Elektryczność statyczna.pdf

BEZPIECZEŃSTWO PRA CY 9/2004

dr JAN MARIA KOWALSKI

mgr inż. MAŁGORZATA WRÓBLEWSKA

Instytut Przemysłu Organicznego

Ochrona

przed elektrycznością statyczną

w środowisku pracy

W artykule opisano oddziaływania elektryczności statycznej obserwowane w środowisku pracy. Podano

kryteria oceny zagrożeń, wymagania ochrony oraz wskazano podstawowe środki zaradcze.

Protection against static electricity in the working environment

The effects of static electricity observed in the working environment are described. The criterions of hazard assessment

as well as the protection requirements and basic protective means are indicated.

Wstęp

dynamicznym, tzn. w warunkach, w któ-

rych występują oddziaływania między

materiałami/mediami oraz ich wzajemne

przemieszczanie się. Stosunkowo często

stan naelektryzowania powstaje też na sku-

tek indukcji w polu elektrostatycznym.

Skutki elektryzacji są szczególnie

dotkliwie odczuwane zimą, w nieklima-

tyzowanych, ogrzewanych centralnie po-

mieszczeniach, gdy wilgotność względna

powietrza, w ekstremalnych warunkach,

spada nawet do kilkunastu procent. Wa-

runki takie, na skutek znacznego wzrostu

rezystancji (oporu elektrycznego) mate-

riałów, sprzyjają powstawaniu ładunku

elektrostatycznego oraz utrzymywaniu

stanu naelektryzowania przez rozpatrywa-

ny materiał lub obiekt.

Możliwość szkodliwego oddziaływania

elektryczności statycznej na człowieka

i środowisko, w którym on przebywa

(w szczególności – środowisko pracy) oraz

na przebieg procesu technologicznego zale-

ży od stopnia naelektryzowania osiąganego

przez rozpatrywany materiał/wyrób/obiekt

oraz od czasu, w którym ten stan materia-

łu/wyrobu/obiektu się utrzymuje.

Stan „potencjalnego” zagrożenia po-

wstaje, jeżeli materiał, wyrób, obiekt

lub ciało człowieka osiąga „krytyczny”

(najwyższy dopuszczalny) stopień na-

elektryzowania, przy którym należy

się liczyć z możliwością występowania

niebezpiecznych wyładowań lub możli-

wością szkodliwych oddziaływań pola

elektrostatycznego. Realne zagrożenie

powstaje natomiast dopiero wówczas,

gdy określony stan utrzymuje się nie

krócej, niż w czasie, niezbędnym np. do

formowania się wyładowań iskrowych

oraz – gdy takie wyładowania osiągają

odpowiednio dużą energię. Destrukcyjne

oddziaływanie sił pola elektrostatycznego

Elektryczność statyczna wywołuje

zagrożenie dla życia, zdrowia i mienia

człowieka w różnych sferach jego dzia-

łalności, a zwłaszcza – w środowisku

pracy. Zagrożenie to jest uwarunkowane

przede wszystkim oddziaływaniem sił

pola elektrostatycznego oraz wysokoener-

getycznych wyładowań iskrowych, poja-

wiających się przy odpowiednio dużym

natężeniu tego pola [1].

W wyniku elektryzacji materiałów

i wyrobów, która ma miejsce w obiektach

mieszkalnych lub komunalnych, w za-

kładach przemysłowych i w środkach

transportu, obserwuje się m.in.:

– powstawanie zagrożenia pożarem lub

wybuchem

– zakłócenia w przebiegu procesu

produkcji

– pogorszenie jakości i zmniejszenie

trwałości (skrócenie żywotności) wielu

wyrobów

– nieszczęśliwe wypadki

– szkodliwe oddziaływanie pól elektro-

statycznych na organizm człowieka

– dyskomfort odczuwany przez osoby

przebywające wewnątrz pomieszczeń

lub korzystające ze środków transportu,

zwłaszcza przy niskiej wilgotności powie-

trza, np. w sezonie grzewczym (rażenie

prądem w wyniku wyładowań)

– zaburzenia w funkcjonowaniu urzą-

dzeń elektronicznych.

