实验室中控制静电不仅是为了安全,附带目的还可能改进产品质量,例如在研磨运行中,静电电荷可影响成品达到优良质量,或者在有的纺织厂运行中,静电电荷可造成纤维竖直而不平卧,结果产生次品。众所周知,用溜槽或管道运输物料要积蓄静电荷,造成材料粘附在溜槽或管道的内壁上,这样会造成堵塞。
1、最小发火能量
静电的放电引起的火灾或爆炸灾害,是可燃性混合气中发生的放电能变换为热能,使可燃气体温度上升,超过发火温度的结果。使温度上升到该发火温度的最小能量称为最小发火能量,以该值作为发生爆炸、火灾的一个目标值。
2、防止静电灾害的对策
静电灾害是由于具备了电荷的产生、电荷的积蓄、放电现象、可燃性物质存在这四个条件而发生的。因此,如果消除这些条件的一个就可以防止灾害的发生。重要的是应该准确地判断制止这四个段中的哪一个,并采取适当的对策。作为防止静电灾害的基本措施,拟从防止、抑制带静电的观点出发介绍其具体方法。
(1)抑制静电的产生:由于静电的发生源是物体之间的摩擦或分离作用等,因此要尽可能抑制这些作用。例如,在液体管路输送、粉尘物空气输送或者塑料的挤压等作业中,可以的方法是降低速度。实际上这样会影响作业效率。石油类的安全流速在1m/s以下。静电由于物质的不同而带电量或极性不同。因此可行的措施是避免使用容易带电的绝缘物,而使用通过组合难易产生静电的材料。
(2)促使发生电荷的泄露:在灾害对策中,较为简单的方法是进行接地。该方法是通过金属导体使发生电荷迅速消失到大地中。但是,采用这种方法,如果带电体是导体可以简单地消除,而塑料或化纤类、石油类等绝缘物,由于带电部分的电荷难以移动,效果不大。
另外,还有在物体内附加导电性物质而使电荷泄漏的方法。这其中包括在轮胎或操作人员的靴子以及化工厂的地板材料中加入金属粉末或碳黑,在化纤类或塑料类中使用亲水性油剂,以防止带电。如果提高空气中的相对湿度,则会在物体表面形成吸水层而增强导电性,在80%以上的湿度下几乎不会带电。为此在有带电可能的场所,可以提高调节湿度装置或撒水等方法提高湿度。但问题是人可能感觉不适,或对设备和产品有不良影响。
(3)消除带电的电荷:在即使抑制电荷发生、促使电荷泄漏,仍然带静电的情况下,应该积极地消除带有的静电。对此可使用除静电器,目前有各种除静电器在开发和销售。目前开发的除静电装置是利用离子进行除电。按离子的生成方式分类有自放电式除电器、电压附加式除电器、放射性同位素式除电器三种。
3、静电保护接地
在处理熔剂、粉状物质或其他易燃产品的地方,常存在有危险电位,因为静电积累在设备上、处理的物料上、甚至在操作人员身上。静电电荷对地或其他设备放电,遇着易燃或爆炸物质的时候,必然引起火灾与爆炸,造成每年有许多人伤亡和带来大量财产损失。
懂得仪器的保养与维护是用户应该具有的一项基本技能,因为搞好仪器的保养与维护,关系到仪器的完好率、使用率和实验教学的成功率等,所以,仪器的保养与维护可谓实验、生产中仪器使用之举足轻重的一部分 仪器一旦吸附灰尘、污垢,不仅影响仪器的性能,缩短使用寿命,直接影响实验效果,而且影响美观和实验者的身心健康。所以,除尘和清洗是仪器保养维护的重头戏。 (一)除尘 灰尘多为带有微量静电的微小尘粒,常飘浮于空气中,随气流而动,遇物便附着其上,几乎无孔不入。灰尘附着在模型标本上会影响其色泽,运动部件上有灰尘会增大磨损,电器上有灰尘,严重者会造成短路、漏电,贵重精密仪器上有灰尘,严重者会使仪器报废。 清除灰尘的方法很多,主要应依灰尘附着表面的状况及其灰尘附着的程度而定。在干燥的空气中,若灰尘较少或灰尘尚未受潮结成块斑,可用干布拭擦,毛巾掸刷,软毛刷刷等方法,清除一般仪器上的灰尘;对仪器内部的灰尘可用皮唧、洗耳球式打气吹气除尘,也可用吸尘器吸尘;对角、缝中的灰尘可将上述几种方法结合起来除尘。 不过对贵重精密仪器,如光学仪器、仪表表头等,用上述方法除尘也会损坏仪器,此时应采用特殊除尘工具除尘,如用镜头纸拭擦,沾有酒精的棉球拭擦等。 在空气潮湿,灰尘已结成垢块时,除尘应采用湿布拭擦,对角、缝中的灰垢可先用削尖的软大条剔除,再用湿布试擦,但是对掉色表面、电器不宜用湿布拭擦。若灰垢不易拭擦干净,可用沾有酒精的棉球进行拭擦,或进行清洗。 (二)清洗 仪器在使用中会沾上油腻、胶液、汗渍等污垢,在贮藏保管不慎时会产生锈蚀、霉斑,这些污垢对仪器的寿命、性能会产生极其不良的影响。清洗的目的就在于除去仪器上的污垢。