静电放电（ESD ）及防护基础知识1
2011-08-21 18:19
静电放电（ESD ）及防护基础知识
一. 术语及定义
1. 静电： 物体表面过剩或不足的静止的电荷
2. 静电场：静电在其周围形成的电场
3．静电放电：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。
4. 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压
5. 静电敏感器件：对静电放电敏感的器件
6. 接地 ：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地，船等.
7. 中和： 利用异性电荷使静电消失
8. 防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地
二、静电的产生：
1. 摩擦:在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电。材料的绝缘性越好，越容易是使用摩擦生电。另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电；。
2. 感应： 针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相吸，正负电子就会转移。
3. 传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如与带电物体接触，将发生电荷转移。
三、静电对电子工业的影响
集成电路元器件的线路缩小，耐压降低，线路面积减小，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（Static Electric Field）和静电电流（ESDcurrent ）成为这些高密度元器件的致命杀手。同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普遍应用，导致产生静电的机会大增。日常生活中如走动，空气流动，搬运等都能产生静电。人们一般认为只有CMOS 类的晶片才对静电敏感，实际上，集成度高的元器件电路都很敏感。
A ．静电对电子元件的影响
A ） 静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命。
B ） 因电场或电流破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作（完全破坏）。
C ） 因瞬间的电场或电流产生的热，元件受伤，仍能工作，寿命受损。
B 、静电损伤的特点：
1. 隐蔽性人体不能直接感知静电，除非发生静电放电，但发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉。这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV 。
2. 潜伏性有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患，而且增加了器件对静电的敏感性。已产生的问题并无任何方法可治愈。
3. 随机性电子元件什么情况下会遭受到静电破坏呢？可以这么说，从一个元件生产后一直到它损坏以前所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。由于静电的产生和放电都是瞬间发生的，及难预测和防护。
4. 复杂性静电放电损伤分板工作，因电子产品的精细，微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有些静电损伤现象也 难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其它失效，这是对静电放电损害未充分认识之前，常常归咎于早期失效或情况不明的失效 ，从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。
5. 严重性ESD 问题表面上看来只影响了制成品的用家，但实际上亦影响了各层次的制造商，如：保用费、维修及公司的声誉等等。
四、ESD 三种型式
1. 人体型式即指当人体活动时身体和衣服之间的摩擦产生摩擦电荷。当人们手持ESD 敏感的装置而不先拽放电荷到地，摩擦电荷将会移向ESD 敏感的装置而造成损坏。
2．微电子器件带电型式既指这些ESD 敏感的装置，尤其对塑料件，当在自动化生产过程中，会产生摩擦电荷，而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接地表面，因此造成损坏；或者通过感应使ESD 敏感的装置的金属部分带电而造成损坏。
3．场感类型式即有强电场围绕，这可能来之于塑性材料或人的衣服，会发生电子转化跨过氧化层。若电位差超过氧化层的介电常数，侧会产生电弧以破坏氧化层，其结果为短路。
4．其它还有：机器模式、场增强模型、人体金属模型、电容耦合模型、悬浮器件模型。
五、静电防护
1. 接地
接地就是直接将静电过一条线的连接泄放到大地，这是防静电措施中最直接最有效的，对于导体通常用接地的方法，如人工带防静电手腕带及工作台面接地等。 接地通过以下方法实施：
1） 人体通过手腕带接地。
2） 人体通过防静电鞋（或鞋带）和防静电地板接地。
3） 工作台面接地。
4） 测试仪器，工具夹，烙铁接地。
5） 防静电地板，地垫接地。
6） 防静电转运车，箱，架尽可能接地。
7） 防静电椅接地。
2. 静电屏蔽
静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响，最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。另外防静电衣对人体的衣服具有一定的屏蔽作用。
3. 离子中和
绝缘体往往是易产生静电，对绝缘体静电的消除，用接地方法是无效的，通常采用的方法是离子中和（部分采用屏蔽），即在工作环境中用离子风机等，提供一等电位的工作区域。
因此在防静电材料和防静电设施中，均是按这三种方式派生出来的产品，可分为防静电仪表，接地系统类防静电产品，屏蔽类防静电包装，运输及储存防静电材料，中和类静电消除设备，以及其它防静电用品。
A. 防静电仪表
1. 手腕带/脚带/防静电鞋综合检测仪－用途：用于检测手腕带，脚带，防静电鞋
是否符合要求。
2. 测试脚带 及防静电鞋时，需增加一块金属板及仪表连接的导线。
3. 除静电离子风机检测仪－用途：定期对离子风机平衡度和衰减时间进行检测及校验以确保离子风机工作在安全的指标范围。
4. 静电场探测仪－用途：测量静电场以反映静电的存在，以电压形式读数，用来测试环境的静电强度。一般受环境影响和静电瞬间特性，很难真实反映实际情况。
5. 静电屏蔽袋测试仪－用途：用于检测静电屏蔽袋的屏蔽效果。
6. 表面电阻测量仪－用途：用于测量材料表面电阻，体积电阻。
B. 接地类防静电产品
1. 防静电手腕带：广泛用于各种操作工位，手腕带种类很多，建议一般采用配有1兆欧姆电阻的手腕带，线长应留有一定余量。
2. 防静电手表：需要其它防静电措施的补救（如：增设离子风机，戴防静电脚跟带等）才能取得较好的防静电效果。建议不要大量采用佩带防静电手表的方式。
3. 防静电脚带/防静电鞋：厂房使用防静电地面后，应配戴防静电鞋带或穿防静电鞋，建议车间以穿防静电鞋为主，可降低灰尘的引入。操作人员工再结合配带防静电手腕带效果将会更佳。
4. 防静电台垫：用于各工作台表面的铺设，各台垫串上1兆欧电阻后与防静电地可靠连接。
5. 防静电地板：
防静电地板分为：PVC 地板、聚胺脂地板、活动地板。
防静电蜡和防静电油漆：防静电蜡可用于各种地板表面增加防静电功能及使地板更加明亮干净
防静电油漆可用于各种地板表面，也可涂于各种货架，周转箱等容器上。
C. 屏蔽类防静电包装运输及储存材料
1. 防静电周转箱、防静电元件盒：用于车间单板和部件的周转，运输及储存。
2. 防静电屏蔽袋：用于单板和部件的包装、运输和储存，具有一定的防潮效果。
3. 防静电胶带：用于各种包装箱等
4. 防静电IC 料条及IC 托盘：用于生产车间IC 元器件的储存、搬运。禁止在使用前，露天存放IC ；或拆开包装运输。
5. 防静电货架、手推车及工作台：防静电货架、手推车广泛用于电子装配车间的单板、部件的周转，搬运等。防静电货架及工作台要有防静地连接，手推车上的防静电垫应有金属链与防静电地接触
6. 防静电工作服工作鞋：在具有静电敏感元器件，具有一定洁净度要求的加工车间，一般应严格要求员工穿戴防静电工作服工作鞋
7. 防静电手指套：如操作工位员工需经常手拿工件或静电敏感元器件时，有必要戴防静电手指套。
D. 中和类设备
离子风机、风枪
六、 防静电的一般工艺规程要求
A 、防静电的常规工艺规程要求：
1、 操作者必须戴有线防静电手腕
2、 涉及到操作静电敏感器件的桌台面须采用防静电台垫
3、 ESD敏感型器件必须用静电屏蔽与防静电器具转运。
4、 准备开封、测试静电敏感器件时必须在防静电工作台上进行，有条件的可配用离子空气发生器清除空气中的电荷
5、 组装所用的焊接设备及成形工装设备都必须接地，焊接工具使用内热式烙铁，接地要良好，接地电阻要小
6、 电源供电系统要改装用变压器进行隔离，地线要可靠，防止悬浮地线，接地电阻小于10欧姆
7、 产品测试时，在电源接通的情况下，不能随意插拔器件，必须在关掉电源的情况下插拔。
8、 凡ESD 敏感型器件不应过早地拿出原封装，要正确按操作，尽量不能摸ESD 敏感型器件管腿。
9、 用波峰焊接时，焊料和传递系统必须接地。
B 、在防静电要求严格的场合，下列防静电工艺要求也是常常需要的。
1、凡ESD 敏感型整机进行高低温试验或老化试验时，必须先对工作场地及高低温箱进行静电位测试，其电位不能超过安全值，否则，要进行静电消除处理。
2、焊接好的印制电路板要作三防处理时，也要采用防静电措施。不要用一般的刷光，超声波清洗或
喷洗。
3、调试、测量、检验时所用的低阻仪器、设备（如讯号、电桥等）应在ESD 敏感型器件接上电源后，
方可接到ESD 敏感型器件的输入端。
4、在ESD 敏感型 测试仪器生产线上，应严格使用静电电位测试监视静电电位的变化情况，以便及
时采取静电消除措施。
1. 静电 electrostatic
静电就是物体所带相对静止不动电荷，是单极性的。
2. 静电放电 electrostatic discharge （ESD ）
具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应引起的物体间的静电电荷转移。
3. 静电感应 electrostatic induction
当带静电物体靠近某一介质时，在该介质表面因感应而带电荷，并形成感应电场。 4 .ESD保护材料 ESD proctected matercals
具备下列特征的材料
（1） 防止产生摩擦起电；
（2） 免受静电场的影响；
（3） 防止与带电人体或与带电物体接触而产生直接放电。
5. 泄漏 leakage
将静电荷安全泄放到在地。
6. 中和 neutraligation
利用异性离子使静电消失。
7 .接地 grounding
电气连接到能提供或接受大量电荷物体上。（如大地、舰船或运载工具外壳）。
8. ESD保护区 ESD protected area (EPA)
用必要的ESD 防护材料和设备建立和装备起来的，有明显标志的区域能够防护ESD 损害。
9. 操作 handing
在电子元器件制造过程中人或机具直接触及产品的动作。
10. ESD 安全操作系统 ESD static safe handing system
为对ESD 进行防护性操作所需配置的设施和器具硬件体系和ESD 控制程序等软件体系的总称。
11. ESD损伤 ESD damage
由静电放电造成的电子元器件性能退化或功能失效。
12. 电晕corona
由尖端局部高电场而产生正负离子的现象。该高电场通常是通过将一个高电压施加在针尖或线导体上而产生的。
静电知识大全
在生活中经常会碰到静电放电现象，特别在干燥的冬天，衣服，头发都极易带上静电，但在生产与电气操作中，防护静电特别重要，处理不好，会破坏设备，搞乱生产，甚至造成大灾难。所以了解以及掌握静电知识十分重要。
一、静电的产生、放电与引燃
1、静电产生的原因
c Ω.cm ，因其本身具有较好的导电性能，静电将很快泄漏。但如汽油、苯、乙醚等，它们的电阻率都在1011-1014Ω.cm ，都很容易产生和积累静电。因此，电阻率是静电能否积聚的条件。物质的介电常数是决定静电电容的主要因素，它与物质的电阻率同样密切影响着静电产生的结果，通常采用相对介电常数来表示。
2、产生静电的几种形式
A ．接触起电
接触起电可发生在固体-固体、液体-液体或固体-液体的分界面上。气体不能由这种方式带电，但如果气体中悬浮有固体颗粒或液滴，则固体颗粒或液滴均可以由接触方式带电，以致这种气体能够携带静电电荷。
B ．破断起电
不论材料破断前其内部电荷分布是否均匀，破断后均可能在宏观范围内导致正负电荷分离，产生静电。这种起电称破断起电。固体粉碎、液体分裂过程的起电都属于破断起电。
C ．感应起电
导体能由其周围的一个或一些带电体感应而带电。任何带电体周围都有电场，电场中的导体能改变周围电场的分布，同时在电场作用下，导体上分离出极性相反的两种电荷。如果该导体与周围绝缘则将带有电位，称感应带电。导体带有电位，加上它带有分离开来的电荷。因此，该导体能够发生静电放电。
D ．电荷迁移
当一个带电体与一个非带电体相接触时，电荷将按各自导电率所允许的程度在它们之间分配，这就是电荷迁移。当带电雾滴或粉尘撞击在固体上(如静电除尘) 时，会产生有力的电荷迁移。当气体离子流射在初始不带电的物体上时，也会出现类似的电荷迁移。
·
3、影响静电产生的因素
静电产生受物质种类、杂质、表面状态、接触特征、分离速度、带电历程等因素的影响。
A ．物质种类
相互接触的两种物体材质不同时，界面双电层和接触电位差亦不同，起电强弱也不同。在静电序列中相隔较远的两种物体相接触产生的接触电位差较大。
B ．杂质
一般情况下，混入杂质有增加静电的趋向。但当杂质的加入降低了原有材料的电阻率时，则有利于静电的泄漏。由于静电产生多表现为界面现象，所以，当固体材料表面被水及其污物污染时会增强静电。
C ．表面状态
表面粗糙，使静电增加；表面受氧化也使静电增加。
D ．接触特征
接触面积增大、接触压力增大都可使静电增加。
E ．分离速度
分离速度越高，所产生静电越强。所产生静电大致与分离速度的二次方成正比。 F ．带电历程
带电历程会改变物体表面特性，从而改变带电特征。一般情况下，初次或初期带电较强，重复性或持续性带电较弱。
4、静电的积聚和放电
A ．静电积聚
绝缘体带电后由于材料本身的高电阻而使电荷保持在绝缘体上；被绝缘的导体也使电荷保持在导体上，二者均称为静电的积聚。通常情况下，纯净的气体是绝缘体，因此悬浮状态的颗粒云、液滴云或雾都能将它们的电荷保持很长时间而与其自身的电导率无关。
在所有情况下，电荷以一定速率泄漏，其速率由系统内绝缘体的电阻决定。因此，系统危险程度直接取决于该系统的电阻、电阻率或电导宰的大小。静电泄漏是按指数规律进行的。
在许多工业生产过程中，静电连续产生，并积累在一个孤立的导体上。例如，稳定的带电液体或粉体，沉入一个孤立金属容器时就是如此。孤立导体上的电位是电荷的输入速率与泄漏速率平衡的结果。
B ．静电放电．
积聚在液体或固体上的电荷，对其他物体或接地导体放电时可能引起灾害。静电放电在形式上和引燃能力上有很大差别。下图绘制了几种常见静电放电的火花形状：
(a)火花放电
火花放电是发生在液态或固态导体之间的放电。其特征是有明亮的放电通道，通道内有很高的电流，整个通道内的气体完全电离。放电很快且有很响的爆裂声。 两导体之间的电场强度超过击穿强度时就会发生火花放电。对于平行板或曲率半