Rys. 1. Uwarunkowania stanu zagrożenia wypad-

kowego w środowisku pracy, w którym występuje

elektryczność statyczna

Mechanizm

powstawania i skutki

elektryzacji

W praktyce dominuje kontaktowo-

-tarciowy mechanizm elektryzacji, co ma

miejsce zwłaszcza w czasie wykonywania

czynności technologicznych o charakterze

Rys. 2. Mechanizm oddziaływania na człowieka za-

grożeń/zakłóceń wywoływanych występowaniem

zjawiska elektryczności statycznej

Elektryczność statyczna wywołuje

BEZPIECZEŃSTWO PRA CY 9/2004

jest możliwe również tylko wtedy, gdy

„krytyczne” natężenie tego pola utrzymuje

się dostatecznie długo.

Możliwość zaistnienia szeroko rozu-

mianego zdarzenia wypadkowego [2,

3] jest uzależniona w związku z tym od

wszystkich wymienionych uwarunkowań,

co ilustruje uogólniony schemat blokowy

(rys. 1.).

Właściwości środowiska pracy, wa-

runkujące powstawanie stanu zagrożenia

dla człowieka, mogą być przedstawione

w sposób opisowy (logiczny) lub parame-

tryczny, wyrażony wartościami liczbowy-

mi odpowiednich wielkości fizycznych,

charakteryzujących dane środowisko,

proces technologiczny i uczestniczące

w nim media/materiały oraz stan naelek-

tryzowania i jego skutki.

Typowe zagrożenia lub zakłócenia,

wywoływane występowaniem zjawi-

ska elektryczności statycznej w sferach

działalności człowieka przedstawiono

na schemacie (rys. 2.) Wskazano na nim

istniejące swoiste sprzężenie zwrotne

między zagrożeniem dla człowieka, wy-

nikającym ze sfery produkcji oraz sfery

użytkowania wyrobów, a niebezpieczeń-

stwem, jakie może stwarzać dla tych sfer

nieprzewidywalne i niekontrolowane

działanie człowieka, będącego pod wpły-

wem silnego pola elektrostatycznego i/lub

wysokoenergetycznych wyładowań. Może

to z kolei powodować dalszy wzrost nara-

żenia człowieka na działanie czynników

wywołujących zdarzenia wypadkowe.

Na przykład, naelektryzowanie człowie-

ka powoduje silne wstrząsy, towarzyszące

wyładowaniom, przy zetknięciu jego dłoni

z uziemionym przedmiotem metalowym

(pojemnik z wrzątkiem, kwasem itp.),

skutkiem czego może być upuszczenie

tego przedmiotu i oparzenie lub uraz ciała,

uszkodzenie wykładziny podłogowej itp.

To z kolei wywołuje potrzebę wykonania

dalszych czynności w celu usunięcia tych

skutków, co również wiąże się z pewnym,

dodatkowym ryzykiem. Podobnie silne na-

elektryzowanie folii z tworzywa sztuczne-

go, przemieszczanej na maszynie za pomo-

cą walca (np. drukarce) na skutek indukcji

wywołuje naładowanie ciała pracownika

obsługującego maszynę. Konsekwencją

tego są wyładowania iskrowe, zdolne do

spowodowania zapłonu/wybuchu mie-

szaniny par organicznych rozcieńczalnika

farby. Mogą one spowodować także uraz

ciała człowieka lub uszkodzenie układów

elektronicznych, sterujących procesem

technologicznym. Ponadto w organizmie

człowieka, będącego pod wpływem pola

elektrostatycznego o dużym natężeniu,

mogą zachodzić procesy wywołujące

zmęczenie i rozkojarzenie pracownika

mogącego w tym stanie popełniać błędy

przy obsłudze urządzenia. Wszystko to

potęguje ryzyko powstawania zdarzeń

wypadkowych.

Duży wpływ na poziom zagrożenia

powstającego w środowisku pracy mają

m.in. niewłaściwie dobrane środki ochrony

indywidualnej człowieka. Z jednej strony,

mogą one bowiem zapewniać niewystar-

czająco skuteczną ochronę człowieka przed

zewnętrznym oddziaływaniem elektrycz-

ności statycznej, z drugiej zaś – mogą po-

wodować niebezpieczne naelektryzowanie

jego ciała. Dotyczy to przede wszystkim

odzieży ochronnej, aczkolwiek nie tylko!

