù)來確定安險》1975年，H.StrausonandA.R|對于帶電液體，大體上要到45kVW.M.Busfin等。荷蘭《對靜電提出一個新觀點(diǎn)》1963年LawrenceWright等。美國《油面的靜電放電》1967年J.T.Leonard等。美國《從油料的電氣性能談安全裝油》1968年W.L.BulkleyandI.Ginsburgh美國《關(guān)于帶電油面放電的能量》放|油面電位達(dá)到18KV時，就會發(fā)生II用不同形狀的接地電極，試驗(yàn)了油I特點(diǎn)，重點(diǎn)研究油面放電電位，認(rèn)|油面放電電位要大于20kV|油面與接地金屬電極間的放電有三|針形電極為電暈放電，60。的錐尖可|生能量較大的火花放電，直徑為上的球電極為刷形放電。試驗(yàn)證明，油面電位至少要20kV,|面1in。以上的間隙中發(fā)生放電，而|放電的能量很小，要有更大的能量1970年森田曲豆日本當(dāng)油面電位在|電能量就大于0.2mJ,若油料的電|電導(dǎo)率高的油料，放電能量較大。.Lyle美國|可燃?xì)馀c空氣的混合物?！豆捃嚢踩嘌b規(guī)定——評價靜電危險|不同大小的接地球形電極，有不同的開始放電的理論及實(shí)驗(yàn)研究》1977年H.kramer|電位。對于某一種可燃?xì)?，可定出臨界半徑，等。聯(lián)邦德國|小于此值就不產(chǎn)生引燃性放電，對燒類可燃?xì)?，|其臨界值是5—7mm。此時相應(yīng)的油面電位約40kVoI《帶電液面與金屬電極間放電對蒸氣及I當(dāng)油面上全部是蒸氣時，放電的電荷轉(zhuǎn)移量達(dá)液滴的引燃性》1977年時可引燃；當(dāng)油面上65%空間為液滴時，英國|電荷轉(zhuǎn)移達(dá)1pC可引燃；而當(dāng)95%空間為液滴|時，電荷轉(zhuǎn)移量達(dá)2pC才能引燃?！稁щ娪兔骒o電放電的引燃性》1979年|對接地的不同直徑的球電極及橢圓電極進(jìn)行引H.Kramer.K.Asano聯(lián)邦德國、日本|燃性試驗(yàn)。引燃時的放電電荷轉(zhuǎn)移量通常在0.1pC左右，其對應(yīng)于球電極的油面電位為|58kV。橢圓電極的電位為62kV?！队凸揄敳垦b油和鐵路槽車裝油中流速|(zhì)試驗(yàn)油面放電對丙烷氣的引燃性。結(jié)果表明的安全極限值》1981年英國|負(fù)電位在25kV能引燃，正電位高達(dá)80kV尚未|引燃，在有利條件下放電電荷轉(zhuǎn)移為75|jC時|可引燃?！兑后w與金屬間的放電特性》1982年|在同樣電位條件下，負(fù)油面放電電荷轉(zhuǎn)移量比L.G.BrittonandT.J.V\^lliams英國|正油面時要大一個數(shù)量級。負(fù)電位在25kV以上|可以引燃丙烷氣。?2.國內(nèi)外有關(guān)測量油面靜電電位方法的情況(1)1972年北京勞保所和沈陽消防所，曾在汽車罐車裝油靜電專項(xiàng)試驗(yàn)中對油面電位測量電極的形狀和尺寸作了反復(fù)試驗(yàn)，最后認(rèn)為用直徑9cm的空心球電極較為合理。因?yàn)榍螂姌O可以免除靜電荷向尖端積聚帶來的誤差，同時也有利于隨著油面上升而保持浮在油面。此后又在各裝油現(xiàn)場進(jìn)行反復(fù)測試，也證明此項(xiàng)方法既方便又穩(wěn)定，并在一次用記錄器測量裝油中油面電位時，看到記錄器可以將脈動變化的油面電位迅速表示出來，說明此方法是相當(dāng)靈敏的。(2)美國自1961年開始采用，一直沿用到現(xiàn)在。并在有關(guān)報導(dǎo)中指出，罐車在裝油過程中使用探極法測量油面電位，具有方法簡單，可用來測出局部油面電位，在充滿油霧的地方也可使用等優(yōu)點(diǎn)。(3)日本也一直采用浮球法測油面電位，并對此作了論證研究。如在1973年日本電氣學(xué)會雜志刊登的“流動帶電時絕緣液體中的電位和電荷'一文中指出：“在帶電絕緣液體中，放置一個導(dǎo)體球，由球電位和漏電電流的關(guān)系可求得液體中放置球位置處的液體真電位……。即當(dāng)球電極漏電流為零時的球電位，就是球位置處的液面真電位，在實(shí)際測量中要做到球電極測量系統(tǒng)對地電阻為無窮大，使漏電電流為零是做不至U的。一般輕質(zhì)油料的電阻率為1CT(10)-10^(12)Qm,測量系統(tǒng)的對地電阻可以達(dá)到1(r(10)-10^(12)Qo因此測得球電位可能比油面實(shí)際電位低10%o要求測量系統(tǒng)的對地電容小于100pF,其目的是使測量系統(tǒng)有較好的反應(yīng)靈敏度，能隨著油面電位變化而相應(yīng)變化，一般情況是不難達(dá)到的。.