径很大的面，如果间隙为10mm 或10mm 以上，击穿强度约为3×103kV／m ；如果间隙减少，击穿强度随之略增大。因为发生放电的是导体，所以所有电荷几乎全部进入火花，即几乎火花消耗掉所有静电能量。如果导体和大地之间的放电通路上有电阻，火花能量将小于该值，但火花持续时间较长。
(b)电晕放电
当导体上有曲率半径很小的尖端存在时，则发生电晕放电。电晕放电可能指向其他物体也可能不指向某一特定方向。电晕放电时，尖端附近的场强很强，尖端附近气体被电离，电荷可以离开导体；而远离尖端处场强急剧减弱，电离不完全，因而只能建立起微小的电流。电晕放电的特征是伴有“嘶嘶”的响声，有时有微弱的辉光。
电晕放电可以是连续放电，也可以是不连续的脉冲放电。电晕放电的能量密度远小于火花放电的能量密度。在某些情况下，如果升高尖端导体的电位，电晕会发展成为通向另一物体的火花。
(c)刷形放电
刷形放电发生在导体与非导体之间，是自非导体上许多点发出短小火花的放电。每个火花由非导体表面能够流进其内的电量来决定。其放电总体经常有刷子似的形状。如果导体很尖，导体处的放电将具有电晕放电那样向前扩展的特征。 (d)场致发射放电 是从物体表面发射出电子的放电。其能量很小，因此只有在涉及敏感度很高的易爆物品时才需要重视。
(e)雷形放电
当悬浮在空气中的带电粒子形成大范围；高电荷密度的空间电荷云时，可发生闪雷状的所谓雷形放电。受压液体、液化气高速喷出时可能发生雷形放电，雷形放电能量很大，引燃危险也很大。
5、静电引燃
静电放电能否引燃易燃、易爆混合物，取决于混合物的成分和温度、放电能量以及能量随时间的分布和在空间的分布。引燃源经常是导体的火花放电。因此，火花放电通常被用来测试引燃能量。通常，选取试验电压为10kV 。大多数有机蒸气和烃类气体的最小引燃能量都在几0.0l 一0.1mJ 之间。乙炔和氢在空气中的最小引燃能量都是0．02mJ 左右，而炸药的最小引燃能量可低至0．001mJ 。丙酮为1．15
mJ ，异丙酵为0．65 mJ。
二、防止静电危害的基本措施
防止静电首先要设法不使静电产生；对已产生的静电，应尽量限制，使其达不到危险的程度。其次使产生的电荷尽快泄漏或中和，从而消除电荷的大量积聚。
1、减少摩擦起电
在传动装置中，应减少皮带与其他传动件上的打滑现象。如皮带要松紧适当，保持一定的拉力，并避免过载运行等。选用的皮带应尽可能采用导电胶带或传动效率较高的导电的三角胶带。在输送可燃气体，易燃液体和易燃易爆物体的设备上，应采用直接轴(或联轴节) 传动，一般不宜采用皮带传动；如需要皮带传动，则必须采取有效的防静电措施。
限制易燃和可燃液体的流速，可以大大减少静电的产生和积聚。当液体平流时，产生的静电量与流速成正比，且与管道的内径大小无关；当液体紊流时产生的静电量与流速的1．75次方成正比，并与管道内径的o ．75次方成正比。 目前，世界各国控制流速的标准尚不统一。
总之，在确定流速时，不但要考虑管道的内径，而且要注意流体的性质、所含杂质的成分和数量、管道的材质等各种因素的影响。
在管道中流动的可燃液体，即使有较高的平均电荷密度，但往往由于管道内有较大电容，并不显示出有较高的电压，且在管道中又因为没有空气，所以不会引起燃烧和爆炸。在这种情况下，虽然静电在管道内部并不构成危险，但其严重的危害却主要是在管道的出口处，这是必须引起重视的。
2、静电接地
静电接地的作用是泄放导体上可能集聚的电荷，使导体与大地等电位，使导体间电位差为零。
A ．静电接地原理
静电接地就是用接地的办法提供一条静电荷泄漏的通道。实际上，静电的产生和泄漏是并行的，是给带电体输入和输出电荷的过程。物体上所积累的静电电位，当对地电容一定时，完全取决于物体的起电量和泄漏电量之差。其中静电起电速率是一个随机变量。随时间变化可以很缓慢地增加，也可能急剧变化。为了确保物体静电安全，就以泄漏(接地) 的办法来解决。
静电接地的应用范围是有条件的，并不是一切物体带电都可以借助于接地的办法来解决。一般说来，可能引起火灾、爆炸相危及安全的场所的金属导体、设备，属于静电导体的非金屑材料、人体都必须进行静电接地。同时还需考虑全系统接地的问题，否则接地反而会造成静电放电现象。例如，当处于绝缘状态的带电人体(或物体) 与接地体接近或接触时，产生放电火花。相反，接地的人体(或物体) 接近带电的孤立导体时，同样会产生火花放电。
B ．静电接地方式
(a)直接接地 直接接地就是电气接地，即用金属导线把带电体直接和接地干线连接起来。
(b)间接接地
间接接地就是使金属以外的物体进行静电接地，将其表面的全部或局部与接地体紧密相接的一种接地方式。或者说，通过具有一定电阻值的静电导体将带电体和接地体连接起来。
3、降低电阻率
当物质的电阻率小于106 Ω.cm 时，就能防止静电荷的积聚。
A ．添加导电填料
用掺入导电性能良好的物质的方法来降低其电阻率。如在橡胶的炼制过程中，掺入一定的石墨粉，使之成为导电橡胶；在塑料生产中，掺进少量的金属粉末和石墨粉使之成为低电阻性塑料；在工业用油中，掺以少量的酒精或微量的醋酸；在苯中注入一些油酸镁等金属皂，均能降低其电阻率。
B ．采用防静电剂
防静电剂以油脂为原料，主要成分为季胺盐，它的作用是化纤、橡胶、塑料等物体的表面吸附空气中的水分，增加导电率。如SN 阳离子抗静电油剂，在聚乙烯化纤纺织和聚乙烯醇合成纤维抽丝过程中，只要涂抹少量，即能使静电电压限制在几十伏内。在生产涤纶纤维上使用的阳离子型PK 抗静电油剂和在长纤维上使用的MOA3、KP 油剂等，也都有较好的防静电性能。在生产防静电输送带时，即在原料丁睛橡胶中，加入防静电剂；在聚酯薄膜或其他塑料制品上，加入或涂上SM 防静电油剂也都有一定效果。在化纤纺丝中，加入环氧丙烷亲水基因；在航空煤油等液体中加入ASA3防静电添加剂；在感光胶片上涂上防静电剂等，都能使表面电阻率或体积电阻率大大降低而减少静电的积聚。
4、增加空气湿度
当空气的相对湿度在65—70％以上时，物体表面往往会形成一层极微薄的水膜。水膜能溶解空气中的CO2，使表面电阻率大大降低，静电荷就不易积聚。如果周围空气的相对湿度降至40一50％时，静电不易逸散，就有可能形成高电位。增加空气湿度的常用方法是向空气中喷水雾，一般均选用旋转式风扇喷雾器，不过该机不防爆，必须从墙外吹入。
5、空气电离法
利用静电消除器来电离空气中的氧、氮离子，使空气变成导体，就能有效地消除
物体表面的静电荷。常用的静电消除器有：
(a)感应式静电消除器
它还可以分为钢件接地感应式、刷型感应式、针尖感应式等几种。主要用于造纸、橡胶、纺织、塑料等生产及加工行业。
(b)高压式静电消除器
它主要有外加式、工频交流式、可控硅、交流高频高压式等。在化工、纺织等工业中可根据不同的要求选用。此外，还有高压离子流、放射性辐射等形式，适用于其他特殊场所。
三、常见的静电放电火花危险性的控制与消除
1、固体带电
固体绝缘材料正越来越多地用于化工生产设备和构件。由于固体绝缘物没有自由电子，其表面常常因有杂质吸附、氧化，形成了具有电子转移能力的薄层，因此在摩擦、滚压、挤压、剥离等情况下能产生静电。固体静电可以通过降低电阻率(如在聚合材料制成的产品中，加入适量的添加剂——碳黑，可制成导电制品、增大湿度、电离、接地、接地金属网的应用等方法消除或减少因静电的积聚而产生的放电火花。
(1)橡胶制品在生产的压延工序中，胶料在压延机滚筒的该压下，由于压力较高、受压面积较大，电荷转移较快，产生的静电电压可高达数10万V 。一般采用局部增湿，使相对湿度在75％以上，以减少静电。
(2)运输传送设备也极易产生静电。如橡胶平皮带、塑料带、合成纤维带、牛(猪) 皮带的高速传动和输送等设备上都常有静电产生。曾对皮带式输送机上正在运转的硬聚乙烯托辊进行测试，其静电压高达45000V 。由此可见，在有易燃易爆气体或粉尘的场合，传送带的传动轴、辊均不得采用电阻率较高的绝缘材料，以免静电放电引起燃烧、爆炸。
(3)不同的磨料相互摩擦时产生的静电压也各不相同。据实测，在转速固定不变，温度为20土3℃，空气相对湿度为65士5％的条件下，不同物体相互摩擦产生的静电电压如表：
由表可见，当穿着服装不当，也易因摩擦而产生静电。所以，在易燃易爆场合，工作人员不应穿着合成纤维织物的衣服，以免发生危险。维纶吸水性良好，性质也与棉相似，相对来说比较安全，但在空气中相对湿度低时，静电电压仍相当大。
(4)在纺织工业中，为了预防合成纤维在加工过程中产生静电，应使车间保持一定的湿度，以利织造。
(5)在胶片生产中，由于高速施动薄膜，也会产生静电。
(6)化纤织物、塑料等作为抹布擦拭时，会产生静电。所以在爆炸危险场所，应严禁使用。又如向易燃易爆反应釜内投料时，也不得将物料从塑料袋中直接倾倒，而应先在安全地区倒入木桶内，然后再从木桶中倒入反应釜，以防止塑料摩擦产生静电。
2、液体静电
液体在管道内流动时，液体与管壁相互摩擦可以产生静电。其主要原因是由于固体和液体接触的表面存在着偶电层。由于液体的电离性或其所含杂质的电离性，液体中或多或少含有正、负两种离子，又由于接触面的电化学反应，一种离子被吸附在固体表面上，另一种离子靠异性电荷的吸引力而聚积在被吸附离子的附近，于是，从微观结构上看，在固
一液接触面处就形成了“偶电层”。如果偶电层不被分离开来，则在总体上是呈中性的。但如果由于液体的流动、搅拌、喷射、灌注、飞溅、冲刷、过滤、喷雾、剧烈晃动等摩擦使偶电层发生了分离，则将引起静电现象。液体在管道中流动时静电的产生首先是液体与管壁接触面处产生偶电荷层。固体管壁表面上吸附的电荷层很薄，只有几个分子大小厚度，称为固定电荷层，而液体内的电荷层较厚，甚至几毫米的厚度，称为扩散电荷层。其次，液体流动使偶电层电荷分离，液体流动的冲力带着扩散层电荷流动，形成液体因带电而产生放电火花引起火灾爆炸事故，是由多种因素决定的。在一定范围内，液体静电随着电阻率的增加而增加，超过某一范围，随着电阻率的增加，液体静电反而下降。实验证明，电阻率为1010
Ω.m 左右的液体最容易产生静电；电阻率为108 Ω.m 以下的液体，由于泄漏较强而不易积聚静电；电阻率在1013
Ω.m 以上的液体，由于分子极性很弱而不易产生静电。石油、重油的电阻率在108
Ω.m 以下，静电危险性很小；石油制品、苯和其他一些溶剂电阻率多在1010 -1012 Ω.m 之间，静电火花放电的危险性较大。下面列举几种情况加以说明。
(1)由低电导率液体自由喷入引起液体表面上飞溅和撞击是静电带电的重要原因。在油罐内应避免顶部喷溅进油，应采取底部注入或将输袖管伸到底部注油的办法。从油罐上方装油时，为了减小冲击，宜于沿罐壁注油；为了减小喷溅，宜采用斜管口和人字管口注油。
(2)搅拌易燃液体时易产生静电，所以要选择产生静电最小的导电材料制造搅拌器，并要接地。搅拌时，应缓慢而全面地搅拌，不应高速局部搅拌。
(3)静电荷的产生随液体流动的速率增加而增加。而且，高速流动会冲击第二相
物质而增加管内的静电。为此，注油口应位于油罐底部。在向罐内装入低电导率(电导率小于50PS ／m) 流体时，如管道内有第二相物质，则流速不应大于1m ／s 。在没有第二相物质存在时，流动速率上限不应超过7m ／s ；但有时限制在2m ／s 范围内。
(4)低电导率液体中出现第二相液体时，会大大增加静电产生。最常见的第二相液体是水。应尽量消除第二相液体，如尽量减少罐内和管道内的水。
(5)当向易燃液体储罐或储槽送料、采样、测量时，也都有可能产生静电火花。因此，上述工作应在灌装后静止一段时间再进行，并不使用金屑取样器或金属标尺。在实际工作中要根据液体的电阻率和储存容器的容积大小考虑相应的静止时间(见表) 。
(6)加入抗静电剂，可以将液体电导率提高到50ρS ／m 以上，从而将泄漏时间常数降低到完全可以消除静电灾害的程度。
(7)灌装、输送易燃液体时，若设备及管道未接地，静电就容易积聚。如汽油和煤油用25mm 导管从储槽中以自由流入的方式灌入比储槽低4m 、且对地绝缘的铁桶内，经测试其所产生的静电压如表所列。
(8)运输易燃液体时，由于中途颠簸，会使槽车或油船内液体摇荡激溅，产生静电危险。因此，槽车内应设置隔仓板；罐装量以在85％以上较为适宜。此外，还应采用铁链接地，并保持中速行驶。
(9)高压水流在冲击对地绝缘的固体时，细微的水滴和固体也均会带电。如周围有易燃易爆气体时，也会因静电放电而造成爆炸危险。
(10)用汽油擦洗地板也会引起静电火灾爆炸事故。因在擦洗时使用的汽油，经陆续挥发后，形成大量的爆炸性混合物，而当用拖把擦地面，或人体走动时与汽油摩擦，都可能产生静电火花放电，即能引起燃烧或爆炸。故应严禁使用汽油等易燃液体擦洗地面。
3、粉尘带电
A ．粉尘带电过程 ’
粉体物料是指聚积的由物质分散成细小颗粒组成的粉末状物料。在工业生产加工过程中，物料颗粒之间或物料与器壁之间免不了互相碰撞摩擦，进行反复的接触和分离，这样，它们之间就会产生电子转子转移现象，使粉体及器壁分别带上不同极性的静电。
粉体是处于特殊形态下的固体，其静电的产生也符合偶电层的基本原理。粉体物料与整块固体相比，具有易分散、易飞扬而悬浮于空气中的特点。由于易分散性，粉体表面就比同样重量、同样材料的整块固体的表面积大很多倍，例如把直径l00mm 的球状材料分成等直径的0．1mm 的粉尘时，表面积就增加10002倍以上。
表面积增加，表面摩擦的机会多得多，产生静电也就多得多。由于有悬浮性，粉尘颗粒处于悬浮时与大地总是绝缘的，因此所带静电不易泄漏。所以即使金属粉体处于悬浮状态时也易带电。烟火药混药过程中掺有铝粉、镁粉的药剂，静电也很高。就是电阻率很低的木炭，它与硫磺进行二味粉混料时，产生的静电也可达数千伏。在粉尘摩擦起电过程中，同时也存在着电荷通过器壁、管壁、工装、设备甚至大气向外泄放的过程。
B ．影响粉尘带电的因素
影响粉尘带电的因素很多。粉体材料性质，包括化学组成、颗粒大小、形变状态、表面几何特性、化学结构，物料接触的器壁材料的导电性、接触面大小，接触时间，碰撞相对速度；环境的温度、湿度以及介质条件、周围是否存在电场等等。一般说来，高绝缘物料易起电，器壁或管壁越租糙，粉尘带电越多，粉体颗粒越小，其表面积越大，越易受到静电力的干扰，所以带电荷就越多。实验表明，静电事故多数发生在粒径小于100μm 左右的粉尘。粉尘被输送、搅拌、混合时间越长，发生摩擦和碰撞的次数愈多，粉体带电愈多。但颗粒在碰撞的同时，也发生着中和电荷的过程，因而经过一定时间后，静电的产生
和消失接近平衡，带电状态趋于饱和。此外，粉尘带电还与管道和器壁的结构有关。弯曲的管道比平直的管道容易产生静电，管道收缩部分比均匀部分容易产生静电；管道或料槽安装的角度对静电也有一定的影响。
静电放电（ESD ）及防护基础知识 2
2011-08-21 18:18
C ．粉尘静电的控制
(1)限制粉尘在管道中的输送速度。粉尘越细、摩擦碰撞的机会越多，且越容易产生静电。所以，粉尘越细，速度应越慢。具体的速度应根据粉尘种类，空气相对湿度；环境温度，器壁粗糙度等影响而有所不同，应通过电压测定来控制。
(2)管道内壁应尽量光滑，以减少静电聚集。管道弯头的曲率半径要大，不宜急转弯，以减少摩擦阻力。
(3)粉尘捕集器的布袋，应用棉布或导电织品制作，因合成纤维织物易产生静电，不宜采用。
(4)在允许增加湿度的条件下，可将空气相对湿空气相对湿度增加到65%以上，以减少静电。
4、气体带电
纯净的气体即使流动也不会产生静电。但几乎所有的气体都含有固态或液态杂质。如管道中的铁锈，空气中的水分、尘埃等。这些含有微量杂质的气体在压缩、排放、喷射，或固态气化时，在阀门、喷嘴，放气管或缝隙等处极易产生静电。甚至在气流冲过接地的金属网时，由于增加了气体与网的摩擦机会，反而会使静电上升。常见的气体带电情况如下：
(1)高压蒸汽冲洗油舱或储槽时，蒸汽与空气中的油雾高速冲击摩擦，使油粒产生大量的负
电荷，与接地体发生火花放电，造成油气爆炸。以往，国外曾有3艘油轮在一个月内相继沉没的事件，其原因就是在喷射高压蒸汽冲洗油舱时发生爆炸而造成的。
(2)易燃易爆气体、水蒸气及其他气体，如通输送管道破裂，发生泄漏而高压喷出时，由于速度极快，均可产生高压的静电，亦发生火花放电而引起燃烧爆炸。曾发生过压力为
2．1—2．2MPa 的氢气，因管道破裂而高速喷出，引起重大爆炸事故。
(3)气体放空时高速喷出，也能产生静电。如氢气瓶放空时，氢气大量聚集在瓶颈部位，而当气流冲出过程中，产生静电的积聚，并发生火花放电，而引起燃烧爆炸。