通常仪器的清洗有两类方法,一是机械清洗方法,即用铲、刮、刷等方法清洗;二是化学清洗方法,即用各种化学去污溶剂清洗。具体的清洗方法要依污垢附着表面的状况以及污垢的性质决定。下面介绍几种常见仪器和不同材料部件的清洗方法。 1、玻璃器皿的清洗 玻璃器皿又分为一般的玻璃器皿和特殊玻璃器皿 附着玻璃器皿上的污垢大致有两类,一类是用水即可清洗干净的,另一类则是必须使用清洗剂或特殊洗涤剂才能清洗干净的。在实验中,无论附在玻璃器皿上的污垢属哪一类,用过的器皿都应立即清洗。 盛过糖、盐、淀粉、泥砂、酒精等物质的玻璃器皿,用水冲洗即可达到清洗目的。应注意,若附着污物已干硬,可将器皿在水中浸泡一段时间,再用毛刷边冲边刷,直至洗净。 玻璃器皿沾有油污或盛过动植物油,可用洗衣粉、去污粉、洗洁精等与配制成的洗涤剂进行清洗。清洗时要用毛刷刷洗,用此洗涤剂也可清洗附有机油的玻璃器皿。玻璃器皿用洗涤剂清洗后,还应用清水冲净。 对附有焦油、沥青或其他高分子有机物的玻璃器皿,应采用有机溶剂,如汽油、苯等进行清洗。若还难以洗净,可将玻璃器皿放入碱性洗涤剂中浸泡一段时间,再用浓度为5%以上的碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠或磷酸钠等溶液清洗,甚至可以加热清洗。 在化学反应中,往往玻璃器皿壁上附有金属、氧化物、酸、碱等污物。清洗时,应根据污垢的特点,用强酸、强碱清洗或动用中和化学反应的方法除垢,然后再用水冲洗干净。使用酸碱清洗时,应特别注意安全,操作者应带橡胶手套防护镜,操作时要使用镊子,夹子等工具,不能用手取放器皿。 光学玻璃表面发霉,是一种常见现象。当光学玻璃生霉后,光线在其表面发生散射,使成像模糊不清,严重者将使仪器报废。光学玻璃生霉的原因多是因其表面附有微生物孢子,在温度、湿度适宜,又有所需″营养物″时,便会快速生长,形成霉斑。对光学玻璃做好防霉防污尤为重要,一旦产生霉斑应立即清洗。 消除霉斑,清洗霉菌可用0.1~0.5%的乙基含氢二氯硅烷与无水酒精配制的清洗剂清洗,湿潮天气还要掺入少量的醚,或用环氧丙烷、稀氨水等清洗。 使用上述清洗剂也能清洗光学玻璃上的油脂性雾、水湿性雾和油水混合性雾等。 2、橡胶件的清洗 实验仪器中用橡胶制成的零部件很多,橡胶作为一种高分子有机物,在沾有油腻或有机溶剂后会老化,使零部件产生形变,发软变粘;用橡胶制成的传动带,若沾有油污会使摩擦系数减小,产生打滑现象。 清洗橡胶件上的油污,可用酒精、四氯化碳等作为清洗剂,而不能使用有机溶剂作为清洗剂。清洗时,先用棉球或丝布蘸清洗剂拭擦,待清洗剂自然挥发干净后即可。应注意,四氯化碳具有毒性,对人体有害,清洗时应在较好通风条件下进行,注意安全。 3、塑料件的清洗 塑料的种类很多,有聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙、有机玻璃等。塑料件一般对有机溶剂很敏感,清洗污垢时,不能使用如汽油、甲苯、丙酮等有机溶剂作为清洁剂。清洗塑料件用水、肥皂水或洗衣粉配制的洗涤剂洗擦为宜。 4、钢铁零部件除锈 钢铁零部件极易锈蚀,为防止锈蚀,教学仪器产品中的钢铁件常涂有油层、油漆等防护层,但即使如此,锈蚀仍常发生。清除钢铁零部件的锈蚀,应根据锈蚀的程度以及零部件的特点采用不同的方法。 对尺寸较大,精密程度不高或用机械方法除锈不易除净钢铁零部件,可采用化学方法除锈,如用浓度为2~25%的磷酸浸泡欲除锈的部件,浸泡时加温至40~80℃为宜,待锈蚀除净后,其表层会形成一层防护膜,再将部件取出浸泡在浓度为0.5~2%的磷酸溶液中约一小时,后取出烘干即可。 在实验室使用这类化学方法除锈中若操作稍有不当,反会损坏零部件,特别是精密零部件。因此在实验室,除锈不宜多用化学方法,而应采用机械除锈方法,即先用铲、剔、刮等方式将零部件上的锈蚀层块除去,再用砂纸砂磨、打光,后涂上保护层。 对于有色金属及其合金材料构成的零部件,其除锈方法可参照钢铁零部件的除锈方法进行。但应注意两点,其一,采用化学方法除锈时,应根据零部件材料的化学特性配制和使用不同的化学除锈剂;其二,除去有色金属及其合金构成的零部件的锈蚀,一般采用机械除锈方法为宜。 后,笔者不得不啰嗦一句,仪器是有寿命的,不可能永无止尽地用下去,为了有效延长仪器的寿命,不能仅仅依靠清洗,更有赖于平时的细心保养。
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