Wynika stąd, że zagadnienie powsta-

wania zdarzeń wypadkowych, związa-

nych z występowaniem elektryczności

statycznej w środowisku pracy, należy

rozpatrywać w dwóch aspektach:

• człowiek jako czynnik wywołujący

zdarzenie wypadkowe, będący jego bez-

pośrednią przyczyną, a zarazem – uczest-

nikiem wypadku

• człowiek jako uczestnik zdarzenia

wypadkowego, powstałego pod wpływem

innych czynników.

W pierwszym przypadku zdarzenie wy-

padkowe jest konsekwencją niebezpiecz-

nego naelektryzowania ciała człowieka

i/lub jego działań (zachowań) prowadzą-

cych do wypadku. Należy podkreślić,

że w tej sytuacji człowiek stanowi jakby

przemieszczającą się elektrodę, na której

przenoszony jest ładunek elektryczny

o zmiennym potencjale, zależnym od

przestrzennej lokalizacji i ułożenia ciała,

warunkujących jego pojemność elektrycz-

ną względem ziemi. Stwarza to zagrożenie

zarówno dla samego człowieka, jak i dla

jego otoczenia. W drugim przypadku

zdarzenie wypadkowe, z udziałem lub

narażeniem człowieka, jest skutkiem na-

elektryzowania obiektów znajdujących się

w jego otoczeniu i powstania w związku

z tym sytuacji awaryjnej.

Z przytoczonych zjawisk wynika, że

oddziaływania elektryczności statycznej

mogą być bezpośrednią lub pośrednią przy-

czyną zdarzeń wypadkowych. Źródłem

zagrożenia może być przy tym zarówno

naelektryzowanie samego człowieka (jego

ciała), jak też – przedmiotów znajdujących

się w jego otoczeniu.

Przyczyny

zdarzeń wypadkowych

Bezpośrednią przyczyną zdarzeń wy-

padkowych są np.:

• wyładowania elektrostatyczne, zwłasz-

cza iskrowe, wywołujące:

– pożary i/lub wybuchy

– wypadki, na skutek niekontrolo-

wanych odruchów bezwarunkowych

u pracowników obsługujących maszyny

z częściami ruchomymi (walce, noże, koła

zębate, napędy itp.) lub inne niebezpiecz-

ne urządzenia, z którymi przypadkowy

kontakt może doprowadzić do cięższego

lub lżejszego urazu ciała; zagrożenie takie

powstaje nie tylko w przedsiębiorstwach

przemysłowych, lecz także w pomieszcze-

niach biurowych oraz mieszkalnych

• uszkodzenia przez pola lub wyłado-

wania elektrostatyczne podstawowych,

elektronicznych układów sterowania

procesem technologicznym, zwłaszcza

urządzeń decydujących o bezpieczeństwie

jego przebiegu (ograniczniki temperatury

i ciśnienia, systemy kontroli stężeń sub-

stancji szkodliwych, wentylacja i in.).

Pośrednią przyczynę zdarzeń wypad-

kowych stanowią m.in.:

• wszelkie zakłócenia w procesie pro-

dukcji, wymagające dodatkowej inter-

wencji człowieka, a więc powodujące

zwiększone jego narażenie na działanie

czynników warunkujących zdarzenia wy-

padkowe (dotyczy to zwłaszcza procesu

produkcji i przetwarzania materiałów

wybuchowych oraz innych materiałów

niebezpiecznych, procesów technolo-

gicznych realizowanych na urządzeniach

z elementami ruchomymi itp.)

• różnorodne zakłócenia wywoływane

zjawiskiem elektryczności statycznej

w sferze użytkowania wyrobów, a wy-

nikające ze zwiększonej ich awaryjności

lub obniżonej jakości, na skutek destruk-

cyjnego oddziaływania pól i wyładowań

elektrostatycznych.