(4)气体冲入易产生静电的液体时，在气泡与液面上会产生双电层，其中某种电荷虽随气泡上升而被带走，但却使下部的绝缘液体仍带有一定的静电。防止气体产生静电的主要措施是控制喷气压力。实践证明，以1．5MPa 以下的蒸汽喷射时，就不易发生静电危险。一切高压气体的容器、管道均不得泄漏，喷气管口还应接地。此外，气体越纯净，其所含悬浮物质越少，静电危险相应会减少。
5、人体带电
A ．人体带电
人体的体电阻率很低，可视为导体。当人体穿着绝缘鞋或站在绝缘地板上时，则人体能够通过接触而起电。人体也能通过感应而带电，还能与其他带电体接触而被传导带电。最为常见的是由于穿着的衣物带电。常见人体带电过程如下：
(1)人从椅子上站起来，或擦拭墙壁等过程(最初的电荷分离发生在衣物或其他相关物体外表面，然后，人体由感应带电) 。
(2)人在高电阻率材料制成的地毯等绝缘地板上走动(最初的电荷分离发生在鞋和地板之间，然后，对于导电性鞋，人体由电荷传递而带电；对于绝缘鞋，人体是因感应而带电) 。
(3)脱下外衣时的静电。这是发生在外层衣物与内层衣物之间的接触起电，人体则经过电荷传递或感应而带电。
(4)液体或粉体从人拿着的容器内倒出(该液体或粉体把一种极性的电荷带走，将等量异性的电荷留在人体上。 ·
(5)与带电材料接触。如对高度带电粉体取样时的带电。当存在连续起电过程时，由于电荷泄漏和放电，使得人体最高电位被限制在约50kV 以下。
A ．人体带电的控制
(1)在有防爆要求的车间内，不得使用塑料、橡胶等绝缘地面，并尽可能保持湿润。操作人员应穿防静电鞋，以减少人体带电。如铺有地毯应夹织金属丝，并与自来水管等接地体连接，以尽快导除静电。
．(2)在易燃易爆场所，工作人员不应穿合成纤维织物的衣服。
(3)易燃易爆场所的坐椅不宜采用人造革之类的高阻材料制造。
(4)对高压带电体应加屏蔽，人体应避免与高速喷射的气体接近，以防静电感应。
四、静电测量
静电测量就是用相应的测量装置测量有关静电的物理参数。主要的静电参数有：静电电位，介质的质量电量密度和体积电量密度；静电放电火花的放电电量、放电能量、放电电流；电阻、电容、电感；介质的表面电阻率和体电阻率、介电常数；放电时间常数等等。测量用的仪器设备有：静电电位仪、高阻计、电容电桥、电感电桥、检流计、示波器、静电衰减仪、法拉第简、静电感度测量装置等。
静电测量时应注意：
(1)应选用使用方便、可靠性高的测量仪表。在爆炸危险场所测量仪表应选用防爆型。
(2)测量前仔细阅读仪表使用说明，了解其测量原理和使用范围。
(3)湖量前凋零、调整灵敏度并选择量程。
(4)测量分析由测量导致引爆的危险性。在排除引燃危险性以后再进行测量；并应事先考虑发生意外情况时的应急措施。
(5)为防止测量时发生放电，应使测量仪表的探头缓慢接近带电体。即使防爆型仪表也应如此。
(6)同一项目应测量数次，在重现性较好的情况下，取其平均值和最大值。
化学合成药物生产防静电措施
用化学合成方法生产药物的工艺流程可归纳为：
备料－投料－工艺过程控制－出料－分离一精制－干燥－成品。其工艺过程复杂，涉及多种易燃易爆物品爆炸危险较大。因此，必须妥善控制工艺全过程，以免发生爆炸。
一、备料
在投料前须将各种原料（中间体）准备就绪。不同的备料方法其防爆控制要求各不相同。大致可分以下6个方面。
１、管道或容器不可任意混用
物料尤其是液体物料和气体物料，在备料过程中使用的管道和容器不可任意混用，以免不同物料之间发生化学反应而有爆炸危险。输送、贮存氧化性物料，如过氧化氢、硝酸、浓硫酸、
高氮酸等氧化性酸的容器，管道未经彻底清洗合格，不得随便贮存、输送易燃有机物料，如酸酐类（菇酐等）、醉类（甲酵、乙醇等）、醛、酮类（乙酮、丙酮等）、有机碱类（甲基阱、无水阱等）、爆炸性物品类（有机过氧化物类，三硝基酚等），也不得贮存、输送还原性物料，如含有金属钠、氢化钠、保险粉等还原剂的物料。贮存、输送含水物料（包括含水酒精）的容器、管道，不可任意储存、输送忌水物料，如过氧化钠、氢化纳、金属铀等。其他如酸类与碱类以及一切性质相抵触，接触后发生剧烈放热反应；或者互相作用使物料变质，投料后造成反应异常而增加爆炸危险的各种物料，备料容器和输送管道一律不得任意混用。因此，在不同物料使用同一容器和管道前，应仔细研究，确认无问题时方可进行。否则必须将容器、管道彻底清洗并干燥合格。
２、车间内部物料运输防爆问题
备料运输大都为车间内部之间的短距离运输，化学物料不可任意使用不合要求的运输工具。一切会发生火花的运输工具，如不防爆的电瓶车、机动叉车、升降机及钢轮推车等均应禁止使用。充气轮胎的手推车和平板三轮车可以使用。
３、输送液体物料的防爆要求：
A 、用惰性气体压送——易燃液体不得用压缩空气压送，以免系统内产生爆炸性混合物遇静电火花等因素引起爆炸，但可用惰性气体压送。如果用负压抽料，负压系统不能漏气，以免吸入空气引起爆炸。
B 、用不产生火花的泵——用泵压送必须使用专用的安全防爆泵。如蒸汽往复泵、Y 型液态烃泵。离心泵或齿轮泵，则必须使用铁壳铜芯泵，以防泵出故障时叶轮与铁壳相碰产生火花而引起爆炸。陶瓷泵或玻璃泵因导电不良，工作中极易产生静电，不得用于压送易燃液体。如果使用腋下泵，也应采用铁壳铜芯，而且设液位限制器与泵联动，液位下降至一定高度时自动切断液下泵电源，使泵停转。以保证泵浸在液面下。如果液位过低，造成液下泵空转，泵又是铁壳铁芯时极易发生爆炸，已有爆炸事故教训．应特别加以防范。
C 、泵的出口后面的管道应扩大管径
泵的出口应接一段喇叭管，输送管道的内径应大于泵出口的内径，使在同样流量下降低流速，减少静电的产生。输送管道系统除法兰盘连接处均应跨接并接地。
D 、备料岗位的物料存放
首先必须控制存放量，一般以当班用量为准，中转库送料有困难时也不宜超过3班用量。若为贮罐贮存，可放3天用量。总之，备料岗位物料以少为好，以防止发生燃爆。
此外，必须注意性质相抵触的物料不得混放，以免互相接触时发生危险。因此，要实行定置管理：定点、定品种、定量、定管理人员。有的还应分库存放，避热防潮。应保温的品种(如甲醛等) 以及凝固点较高(如苯) 结成固体后备料发生困难的，尚须适当保温贮存。 、
E 、应核对物料的名称、规格、数量和纯度——物料的品种、数量、纯度必须符合技术要求。备料时必须认真核对品名、规格、数量和纯度。有时还必须用目力观察物料的外观，一旦发现异常立即停止备料，追查原因。以免品种搞错，使反应异常而导致爆炸。数量不对势必造成物料配比不准，也会造成反应异常而引起爆炸。纯度不合要求、杂质太多，有时也会引起反应异常而引爆。
F 、控制抽料速度——备料操作中常用负压抽料法。无论是液体或粉状固体，在料管中高速运动都会产生静电，故备料管道系统除法兰连接处必须鲜接并接地外，尚需严格控制抽料管道系统中的物料流速。
二、投料
１、严格安排投料的先后次序——医药生产原料众多，投料次序必须严格执行岗位操作技术规程，以免发生先后次序搞错产生爆炸。除了反应或物料性质方面的原因需有特殊规定外，一般规则大致如下：
A 、投低沸点液体和高沸点液体时，应该先投高沸点液体，后投低沸点液体。反之，先投低沸点液体大量挥发，容易形成爆炸性气体混合物，再投高沸点液体时增加爆炸危险；同时因低沸点物料挥发达散损失，造成配比不准而使反应异常增加爆炸危险性。
C 、投固体物料和液体物料时，应该先投液体物料后投固体物料。液体物料投入后在搅拌下容易控制温度，然后投入固体物料比较安全，而且便于混合均匀。如果液体物料沸点低容易挥发，则应先投固体物料后投液体物料。
D 、投料物质中有水溶性物质和水时，应先投水或含水多的液体，其次再投水溶性固体，以便搅拌溶解，然后投其他物料。这样可避免因物料局部积聚，骤然发生剧烈反应而发生爆炸。 E 、共同投入氧化性物料和易燃液体等有机物料时，应该先投易燃液体等有机物料，在充分搅拌和严格控制温度的条件下再缓缓投下氧化性物料。此点至关重要。若先投氧化性物料，后投易燃液体等有机物料时，反应釜内氧化性物料数量较多，有机易燃物料投料初期，小部分有机易燃物遇大量氧化性物料容易起剧烈氧化反应而有燃爆危险。
F 、投料中有忌水物料和含水物料时，应先投入含水物料，在充分搅拌和严格控制温度的条件下，缓缓投入忌水物料，使忌水物料小量逐步与大量含水物料接触，防止温度猛升发生危险。否则大量忌水物料通含水物料极易温度猛升，发生冲料或爆炸。
G 、投比重不同的物料时，应该先投比重较小的物料，在搅拌下再投比重较大的物料，这样容易混合均匀，不易分层；若比重大的物料先料，比重小的物料后投，则极易分层。若遇事后搅拌，不同物料大量混合，可能突然发生剧烈反应而爆炸。
２、严格控制投放物料的温度——制药工艺中往往运用许多特殊的反应，有时在投料过程中不同物料互相接触即发生化学反应。物料温度高、反应快。若投料时物料温度偏高，反应迅速，温度进一步升高，容易失控，增加爆炸危险。有些物料具有热不稳定性，温度升高容易迅速分解，而发生爆炸。所以投料温度必须严格控制。
３、严格控制投放物料的速度——主要有3种情况应严格控制投放物料的速度：
A 、常温下进行快速反应的工艺过程；其投料速度应予以控制，以使边加料边反应，用加料速度来控制反应速度。加料过快，物料大量混合，势必反应剧烈，容易失控。
B 、反应物料在反应釜内互相接触后会发生剧烈放热反应的，必须严格控制加料速度，使热量逐渐释放，通过热交换加以冷却，容易控制温度。否则温度猛升，极易发生冲料燃爆。
C 、物料不易混合均匀时，有时因物料粘稠，或者搅拌器搅拌效率不佳等因素，使物料不易迅速混合均匀。此时必须控制加料速度。以免大量物料混合不匀，发生反应异常，增加危险。
4、严格控制物料配比——严格控制物料配比在备料中要做到，在投料时也要做好。配比不准会造成反应异常而发生危险。
A 、在有氧化剂（如H202 、KClO3等）参与下的反应，除上述投料速度等因素外，氧化剂与其他物料的比例必须准确，若氧化剂过量，会引起反应失控，有爆炸危险。
B 、有不稳定物质（如过氧化苯甲酰、过氧化醋酸、双乙烯酮等）存在下，必须严格控制配比。若不稳定物质过量，分解热量增加，易致失控，大大增加爆炸危险。
C 、有时反应物料配比准确，而溶媒太多或太少，也会增加爆炸危险。溶媒太多，反应物料浓度偏低不利反应，往往需提高反应温度，从而导致反应异常或溶媒蒸气大量散发，增加爆炸危险。溶媒太少，反应物料浓度过高，使反应过快，容易失控而增加爆炸危险。所以溶媒的配比也要准确。
D 、触媒与反应物料的配比必须严格控制。触媒太多，易使反应迅猛进行而失控，有时还会造成人们不需要的异常反应。触媒太少，反应太慢或不反应，此时往往使操作者提高反应温度，容易造成反应失控，增加爆炸危险。
5、合理选择投料方式——合成药生产中常用3种投料方式：
A 、正压投料：利用压力将物料压进反应釜中。液体投料多用高位槽，利用液位差投料，比较安全。有时反应釜内部压力超过常压，须用加压投料，大多用泵压入，放料管应插入釜壁下部，使易燃液体沿壁流下，并使加料管口迅速浸没在液面下，使液体从液面下进料。以减少静电危险。如采用气力输送，须用惰性气体，禁止使用压缩空气。
气体投料大多采用压入法。此时，必须严格控制压力。使用气体钢瓶供气时，必须安装减压闻。经减压阀输出的气体压力与反应釜内压力之差不应大于0．1MPa ，以免气体出口处产生强烈喷射而产生大量静电。
压入易燃气体前，应先将反应釜抽真空；若限于条件，无法取得高真空时，应在抽空后通入氮气，再抽空，然后压入易燃气体，以防止反应釜内形成爆炸性气体温合物。
B 、负压抽料：是常用的投料方法；抽料过程中物料在管道中高速运动，易产生大量静电。故绝缘的抽料管道内壁应该用铜线衬绕，铜线接地。如果内壁衬绕有困难，可绕在管道外壁，
管道口接以铜管，铜线与铜管相焊接，然后接地。如为导电体管道，可免绕铜钱，但仍需接地。
固体粉尘抽料时，真空管路入口处必须设过滤网，以滤除粉尘。在真空管路入口附近应设水洗器，使残余粉尘经水洗除去，防止粉尘进入真空泵而发生危险。液体抽料时也应设水洗器，以减少液体蒸气抽入真空泵。
用负压抽料法投易燃液体物料时，若易燃液体电阻率在1010-l015
Ω.cm 时，必须控制流速，不宜超过1m ／s ，以免产生大量静电。一般方法是增大管径，在出口处用喇叭状管口，使出口流速减慢。同时应控制温度，液体温度应至少要比沸点低300C 。液温高时应先冷却，然后油料，以防液体大量气化，抽入真空泵内造成危险。同时物料损失造成配比不准而发生异常反应。
一般低沸点液体不宜采用负压抽料法投料。
C 、人工投料
一般固体物料的投料大多仍用人工投料法。人工投料时，容器口敞开，易燃易爆气体容易逸出而增加危险性。所以人工投料一般采用低温法，即反应釜内如果已有易燃液体，此时应先冷却，使液体降温，然后投入团体物料。如果液体物料沸点甚低（如乙醚）可先投固体料，密闭釜盖，然后投入固体物料。
投料时容器材质应予注意。如果将固体物料从塑料袋、塑料捅等容器中直接投料，则物料在塑料容器中与器壁摩擦产生静电火花，遇反应器内的爆炸性气体混合会引起爆炸。烘干的麻袋也容易产生静电。直接快速投料时，曾因产生静电火花发生过爆炸事故，不可大意。一般可以先将塑料容器或干麻袋中的物料倒进木桶中，再将物料从本桶中慢慢倒进反应釜内，此时即使反应釜内已有易燃液体，也比较安全。
人工投料后，釜口等处的粉尘不得用尼龙布、合成纤维织品等揩拭，以免产生静电火花引起危险，可用棉布揩拭。此外，易燃液体、有毒物料一般不宜采用人工投料
D 、机械推进器投料
有些固体物料以其粘度等特点，无法用上述方法投料，可采用螺旋推进器式机械投料，只要控制温度与速度，一段尚无爆炸危险。但是过氧化物类、硝基化合物类、重氮化合物类、含亚硝酰基的化合物、氮酸和高氯酸盐类、硝酸盐类等易分解爆炸的物质不得采用机械推进器投料法。
三、反应过程工艺控制
化学合成药反应过程的工艺控制有温度控制、压力控制、酸碱度控制、搅拌混合、光照、催化等各种精细化工生产的工艺控制。今把与爆炸危险关系最密切的工艺过程的控制如下：
1、温度控制
众多的化学反应如硝化、氧化、氢化、还原、重氮化、加成、酯化、缩合、水解等都要严格控制温度，只要温度授制失误，极易发生冲料或爆炸。大部分反应工艺如加热、回流、冷却、蒸馏、重结晶、过滤等莫不都要控制温度，否则极易发生冲料燃爆。
不同反应、不同工艺形式，其湿度控制要求和失控后发生爆炸危险的程度各不相同。但是根据化学合成温度控制的普遍规律与爆炸有关的主要有以下几个方面。
A 、吸热反应
这类反应过程中需吸收热量，故需外部加热。温度越高，反应越快。但是吸热反应在消耗热量，故一般不大会发生反应过剧、失控冲料的危险，爆炸危险性小。可是加热也不可过快，温度不可升得太高，以免物料爆沸，发生冲料而使生产现场充满爆炸性气体混合物，增加爆炸危险。因此吸热反应也需要有冷却装置，以便一但加热过头温度过高时可迅逐调整温度。
B 、放热反应
这类反应在反应过程中放出热量，而且也具有温度与反应速度呈正相关的特点。在常温时反应太慢或不反应，为了缩短反应时间，加快反应速度，就得加热升温。温度升到一定程度，反应较快进行，同时放出热量。若不及时停止加热，适当冷却，则物料在放热情况下温度上升。温度升高，反应加快，产热更多。一旦产热量大于散热量温度持续上升，反应不断加速，爆炸不可避免。因此放热反应的温度控制不当是极其危险。放热反应的反应釜必须配备冷却设施，冷却面积要够用。冷冻机的温度、压力皮保证稳定。加热升温时，搅拌必须有效，升温必须缓慢，临近反应控制温度时必须十分小心，缓缓升温，一般需要几分钟才升温1℃。一旦到达所需温度后应停止供热，开始冷却，使反应温度不再升高，若为回流加热，回流冷凝器的有效热交换面积必须够用，保证将热蒸气充分冷凝。应控制回流量，回流异常时立即开反应器冷却阀，使回流正常为止。一旦遇放热反应温度超过规定，冷却剂阀门全部开足温度仍上升时，应立即进行聚急放料，开放料阀将物料通过管道导入另外安全地点的大容量不密闭容器中。这种紧急放料设施在硝化、氯化等放热反应中尤为重要。一般放热反应可在反应釜上设爆破泄压片，其排出口应导至室外安全地点，远离火源30m 以上。
·
C 、在相当高的温度条件下才进行的反应
