摘 要：介绍了氢气的易燃易爆特性，并针对氢气球充灌放气时的静电现象，提出了相应的防范措施。

　　关键词：氢气特性静电措施

　　1氢气的易燃易爆特性

　　国家标准GB6944－86《危险货物分类与品名编号》将氢气划分为危险品第二类。氢气是以燃烧、爆炸为主要特征的危险气体(表1)。

　　1.1最小点火能

　　指可燃物质处在最敏感条件下，点燃所需的最小能量。最小点火能越低，点燃所需的能量越小，火灾危险性也就越大。氢气的最小点火能为0.02 mJ，只需很小的能量如静电火花，就足以引起燃烧、爆炸。

　　1.2爆炸极限

　　指遇火种时会产生爆炸的空气中含有该种气体的体积比范围。氢气的爆炸极限为4.0％～75.6％。氢气爆炸极限的下限很低，范围宽，遇火极易爆炸。

　　1.3相对密度和扩散系数

　　氢气对空气的相对密度很小，为0.07；扩散系数很大，为0.634 cm2/s。一旦大量泄漏，便可逸散在空中迅速大范围扩散，与空气形成爆炸混合物，且遇火爆炸燃烧后的火焰容易顺风迅速蔓延扩展。

　　2氢气球充灌、放气过程中的静电现象

　　引起可燃烧的火源有直接火源和间接火源。由于静电看不见、摸不着，容易被忽视，所以静电火花是引起氢气球发生火灾事故的重要隐患，必须引起高度重视。

　　2.1气体带电性

　　当气体从容器、管道口或其破损处高速喷出时产生静电的性质为气体带电性。气体中一般都混有固体或液体杂质。这些杂质与气体一起高速喷出，使杂质与气体一起在容器内(管道内)运动，与容器内壁(管内壁)发生摩擦和碰撞，在相向分离时，微粒和容器壁(管壁)分别带上等量异号的电荷，即产生静电。氢气从钢瓶、制氢缸、球皮中高速喷出时，瓶内部存有铁锈、水、螺栓衬垫处的石墨或氧化铝等杂质都是产生静电的主要原因。

　　2.2影响氢气高速喷出时产生静电量大小的因素

　　(1) 与氢气流速有关。氢气的流喷速度越大，带电量越大。

　　(2) 与所含杂质的量有关。所含的液体或固体杂质越多，带电量越多。

　　(3) 与容器、管道和喷出嘴的材料性质以及内表面的污染状况或吸附层等有关。一般塑料比橡胶带电量多。

　　2.3氢气球充灌、收球过程中产生高电位的途径

　　(1) 由于气体的带电性，充灌时氢气从钢瓶或制氢缸喷出通过橡皮管到球皮的过程中，氢气瓶(制氢缸)、导管、球皮由于静电作用而带有高电位。

　　(2) 收球放气时，氢气从球皮中喷出后，球皮由于静电作用而产生高电位。在实际工作中我们遇到2次收球时由静电火花引起的球皮燃烧现象。如：在有沥青隔水层的楼面上，将氢气基本放完后将球皮折叠起来时发生球皮燃烧。这是因为球皮高速放气后带有大量静电电荷，在绝缘的楼面上静电不能顺利导除，折叠球皮时球皮面积减小，单位面积的静电电量越来越大而产生静电火花引起球皮燃烧。

　　(3) 人体带电。人体任何时候都带有静电。当人体所穿衣物是用电阻率高的化纤制成时，将带有很高的电位。如果人体带电与钢瓶、球皮带电极性相反，电位差将很大，极易产生静电火花。另外，如果施放人员在充灌、放气过程中有脱衣动作也容易产生静电火花。一般情况下，脱衣时产生的静电电位很高。

　　3氢气球充灌、放气过程中防止静电火花的措施

　　空气击穿的电场强度为3 500 kV/m，相当于2个带异号电荷的平板，相差1 cm、电压为35 kV时的两极之间的电场强度。如果其中1个带电体带有尖端或接触面积很小时，则电压降低到几千伏就可以使空气击穿，产生电火花。因此，氢气球充灌、放气过程中防止静电火花就是要避免达到空气的击穿电场强度。

　　(1) 充灌氢气球时，必须具备静电导除措施。氢气瓶(制氢缸)应良好接地，静电电阻≤100 。实际工作中可以用导线就近与防雷接地体或金属水管连接。

　　(2) 控制充灌时氢气的流速，越小越好，一般应≤8 m/s，以尽可能减小静电量。

　　(3) 使用含杂质少的氢气。用制氢缸制氢充灌时，必须经冷却减少水汽含量，并在充灌前清除接口、道

　　管、球皮内的污物。

　　(4) 操作人员应尽可能穿着防静电服，严禁穿尼龙、化纤等易产生静电的服装。严禁在氢气球充灌、放气现场脱衣，并要经常触摸接地金属物释放人体静电。

　　(5) 由于尖端物体在较小的电场强度下就会产生放电，所以应避免尖端、锐器接近气瓶、导管、球皮等。

　　(6) 收球时，让氢气球倒悬自然排放，切忌人为挤压加速排放而增加带电量。要避免在绝缘地面(楼面)上折叠球皮，折叠球皮前应尽可能将球皮接触接地金属物体释放静电。