Kryteria

oceny zagrożeń

Kryteria oceny zagrożeń są determi-

nantami możliwości powstawania warun-

ków, sprzyjających powstawaniu zdarzeń

wypadkowych [3]. Bazują one z reguły

na granicznych, tzn. najwyższych lub

najniższych dopuszczalnych wartościach

parametrów, określających na przykład:

– właściwości materiałów, przykła-

dowo mediów reakcyjnych i tworzywa

BEZPIECZEŃSTWO PRA CY 9/2004

konstrukcyjnego aparatury technologicznej

(przewodność i przenikalność elektryczna,

kształt, wymiary i in.)

– właściwości otaczającego środowi-

ska (wilgotność i temperatura powietrza,

minimalna energia zapłonu gazów, par lub

pyłów, tworzących mieszaninę wybucho-

wą z powietrzem)

– warunki przebiegu procesu techno-

logicznego (np. temperatura i ciśnienie,

prędkości przepływów cieczy, gazów

lub aerozoli, prędkości przemieszczania

materiałów na maszynach za pomocą

walców)

– stopień naelektryzowania materiału/

wyrobu/obiektu

– czas utrzymywania się stanu naelek-

tryzowania

– energię wyładowań elektrostatycz-

nych.

Kryteria oceny zagrożeń mogą być

zarazem stosowane do oceny skutecz-

ności ochrony anty(elektro)statycznej.

Najostrzejsze są wymagania ochrony,

odnoszone do stref zagrożenia wybuchem ,

klasyfikowanych zgodnie z rozporzą-

dzeniem ministra spraw wewnętrznych

i administracji z dnia 16 czerwca 2003 r.

[4]. Spełnienie tych wymagań zapewnia

z reguły efektywną ochronę przed elek-

trycznością statyczną we wszelkiego typu

obiektach komunalnych i przemysłowych

oraz we wszelkich warunkach eksploata-

cyjnych. Jeżeli zachodzi potrzeba wyelimi-

nowania innych szkodliwych oddziaływań

elektryczności statycznej, poza obszarami

zagrożenia wybuchem, to dla zapewnienia

skutecznej ochrony antyelektrostatycznej

na ogół jest wystarczające spełnienie

znacznie łagodniejszych wymagań.

Tabela 1

ZESTAWIENIE PODSTAWOWYCH POLSKICH NORM, DOTYCZĄCYCH OCHRONY PRZED

ELEKTRYCZNOŚCIĄ STATYCZNĄ

Lp. Nr normy Tytuł

1. PN-92/E-05200 Ochrona przed elektrycznością statyczną – Terminologia

2. PN-92/E-05201 Ochrona przed elektrycznością statyczną – Metody oceny zagrożeń

wywołanych elektryzacją materiałów dielektrycznych stałych – Metody

oceny zagrożenia pożarowego i/lub wybuchowego

3. PN-92/E-05202 Ochrona przed elektrycznością statyczną – Bezpieczeństwo pożarowe

i/lub wybuchowe – Wymagania ogólne

4. PN-92/E-05203 Ochrona przed elektrycznością statyczną – Materiały i wyroby

stosowane w obiektach oraz strefach zagrożonych wybuchem – Metody

badania oporu elektrycznego właściwego i oporu upływu

5. PN-E-05204:1994 Ochrona przed elektrycznością statyczną – Ochrona obiektów, instalacji

i urządzeń – Wymagania

6. PN-E-05205:1997 Ochrona przed elektrycznością statyczną – Ochrona przed elektrycznością

statyczną w produkcji i stosowaniu materiałów wybuchowych

7. PN-EN 1149-1:1999 Odzież ochronna – Właściwości elektrostatyczne – Rezystywność

powierzchniowa (Metody badania i wymagania)

8. PN-EN 1149-2:1999 Odzież ochronna – Właściwości elektrostatyczne

– Metoda badania rezystancji skrośnej

określonych zastosowań – Właściwości elektrostatyczne wykładzin

podłogowych i gotowych podłóg

10. PN-EN 61340-5-1:2002 Elektryczność statyczna – Część 5-1: Ochrona przed elektrycznością

statyczną przyrządów elektronicznych – Wymagania ogólne

11. PN-EN 61340-4-3:2002 Elektryczność statyczna – Część 4-3: Znormalizowane metody

do określonych zastosowań – Obuwie

Uwaga: wymagania norm wg lp. 2-5, w odniesieniu do środowisk zagrożonych wybuchem, zostały

uznane za obligatoryjne, zgodnie z rozdz. 2 § 14 ust. 1 rozporządzenia ministra gospodarki, pracy i po-

lityki społecznej z dnia 29 maja 2003 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa

i higieny pracy pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera

wybuchowa (DzU nr 107, poz. 1004).