有的反应(如酯化反应) 目在很高的温度下进行。因此先要加热到接近物料(溶剂) 的沸点，反应才进行。这种反应应该设回流装置，否则易爆炸。有时产生的低沸点副产品须蒸出除去，应先经回流，使沸点较高的反应物回流后继续反应，沸点较低的副产品蒸气经回流冷疑器上升，进入回收冷凝器冷凝后放入接收罐。这种情况下温度控制甚为重要。若加热温度过高，物料不能全部冷凝回到反应釜，使反应物料配比失调，就会使反应异常而增加危险性。若回温冷凝器冷却温度控制不当，使低沸点副产品蒸不出来，也会影响正常反应，增加爆炸危险性。
D 、回流、蒸馏的温度控制
回流工艺的关键是控制加热温度和保证冷凝器的冷却有效。另外应注意回流反应釜的物料充满系数。反应釜应为＜70％、球形容器应为50一60％，不可太满。否则易发生冲料，增加爆炸危险。回流冷凝器上方可设可燃气体检测报警仪。一旦回流异常，易燃流体的蒸气溢出量超标时即报警．使操作者立即采取措施，防止冲料。
医药生产常用的蒸馏有常压蒸馏和减压蒸馏。常压蒸馏的爆炸危险性和工艺控制与回流相似。减压蒸馏的危险性除同常压蒸馏外，主要是易燃液体蒸气容易大量抽入真空泵，使真空泵内的润滑油被稀释而降低润滑效果，使泵体温升过高，在排气管口可能有燃爆危险。因此减压蒸馏时，冷凝效果必须良好，尽量将溶剂蒸气冷凝回收。减压蒸馏时，系统不得漏气，以防空气进入系统内引起爆炸危险，尤其是当地温度较高，接近物料自燃点时，这一点尤为重要。减压蒸馏结束时，应先降温，然后续缓放进空气至常压。不得在高温下突然放进空气，以免发生燃爆。
。
无沦何种蒸馏，最后高温残留物放料时，应把温度适当降低后进行，以免自燃引起爆炸危险。 E ．其他涉及温度控制的工艺过程
如重结晶、热过滤等，爆炸危险性比上述各种情况小，但仍应控制温度上限不使超温，设备要保持密闭以防止易燃易攥气体外逸。热过滤时温度控制不当易析出结晶，严重影响产品质量。正常情况下热过滤时速度很快，电阻率高的易燃液体快速通过过滤介质时会产生高静电位，易引起燃爆。故应该用惰性气体压送；设备接地；用夹套保温法后不易析出结晶，可以减慢过滤速度，减少静电危害。
F 、温度控制的其他要求
除上述工艺条件控制外，设备也须符合一定要求，以免发生爆炸。主要有：设备内壁材质应防腐蚀和保证不漏，以防冷冻剂或蒸气、汽缸油等热裁体漏入反应釜内发生爆炸危险。有些反应物料遇蒸汽或水会发生爆炸(如PClO3
。PCl5、金属钠) ，这类物料不得用热水或蒸汽加热，可用汽缸油作热载体进行夹套加热。如果加热温度达到或接近物料自燃点时，应该充氮气保护。一切控制温度的场合，温度仪指示必须正确有效，安装合理，故应定期检查和校验。如用水银温度计，更应注意温度计完好。若温度计已经断裂面不察，或者装置位置不当，悬在液面上方，不能正确指示温度，往往使反应温度过高面发生爆炸。
2、压力控制
合成药生产工艺过程中往往需要加压或减压。
A 、加压 与爆炸有关的主要有以下4个方面。
a. 加压进料时，进料压力与釜内压力之差必须控制。0．4MPa 的水蒸气向罐内喷射，曾引起罐内氢气爆炸，后减压至0．1MPa ，即安然无恙，因此压差＜0．1MPa 是比较安全的。不过有些物料(如氧气) 在加压下高速喷射极易引起易燃易爆有机物质爆炸。故氧化性较强的物料(如氧气、环氧乙烷、三氧化硫等) ，加压进料时必须特别小心，只需稍有压差，以保持能进料为宜，不得贪快而提高压差。同时尽量在液面下缓缓进料，防止在气相中喷射。
b ．有些反应需在超过常压下进行。设备耐压程度必须绝对保证正常反应时达到的最高压力的3倍，爆破泄压片为1．25倍，否则设备容易发生物理性爆破；钢材爆裂过程中可能产生火花而造成继发性的化学爆炸。
c ．加压反应容器泄漏容易引起爆炸，如为气液相加压反应，其爆炸危险性更大。因为在压力较高的情况下，反应釜可能发生泄漏，有时泄漏较小，操作人员不易发觉，结果傻气相物料因泄漏而减少，但液相物料不减少，造成反应釜内物料配比失调，导致反应异常。很可能使压力猛升，大大超过正常反应的压力而发生爆炸。此外，如果压力较高，泄漏时易燃易爆物料从压力釜内喷出，与空气高速摩擦，也会产生静电火花引起爆炸。因此高压设备不得泄漏。可设置嗅敏仪等气体检测警报仪，以便及时发现泄漏，立即采取停车、检漏等措施。 d ．工艺条件控制稍有不当，设备、仪表不合要求即易爆炸。凡是原料配比不当、杂质太多、品种搞错、升温过快、温度过高、搅拌不良、仪表失灵、设备失修，金属疲劳、耐压下降、或遭猛烈撞击等，都易引起爆炸。因此加压反应必须严格管理。
B 、减压 减压的爆炸危险性较小，但是有3点应加注意。
a 。要妥善控制真空度，高真空条件下，系统内含氧量极低，工艺条件下(如高温) 无爆炸危险。但是遇到设备漏气，阀门忘开，真空泵停止运行，或者真空系统发生其他问题使空气进入系统内，造成氧含量升高，此时就可能引起物料自燃而发生爆炸。因此真空度应妥善控制，力求稳定。一旦真空度剧降会发生爆炸的场合，应备有氮气气源，以便在真空度失控即时输入氮气，以减少空气串入。
b ．解除真空，恢复常压时，如果物料温度较高，接触空气有自燃危险的，应输入氮气然后缓缓放进空气至常压。
C ．要保证设备的机械强度，以免高真空时抽瘪容器而发生继发性爆炸。
3、酸碱度控制
化学合成工艺过程中，酸碱度控制不当可能引起反应异常或物料分解而发生爆炸危险。主要控制2点：
A 、中和或调节酸、碱度时，速度宜慢，并控制温度，搅拌要均匀。调节酸碱度是一个放热反应，速度太快会局部过热，而且容易造成局部酸碱度过头，引起反应异常或物料分解，增加爆炸危险性。尤其是在氧化剂及硼氢类等忌酸物存在下，pH 值从碱性调至中性或弱酸性时，尤宜小心。若加酸过快，使局部温度过高，局部物料偏酸，氧化剂在酸性环境中稳定性下降，容易分解，会增加爆炸危险。
B 、调节酸、碱度时，使用的酸碱浓度和品种应经研究确定。一般宜用稀酸、稀碱调节。氧化性酸的危险性大，用盐酸比较安全。若工艺要求需用硫酸调节酸、碱度时，硫酸必须事前稀释，以防浓硫酸通水或碱产生高热而引起爆炸危险。
4、搅拌控制
搅拌不良往往造成爆炸，因此对搅拌问题应予重视。与爆炸关系最密切的有以下4点：
A 、控制搅拌速度
搅拌速度太慢，物料不易搅匀。搅拌速度太快，物料与搅拌器、物料与容器器壁之间的相对运动速度也快。如果容器器壁、搅拌器是绝缘体(如搪玻璃) 。而物料的电阻率在1010 一10 15
Ω.cm 之间时，容易产生静电。一般化学合成药生产过程中，反应器中往往有爆炸性气体混合物，爆炸危险性就很大。因此搅拌器的转速应予控制，不得太快。容器直径越大，搅拌器的直径也越大，在同样转速下限速度越大。所以容器大，搅拌器的转速应慢。一般说来，1000L 以下的反应釜，锚式搅拌器的转速应控制在60r ／min 以内；1000L 以上，转速还应减慢，否则应充惰性气体保护。
B 、合理选用搅拌器
螺旋桨式搅拌器运转时转速太快，易燃易攥物料不应采用，以免产生大量静电而发生危险。一般以锚式搅拌器为好。化学合成药工艺中有易燃物料的场合不采用鼓入空气作空气搅拌，以免产生大量静电及形成爆炸性气体混合物而引起爆炸。
C 、保证搅拌器安全运转
严防搅拌器断落或中途停转、物料混合不匀或分层，引起反应异常。有时物料因搅拌停转而分层，恢复搅拌时，大量物料瞬时混合，反应剧烈、引起爆炸或冲料。因此搅拌器应定期检修，加强维护，保持良好。如遇搅拌故障停转时，应立即停止加料，迅速降温。如有分层现象的，应将下层物料放出，待恢复搅拌后，温度符合要求的情况时再慢慢加料，重新反应，以防爆炸。
D 、防止搅拌器的缺陷引起危险
搅拌的填料函漏油，油进入反应釜，若有强氧化剂存在，即易发生氧化发热而引起爆炸。若搅拌器安装不良或强度不够，造成搅拌器与器壁摩擦撞击，就会产生火花增加危险性。如果搅拌器电动机功率不够大，超负荷运行，引起电动机温度过高超过爆炸物质的引燃温度，甚至挠毁电机，给防爆场所提供不安全因素，增加爆炸危险。电动机与搅拌器之间如果用三角皮带传动，则在搅拌开始时，三角皮带因强烈摩擦而发高热，会增加爆炸危险。凡此种种都是设备缺陷。所以选择搅拌器要慎重。必须根据工艺条件，物料性质，防爆要求等各方面考虑，选择适用的搅拌器。
E 、其他 与工艺防爆控制有关的因素主要还有水、含氧量、动力系统故障3个方面的问题： a 、水的问题 凡是使用或生产忌水物料(如过氧化钠，氢化钠等) 涉及的一切工艺条件、设备和环
境都要认真研究，防止爆炸事故的发生。设备要干燥(包括管道、阀门) ，因反应釜烘得不够干，投放含金属钠的物料时易发生爆炸，使操作者受伤，设备损坏。因此投料前设备应先烘干。有的管道很难以烘干，可先用水溶性溶剂(如乙醇、丙酮等) 灌注，放净后再用沸点较低的溶剂(如乙醚、氯仿) 灌注，放净，再用热气流慢慢地吹干。然后投料。使用、生产遇水燃烧爆炸物料的厂房应高度干燥，不漏水、渗水，暴雨时也不会进水。门窗应有可靠防止漏水的措施。现场不宜存放含水物质，不得随便用水冲洗。
b 、氧含量问题
一般化学合成制药工艺过程中大多注意防止空气进入系统内，以控制氧含量。可是有些反应中使用氧化剂、过氧化物等物质，反应过程中产生氧气，使系统内氧含量大大增高，甚至产生初生的原子态氧，极易与易燃物料形成爆炸性混合物，有自燃爆炸危险。遇静电火花等火源爆炸危险性更大。有时因存在强还原性物料，如四氢化铝、二硼氢等物质。遇到含氧量增加，加上温度控制失误等原因，即使没有火源，也有爆炸危险。因此，有强还原性物料存在时，使用氧化剂必须十分当心。要先经小样试验，证明安全可靠，再制订完善的岗位技术安全操作法，严格执行。
c 、动力供应发生故障
动力供应有以下几种情况容易引起爆炸，应采取措施加以防止：电力供应中断，搅拌器突然停转，极易引起爆炸，请参见本节“搅拌控制”内容。电力供应中断还会引起生产秩序的混乱，增加危险性。冷冻供应中断，使温度控制发生困难，极易造成反应温度猛升，引起冲料或爆炸。正在反应过程中的放热反应尤其危险。所以，有些反应不允许冷冻供应中断。必要时，应另备小冷冻机以救急，但因致冷过程费时，往往缓不济急。蒸汽供应中断一般说来危险性比上述两种小，不过有时蒸汽供应中断时，蒸汽压力下降，化学反应操作人员便把蒸汽阀尽量开足，一旦蒸汽恢复时，大量蒸汽进入加热夹层。就容易使温度猛升而发生冲料爆炸危险。
d ．自来水供应中断，可能影响冷却，与冷冻供应中断的危险性相似。
四、出料
出料的爆炸危险性比较小，但在控制不当，放料发生故障时处置失误等情况下，仍有相当危险性。
1、温度控制
放料时温度宜低，以免部分溶剂大量挥发，在空气中形成爆炸性混合物增加爆炸危险。若温度太高，接近物料自燃点时，尤为危险，必须适当降温。
2、速度控制
无论是加压出料、负压拍料或常压出料都要控制出料速度，不得高速喷射，以免产生大量静电并造成物料四溅，增加危险性。粘度大的物料常用加压出料法出料，压力大小应视物料粘度随时调整，防止快速出料。粘度小的物料尽量采用位差压力出料。如出料困难，可相加压，一般压力不得大于0．1MPa 。粘度太大的固体物料可用机械螺旋传送法出料，速度不宜太快，以防止机械螺旋传送器与物料剧烈摩擦、挤压而发生危险。易爆物质不宜采用机械螺旋传送法出料。
3、放料口堵塞的处理
放料口堵塞时处理方法应得当，稳当，不得用铁棒猛捅，以免剧烈撞击而引起物质分解，发生爆炸。或者因铁器碰撞产生火花而发生爆炸。塑料棒摩擦时易产生静电，也不宜使用，只可用木棒轻轻疏通。也可以反复旋动釜底阀门，用木棒疏通，釜内稍加压力，使物料放出。
4、有自燃危险的物料，出料的防护措施在常温下就有自燃危险的物料，应该把放料管、接收器等适当密闭，充以氮气，然后放料。放料结束，接收器应立即密闭。当放料的物料中含有催化剂(如雷尼镍) ，放料时应待雷尼镍充分沉降后，在持续通氮条件下出料。出料管呈J 形，以防镍流出。出料要慢，防止将镍带出。料液密闭、静置，使带出的少量镍沉降在液面下。釜底的镍可加水后放出，并保存在水中，可防止燃爆。
五、分离
制药工艺中常用的分离方法有过滤、萃取、分馏等3种工艺：
1、过滤 过滤分甩滤、压滤、抽滤3种。都有一定的爆炸危险。
A 、甩滤
目前仍以三足式离心机应用最多。甩滤时，液体蒸气和小液滴呈气溶胶状态大量散发。如为易燃液体，爆炸危险更大，所以必须加盖，并在盖上连接一根管子与接收器相通，使甩滤系统内部形成内循环，以减少蒸气外溢。离心机盖侧面应设槽边吸风口，滤液接收器除密闭外，最好也设吸风口，以及时排除接收器可能逸出的气体和排除甩滤时下沉的易燃液体蒸气。(易燃液体的蒸气几乎全部比空气重) 离心机的电动机应防爆。使用的传动皮带可使用整根的三角皮带，不得使用有金屑连接螺母的“万能皮带”，防止金属与皮带轮摩擦产生火花，引燃易燃液体蒸气。离心机起动时，应先盘车，然后开电动机，待车速正常后，才逐步加料甩滤，即所谓动加料。离心机运转起步时皮带与皮带轮摩擦产生高热，遇自燃点较低的易燃液体蒸气(如乙醚，自燃点170℃)极易发生自燃爆炸。所以甩滤自燃点低的物料时，应采用动加料。其他如碟片式高速离心机等有密闭外壳，散发的气体较少，但也要加设排风等设施。
B 、压滤
压滤系统应密闭，接地必须可靠完整。应用惰性气体压滤，以免形成爆炸性气体混合物。压滤结束后应经冷却，然后再开机取滤饼，以减少溶剂蒸气挥发。如果滤饼不怕水，可用水洗
涤后开机取出，可以大大减少溶剂蒸气挥发。
C 、抽滤
抽滤系统不得漏气，以防空气进入系统内发生危险。如果液体为水溶性的，用水冲泵代替真空泵比较安全。其他安全要求可参照“负压抽料”的有关内容。
2、萃取
萃取分水萃取和溶剂萃取2类。如有易燃液体蒸发存在时，就有燃爆之可能。萃取时，不同相液体不同相液体混合极易产生大量静电。因此设备必须可靠完整的接地；搅拌速度不宜太快；萃取结束后应充分静置，然后将下层液体通过接地管道缓缓故人有良好接地的接收器中；必要时(如使用极易产生、积聚静电的石油醚、苯类等物料时) 可用氯气保护。其他要求参见本章“3．2节内容。
3、分馏 分馏时爆炸危险性和控制要求与蒸馏相同。
六、精制
精制也有投料、工艺过程控制、出料、分离等步骤。请参见本章“3．3化学合成药物”有关内容。
七．干燥
除了真空干燥、喷雾干燥、隧道烘箱干燥、煤气烘箱干燥、冷冻干燥、蒸气烘箱于操等于方法外，尚有红外线干燥、气流干燥、电热烘箱干燥。
1．红外线干燥
红外线干燥法以采用红外线灯为多，红外线灯不防爆，故含有易燃液体的物质不得使用红外线干燥法。过去曾用玻璃格红外线灯和物料格离的方法干燥含易燃液体的物料；此法不符合防爆要求，不可采用。此外，尚须注意以下几点：①用红外线干燥法干燥不含易燃液体的物料时，红外线灯与物料之间必须保持相当距离，以免物料干燥后熔融或自燃。②采用红外线法干燥时，必须严格控制时间，若过时不冷，干品物料吸收大量红外线使温度不断升高，就极易熔融、自燃或爆炸，故易分解爆炸物品、易燃物品、低熔点物品：易升华物品均不得采用红外线干燥法。
2．气流干燥 气流干燥以其干燥迅速而受人欢迎。但弄得不好容易燃爆。必须注意以下几点： ①整个气流干燥有扬尘的系统内不得出现任何火源或能引起物料分解或自燃的高温。一般热气流加热热源以蒸汽最好。
②要从设备设计上考虑，使粉尘不在死角积聚。并应定期清洗，以彻底清除可能积聚的粉尘。以防粉尘受热过久，自行分解或发生自燃而引起爆炸。③必须控制系统内气流流速，以防粉尘和气流高速运动，产生高静电位的粉尘云面引起爆炸。整个气流干燥系统那必须进行良好
的接地。④爆炸性物品、易分解物品、氧化剂类、易升华物品、低熔点物品(熔点接近气流干燥温度) 均不得使用气流干燥。
3．电热烘箱干燥
电热烘箱干燥的危险性和要求与“红外线干燥”相同外，还必须有良好的温度自控仪表，最好能超温自动报警。平时宜勤加校验，保证指示灵敏可靠，以防温度失控。有易燃液体的物料时不应使用电热烘箱进行物料的干燥。
静电放电（ESD ）及防护基础知识1
2011-08-21 18:19
静电放电（ESD ）及防护基础知识
一. 术语及定义
1. 静电： 物体表面过剩或不足的静止的电荷
2. 静电场：静电在其周围形成的电场
3．静电放电：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。
4. 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压
5. 静电敏感器件：对静电放电敏感的器件
6. 接地 ：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地，船等.