國內(nèi)裝油靜電實(shí)測概況在對各類裝油油面電位進(jìn)行廣泛現(xiàn)場實(shí)際測量之前，首先通過試驗(yàn)確定了采用直徑為9cm的空心銅球作為測量裝油全過程中收集油面電位的電極和有關(guān)的測量方法。然后在全國北方到南方各煉油廠和其他裝油單位，對裝油過程中的油面電位作了實(shí)際測量。其內(nèi)容包括各種不同條件如鶴管直徑從63—200mm,各型鐵路罐車和汽車罐車，汽、煤、柴等不同油種以及不同的裝置和氣象等累計(jì)約100多次，取得了較為充分的實(shí)際數(shù)據(jù)。歸納起來其基本情況是測得的油面最高電位大部分在10000V左右及以下，汽車罐車一般比鐵路罐車小，只有個別場所有超過20000V的。經(jīng)分析其原因主要是航空煤油用的精細(xì)過濾器裝設(shè)在裝油站臺上離鶴管出口過近，或者鶴管口徑較大（200mm）且其流速比國外推薦的油料流速參考標(biāo)準(zhǔn)超過很多。.在發(fā)生著火爆炸事故條件下的現(xiàn)場實(shí)測情況1974年在某機(jī)場，當(dāng)向油罐汽車內(nèi)灌裝航空煤油時發(fā)生著火。事后在同樣油料同樣條件下測得油料帶負(fù)電，油面電位在-28000V時即不斷出現(xiàn)放電現(xiàn)象，因此油面電位不再增大。1976年某煉油廠在向鐵路罐車罐裝柴油時（罐車內(nèi)遺留有一些未卸清的汽油），兩天內(nèi)在同樣條件下連續(xù)發(fā)生兩起爆炸事故，事后按照事故時的同樣情況測得最大油面電位為-28000V左右時也出現(xiàn)放電現(xiàn)象，表針指針有大幅度擺動，并有放電聲響。.國內(nèi)油面放電實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)情況由于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的放電引燃試驗(yàn)國外資料較多，但其所得結(jié)果差別較多，因而我們對試驗(yàn)設(shè)備和測試方法都作了認(rèn)真的分析和比較，特別注意考慮了由于放電電極的出現(xiàn)，可使其下方相應(yīng)位置的原來油面電位有明顯下降的實(shí)際情況，在實(shí)驗(yàn)中對錐形和直徑為3mm至50mm的球形放電電極作了系統(tǒng)的測試，用波形法計(jì)測放電的電量和能量，并按不同放電電極的尺寸在各種油面電位下發(fā)生放電時的放電電量關(guān)系繪制了相應(yīng)的曲線群。再根據(jù)此曲線群繪出其總外包曲線，這總外包線就是試驗(yàn)所取得的最大放電電量曲線。從目前基本公認(rèn)的對油料蒸汽可以引燃的最小放電電量為0.1pC,在曲線上查得對應(yīng)的最低油面引燃電位為23000V,今若進(jìn)一步按10倍安全系數(shù)的要求，即以0.01pC放電電量來確定安全油面電位，則從同一曲線上查得其相應(yīng)的電位為13000Vo今若按其1/10放電能量（安全系數(shù)為10）,即為0.016pC放電電量來確定安全油面電位，則從同一曲線上查得其相應(yīng)的電位為13kV。四、安全油面電位值的確定安全油面電位值，即當(dāng)最大油面電位不大于此數(shù)值時，即使發(fā)生油面對地放電也不會使在爆炸濃度范圍內(nèi)的油氣與空氣混合物引燃或爆炸。據(jù)上述資料與介紹，引燃油氣的最小放電電量為0,"C,其相應(yīng)油面電位為23KV,今若按其1/10放電能量（安全系數(shù)為10）,即以0.016pC放電電量來確定安全油面電位，在曲線上查得其值為13kV,此外又綜合分析補(bǔ)充考慮了在實(shí)際測量中可能引進(jìn)的誤差以及初次確定安全標(biāo)準(zhǔn)還是從嚴(yán)掌握較好，因而提出了以12kV作為裝油安全油面電位值。雖然正極性的油面電位在很高數(shù)值時仍未發(fā)生引燃，但因?yàn)橛土系撵o電極性是可能變化的，目前尚不能人為控制，因此不區(qū)別其極性。以上所提安全油面電位值與現(xiàn)場不同條件下測得的實(shí)際裝油電位比較，絕大部分是低于此項(xiàng)規(guī)定值，個別由個設(shè)計(jì)上的某些問題有超過此規(guī)定值的，要設(shè)法改進(jìn)也并不困難，因此此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是切合實(shí)際的。五、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的補(bǔ)充說明.對于非金屬容器，金屬容器內(nèi)部存在對地絕緣的導(dǎo)體或其他固體絕緣體時，發(fā)生放電的條件就