Tabela 2

WYMAGANIA OCHRONY ANTYELEKTROSTATYCZNEJ WEDŁUG POLSKICH NORM

Lp. Obiekty zagrożone wybuchem

Obiekty niezagrożone wybuchem

(narażone na inne zakłócenia)

1. Rezystancja upływu materiału lub obiektu:

R u � R u kr = 1 • 10 6 �

R u � R u kr = 1 • 10 9 �

2. Czas relaksacji ładunku elektrostatycznego:

τ � τ kr = 1 • 10 -3 s

Ochrona

przed elektrycznością

statyczną

Ważniejsze dokumenty normatywne,

odnoszące się do ochrony przed elek-

trycznością statyczną w środowisku pracy,

podano w tabeli 1., zaś niektóre, waż-

niejsze wymagania ochrony, wynikające

z przyjętych w Polsce norm zestawiono

w tabeli 2.

Przekroczenie podanych w tabeli 2.

wartości „krytycznych” (najwyższych

dopuszczalnych) N kr świadczy o istnieniu

stanu zagrożenia. Należy przy tym zwrócić

uwagę, że realne zagrożenie powstaje, jeże-

li równocześnie ma miejsce przekroczenie

jednej z wartości „krytycznych” podanych

w poz. 3-6 tabeli 2., określających stopień

naelektryzowania materiału lub obiektu oraz

jednej z wartości wg poz. 1-2, charaktery-

zujących czas utrzymywania się stanu jego

naelektryzowania (por. rys. 1., str. 12.).

Zgodnie z PN-92/E-05200, poziom

zagrożenia wywołanego występowaniem

τ � τ kr = 1 • 10 -1 s

3. Potencjał ładunku elektrostatycznego

na powierzchni dielektryku:

– w obecności mediów o minimalnej energii

zapłonu

W z min � 0,1 mJ:

V p � V p kr = 1 • 10 3 V

– w obecności mediów o minimalnej energii

zapłonu:

0,1 mJ < W z min � 0,5 J:

V p � V p kr = 3 • 10 3 V

V p � V p max dop

4. Napięcie elektrostatyczne między obiektem

przewodzącym a ziemią:

U � U max dop

U � U kr =

5. Natężenie pola elektrostatycznego:

– przy W z min � 0,1 mJ:

E � E kr = 1 • 10 5 V/m

– przy 0,1 mJ < W z min � 0,5 J:

E � E kr = 3 • 10 5 V/m

E � E kr = 2 • 10 4 V/m

lub

E � E max dop

6. Energia wyładowań elektrostatycznych:

W w � 0,1 W z min

W w � 1 mJ

lub

W w � W w max dop

Uwaga:

V p max dop , U max dop , E max dop i W w max dop ustala się indywidualnie, w zależności od spodziewanych zakłóceń.

Potrzebne informacje są zawarte w odpowiednich normach przedmiotowych lub w literaturze

technicznej

9. PN-IEC 61340-4-

1:2000 Elektryczność statyczna – Znormalizowane metody badań do

BEZPIECZEŃSTWO PRA CY 9/2004

elektryczności statycznej jest określony

wskaźnikiem α, wyrażającym stosunek

maksymalnej wartości zmierzonej lub

wyznaczonej w danych warunkach (N max )

do odpowiedniej wartości krytycznej

– najwyższej dopuszczalnej (N kr ) wg

tabeli 2., której przekroczenie warunkuje

powstawanie stanu zagrożenia:

w zakresie organizacji pracy i zarządzania,

szkolenia, kontroli i nadzoru.

Podstawę racjonalnego postępowania

w zakresie zapobiegania powstawaniu

stanu zagrożenia, a tym samym – prze-

ciwdziałania zdarzeniom wypadkowym,

stanowią przede wszystkim wymagania

ochrony antyelektrostatycznej, zawarte

w normach wymienionych w tabeli 1.