7. 中和： 利用异性电荷使静电消失
8. 防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地
二、静电的产生：
1. 摩擦:在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电。材料的绝缘性越好，越容易是使用摩擦生电。另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电；。
2. 感应： 针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相吸，正负电子就会转移。
3. 传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如与带电物体接触，将发生电荷转移。
三、静电对电子工业的影响
集成电路元器件的线路缩小，耐压降低，线路面积减小，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（Static Electric Field）和静电电流（ESDcurrent ）成为这些高密度元器件的致命杀手。同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普遍应用，导致产生静电的机会大增。日常生活中如走动，空气流动，搬运等都能产生静电。人们一般认为只有CMOS 类的晶片才对静电敏感，实际上，集成度高的元器件电路都很敏感。
A ．静电对电子元件的影响
A ） 静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命。
B ） 因电场或电流破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作（完全破坏）。
C ） 因瞬间的电场或电流产生的热，元件受伤，仍能工作，寿命受损。
B 、静电损伤的特点：
1. 隐蔽性人体不能直接感知静电，除非发生静电放电，但发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉。这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV 。
2. 潜伏性有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患，而且增加了器件对静电的敏感性。已产生的问题并无任何方法可治愈。
3. 随机性电子元件什么情况下会遭受到静电破坏呢？可以这么说，从一个元件生产后一直到它损坏以前所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。由于静电的产生和放电都是瞬间发生的，及难预测和防护。
4. 复杂性静电放电损伤分板工作，因电子产品的精细，微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有些静电损伤现象也 难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其它失效，这是对静电放电损害未充分认识之前，常常归咎于早期失效或情况不明的失效 ，从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。
5. 严重性ESD 问题表面上看来只影响了制成品的用家，但实际上亦影响了各层次的制造商，如：保用费、维修及公司的声誉等等。
四、ESD 三种型式
1. 人体型式即指当人体活动时身体和衣服之间的摩擦产生摩擦电荷。当人们手持ESD 敏感的装置而不先拽放电荷到地，摩擦电荷将会移向ESD 敏感的装置而造成损坏。
2．微电子器件带电型式既指这些ESD 敏感的装置，尤其对塑料件，当在自动化生产过程中，会产生摩擦电荷，而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接地表面，因此造成损坏；或者通过感应使ESD 敏感的装置的金属部分带电而造成损坏。
3．场感类型式即有强电场围绕，这可能来之于塑性材料或人的衣服，会发生电子转化跨过氧化层。若电位差超过氧化层的介电常数，侧会产生电弧以破坏氧化层，其结果为短路。
4．其它还有：机器模式、场增强模型、人体金属模型、电容耦合模型、悬浮器件模型。
五、静电防护
1. 接地
接地就是直接将静电过一条线的连接泄放到大地，这是防静电措施中最直接最有效的，对于导体通常用接地的方法，如人工带防静电手腕带及工作台面接地等。 接地通过以下方法实施：
1） 人体通过手腕带接地。
2） 人体通过防静电鞋（或鞋带）和防静电地板接地。
3） 工作台面接地。
4） 测试仪器，工具夹，烙铁接地。
5） 防静电地板，地垫接地。
6） 防静电转运车，箱，架尽可能接地。
7） 防静电椅接地。
2. 静电屏蔽
静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响，最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。另外防静电衣对人体的衣服具有一定的屏蔽作用。
3. 离子中和
绝缘体往往是易产生静电，对绝缘体静电的消除，用接地方法是无效的，通常采用的方法是离子中和（部分采用屏蔽），即在工作环境中用离子风机等，提供一等电位的工作区域。
因此在防静电材料和防静电设施中，均是按这三种方式派生出来的产品，可分为防静电仪表，接地系统类防静电产品，屏蔽类防静电包装，运输及储存防静电材料，中和类静电消除设备，以及其它防静电用品。
A. 防静电仪表
1. 手腕带/脚带/防静电鞋综合检测仪－用途：用于检测手腕带，脚带，防静电鞋
是否符合要求。
2. 测试脚带 及防静电鞋时，需增加一块金属板及仪表连接的导线。
3. 除静电离子风机检测仪－用途：定期对离子风机平衡度和衰减时间进行检测及校验以确保离子风机工作在安全的指标范围。
4. 静电场探测仪－用途：测量静电场以反映静电的存在，以电压形式读数，用来测试环境的静电强度。一般受环境影响和静电瞬间特性，很难真实反映实际情况。
5. 静电屏蔽袋测试仪－用途：用于检测静电屏蔽袋的屏蔽效果。
6. 表面电阻测量仪－用途：用于测量材料表面电阻，体积电阻。
B. 接地类防静电产品
1. 防静电手腕带：广泛用于各种操作工位，手腕带种类很多，建议一般采用配有1兆欧姆电阻的手腕带，线长应留有一定余量。
2. 防静电手表：需要其它防静电措施的补救（如：增设离子风机，戴防静电脚跟带等）才能取得较好的防静电效果。建议不要大量采用佩带防静电手表的方式。
3. 防静电脚带/防静电鞋：厂房使用防静电地面后，应配戴防静电鞋带或穿防静电鞋，建议车间以穿防静电鞋为主，可降低灰尘的引入。操作人员工再结合配带防静电手腕带效果将会更佳。
4. 防静电台垫：用于各工作台表面的铺设，各台垫串上1兆欧电阻后与防静电地可靠连接。
5. 防静电地板：
防静电地板分为：PVC 地板、聚胺脂地板、活动地板。
防静电蜡和防静电油漆：防静电蜡可用于各种地板表面增加防静电功能及使地板更加明亮干净
防静电油漆可用于各种地板表面，也可涂于各种货架，周转箱等容器上。
C. 屏蔽类防静电包装运输及储存材料
1. 防静电周转箱、防静电元件盒：用于车间单板和部件的周转，运输及储存。
2. 防静电屏蔽袋：用于单板和部件的包装、运输和储存，具有一定的防潮效果。
3. 防静电胶带：用于各种包装箱等
4. 防静电IC 料条及IC 托盘：用于生产车间IC 元器件的储存、搬运。禁止在使用前，露天存放IC ；或拆开包装运输。
5. 防静电货架、手推车及工作台：防静电货架、手推车广泛用于电子装配车间的单板、部件的周转，搬运等。防静电货架及工作台要有防静地连接，手推车上的防静电垫应有金属链与防静电地接触
6. 防静电工作服工作鞋：在具有静电敏感元器件，具有一定洁净度要求的加工车间，一般应严格要求员工穿戴防静电工作服工作鞋
7. 防静电手指套：如操作工位员工需经常手拿工件或静电敏感元器件时，有必要戴防静电手指套。
D. 中和类设备
离子风机、风枪
六、 防静电的一般工艺规程要求
A 、防静电的常规工艺规程要求：
1、 操作者必须戴有线防静电手腕
2、 涉及到操作静电敏感器件的桌台面须采用防静电台垫
3、 ESD敏感型器件必须用静电屏蔽与防静电器具转运。
4、 准备开封、测试静电敏感器件时必须在防静电工作台上进行，有条件的可配用离子空气发生器清除空气中的电荷
5、 组装所用的焊接设备及成形工装设备都必须接地，焊接工具使用内热式烙铁，接地要良好，接地电阻要小
6、 电源供电系统要改装用变压器进行隔离，地线要可靠，防止悬浮地线，接地电阻小于10欧姆
7、 产品测试时，在电源接通的情况下，不能随意插拔器件，必须在关掉电源的情况下插拔。
8、 凡ESD 敏感型器件不应过早地拿出原封装，要正确按操作，尽量不能摸ESD 敏感型器件管腿。
9、 用波峰焊接时，焊料和传递系统必须接地。
B 、在防静电要求严格的场合，下列防静电工艺要求也是常常需要的。
1、凡ESD 敏感型整机进行高低温试验或老化试验时，必须先对工作场地及高低温箱进行静电位测试，其电位不能超过安全值，否则，要进行静电消除处理。
2、焊接好的印制电路板要作三防处理时，也要采用防静电措施。不要用一般的刷光，超声波清洗或
喷洗。
3、调试、测量、检验时所用的低阻仪器、设备（如讯号、电桥等）应在ESD 敏感型器件接上电源后，
方可接到ESD 敏感型器件的输入端。
4、在ESD 敏感型 测试仪器生产线上，应严格使用静电电位测试监视静电电位的变化情况，以便及
时采取静电消除措施。
1. 静电 electrostatic
静电就是物体所带相对静止不动电荷，是单极性的。
2. 静电放电 electrostatic discharge （ESD ）
具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应引起的物体间的静电电荷转移。
3. 静电感应 electrostatic induction
当带静电物体靠近某一介质时，在该介质表面因感应而带电荷，并形成感应电场。 4 .ESD保护材料 ESD proctected matercals
具备下列特征的材料
（1） 防止产生摩擦起电；
（2） 免受静电场的影响；
（3） 防止与带电人体或与带电物体接触而产生直接放电。
5. 泄漏 leakage
将静电荷安全泄放到在地。
6. 中和 neutraligation
利用异性离子使静电消失。
7 .接地 grounding
电气连接到能提供或接受大量电荷物体上。（如大地、舰船或运载工具外壳）。
8. ESD保护区 ESD protected area (EPA)
用必要的ESD 防护材料和设备建立和装备起来的，有明显标志的区域能够防护ESD 损害。
9. 操作 handing
在电子元器件制造过程中人或机具直接触及产品的动作。
10. ESD 安全操作系统 ESD static safe handing system
为对ESD 进行防护性操作所需配置的设施和器具硬件体系和ESD 控制程序等软件体系的总称。
11. ESD损伤 ESD damage
由静电放电造成的电子元器件性能退化或功能失效。
12. 电晕corona
由尖端局部高电场而产生正负离子的现象。该高电场通常是通过将一个高电压施加在针尖或线导体上而产生的。
静电知识大全
在生活中经常会碰到静电放电现象，特别在干燥的冬天，衣服，头发都极易带上静电，但在生产与电气操作中，防护静电特别重要，处理不好，会破坏设备，搞乱生产，甚至造成大灾难。所以了解以及掌握静电知识十分重要。
一、静电的产生、放电与引燃
1、静电产生的原因
c Ω.cm ，因其本身具有较好的导电性能，静电将很快泄漏。但如汽油、苯、乙醚等，它们的电阻率都在1011-1014Ω.cm ，都很容易产生和积累静电。因此，电阻率是静电能否积聚的条件。物质的介电常数是决定静电电容的主要因素，它与物质的电阻率同样密切影响着静电产生的结果，通常采用相对介电常数来表示。
2、产生静电的几种形式
A ．接触起电
接触起电可发生在固体-固体、液体-液体或固体-液体的分界面上。气体不能由这种方式带电，但如果气体中悬浮有固体颗粒或液滴，则固体颗粒或液滴均可以由接触方式带电，以致这种气体能够携带静电电荷。
B ．破断起电
不论材料破断前其内部电荷分布是否均匀，破断后均可能在宏观范围内导致正负电荷分离，产生静电。这种起电称破断起电。固体粉碎、液体分裂过程的起电都属于破断起电。
C ．感应起电
导体能由其周围的一个或一些带电体感应而带电。任何带电体周围都有电场，电场中的导体能改变周围电场的分布，同时在电场作用下，导体上分离出极性相反的两种电荷。如果该导体与周围绝缘则将带有电位，称感应带电。导体带有电位，加上它带有分离开来的电荷。因此，该导体能够发生静电放电。
D ．电荷迁移
当一个带电体与一个非带电体相接触时，电荷将按各自导电率所允许的程度在它们之间分配，这就是电荷迁移。当带电雾滴或粉尘撞击在固体上(如静电除尘) 时，会产生有力的电荷迁移。当气体离子流射在初始不带电的物体上时，也会出现类似的电荷迁移。
·
3、影响静电产生的因素
静电产生受物质种类、杂质、表面状态、接触特征、分离速度、带电历程等因素的影响。
A ．物质种类
相互接触的两种物体材质不同时，界面双电层和接触电位差亦不同，起电强弱也不同。在静电序列中相隔较远的两种物体相接触产生的接触电位差较大。
B ．杂质
一般情况下，混入杂质有增加静电的趋向。但当杂质的加入降低了原有材料的电阻率时，则有利于静电的泄漏。由于静电产生多表现为界面现象，所以，当固体材料表面被水及其污物污染时会增强静电。
C ．表面状态
表面粗糙，使静电增加；表面受氧化也使静电增加。
D ．接触特征
接触面积增大、接触压力增大都可使静电增加。
E ．分离速度
分离速度越高，所产生静电越强。所产生静电大致与分离速度的二次方成正比。 F ．带电历程
带电历程会改变物体表面特性，从而改变带电特征。一般情况下，初次或初期带电较强，重复性或持续性带电较弱。
4、静电的积聚和放电
A ．静电积聚
绝缘体带电后由于材料本身的高电阻而使电荷保持在绝缘体上；被绝缘的导体也使电荷保持在导体上，二者均称为静电的积聚。通常情况下，纯净的气体是绝缘体，因此悬浮状态的颗粒云、液滴云或雾都能将它们的电荷保持很长时间而与其自身的电导率无关。
在所有情况下，电荷以一定速率泄漏，其速率由系统内绝缘体的电阻决定。因此，系统危险程度直接取决于该系统的电阻、电阻率或电导宰的大小。静电泄漏是按指数规律进行的。
在许多工业生产过程中，静电连续产生，并积累在一个孤立的导体上。例如，稳定的带电液体或粉体，沉入一个孤立金属容器时就是如此。孤立导体上的电位是电荷的输入速率与泄漏速率平衡的结果。
B ．静电放电．
积聚在液体或固体上的电荷，对其他物体或接地导体放电时可能引起灾害。静电放电在形式上和引燃能力上有很大差别。下图绘制了几种常见静电放电的火花形状：
(a)火花放电
火花放电是发生在液态或固态导体之间的放电。其特征是有明亮的放电通道，通道内有很高的电流，整个通道内的气体完全电离。放电很快且有很响的爆裂声。 两导体之间的电场强度超过击穿强度时就会发生火花放电。对于平行板或曲率半
径很大的面，如果间隙为10mm 或10mm 以上，击穿强度约为3×103kV／m ；如果间隙减少，击穿强度随之略增大。因为发生放电的是导体，所以所有电荷几乎全部进入火花，即几乎火花消耗掉所有静电能量。如果导体和大地之间的放电通路上有电阻，火花能量将小于该值，但火花持续时间较长。
(b)电晕放电
