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静电在过滤系统中的危害以及防静电措施

在空气过滤尤其是工业空气过滤系统中,例如钢铁工业、冶金工业、水泥工业及化学工业中,滤材主要用于连续运转的集尘系统以及净化烟雾和蒸汽等,其工作负荷较大。粉尘颗粒具有分散性和悬浮性,分散性使其具有很大的接触表面积,与过滤系统中的各类部件及多孔的滤材接触时,起电的几率增加;悬浮性则使得其容易悬浮在空气中,很难沉降,其与大地总是绝缘的,每一个颗粒都可能带电并积累。空气过滤系统中的颗粒或部件的静电从高电势向低电势释放,发生放电现象(如电火花等)会干扰轻工、化工、军工、石油、矿井等各个领域,进而危害个人及企业利益。
在油液过滤与分离系统中,滤材的主要作用是除去油液液体中携带的颗粒杂质,以维持油液的清洁度,防止系统部件及相关元件的磨损和堵塞以及油液的劣化等引起的系统故障,以保障元件的使用寿命和整体系统工作的可靠性。作为一个多元组合系统,液压系统集成化程度很高,在该系统中包含有电机、电动阀等强电元件和伺服阀、传感器等弱电元件,并且系统周围复杂的工作环境常导致其在传递流体能量的同时,也会不可避免地伴随产生静电油液的电导率较低时,摩擦静电荷易于积累,到一定程度后发生静电释放会导致滤芯和液压元件的损坏、流体性能的老化等,都会给系统的运行造成很大的隐患,也可能会对系统中的控制检测元件产生磁场干扰,进而引起控制异常,对整个流体系统的稳定性造成很大的威胁。
预防静电通常可采取如下措施:
(1)降低单位过滤面积上的流量以缓解静电积累。
(2)使用导电材质的系统部件。
(3)接地,过滤器及管道进行良好的接地处理。
(4)通过延长油液在系统中的运行时间。
之后,人们在过滤材料中填充导电材料,使其具有防静电性能,采用这种防静电过滤材料来减轻静电积聚现象。导电材料填充是指在材料的制备过程中,将粉末状导电填料(如金属、炭黑)或导电纤维等导电性填充料分散于高分子材料基体中,进而得到可以导电的高分子材料,后续可加工成
各种静电防护用品及部件。已广泛应用于石油、化工、制药、煤气、矿山等领域。
滤材的导电填充材料可以用颗粒和纤维两种类型,但由于纤维的长径比更大,因此更容易实现防静电性能。其中碳纤维和金属纤维是导电纤维较为常见的两种类型。导电纤维的添加不仅能够实现防静电性能,还可以改善滤材的力学性能、透气性能容尘量等。
例如,在滤材中加入不锈钢纤维,随着不锈钢纤维的增加,滤材厚度逐渐增加,平均孔径增大,透气度也有所提升,且在滤材中不锈钢纤维直径越大,对其结构和基本性能的影响越显著。
而碳纤维对防静电滤材的结构和基本性能没有显著影响,但在纤维的直径相同时,碳纤维的电阻率要小于不锈钢纤维,也就是说防静电效果更好。

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