Dlaczego warto zwrócić uwagę na jakość zacisków uziemiających?

Zaciski uziemiające mogą akumulować energię.

Jeśli taka energia zostanie uwolniona w postaci iskry w obszarze występowania atmosfery wybuchowej, może wygenerować wystarczający ładunek zdolny do jej zapłonu. Głównym źródłem energii w zaciskach uziemiających jest zazwyczaj sprężyna, która ulega odwracalnemu odkształceniu (ściśnięciu) pod wpływem siły użytkownika. Gdy działanie siły ustaje, powraca ona do poprzedniego kształtu. Wartość energii potencjalnej sprężystości zależy od własności sprężystych odkształcanego ciała oraz od jej odkształcenia. Im jest ona bardziej odkształcona, tym większą ma energię. To właśnie ta energia potencjalna sprężystości może być mechanicznym źródłem zapłonu atmosfery wybuchowej, a producent powinien zagwarantować, że zacisk nie stanowi ewentualnego źródła zapłonu podczas normalnego użytkowania.

W zaciskach uziemiających wykorzystuje się materiały o dużej sprężystości, ale każdy materiał posiada granicę (również wynikająca ze starzenia się materiału), powyżej której deformacja jest nieodwracalna. Takie uszkodzenie zacisku może prowadzić do niepożądanych konsekwencji. W przemyśle stosuje się powszechnie aluminium lub stopy metali lekkich, zaciski uziemiające z nich wykonane są one zazwyczaj większe i mniej poręczne. Wynika to z tego, że trzeba utrzymać odpowiednią wytrzymałość mechaniczną zacisku, co zazwyczaj wymaga użycia większej ilości materiału.

Konstrukcja zacisku również nie może doprowadzić do powstawania słabych punktów w strukturze materiału przy naprężeniu lub obciążeniu konstrukcji siłami okresowo zmiennymi, ponieważ pęknięcie zmęczeniowe może być źródłem iskrzenia mechanicznego. Dlatego zaciski powinny być przetestowane pod kątem ich wytrzymałości strukturalnej, aby ograniczyć ryzyko związane z wyładowaniem zgromadzonej w zacisku energii.

Mocne zęby zapewniają skuteczność połączenia zacisków

Zęby dobrych zacisków uziemiających w ochronie przed elektrycznością statyczną nie mogą się stępić w czasie kilkudziesięciu, a nawet kilkuset użyć. Powinny być więc wykonane ze stali nierdzewnej lub z najtwardszego materiału stosowanego obecnie w przemyśle – węglika wolframu.

Zęby z węglika wolframu zapewniają niezawodne połączenie uziemianego obiektu z uziemieniem. W połączeniu, z odpowiednio zaprojektowaną sprężyną zaciskową, zacisk taki powinien móc przebić się przez powłoki, rdzę lub osady produktu. Zacisk krokodylkowy, zacisk spawalniczy czy inne proste zaciski uziemiające szeroko stosowane w ochronie przed elektrycznością statyczną nie będą w stanie tego zrobić.

Co więcej, zaciski wykonane z innego materiału, np. miedzi, są podatne na korozję w agresywnych środowiskach, w których występuje np. siarka, często obecna w procesach przemysłu chemicznego. Dodatkowo miedź z natury jest plastycznym materiałem, który odkształca się pod wpływem docisku. Zdeformowane końcówki zacisków nie będą w stanie skutecznie przebić się przez warstwę farby ani zanieczyszczeń.

Podobnie końcówki ze stali węgloazotowanej, które pomimo twardej oraz hartowanej, odpornej na ścieranie warstwy powierzchniowej, mogą być niewystarczające do przebicia grubych warstw farby. Wynika to zazwyczaj z naprężeń wewnętrznych spowodowanych nierównomiernym procesem szybkiego chłodzenia i odpuszczania stali hartowanej.

Odporność na trudne warunki pracy zacisków uziemiających

Dobrej jakości zaciski powinny być wykonane ze stali chromowej lub chromowo-niklowej (stali nierdzewnej lub kwasoodpornej), która ma dużą odporność na korozję. Choć cynkowanie stali nadaje jej wystarczającą odporność na uszkodzenia mechaniczne i korozję, to ostateczny poziom odporności zależy od doboru technologii cynkowania i jakości nałożonej na stal ochronnej warstwy cynku. Cienka lub nierówna warstwa cynku w znaczący sposób zwiększa podatność stali na jej korozję.

Co więcej, przy równoczesnym oddziaływaniu środowiska korozyjnego i naprężeń rozciągających może dojść do pęknięcia korozyjnego, które może stać się przyczyną iskrzenia mechanicznego. Korozja może również powodować wzrost rezystancji korpusu zacisku wymaganej dla tego typu konstrukcji.

Myślisz, że zastosowanie prostych zacisków automatycznie zmniejszy ryzyko stwarzane przez elektryczność statyczną do zera?

Niekoniecznie. Skuteczne odprowadzanie ładunków elektrostatycznych to zagadnienie złożone, które wymaga starannego planowania i rozsądnego podejścia do zarządzania ryzykiem.

Ruchome elementy

Pamiętaj, że w przypadku urządzeń mobilnych i ruchomych części instalacji, kontrola elektrostatyczna jest trudniejsza i wymaga zastosowania rozwiązań dostosowanych do specyficznych warunków pracy.

Niewłaściwe użycie

Wykorzystanie zacisków spawalniczych lub akumulatorowych, zamiast dedykowanych zacisków uziemiających może prowadzić do braku skuteczności uziemienia. W przypadku incydentów producent nie ponosi odpowiedzialności za szkody wynikające z niewłaściwego użycia.

Potencjalne źródło zapłonu

Sprężyna używana w zaciskach uziemiających jest potencjalnym źródłem iskrzenia mechanicznego, szczególnie w atmosferze wybuchowej. Konstrukcja zacisku musi więc uwzględniać wytrzymałość materiału na odkształcenia oraz ryzyko powstania pęknięć zmęczeniowych, które mogą generować iskry.

Producent zacisku powinien również przeprowadzić badania wpływu nagromadzonych warstw produktu, rdzy i powłok ochronnych na zdolność zacisku do skutecznego odprowadzania ładunków.

Aby zwiększyć poziom bezpieczeństwa w swoim zakładzie, przede wszystkim poszukuj rozwiązań, które najlepiej pasują do konkretnego procesu technologicznego. Im więcej warstw zabezpieczeń zastosujesz, tym większe prawdopodobieństwo, że elektryczność statyczna będzie pod kontrolą niezależnie od warunków pracy. Za główny cel Twoich działań zapobiegawczych przyjmij monitorowanie skuteczności uziemienia urządzeń procesowych, jak i personelu oraz stanowisk pracy, gdzie może powstać atmosfery wybuchowej substancji o niskiej minimalnej energii zapłonu.

Potrzebujesz dobrać systemy uziemienia do swojego zakładu przemysłowego, a może potrzebujesz więcej informacji lub konsultacji?

Wypełnij formularz!

Potrzebujesz konkretnych urządzeń uziemienia, lub chciałbyś zaangażować nas w proces doboru najlepszego systemu ziemienienia dla Twoich instalacji? A może zastanawiasz się, czy w ogóle potrzebujesz uziemiać swoje procesy i chcesz się skonsultowac w tej sprawie? Napisz do nas! Chętnie pomożemy!