当导体上有曲率半径很小的尖端存在时，则发生电晕放电。电晕放电可能指向其他物体也可能不指向某一特定方向。电晕放电时，尖端附近的场强很强，尖端附近气体被电离，电荷可以离开导体；而远离尖端处场强急剧减弱，电离不完全，因而只能建立起微小的电流。电晕放电的特征是伴有“嘶嘶”的响声，有时有微弱的辉光。
电晕放电可以是连续放电，也可以是不连续的脉冲放电。电晕放电的能量密度远小于火花放电的能量密度。在某些情况下，如果升高尖端导体的电位，电晕会发展成为通向另一物体的火花。
(c)刷形放电
刷形放电发生在导体与非导体之间，是自非导体上许多点发出短小火花的放电。每个火花由非导体表面能够流进其内的电量来决定。其放电总体经常有刷子似的形状。如果导体很尖，导体处的放电将具有电晕放电那样向前扩展的特征。 (d)场致发射放电 是从物体表面发射出电子的放电。其能量很小，因此只有在涉及敏感度很高的易爆物品时才需要重视。
(e)雷形放电
当悬浮在空气中的带电粒子形成大范围；高电荷密度的空间电荷云时，可发生闪雷状的所谓雷形放电。受压液体、液化气高速喷出时可能发生雷形放电，雷形放电能量很大，引燃危险也很大。
5、静电引燃
静电放电能否引燃易燃、易爆混合物，取决于混合物的成分和温度、放电能量以及能量随时间的分布和在空间的分布。引燃源经常是导体的火花放电。因此，火花放电通常被用来测试引燃能量。通常，选取试验电压为10kV 。大多数有机蒸气和烃类气体的最小引燃能量都在几0.0l 一0.1mJ 之间。乙炔和氢在空气中的最小引燃能量都是0．02mJ 左右，而炸药的最小引燃能量可低至0．001mJ 。丙酮为1．15
mJ ，异丙酵为0．65 mJ。
二、防止静电危害的基本措施
防止静电首先要设法不使静电产生；对已产生的静电，应尽量限制，使其达不到危险的程度。其次使产生的电荷尽快泄漏或中和，从而消除电荷的大量积聚。
1、减少摩擦起电
在传动装置中，应减少皮带与其他传动件上的打滑现象。如皮带要松紧适当，保持一定的拉力，并避免过载运行等。选用的皮带应尽可能采用导电胶带或传动效率较高的导电的三角胶带。在输送可燃气体，易燃液体和易燃易爆物体的设备上，应采用直接轴(或联轴节) 传动，一般不宜采用皮带传动；如需要皮带传动，则必须采取有效的防静电措施。
限制易燃和可燃液体的流速，可以大大减少静电的产生和积聚。当液体平流时，产生的静电量与流速成正比，且与管道的内径大小无关；当液体紊流时产生的静电量与流速的1．75次方成正比，并与管道内径的o ．75次方成正比。 目前，世界各国控制流速的标准尚不统一。
总之，在确定流速时，不但要考虑管道的内径，而且要注意流体的性质、所含杂质的成分和数量、管道的材质等各种因素的影响。
在管道中流动的可燃液体，即使有较高的平均电荷密度，但往往由于管道内有较大电容，并不显示出有较高的电压，且在管道中又因为没有空气，所以不会引起燃烧和爆炸。在这种情况下，虽然静电在管道内部并不构成危险，但其严重的危害却主要是在管道的出口处，这是必须引起重视的。
2、静电接地
静电接地的作用是泄放导体上可能集聚的电荷，使导体与大地等电位，使导体间电位差为零。
A ．静电接地原理
静电接地就是用接地的办法提供一条静电荷泄漏的通道。实际上，静电的产生和泄漏是并行的，是给带电体输入和输出电荷的过程。物体上所积累的静电电位，当对地电容一定时，完全取决于物体的起电量和泄漏电量之差。其中静电起电速率是一个随机变量。随时间变化可以很缓慢地增加，也可能急剧变化。为了确保物体静电安全，就以泄漏(接地) 的办法来解决。
静电接地的应用范围是有条件的，并不是一切物体带电都可以借助于接地的办法来解决。一般说来，可能引起火灾、爆炸相危及安全的场所的金属导体、设备，属于静电导体的非金屑材料、人体都必须进行静电接地。同时还需考虑全系统接地的问题，否则接地反而会造成静电放电现象。例如，当处于绝缘状态的带电人体(或物体) 与接地体接近或接触时，产生放电火花。相反，接地的人体(或物体) 接近带电的孤立导体时，同样会产生火花放电。
B ．静电接地方式
(a)直接接地 直接接地就是电气接地，即用金属导线把带电体直接和接地干线连接起来。
(b)间接接地
间接接地就是使金属以外的物体进行静电接地，将其表面的全部或局部与接地体紧密相接的一种接地方式。或者说，通过具有一定电阻值的静电导体将带电体和接地体连接起来。
3、降低电阻率
当物质的电阻率小于106 Ω.cm 时，就能防止静电荷的积聚。
A ．添加导电填料
用掺入导电性能良好的物质的方法来降低其电阻率。如在橡胶的炼制过程中，掺入一定的石墨粉，使之成为导电橡胶；在塑料生产中，掺进少量的金属粉末和石墨粉使之成为低电阻性塑料；在工业用油中，掺以少量的酒精或微量的醋酸；在苯中注入一些油酸镁等金属皂，均能降低其电阻率。
B ．采用防静电剂
防静电剂以油脂为原料，主要成分为季胺盐，它的作用是化纤、橡胶、塑料等物体的表面吸附空气中的水分，增加导电率。如SN 阳离子抗静电油剂，在聚乙烯化纤纺织和聚乙烯醇合成纤维抽丝过程中，只要涂抹少量，即能使静电电压限制在几十伏内。在生产涤纶纤维上使用的阳离子型PK 抗静电油剂和在长纤维上使用的MOA3、KP 油剂等，也都有较好的防静电性能。在生产防静电输送带时，即在原料丁睛橡胶中，加入防静电剂；在聚酯薄膜或其他塑料制品上，加入或涂上SM 防静电油剂也都有一定效果。在化纤纺丝中，加入环氧丙烷亲水基因；在航空煤油等液体中加入ASA3防静电添加剂；在感光胶片上涂上防静电剂等，都能使表面电阻率或体积电阻率大大降低而减少静电的积聚。
4、增加空气湿度
当空气的相对湿度在65—70％以上时，物体表面往往会形成一层极微薄的水膜。水膜能溶解空气中的CO2，使表面电阻率大大降低，静电荷就不易积聚。如果周围空气的相对湿度降至40一50％时，静电不易逸散，就有可能形成高电位。增加空气湿度的常用方法是向空气中喷水雾，一般均选用旋转式风扇喷雾器，不过该机不防爆，必须从墙外吹入。
5、空气电离法
利用静电消除器来电离空气中的氧、氮离子，使空气变成导体，就能有效地消除
物体表面的静电荷。常用的静电消除器有：
(a)感应式静电消除器
它还可以分为钢件接地感应式、刷型感应式、针尖感应式等几种。主要用于造纸、橡胶、纺织、塑料等生产及加工行业。
(b)高压式静电消除器
它主要有外加式、工频交流式、可控硅、交流高频高压式等。在化工、纺织等工业中可根据不同的要求选用。此外，还有高压离子流、放射性辐射等形式，适用于其他特殊场所。
三、常见的静电放电火花危险性的控制与消除
1、固体带电
固体绝缘材料正越来越多地用于化工生产设备和构件。由于固体绝缘物没有自由电子，其表面常常因有杂质吸附、氧化，形成了具有电子转移能力的薄层，因此在摩擦、滚压、挤压、剥离等情况下能产生静电。固体静电可以通过降低电阻率(如在聚合材料制成的产品中，加入适量的添加剂——碳黑，可制成导电制品、增大湿度、电离、接地、接地金属网的应用等方法消除或减少因静电的积聚而产生的放电火花。
(1)橡胶制品在生产的压延工序中，胶料在压延机滚筒的该压下，由于压力较高、受压面积较大，电荷转移较快，产生的静电电压可高达数10万V 。一般采用局部增湿，使相对湿度在75％以上，以减少静电。
(2)运输传送设备也极易产生静电。如橡胶平皮带、塑料带、合成纤维带、牛(猪) 皮带的高速传动和输送等设备上都常有静电产生。曾对皮带式输送机上正在运转的硬聚乙烯托辊进行测试，其静电压高达45000V 。由此可见，在有易燃易爆气体或粉尘的场合，传送带的传动轴、辊均不得采用电阻率较高的绝缘材料，以免静电放电引起燃烧、爆炸。
(3)不同的磨料相互摩擦时产生的静电压也各不相同。据实测，在转速固定不变，温度为20土3℃，空气相对湿度为65士5％的条件下，不同物体相互摩擦产生的静电电压如表：
由表可见，当穿着服装不当，也易因摩擦而产生静电。所以，在易燃易爆场合，工作人员不应穿着合成纤维织物的衣服，以免发生危险。维纶吸水性良好，性质也与棉相似，相对来说比较安全，但在空气中相对湿度低时，静电电压仍相当大。
(4)在纺织工业中，为了预防合成纤维在加工过程中产生静电，应使车间保持一定的湿度，以利织造。
(5)在胶片生产中，由于高速施动薄膜，也会产生静电。
(6)化纤织物、塑料等作为抹布擦拭时，会产生静电。所以在爆炸危险场所，应严禁使用。又如向易燃易爆反应釜内投料时，也不得将物料从塑料袋中直接倾倒，而应先在安全地区倒入木桶内，然后再从木桶中倒入反应釜，以防止塑料摩擦产生静电。
2、液体静电
液体在管道内流动时，液体与管壁相互摩擦可以产生静电。其主要原因是由于固体和液体接触的表面存在着偶电层。由于液体的电离性或其所含杂质的电离性，液体中或多或少含有正、负两种离子，又由于接触面的电化学反应，一种离子被吸附在固体表面上，另一种离子靠异性电荷的吸引力而聚积在被吸附离子的附近，于是，从微观结构上看，在固
一液接触面处就形成了“偶电层”。如果偶电层不被分离开来，则在总体上是呈中性的。但如果由于液体的流动、搅拌、喷射、灌注、飞溅、冲刷、过滤、喷雾、剧烈晃动等摩擦使偶电层发生了分离，则将引起静电现象。液体在管道中流动时静电的产生首先是液体与管壁接触面处产生偶电荷层。固体管壁表面上吸附的电荷层很薄，只有几个分子大小厚度，称为固定电荷层，而液体内的电荷层较厚，甚至几毫米的厚度，称为扩散电荷层。其次，液体流动使偶电层电荷分离，液体流动的冲力带着扩散层电荷流动，形成液体因带电而产生放电火花引起火灾爆炸事故，是由多种因素决定的。在一定范围内，液体静电随着电阻率的增加而增加，超过某一范围，随着电阻率的增加，液体静电反而下降。实验证明，电阻率为1010
Ω.m 左右的液体最容易产生静电；电阻率为108 Ω.m 以下的液体，由于泄漏较强而不易积聚静电；电阻率在1013
Ω.m 以上的液体，由于分子极性很弱而不易产生静电。石油、重油的电阻率在108
Ω.m 以下，静电危险性很小；石油制品、苯和其他一些溶剂电阻率多在1010 -1012 Ω.m 之间，静电火花放电的危险性较大。下面列举几种情况加以说明。
(1)由低电导率液体自由喷入引起液体表面上飞溅和撞击是静电带电的重要原因。在油罐内应避免顶部喷溅进油，应采取底部注入或将输袖管伸到底部注油的办法。从油罐上方装油时，为了减小冲击，宜于沿罐壁注油；为了减小喷溅，宜采用斜管口和人字管口注油。
(2)搅拌易燃液体时易产生静电，所以要选择产生静电最小的导电材料制造搅拌器，并要接地。搅拌时，应缓慢而全面地搅拌，不应高速局部搅拌。
(3)静电荷的产生随液体流动的速率增加而增加。而且，高速流动会冲击第二相
物质而增加管内的静电。为此，注油口应位于油罐底部。在向罐内装入低电导率(电导率小于50PS ／m) 流体时，如管道内有第二相物质，则流速不应大于1m ／s 。在没有第二相物质存在时，流动速率上限不应超过7m ／s ；但有时限制在2m ／s 范围内。
(4)低电导率液体中出现第二相液体时，会大大增加静电产生。最常见的第二相液体是水。应尽量消除第二相液体，如尽量减少罐内和管道内的水。
(5)当向易燃液体储罐或储槽送料、采样、测量时，也都有可能产生静电火花。因此，上述工作应在灌装后静止一段时间再进行，并不使用金屑取样器或金属标尺。在实际工作中要根据液体的电阻率和储存容器的容积大小考虑相应的静止时间(见表) 。
(6)加入抗静电剂，可以将液体电导率提高到50ρS ／m 以上，从而将泄漏时间常数降低到完全可以消除静电灾害的程度。
(7)灌装、输送易燃液体时，若设备及管道未接地，静电就容易积聚。如汽油和煤油用25mm 导管从储槽中以自由流入的方式灌入比储槽低4m 、且对地绝缘的铁桶内，经测试其所产生的静电压如表所列。
(8)运输易燃液体时，由于中途颠簸，会使槽车或油船内液体摇荡激溅，产生静电危险。因此，槽车内应设置隔仓板；罐装量以在85％以上较为适宜。此外，还应采用铁链接地，并保持中速行驶。
(9)高压水流在冲击对地绝缘的固体时，细微的水滴和固体也均会带电。如周围有易燃易爆气体时，也会因静电放电而造成爆炸危险。
(10)用汽油擦洗地板也会引起静电火灾爆炸事故。因在擦洗时使用的汽油，经陆续挥发后，形成大量的爆炸性混合物，而当用拖把擦地面，或人体走动时与汽油摩擦，都可能产生静电火花放电，即能引起燃烧或爆炸。故应严禁使用汽油等易燃液体擦洗地面。
3、粉尘带电
A ．粉尘带电过程 ’
粉体物料是指聚积的由物质分散成细小颗粒组成的粉末状物料。在工业生产加工过程中，物料颗粒之间或物料与器壁之间免不了互相碰撞摩擦，进行反复的接触和分离，这样，它们之间就会产生电子转子转移现象，使粉体及器壁分别带上不同极性的静电。
粉体是处于特殊形态下的固体，其静电的产生也符合偶电层的基本原理。粉体物料与整块固体相比，具有易分散、易飞扬而悬浮于空气中的特点。由于易分散性，粉体表面就比同样重量、同样材料的整块固体的表面积大很多倍，例如把直径l00mm 的球状材料分成等直径的0．1mm 的粉尘时，表面积就增加10002倍以上。
表面积增加，表面摩擦的机会多得多，产生静电也就多得多。由于有悬浮性，粉尘颗粒处于悬浮时与大地总是绝缘的，因此所带静电不易泄漏。所以即使金属粉体处于悬浮状态时也易带电。烟火药混药过程中掺有铝粉、镁粉的药剂，静电也很高。就是电阻率很低的木炭，它与硫磺进行二味粉混料时，产生的静电也可达数千伏。在粉尘摩擦起电过程中，同时也存在着电荷通过器壁、管壁、工装、设备甚至大气向外泄放的过程。
B ．影响粉尘带电的因素
影响粉尘带电的因素很多。粉体材料性质，包括化学组成、颗粒大小、形变状态、表面几何特性、化学结构，物料接触的器壁材料的导电性、接触面大小，接触时间，碰撞相对速度；环境的温度、湿度以及介质条件、周围是否存在电场等等。一般说来，高绝缘物料易起电，器壁或管壁越租糙，粉尘带电越多，粉体颗粒越小，其表面积越大，越易受到静电力的干扰，所以带电荷就越多。实验表明，静电事故多数发生在粒径小于100μm 左右的粉尘。粉尘被输送、搅拌、混合时间越长，发生摩擦和碰撞的次数愈多，粉体带电愈多。但颗粒在碰撞的同时，也发生着中和电荷的过程，因而经过一定时间后，静电的产生
和消失接近平衡，带电状态趋于饱和。此外，粉尘带电还与管道和器壁的结构有关。弯曲的管道比平直的管道容易产生静电，管道收缩部分比均匀部分容易产生静电；管道或料槽安装的角度对静电也有一定的影响。
静电放电（ESD ）及防护基础知识 2
2011-08-21 18:18
C ．粉尘静电的控制
(1)限制粉尘在管道中的输送速度。粉尘越细、摩擦碰撞的机会越多，且越容易产生静电。所以，粉尘越细，速度应越慢。具体的速度应根据粉尘种类，空气相对湿度；环境温度，器壁粗糙度等影响而有所不同，应通过电压测定来控制。
(2)管道内壁应尽量光滑，以减少静电聚集。管道弯头的曲率半径要大，不宜急转弯，以减少摩擦阻力。
(3)粉尘捕集器的布袋，应用棉布或导电织品制作，因合成纤维织物易产生静电，不宜采用。
(4)在允许增加湿度的条件下，可将空气相对湿空气相对湿度增加到65%以上，以减少静电。
4、气体带电
纯净的气体即使流动也不会产生静电。但几乎所有的气体都含有固态或液态杂质。如管道中的铁锈，空气中的水分、尘埃等。这些含有微量杂质的气体在压缩、排放、喷射，或固态气化时，在阀门、喷嘴，放气管或缝隙等处极易产生静电。甚至在气流冲过接地的金属网时，由于增加了气体与网的摩擦机会，反而会使静电上升。常见的气体带电情况如下：
(1)高压蒸汽冲洗油舱或储槽时，蒸汽与空气中的油雾高速冲击摩擦，使油粒产生大量的负
电荷，与接地体发生火花放电，造成油气爆炸。以往，国外曾有3艘油轮在一个月内相继沉没的事件，其原因就是在喷射高压蒸汽冲洗油舱时发生爆炸而造成的。
(2)易燃易爆气体、水蒸气及其他气体，如通输送管道破裂，发生泄漏而高压喷出时，由于速度极快，均可产生高压的静电，亦发生火花放电而引起燃烧爆炸。曾发生过压力为
2．1—2．2MPa 的氢气，因管道破裂而高速喷出，引起重大爆炸事故。
(3)气体放空时高速喷出，也能产生静电。如氢气瓶放空时，氢气大量聚集在瓶颈部位，而当气流冲出过程中，产生静电的积聚，并发生火花放电，而引起燃烧爆炸。