Ogólnie biorąc, takie postępowanie po-

na ciele człowieka. Jeżeli nie jest to moż-

liwe, wówczas zaleca się ograniczenie

czasu przebywania personelu w zasięgu

pola elektrostatycznego. Zapobieganie

powstawaniu ładunku elektrostatycznego

na ciele człowieka sprowadza się natomiast

do stosowania indywidualnych środków

ochrony, takich zwłaszcza, jak:

– ubrania antyelektrostatyczne, wy-

konane z odpowiednio modyfikowanych

materiałów – nie elektryzu-

jących się lub wykazujących

podwyższoną przewodność

elektryczną

– obuwie antyelektrosta-

tyczne na spodach o podwyż-

szonej przewodności

– rękawice z materiałów

o właściwościach elektrycz-

nych zbliżonych do odpo-

wiednich właściwości skóry

człowieka

– przewodzące opaski

nadgarstkowe lub zakładane

na obuwie w celu „uzie-

mienia” ciała człowieka na

stanowiskach pracy

– środki ochrony indy-

widualnej o innym prze-

znaczeniu, lecz wykonane

z materiału przewodzącego

lub materiału o ograniczonej

zdolności do elektryzacji, ze

względu na ich używanie

w strefach zagrożenia wy-

buchem.

Oprócz „antyelektrosta-

tycznej” odzieży ochronnej,

ważną rolę odgrywają rów-

nież podłogi, wykonywane

zwłaszcza z materiałów o od-

powiednio podwyższonej

przewodności elektrycznej.

Umożliwiają one bowiem

spływ ładunku z ciała czło-

wieka noszącego przewodzą-

ce obuwie, a obniżenie poten-

cjału ładunku wytworzonego

na człowieku w obuwiu nie

przewodzącym.

Wynika stąd, że stan zagroże-

nia występuje, gdy α > 1.

Według PN-92/E-05 201,

poziom zagrożenia uważa się za

stosunkowo duży, jeżeli α > 10.

W normie PN-92/E-05 200

został zdefiniowany również

wskaźnik skuteczności ochrony

antyelektrostatycznej η, będący

odwrotnością wskaźnika α:

Z przytoczonego związku wy-

nika, że ochrona jest skuteczna,

jeżeli wskaźnik � ma wartość

równą co najmniej „1”, tj. gdy

� � 1.

Wydaje się, że w modelu

prognozowania zdarzeń wy-

padkowych, wywołanych przez

elektryczność statyczną może być

użyty probabilistyczny zespolony

wskaźnik stopnia zagrożenia

(ozn. np. ZE), który wyrażałby

prawdopodobieństwo zajścia

zdarzenia wypadkowego na sku-

tek oddziaływania elektryczności

statycznej.

Dla poszczególnych wskaź-

ników poziomu zagrożenia α,

przyporządkowanych odpowied-

nim wielkościom kryterialnym

wg przytoczonej tablicy można

byłoby np. przyjąć prawdopo-

dobieństwo zdarzenia (P) równe

„1”, w przypadku gdy:

Rys. 3. Procedura zapobiegania zdarzeniom wypadkowym wywoływanym przez

elektryczność statyczną

α = = 10

Podsumowanie

Na zakończenie należy zwrócić uwagę

na fakt, że niektóre z istniejących aktual-

nie metod oceny skuteczności środków

ochrony antyelektrostatycznej człowieka

są niewystarczająco miarodajne, a nie-

kiedy nawet merytorycznie wątpliwe.

Dotyczy to m.in. metody oceny materiałów

podłogowych na podstawie rezultatów

naelektryzowania ciała człowieka w czasie

chodzenia lub pomiaru czasu zaniku ładun-

ku elektrostatycznego na materiale ubrań

ochronnych. Podobne wątpliwości budzi

wyznaczanie energii wyładowań elektro-

Otrzymamy w ten sposób, że:

winno przebiegać zgodnie z logiczną

procedurą, przedstawioną schematycznie

na rys. 3. Przytoczony algorytm odnosi się

do wszelkich sytuacji mających miejsce

w praktyce.