(4)气体冲入易产生静电的液体时，在气泡与液面上会产生双电层，其中某种电荷虽随气泡上升而被带走，但却使下部的绝缘液体仍带有一定的静电。防止气体产生静电的主要措施是控制喷气压力。实践证明，以1．5MPa 以下的蒸汽喷射时，就不易发生静电危险。一切高压气体的容器、管道均不得泄漏，喷气管口还应接地。此外，气体越纯净，其所含悬浮物质越少，静电危险相应会减少。
5、人体带电
A ．人体带电
人体的体电阻率很低，可视为导体。当人体穿着绝缘鞋或站在绝缘地板上时，则人体能够通过接触而起电。人体也能通过感应而带电，还能与其他带电体接触而被传导带电。最为常见的是由于穿着的衣物带电。常见人体带电过程如下：
(1)人从椅子上站起来，或擦拭墙壁等过程(最初的电荷分离发生在衣物或其他相关物体外表面，然后，人体由感应带电) 。
(2)人在高电阻率材料制成的地毯等绝缘地板上走动(最初的电荷分离发生在鞋和地板之间，然后，对于导电性鞋，人体由电荷传递而带电；对于绝缘鞋，人体是因感应而带电) 。
(3)脱下外衣时的静电。这是发生在外层衣物与内层衣物之间的接触起电，人体则经过电荷传递或感应而带电。
(4)液体或粉体从人拿着的容器内倒出(该液体或粉体把一种极性的电荷带走，将等量异性的电荷留在人体上。 ·
(5)与带电材料接触。如对高度带电粉体取样时的带电。当存在连续起电过程时，由于电荷泄漏和放电，使得人体最高电位被限制在约50kV 以下。
A ．人体带电的控制
(1)在有防爆要求的车间内，不得使用塑料、橡胶等绝缘地面，并尽可能保持湿润。操作人员应穿防静电鞋，以减少人体带电。如铺有地毯应夹织金属丝，并与自来水管等接地体连接，以尽快导除静电。
．(2)在易燃易爆场所，工作人员不应穿合成纤维织物的衣服。
(3)易燃易爆场所的坐椅不宜采用人造革之类的高阻材料制造。
(4)对高压带电体应加屏蔽，人体应避免与高速喷射的气体接近，以防静电感应。
四、静电测量
静电测量就是用相应的测量装置测量有关静电的物理参数。主要的静电参数有：静电电位，介质的质量电量密度和体积电量密度；静电放电火花的放电电量、放电能量、放电电流；电阻、电容、电感；介质的表面电阻率和体电阻率、介电常数；放电时间常数等等。测量用的仪器设备有：静电电位仪、高阻计、电容电桥、电感电桥、检流计、示波器、静电衰减仪、法拉第简、静电感度测量装置等。
静电测量时应注意：
(1)应选用使用方便、可靠性高的测量仪表。在爆炸危险场所测量仪表应选用防爆型。
(2)测量前仔细阅读仪表使用说明，了解其测量原理和使用范围。
(3)湖量前凋零、调整灵敏度并选择量程。
(4)测量分析由测量导致引爆的危险性。在排除引燃危险性以后再进行测量；并应事先考虑发生意外情况时的应急措施。
(5)为防止测量时发生放电，应使测量仪表的探头缓慢接近带电体。即使防爆型仪表也应如此。
(6)同一项目应测量数次，在重现性较好的情况下，取其平均值和最大值。
化学合成药物生产防静电措施
用化学合成方法生产药物的工艺流程可归纳为：
备料－投料－工艺过程控制－出料－分离一精制－干燥－成品。其工艺过程复杂，涉及多种易燃易爆物品爆炸危险较大。因此，必须妥善控制工艺全过程，以免发生爆炸。
一、备料
在投料前须将各种原料（中间体）准备就绪。不同的备料方法其防爆控制要求各不相同。大致可分以下6个方面。
１、管道或容器不可任意混用
物料尤其是液体物料和气体物料，在备料过程中使用的管道和容器不可任意混用，以免不同物料之间发生化学反应而有爆炸危险。输送、贮存氧化性物料，如过氧化氢、硝酸、浓硫酸、
高氮酸等氧化性酸的容器，管道未经彻底清洗合格，不得随便贮存、输送易燃有机物料，如酸酐类（菇酐等）、醉类（甲酵、乙醇等）、醛、酮类（乙酮、丙酮等）、有机碱类（甲基阱、无水阱等）、爆炸性物品类（有机过氧化物类，三硝基酚等），也不得贮存、输送还原性物料，如含有金属钠、氢化钠、保险粉等还原剂的物料。贮存、输送含水物料（包括含水酒精）的容器、管道，不可任意储存、输送忌水物料，如过氧化钠、氢化纳、金属铀等。其他如酸类与碱类以及一切性质相抵触，接触后发生剧烈放热反应；或者互相作用使物料变质，投料后造成反应异常而增加爆炸危险的各种物料，备料容器和输送管道一律不得任意混用。因此，在不同物料使用同一容器和管道前，应仔细研究，确认无问题时方可进行。否则必须将容器、管道彻底清洗并干燥合格。
２、车间内部物料运输防爆问题
备料运输大都为车间内部之间的短距离运输，化学物料不可任意使用不合要求的运输工具。一切会发生火花的运输工具，如不防爆的电瓶车、机动叉车、升降机及钢轮推车等均应禁止使用。充气轮胎的手推车和平板三轮车可以使用。
３、输送液体物料的防爆要求：
A 、用惰性气体压送——易燃液体不得用压缩空气压送，以免系统内产生爆炸性混合物遇静电火花等因素引起爆炸，但可用惰性气体压送。如果用负压抽料，负压系统不能漏气，以免吸入空气引起爆炸。
B 、用不产生火花的泵——用泵压送必须使用专用的安全防爆泵。如蒸汽往复泵、Y 型液态烃泵。离心泵或齿轮泵，则必须使用铁壳铜芯泵，以防泵出故障时叶轮与铁壳相碰产生火花而引起爆炸。陶瓷泵或玻璃泵因导电不良，工作中极易产生静电，不得用于压送易燃液体。如果使用腋下泵，也应采用铁壳铜芯，而且设液位限制器与泵联动，液位下降至一定高度时自动切断液下泵电源，使泵停转。以保证泵浸在液面下。如果液位过低，造成液下泵空转，泵又是铁壳铁芯时极易发生爆炸，已有爆炸事故教训．应特别加以防范。
C 、泵的出口后面的管道应扩大管径
泵的出口应接一段喇叭管，输送管道的内径应大于泵出口的内径，使在同样流量下降低流速，减少静电的产生。输送管道系统除法兰盘连接处均应跨接并接地。
D 、备料岗位的物料存放
首先必须控制存放量，一般以当班用量为准，中转库送料有困难时也不宜超过3班用量。若为贮罐贮存，可放3天用量。总之，备料岗位物料以少为好，以防止发生燃爆。
此外，必须注意性质相抵触的物料不得混放，以免互相接触时发生危险。因此，要实行定置管理：定点、定品种、定量、定管理人员。有的还应分库存放，避热防潮。应保温的品种(如甲醛等) 以及凝固点较高(如苯) 结成固体后备料发生困难的，尚须适当保温贮存。 、
E 、应核对物料的名称、规格、数量和纯度——物料的品种、数量、纯度必须符合技术要求。备料时必须认真核对品名、规格、数量和纯度。有时还必须用目力观察物料的外观，一旦发现异常立即停止备料，追查原因。以免品种搞错，使反应异常而导致爆炸。数量不对势必造成物料配比不准，也会造成反应异常而引起爆炸。纯度不合要求、杂质太多，有时也会引起反应异常而引爆。
F 、控制抽料速度——备料操作中常用负压抽料法。无论是液体或粉状固体，在料管中高速运动都会产生静电，故备料管道系统除法兰连接处必须鲜接并接地外，尚需严格控制抽料管道系统中的物料流速。
二、投料
１、严格安排投料的先后次序——医药生产原料众多，投料次序必须严格执行岗位操作技术规程，以免发生先后次序搞错产生爆炸。除了反应或物料性质方面的原因需有特殊规定外，一般规则大致如下：
A 、投低沸点液体和高沸点液体时，应该先投高沸点液体，后投低沸点液体。反之，先投低沸点液体大量挥发，容易形成爆炸性气体混合物，再投高沸点液体时增加爆炸危险；同时因低沸点物料挥发达散损失，造成配比不准而使反应异常增加爆炸危险性。
C 、投固体物料和液体物料时，应该先投液体物料后投固体物料。液体物料投入后在搅拌下容易控制温度，然后投入固体物料比较安全，而且便于混合均匀。如果液体物料沸点低容易挥发，则应先投固体物料后投液体物料。
D 、投料物质中有水溶性物质和水时，应先投水或含水多的液体，其次再投水溶性固体，以便搅拌溶解，然后投其他物料。这样可避免因物料局部积聚，骤然发生剧烈反应而发生爆炸。 E 、共同投入氧化性物料和易燃液体等有机物料时，应该先投易燃液体等有机物料，在充分搅拌和严格控制温度的条件下再缓缓投下氧化性物料。此点至关重要。若先投氧化性物料，后投易燃液体等有机物料时，反应釜内氧化性物料数量较多，有机易燃物料投料初期，小部分有机易燃物遇大量氧化性物料容易起剧烈氧化反应而有燃爆危险。
F 、投料中有忌水物料和含水物料时，应先投入含水物料，在充分搅拌和严格控制温度的条件下，缓缓投入忌水物料，使忌水物料小量逐步与大量含水物料接触，防止温度猛升发生危险。否则大量忌水物料通含水物料极易温度猛升，发生冲料或爆炸。
G 、投比重不同的物料时，应该先投比重较小的物料，在搅拌下再投比重较大的物料，这样容易混合均匀，不易分层；若比重大的物料先料，比重小的物料后投，则极易分层。若遇事后搅拌，不同物料大量混合，可能突然发生剧烈反应而爆炸。
２、严格控制投放物料的温度——制药工艺中往往运用许多特殊的反应，有时在投料过程中不同物料互相接触即发生化学反应。物料温度高、反应快。若投料时物料温度偏高，反应迅速，温度进一步升高，容易失控，增加爆炸危险。有些物料具有热不稳定性，温度升高容易迅速分解，而发生爆炸。所以投料温度必须严格控制。
３、严格控制投放物料的速度——主要有3种情况应严格控制投放物料的速度：
A 、常温下进行快速反应的工艺过程；其投料速度应予以控制，以使边加料边反应，用加料速度来控制反应速度。加料过快，物料大量混合，势必反应剧烈，容易失控。
B 、反应物料在反应釜内互相接触后会发生剧烈放热反应的，必须严格控制加料速度，使热量逐渐释放，通过热交换加以冷却，容易控制温度。否则温度猛升，极易发生冲料燃爆。
C 、物料不易混合均匀时，有时因物料粘稠，或者搅拌器搅拌效率不佳等因素，使物料不易迅速混合均匀。此时必须控制加料速度。以免大量物料混合不匀，发生反应异常，增加危险。
4、严格控制物料配比——严格控制物料配比在备料中要做到，在投料时也要做好。配比不准会造成反应异常而发生危险。
A 、在有氧化剂（如H202 、KClO3等）参与下的反应，除上述投料速度等因素外，氧化剂与其他物料的比例必须准确，若氧化剂过量，会引起反应失控，有爆炸危险。
B 、有不稳定物质（如过氧化苯甲酰、过氧化醋酸、双乙烯酮等）存在下，必须严格控制配比。若不稳定物质过量，分解热量增加，易致失控，大大增加爆炸危险。
C 、有时反应物料配比准确，而溶媒太多或太少，也会增加爆炸危险。溶媒太多，反应物料浓度偏低不利反应，往往需提高反应温度，从而导致反应异常或溶媒蒸气大量散发，增加爆炸危险。溶媒太少，反应物料浓度过高，使反应过快，容易失控而增加爆炸危险。所以溶媒的配比也要准确。
D 、触媒与反应物料的配比必须严格控制。触媒太多，易使反应迅猛进行而失控，有时还会造成人们不需要的异常反应。触媒太少，反应太慢或不反应，此时往往使操作者提高反应温度，容易造成反应失控，增加爆炸危险。
5、合理选择投料方式——合成药生产中常用3种投料方式：
A 、正压投料：利用压力将物料压进反应釜中。液体投料多用高位槽，利用液位差投料，比较安全。有时反应釜内部压力超过常压，须用加压投料，大多用泵压入，放料管应插入釜壁下部，使易燃液体沿壁流下，并使加料管口迅速浸没在液面下，使液体从液面下进料。以减少静电危险。如采用气力输送，须用惰性气体，禁止使用压缩空气。
气体投料大多采用压入法。此时，必须严格控制压力。使用气体钢瓶供气时，必须安装减压闻。经减压阀输出的气体压力与反应釜内压力之差不应大于0．1MPa ，以免气体出口处产生强烈喷射而产生大量静电。
压入易燃气体前，应先将反应釜抽真空；若限于条件，无法取得高真空时，应在抽空后通入氮气，再抽空，然后压入易燃气体，以防止反应釜内形成爆炸性气体温合物。
B 、负压抽料：是常用的投料方法；抽料过程中物料在管道中高速运动，易产生大量静电。故绝缘的抽料管道内壁应该用铜线衬绕，铜线接地。如果内壁衬绕有困难，可绕在管道外壁，
管道口接以铜管，铜线与铜管相焊接，然后接地。如为导电体管道，可免绕铜钱，但仍需接地。
固体粉尘抽料时，真空管路入口处必须设过滤网，以滤除粉尘。在真空管路入口附近应设水洗器，使残余粉尘经水洗除去，防止粉尘进入真空泵而发生危险。液体抽料时也应设水洗器，以减少液体蒸气抽入真空泵。
用负压抽料法投易燃液体物料时，若易燃液体电阻率在1010-l015
Ω.cm 时，必须控制流速，不宜超过1m ／s ，以免产生大量静电。一般方法是增大管径，在出口处用喇叭状管口，使出口流速减慢。同时应控制温度，液体温度应至少要比沸点低300C 。液温高时应先冷却，然后油料，以防液体大量气化，抽入真空泵内造成危险。同时物料损失造成配比不准而发生异常反应。
一般低沸点液体不宜采用负压抽料法投料。
C 、人工投料
一般固体物料的投料大多仍用人工投料法。人工投料时，容器口敞开，易燃易爆气体容易逸出而增加危险性。所以人工投料一般采用低温法，即反应釜内如果已有易燃液体，此时应先冷却，使液体降温，然后投入团体物料。如果液体物料沸点甚低（如乙醚）可先投固体料，密闭釜盖，然后投入固体物料。
投料时容器材质应予注意。如果将固体物料从塑料袋、塑料捅等容器中直接投料，则物料在塑料容器中与器壁摩擦产生静电火花，遇反应器内的爆炸性气体混合会引起爆炸。烘干的麻袋也容易产生静电。直接快速投料时，曾因产生静电火花发生过爆炸事故，不可大意。一般可以先将塑料容器或干麻袋中的物料倒进木桶中，再将物料从本桶中慢慢倒进反应釜内，此时即使反应釜内已有易燃液体，也比较安全。
人工投料后，釜口等处的粉尘不得用尼龙布、合成纤维织品等揩拭，以免产生静电火花引起危险，可用棉布揩拭。此外，易燃液体、有毒物料一般不宜采用人工投料
D 、机械推进器投料
有些固体物料以其粘度等特点，无法用上述方法投料，可采用螺旋推进器式机械投料，只要控制温度与速度，一段尚无爆炸危险。但是过氧化物类、硝基化合物类、重氮化合物类、含亚硝酰基的化合物、氮酸和高氯酸盐类、硝酸盐类等易分解爆炸的物质不得采用机械推进器投料法。
三、反应过程工艺控制
化学合成药反应过程的工艺控制有温度控制、压力控制、酸碱度控制、搅拌混合、光照、催化等各种精细化工生产的工艺控制。今把与爆炸危险关系最密切的工艺过程的控制如下：
1、温度控制
众多的化学反应如硝化、氧化、氢化、还原、重氮化、加成、酯化、缩合、水解等都要严格控制温度，只要温度授制失误，极易发生冲料或爆炸。大部分反应工艺如加热、回流、冷却、蒸馏、重结晶、过滤等莫不都要控制温度，否则极易发生冲料燃爆。
不同反应、不同工艺形式，其湿度控制要求和失控后发生爆炸危险的程度各不相同。但是根据化学合成温度控制的普遍规律与爆炸有关的主要有以下几个方面。
A 、吸热反应
这类反应过程中需吸收热量，故需外部加热。温度越高，反应越快。但是吸热反应在消耗热量，故一般不大会发生反应过剧、失控冲料的危险，爆炸危险性小。可是加热也不可过快，温度不可升得太高，以免物料爆沸，发生冲料而使生产现场充满爆炸性气体混合物，增加爆炸危险。因此吸热反应也需要有冷却装置，以便一但加热过头温度过高时可迅逐调整温度。
B 、放热反应
这类反应在反应过程中放出热量，而且也具有温度与反应速度呈正相关的特点。在常温时反应太慢或不反应，为了缩短反应时间，加快反应速度，就得加热升温。温度升到一定程度，反应较快进行，同时放出热量。若不及时停止加热，适当冷却，则物料在放热情况下温度上升。温度升高，反应加快，产热更多。一旦产热量大于散热量温度持续上升，反应不断加速，爆炸不可避免。因此放热反应的温度控制不当是极其危险。放热反应的反应釜必须配备冷却设施，冷却面积要够用。冷冻机的温度、压力皮保证稳定。加热升温时，搅拌必须有效，升温必须缓慢，临近反应控制温度时必须十分小心，缓缓升温，一般需要几分钟才升温1℃。一旦到达所需温度后应停止供热，开始冷却，使反应温度不再升高，若为回流加热，回流冷凝器的有效热交换面积必须够用，保证将热蒸气充分冷凝。应控制回流量，回流异常时立即开反应器冷却阀，使回流正常为止。一旦遇放热反应温度超过规定，冷却剂阀门全部开足温度仍上升时，应立即进行聚急放料，开放料阀将物料通过管道导入另外安全地点的大容量不密闭容器中。这种紧急放料设施在硝化、氯化等放热反应中尤为重要。一般放热反应可在反应釜上设爆破泄压片，其排出口应导至室外安全地点，远离火源30m 以上。
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C 、在相当高的温度条件下才进行的反应
有的反应(如酯化反应) 目在很高的温度下进行。因此先要加热到接近物料(溶剂) 的沸点，反应才进行。这种反应应该设回流装置，否则易爆炸。有时产生的低沸点副产品须蒸出除去，应先经回流，使沸点较高的反应物回流后继续反应，沸点较低的副产品蒸气经回流冷疑器上升，进入回收冷凝器冷凝后放入接收罐。这种情况下温度控制甚为重要。若加热温度过高，物料不能全部冷凝回到反应釜，使反应物料配比失调，就会使反应异常而增加危险性。若回温冷凝器冷却温度控制不当，使低沸点副产品蒸不出来，也会影响正常反应，增加爆炸危险性。
D 、回流、蒸馏的温度控制
回流工艺的关键是控制加热温度和保证冷凝器的冷却有效。另外应注意回流反应釜的物料充满系数。反应釜应为＜70％、球形容器应为50一60％，不可太满。否则易发生冲料，增加爆炸危险。回流冷凝器上方可设可燃气体检测报警仪。一旦回流异常，易燃流体的蒸气溢出量超标时即报警．使操作者立即采取措施，防止冲料。
医药生产常用的蒸馏有常压蒸馏和减压蒸馏。常压蒸馏的爆炸危险性和工艺控制与回流相似。减压蒸馏的危险性除同常压蒸馏外，主要是易燃液体蒸气容易大量抽入真空泵，使真空泵内的润滑油被稀释而降低润滑效果，使泵体温升过高，在排气管口可能有燃爆危险。因此减压蒸馏时，冷凝效果必须良好，尽量将溶剂蒸气冷凝回收。减压蒸馏时，系统不得漏气，以防空气进入系统内引起爆炸危险，尤其是当地温度较高，接近物料自燃点时，这一点尤为重要。减压蒸馏结束时，应先降温，然后续缓放进空气至常压。不得在高温下突然放进空气，以免发生燃爆。
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无沦何种蒸馏，最后高温残留物放料时，应把温度适当降低后进行，以免自燃引起爆炸危险。 E ．其他涉及温度控制的工艺过程
如重结晶、热过滤等，爆炸危险性比上述各种情况小，但仍应控制温度上限不使超温，设备要保持密闭以防止易燃易攥气体外逸。热过滤时温度控制不当易析出结晶，严重影响产品质量。正常情况下热过滤时速度很快，电阻率高的易燃液体快速通过过滤介质时会产生高静电位，易引起燃爆。故应该用惰性气体压送；设备接地；用夹套保温法后不易析出结晶，可以减慢过滤速度，减少静电危害。
F 、温度控制的其他要求
除上述工艺条件控制外，设备也须符合一定要求，以免发生爆炸。主要有：设备内壁材质应防腐蚀和保证不漏，以防冷冻剂或蒸气、汽缸油等热裁体漏入反应釜内发生爆炸危险。有些反应物料遇蒸汽或水会发生爆炸(如PClO3
。PCl5、金属钠) ，这类物料不得用热水或蒸汽加热，可用汽缸油作热载体进行夹套加热。如果加热温度达到或接近物料自燃点时，应该充氮气保护。一切控制温度的场合，温度仪指示必须正确有效，安装合理，故应定期检查和校验。如用水银温度计，更应注意温度计完好。若温度计已经断裂面不察，或者装置位置不当，悬在液面上方，不能正确指示温度，往往使反应温度过高面发生爆炸。
2、压力控制
合成药生产工艺过程中往往需要加压或减压。
A 、加压 与爆炸有关的主要有以下4个方面。
a. 加压进料时，进料压力与釜内压力之差必须控制。0．4MPa 的水蒸气向罐内喷射，曾引起罐内氢气爆炸，后减压至0．1MPa ，即安然无恙，因此压差＜0．1MPa 是比较安全的。不过有些物料(如氧气) 在加压下高速喷射极易引起易燃易爆有机物质爆炸。故氧化性较强的物料(如氧气、环氧乙烷、三氧化硫等) ，加压进料时必须特别小心，只需稍有压差，以保持能进料为宜，不得贪快而提高压差。同时尽量在液面下缓缓进料，防止在气相中喷射。
b ．有些反应需在超过常压下进行。设备耐压程度必须绝对保证正常反应时达到的最高压力的3倍，爆破泄压片为1．25倍，否则设备容易发生物理性爆破；钢材爆裂过程中可能产生火花而造成继发性的化学爆炸。
c ．加压反应容器泄漏容易引起爆炸，如为气液相加压反应，其爆炸危险性更大。因为在压力较高的情况下，反应釜可能发生泄漏，有时泄漏较小，操作人员不易发觉，结果傻气相物料因泄漏而减少，但液相物料不减少，造成反应釜内物料配比失调，导致反应异常。很可能使压力猛升，大大超过正常反应的压力而发生爆炸。此外，如果压力较高，泄漏时易燃易爆物料从压力釜内喷出，与空气高速摩擦，也会产生静电火花引起爆炸。因此高压设备不得泄漏。可设置嗅敏仪等气体检测警报仪，以便及时发现泄漏，立即采取停车、检漏等措施。 d ．工艺条件控制稍有不当，设备、仪表不合要求即易爆炸。凡是原料配比不当、杂质太多、品种搞错、升温过快、温度过高、搅拌不良、仪表失灵、设备失修，金属疲劳、耐压下降、或遭猛烈撞击等，都易引起爆炸。因此加压反应必须严格管理。
B 、减压 减压的爆炸危险性较小，但是有3点应加注意。
a 。要妥善控制真空度，高真空条件下，系统内含氧量极低，工艺条件下(如高温) 无爆炸危险。但是遇到设备漏气，阀门忘开，真空泵停止运行，或者真空系统发生其他问题使空气进入系统内，造成氧含量升高，此时就可能引起物料自燃而发生爆炸。因此真空度应妥善控制，力求稳定。一旦真空度剧降会发生爆炸的场合，应备有氮气气源，以便在真空度失控即时输入氮气，以减少空气串入。
b ．解除真空，恢复常压时，如果物料温度较高，接触空气有自燃危险的，应输入氮气然后缓缓放进空气至常压。
C ．要保证设备的机械强度，以免高真空时抽瘪容器而发生继发性爆炸。
3、酸碱度控制
化学合成工艺过程中，酸碱度控制不当可能引起反应异常或物料分解而发生爆炸危险。主要控制2点：
A 、中和或调节酸、碱度时，速度宜慢，并控制温度，搅拌要均匀。调节酸碱度是一个放热反应，速度太快会局部过热，而且容易造成局部酸碱度过头，引起反应异常或物料分解，增加爆炸危险性。尤其是在氧化剂及硼氢类等忌酸物存在下，pH 值从碱性调至中性或弱酸性时，尤宜小心。若加酸过快，使局部温度过高，局部物料偏酸，氧化剂在酸性环境中稳定性下降，容易分解，会增加爆炸危险。
B 、调节酸、碱度时，使用的酸碱浓度和品种应经研究确定。一般宜用稀酸、稀碱调节。氧化性酸的危险性大，用盐酸比较安全。若工艺要求需用硫酸调节酸、碱度时，硫酸必须事前稀释，以防浓硫酸通水或碱产生高热而引起爆炸危险。
4、搅拌控制
搅拌不良往往造成爆炸，因此对搅拌问题应予重视。与爆炸关系最密切的有以下4点：
A 、控制搅拌速度
搅拌速度太慢，物料不易搅匀。搅拌速度太快，物料与搅拌器、物料与容器器壁之间的相对运动速度也快。如果容器器壁、搅拌器是绝缘体(如搪玻璃) 。而物料的电阻率在1010 一10 15
Ω.cm 之间时，容易产生静电。一般化学合成药生产过程中，反应器中往往有爆炸性气体混合物，爆炸危险性就很大。因此搅拌器的转速应予控制，不得太快。容器直径越大，搅拌器的直径也越大，在同样转速下限速度越大。所以容器大，搅拌器的转速应慢。一般说来，1000L 以下的反应釜，锚式搅拌器的转速应控制在60r ／min 以内；1000L 以上，转速还应减慢，否则应充惰性气体保护。
B 、合理选用搅拌器
螺旋桨式搅拌器运转时转速太快，易燃易攥物料不应采用，以免产生大量静电而发生危险。一般以锚式搅拌器为好。化学合成药工艺中有易燃物料的场合不采用鼓入空气作空气搅拌，以免产生大量静电及形成爆炸性气体混合物而引起爆炸。
C 、保证搅拌器安全运转
严防搅拌器断落或中途停转、物料混合不匀或分层，引起反应异常。有时物料因搅拌停转而分层，恢复搅拌时，大量物料瞬时混合，反应剧烈、引起爆炸或冲料。因此搅拌器应定期检修，加强维护，保持良好。如遇搅拌故障停转时，应立即停止加料，迅速降温。如有分层现象的，应将下层物料放出，待恢复搅拌后，温度符合要求的情况时再慢慢加料，重新反应，以防爆炸。
D 、防止搅拌器的缺陷引起危险
搅拌的填料函漏油，油进入反应釜，若有强氧化剂存在，即易发生氧化发热而引起爆炸。若搅拌器安装不良或强度不够，造成搅拌器与器壁摩擦撞击，就会产生火花增加危险性。如果搅拌器电动机功率不够大，超负荷运行，引起电动机温度过高超过爆炸物质的引燃温度，甚至挠毁电机，给防爆场所提供不安全因素，增加爆炸危险。电动机与搅拌器之间如果用三角皮带传动，则在搅拌开始时，三角皮带因强烈摩擦而发高热，会增加爆炸危险。凡此种种都是设备缺陷。所以选择搅拌器要慎重。必须根据工艺条件，物料性质，防爆要求等各方面考虑，选择适用的搅拌器。
E 、其他 与工艺防爆控制有关的因素主要还有水、含氧量、动力系统故障3个方面的问题： a 、水的问题 凡是使用或生产忌水物料(如过氧化钠，氢化钠等) 涉及的一切工艺条件、设备和环
境都要认真研究，防止爆炸事故的发生。设备要干燥(包括管道、阀门) ，因反应釜烘得不够干，投放含金属钠的物料时易发生爆炸，使操作者受伤，设备损坏。因此投料前设备应先烘干。有的管道很难以烘干，可先用水溶性溶剂(如乙醇、丙酮等) 灌注，放净后再用沸点较低的溶剂(如乙醚、氯仿) 灌注，放净，再用热气流慢慢地吹干。然后投料。使用、生产遇水燃烧爆炸物料的厂房应高度干燥，不漏水、渗水，暴雨时也不会进水。门窗应有可靠防止漏水的措施。现场不宜存放含水物质，不得随便用水冲洗。
b 、氧含量问题
一般化学合成制药工艺过程中大多注意防止空气进入系统内，以控制氧含量。可是有些反应中使用氧化剂、过氧化物等物质，反应过程中产生氧气，使系统内氧含量大大增高，甚至产生初生的原子态氧，极易与易燃物料形成爆炸性混合物，有自燃爆炸危险。遇静电火花等火源爆炸危险性更大。有时因存在强还原性物料，如四氢化铝、二硼氢等物质。遇到含氧量增加，加上温度控制失误等原因，即使没有火源，也有爆炸危险。因此，有强还原性物料存在时，使用氧化剂必须十分当心。要先经小样试验，证明安全可靠，再制订完善的岗位技术安全操作法，严格执行。
c 、动力供应发生故障
动力供应有以下几种情况容易引起爆炸，应采取措施加以防止：电力供应中断，搅拌器突然停转，极易引起爆炸，请参见本节“搅拌控制”内容。电力供应中断还会引起生产秩序的混乱，增加危险性。冷冻供应中断，使温度控制发生困难，极易造成反应温度猛升，引起冲料或爆炸。正在反应过程中的放热反应尤其危险。所以，有些反应不允许冷冻供应中断。必要时，应另备小冷冻机以救急，但因致冷过程费时，往往缓不济急。蒸汽供应中断一般说来危险性比上述两种小，不过有时蒸汽供应中断时，蒸汽压力下降，化学反应操作人员便把蒸汽阀尽量开足，一旦蒸汽恢复时，大量蒸汽进入加热夹层。就容易使温度猛升而发生冲料爆炸危险。
d ．自来水供应中断，可能影响冷却，与冷冻供应中断的危险性相似。
四、出料
出料的爆炸危险性比较小，但在控制不当，放料发生故障时处置失误等情况下，仍有相当危险性。
1、温度控制
放料时温度宜低，以免部分溶剂大量挥发，在空气中形成爆炸性混合物增加爆炸危险。若温度太高，接近物料自燃点时，尤为危险，必须适当降温。
2、速度控制
无论是加压出料、负压拍料或常压出料都要控制出料速度，不得高速喷射，以免产生大量静电并造成物料四溅，增加危险性。粘度大的物料常用加压出料法出料，压力大小应视物料粘度随时调整，防止快速出料。粘度小的物料尽量采用位差压力出料。如出料困难，可相加压，一般压力不得大于0．1MPa 。粘度太大的固体物料可用机械螺旋传送法出料，速度不宜太快，以防止机械螺旋传送器与物料剧烈摩擦、挤压而发生危险。易爆物质不宜采用机械螺旋传送法出料。
3、放料口堵塞的处理
放料口堵塞时处理方法应得当，稳当，不得用铁棒猛捅，以免剧烈撞击而引起物质分解，发生爆炸。或者因铁器碰撞产生火花而发生爆炸。塑料棒摩擦时易产生静电，也不宜使用，只可用木棒轻轻疏通。也可以反复旋动釜底阀门，用木棒疏通，釜内稍加压力，使物料放出。
4、有自燃危险的物料，出料的防护措施在常温下就有自燃危险的物料，应该把放料管、接收器等适当密闭，充以氮气，然后放料。放料结束，接收器应立即密闭。当放料的物料中含有催化剂(如雷尼镍) ，放料时应待雷尼镍充分沉降后，在持续通氮条件下出料。出料管呈J 形，以防镍流出。出料要慢，防止将镍带出。料液密闭、静置，使带出的少量镍沉降在液面下。釜底的镍可加水后放出，并保存在水中，可防止燃爆。
五、分离
制药工艺中常用的分离方法有过滤、萃取、分馏等3种工艺：
1、过滤 过滤分甩滤、压滤、抽滤3种。都有一定的爆炸危险。
A 、甩滤
目前仍以三足式离心机应用最多。甩滤时，液体蒸气和小液滴呈气溶胶状态大量散发。如为易燃液体，爆炸危险更大，所以必须加盖，并在盖上连接一根管子与接收器相通，使甩滤系统内部形成内循环，以减少蒸气外溢。离心机盖侧面应设槽边吸风口，滤液接收器除密闭外，最好也设吸风口，以及时排除接收器可能逸出的气体和排除甩滤时下沉的易燃液体蒸气。(易燃液体的蒸气几乎全部比空气重) 离心机的电动机应防爆。使用的传动皮带可使用整根的三角皮带，不得使用有金屑连接螺母的“万能皮带”，防止金属与皮带轮摩擦产生火花，引燃易燃液体蒸气。离心机起动时，应先盘车，然后开电动机，待车速正常后，才逐步加料甩滤，即所谓动加料。离心机运转起步时皮带与皮带轮摩擦产生高热，遇自燃点较低的易燃液体蒸气(如乙醚，自燃点170℃)极易发生自燃爆炸。所以甩滤自燃点低的物料时，应采用动加料。其他如碟片式高速离心机等有密闭外壳，散发的气体较少，但也要加设排风等设施。
B 、压滤
压滤系统应密闭，接地必须可靠完整。应用惰性气体压滤，以免形成爆炸性气体混合物。压滤结束后应经冷却，然后再开机取滤饼，以减少溶剂蒸气挥发。如果滤饼不怕水，可用水洗
涤后开机取出，可以大大减少溶剂蒸气挥发。
C 、抽滤
抽滤系统不得漏气，以防空气进入系统内发生危险。如果液体为水溶性的，用水冲泵代替真空泵比较安全。其他安全要求可参照“负压抽料”的有关内容。
2、萃取
萃取分水萃取和溶剂萃取2类。如有易燃液体蒸发存在时，就有燃爆之可能。萃取时，不同相液体不同相液体混合极易产生大量静电。因此设备必须可靠完整的接地；搅拌速度不宜太快；萃取结束后应充分静置，然后将下层液体通过接地管道缓缓故人有良好接地的接收器中；必要时(如使用极易产生、积聚静电的石油醚、苯类等物料时) 可用氯气保护。其他要求参见本章“3．2节内容。
3、分馏 分馏时爆炸危险性和控制要求与蒸馏相同。
六、精制
精制也有投料、工艺过程控制、出料、分离等步骤。请参见本章“3．3化学合成药物”有关内容。
七．干燥
除了真空干燥、喷雾干燥、隧道烘箱干燥、煤气烘箱干燥、冷冻干燥、蒸气烘箱于操等于方法外，尚有红外线干燥、气流干燥、电热烘箱干燥。
1．红外线干燥
红外线干燥法以采用红外线灯为多，红外线灯不防爆，故含有易燃液体的物质不得使用红外线干燥法。过去曾用玻璃格红外线灯和物料格离的方法干燥含易燃液体的物料；此法不符合防爆要求，不可采用。此外，尚须注意以下几点：①用红外线干燥法干燥不含易燃液体的物料时，红外线灯与物料之间必须保持相当距离，以免物料干燥后熔融或自燃。②采用红外线法干燥时，必须严格控制时间，若过时不冷，干品物料吸收大量红外线使温度不断升高，就极易熔融、自燃或爆炸，故易分解爆炸物品、易燃物品、低熔点物品：易升华物品均不得采用红外线干燥法。
2．气流干燥 气流干燥以其干燥迅速而受人欢迎。但弄得不好容易燃爆。必须注意以下几点： ①整个气流干燥有扬尘的系统内不得出现任何火源或能引起物料分解或自燃的高温。一般热气流加热热源以蒸汽最好。
②要从设备设计上考虑，使粉尘不在死角积聚。并应定期清洗，以彻底清除可能积聚的粉尘。以防粉尘受热过久，自行分解或发生自燃而引起爆炸。③必须控制系统内气流流速，以防粉尘和气流高速运动，产生高静电位的粉尘云面引起爆炸。整个气流干燥系统那必须进行良好
的接地。④爆炸性物品、易分解物品、氧化剂类、易升华物品、低熔点物品(熔点接近气流干燥温度) 均不得使用气流干燥。
3．电热烘箱干燥
电热烘箱干燥的危险性和要求与“红外线干燥”相同外，还必须有良好的温度自控仪表，最好能超温自动报警。平时宜勤加校验，保证指示灵敏可靠，以防温度失控。有易燃液体的物料时不应使用电热烘箱进行物料的干燥。