Ochrona człowieka w środowisku

pracy może być zapewniona albo przez

likwidację zewnętrznych źródeł ładunku

elektrostatycznego, np. – przez zmianę

technologii procesu i/lub niektórych

parametrów jego przebiegu, albo przez

ekranowanie pól elektrostatycznych,

wywołujących indukowanie się ładunku

ZE = P 1 • P 2 • P 3 ••• P n

Wszelkie odstępstwa lub odchylenia od

wymagań podanych w cyklu przedmioto-

wych Polskich Norm mogą wywołać stan

zagrożenia, a w konsekwencji stać się

przyczyną zdarzeń wypadkowych. Powo-

dem zwiększenia ryzyka mogą być m.in.

odstępstwa od tych wymagań zaistniałe

już w fazie projektowania procesu tech-

nologicznego, w fazie eksploatacji oraz

BEZPIECZEŃSTWO PRA CY 9/2004

dr inż. WOJCIECH DOMAŃSKI

Centralny Instytut Ochrony Pracy

– Państwowy Instytut Badawczy

statycznych z powierzchni takich materia-

łów. Są to bowiem warunki nieadekwatne

do niedających się przewidzieć zmiennych

warunków rzeczywistych, a więc wyniki

takich badań nie mają większego praktycz-

nego znaczenia. Nie upoważniają one na-

szym zdaniem do jakichkolwiek uogólnień,

a zwłaszcza do wprowadzania odpowied-

nich, znormalizowanych procedur klasy-

fikacyjno-kwalifikacyjnych na podstawie

tego rodzaju badań. Mając na względzie

potrzebę przełamania pewnego impasu,

jaki powstał m.in. w związku z brakiem

racjonalnej metody oceny właściwości

antyelektrostatycznych modyfikowanych

materiałów odzieżowych, zawierają-

cych włókno z rdzeniem przewodzącym,

w Instytucie Przemysłu Organicznego

opracowano koncepcyjnie i zweryfiko-

wano procedury, umożliwiające formalną

klasyfikację jakościową oraz kwalifikację

użytkową, w aspekcie wymagań ochrony

przed elektrycznością statyczną, wszel-

kiego typu materiałów przeznaczonych

na odzież ochronną oraz gotowych ubrań

ochronnych [5]. Na ich podstawie powstały

projekty dwóch norm międzynarodowych

IEC, zgłoszonych formalnie przez Stronę

Polską w 2003 r. Podobne procedury opra-

cowano w IPO również w odniesieniu do

materiałów podłogowych.

Dianowe żywice epoksydowe

– zagrożenia czynnikami chemicznymi

W artykule omówiono zagrożenia czynnikami chemicznymi występującymi podczas produkcji i prze-

twórstwa dianowych żywic epoksydowych. Same żywice epoksydowe nie stwarzają zagrożenia

dla pracowników, lecz surowce stosowane do ich produkcji oraz do ich modyfikacji i utwardzania

są substancjami szkodliwymi i niebezpiecznymi dla zdrowia. W artykule w formie tabel zestawiono

podstawowe informacje o niebezpiecznych i szkodliwych substancjach najczęściej stosowanych przy

produkcji i przetwórstwie dianowych żywic epoksydowych.

Diane epoxide resin – hazards posed by chemical agents

This article discusses chemical hazards present at workstations during the production and processing of diane epoxide

resins. Epoxide resins do not pose hazards for workers, but the raw materials used in producing, modifying and curing

them are harmful and dangerous for the workers’ health. Basic information on harmful and dangerous substances

which are most frequently used in producing and processing diane epoxide resins is presented in tables.

Wstęp

Żywice epoksydowe są to chemoutwar-

dzalne związki, których cząsteczki zawie-

rają co najmniej dwie grupy epoksydowe.

Żywice epoksydowe są otrzymywane

bezpośrednią metodą polikondensacji

1,2-epoksy-3-chloropropanu (epichlorohy-

dryna) z dihydroksylowymi fenolami lub

poliglikolami w środowisku alkalicznym.

Znaczenie przemysłowe mają żywice

otrzymywane z 1,2-epoksy-3-chloropro-

panu i 2,2-bis(p-hydroksyfenylo)proponu

(dian, bisfenol A).

– Epidian ® 010, Epidian ® 011,

Epidian ® 011A, Epidian ® 012, Epidian ®

013, Epidian ® 014, Epidian ® 016 – żywi-

ce wysokocząsteczkowe w postaci stałej,

o wysokiej temperaturze mięknięcia.

Epidiany są stosowane do produkcji

lakierów, farb, klejów, syciw, szpachlówek

itp. W tabeli 1. zestawiono kompozycje

epoksydowe produkcji krajowej wytwa-

rzane na bazie Epidianów [1, 2].

Żywice epoksydowe i ich kompo-

zyty znajdują szerokie zastosowanie

w przemyśle samochodowym, lotniczym,

elektronicznym, budowlanym. Laminaty

(tkaniny z włókna szklanego lub węglo-

wego nasycone żywicą epoksydową) są

stosowane do produkcji szybowców, ka-

roserii samochodowych, jachtów. Puszki

konserwowe maluje się lakierami epok-

sydowymi. Są one również używane jako

syciwa elektroizolujące w elektrotechnice

i elektronice. W przemyśle stoczniowym

i maszynowym są powszechnie stosowane

epoksydowe farby proszkowe. Wykazują

one również wysoką odporność na czynniki

atmosferyczne. Farby proszkowe stosun-

kowo łatwo nakłada się na powierzchnię.

Kolejną grupę wyrobów epoksydowych

stanowią kleje epoksydowe. Kleje cha-

rakteryzują się wysoką przyczepnością do

każdego podłoża. Skutecznie mogą zastę-

pować lutowanie, spawanie i nitowanie.

W przemyśle samochodowym, elektro-

technicznym i elektronicznym są stosowane

wyroby uzyskane z tłoczyw epoksydowych.

Szerokie zastosowanie znajdują lane

żywice epoksydowe. Są one doskonałym

materiałem do izolacji i hermetyzacji

PIŚMIENNICTWO

[1] Kowalski J.M. Elektryczność statyczna w proce-

sach technologicznych; Projektowanie procesów tech-

nologicznych – cz. III Bezpieczeństwo procesów che-

micznych , Praca zbiorowa pod red. L. Synoradzkiego

i J. Wisialskiego, Oficyna Wydawnicza Politechniki

Warszawskiej, Warszawa 2001, str. 63 – 84

[2] Kowalski J.M., Wróblewska M. Opracowanie da-

nych wyjściowych do modeli wypadkowych powodo-

wanych przez elektryczność statyczną. Sprawozdanie

IPO nr EMC 330200014-1, Warszawa 2002

[3] Kowalski J.M., Wróblewska M. Określenie

parametrów krytycznych niezbędnych do oceny za-

grożenia wypadkowego przez elektryczność statyczną

w środowisku pracy . Sprawozdanie IPO nr EMC

330200014-2, Warszawa 2002

[4] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych

i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie

ochrony przeciwpożarowej budynków i innych obiek-

tów budowlanych i terenów. DzU nr 121, poz. 1138

[5] Kowalski J.M., Wróblewska M. Opracowanie me-

tody oceny i kryteriów kwalifikacji odzieży ochronnej

do środowisk zagrożonych wybuchem w aspekcie wy-

magań ochrony przed elektrycznością. Sprawozdanie

IPO nr EMC 001600014, Warszawa

W Polsce żywice epoksydowe są pro-

dukowane pod nazwą Epidian. Epidiany

są czystymi dianowymi żywicami epok-

sydowymi – nie zawierającymi rozpusz-

czalników, rozcieńczalników, wypełniaczy

i innych dodatków. W zależności od

stosunków molowych substratów (epichlo-

rohydryny, dianu) i warunków kondensacji

są otrzymane Epidiany różniące się między

sobą wielkością cząsteczki, ilością grup

epoksydowych i grup hydroksylowych:

– Epidian ® 3, Epidian ® 4, Epidian ® 5,

Epidian ® 6 – żywice małocząsteczkowe

w postaci lepkich cieczy

– Epidian ® 1, Epidian ® 2 – żywice

średniocząsteczkowe w postaci stałej,

o niskiej temperaturze mięknięcia

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: