EN 1149 是关于“防静电”或“静电耗散”服装的标准。虽然它广为人知,并且是通过 1 到 6 类限次性化学防护服的常见要求,但对它的含义、工作原理,尤其是缺点的理解通常是有限的。
误解标准会产生严重的后果--在这种情况下,后果可能是灾难性的。
本博客考虑了与防静电安全服有关的常见问题和问题,为用户和安全管理人员提供了对这一重要标准的更好理解,并提供了有用的提示,以确保在你的环境中使用的服装确实合适。
为什么 "防静电 "很重要?
许多类型的防护服,无论是单用途还是多用途,都是用合成纤维制造的......聚酯、聚丙烯、聚乙烯等等。这种合成材料在穿戴者运动时有产生静电的倾向。
由于这些材料具有低导电性(即,它们不能有效地传导电荷,而是倾向于将其保持在局部区域),因此电荷会随着时间的推移而积聚。如果可能,所有电荷都会接地,并且在某个时刻,一旦电荷足够强,并且当面料与另一个带相反电荷的表面(例如工作台或门把手)非常接近时,它会突然放电并产生火花。
在许多工业应用中,像这样的静电放电(ESD)可能是一个问题。例如
- 爆炸性气体、化学品或粉尘可能会被点燃,造成灾难性后果
- 在一些敏感电子设备的制造中,它可以严重损害产品
- 在高质量的油漆喷涂中,它可能会影响到油漆的完成。
因此,当电荷积聚在防护服上时,避免潜在的静电火花是至关重要的--如果不解决这个问题,可能会产生毁坏工作、破坏昂贵的设备或产品,或者在最糟糕的情况下,造成重大爆炸或火灾等后果。
防静电服究竟意味着什么?
在防护服方面,"防静电 "的目的,如下表中的象形图所示,是为了确保避免燃烧或破坏性的此类静电火花。"抗静电 "的字面意思是避免产生静电火花。
防护服的 "抗静电 "特性是如何实现的?
鉴于合成材料的普遍存在,移动时产生静电荷是不可避免的,并且无法阻止以某种方式“接地”的趋势。 解决方案是为任何静电荷提供一条容易的接地途径——或者容易地“消散”,而不会产生潜在的有害火花。 为此,必须提高面料天然较低的“表面电导率”,或者同样地,必须降低天然较高的“表面电阻”。
电导率还是电阻? "表面导电性 "是指一种材料在其表面传导电荷的趋势。 "表面电阻 " 是一种织物倾向于抵制在其表面传导的电荷。 它们是同一属性的两面... |
因此,目标是确保面料表面电阻足够低,以使任何电荷能够“消散”……在其表面上传导并无害地接地。那么,这是如何实现的呢?
有两种类型的防静电服使用不同的方法:--。
梭织防静电服
在大多数用于阻燃或其他工作服的梭织面料中,如 Lakeland的Arc-X®弧光闪电雨衣 表面电阻的降低(或电导率的增加)是通过使用导电线(通常是碳)来实现的,导电线被编织到面料本身中。这通常表现为贯穿整个材料的黑色线条网格(标准通常会定义导电线之间的最大距离)。显然,这是一种有效的解决方案,特别是由于它可以确保整个表面都被覆盖,并且其有效性在服装的整个使用寿命期间都不会改变。
带有防静电涂层或处理的服装
然而,像 Lakeland 的 MicroMax NS Type 5和6防护服这样的限次性防护服和化学防护服面料是基于“非织造”材料。也就是说,它们不是编织的,而是压制并粘合成面料形式,因此这种方法不容易实现。解决方案——用于所有类型的限次性防护服的所有面料都采用的解决方案——是在面料而非服装制造阶段实现的。
从本质上讲,“防静电处理”应用于面料表面,通常是通过在整个表面喷涂或通过将面料送入含有处理剂的辊筒浴中来实现。
防静电化学品是如何工作的?
防静电化学处理包括一种吸引水分的亲水性表面活性剂。当暴露在空气中时(即,当穿上并使用防护服时),它会从周围环境中吸收水分,从而在表面形成一层薄膜。水分当然是导电的,因此这会在防护服表面提供一层导电“薄膜”,有效地降低了表面电阻,并允许任何电荷消散并安全地接地。一个简单而优雅的解决方案。
因此,以这种方式处理的服装的术语 "防静电 "是一个错误的说法,因为这个术语的真正含义是防止静电荷的积累。对于这种类型的衣服,更正确的术语是 "静电消散"--允许电荷消散并进入地球而不产生任何火花的特性。
那么,鉴于本博客的标题,防静电服有什么令人震惊的地方?
为了理解这一点,我们需要考虑影响抗静电性能的因素...
影响服装抗静电性能的因素。
大多数用户都了解 "防静电服 "的必要性--然而往往不清楚它的实际含义以及不同的因素会如何影响性能。
抵抗力的滑坡尺度事实上,在EN 1149标准(或北美的类似标准)存在之前,没有明确的定义什么水平的电阻构成 "防静电"。现实情况是,就表面电阻而言,"抗静电 "和 "不抗静电 "之间没有绝对的分界线。相反,它是一个滑动的电阻尺度......电阻越低,静电荷的积累不会导致静电放电的可能性越大,因为它可以更容易地消散到大地。然而,它是否这样做可能受到环境中其他因素的影响。 对于欧洲,en 1149标准已经确定,至少在法律上,定义是表面电阻不大于2.5 x109 欧姆的服装面料,如第5部分所定义(参见上面的面板)。低于此值的表面电阻意味着服装是“防静电”的。高于此值,则不是。 然而,这个定义是一个最低的性能水平,并不一定意味着一件衣服适合你的具体应用,因为你的具体应用可能涉及需要低于标准所定义的最大表面阻力水平的因素。 |
然而,一旦了解了这些抗静电--或者说耗散特性是如何实现的,影响其有效性的因素,以及它的局限性、问题和对用户的潜在陷阱就会变得很明显。
- 这是一种局部处理,在面料制造阶段将抗静电化学品应用于面料表面.
因此,这种处理很可能会在使用过程中在面料的某些区域脱落或褪色。因此,在制造过程中应用的处理不一定在给定的使用点达到相同的水平。
- 该治疗方法通过吸收衣服周围大气中的水分而发挥作用。
因此,它在高湿度的环境中会更有效(因为有更多的水分可供利用),而在低湿度的环境中则不太有效。事实上,在非常低的湿度下,它可能根本不起作用。
en 1149标准通过要求面料样品在25%的受控相对湿度下预处理24小时来解决这个问题——实际上,这个湿度非常低,在大多数正常情况下不太可能出现。
但值得注意的是,如果工作环境由于任何原因湿度非常低,那么限次性安全服装的耗散性能可能非常差。
- 面料的生产和服装的使用之间可能间隔数月,如果转换商、分销商或最终用户保持大量库存,甚至可能间隔数年。
防静电处理是否会在工作服存放期间随时间推移而褪色?
目前还没有针对这一问题的最新研究。答案可能与服装是否用密封袋包装有关(有些服装袋只是用胶带密封)。因此,服装的年龄和包装类型是一个值得考虑的问题。
- 在不太关键的环境中,如果未受污染且未损坏,限次性服装通常会重复使用。
服装使用的时间越长,消散处理被侵蚀和消散性能降低的可能性就越大。服装也可能被清洗、擦拭或进行净化淋浴。任何这样的过程都有可能去除防静电处理,从而使服装不再具有防静电性能。
- 该处理方法的作用是使电荷消散到地球上而不产生任何火花。
然而,这不仅依赖于面料的表面电阻,还依赖于接地的途径。通常,这是通过穿着者的身体实现的,但如果用户在防护服下穿着绝缘服装,从而阻止面料与皮肤接触,如果用户穿着绝缘鞋类,或者如果没有其他容易的途径,电荷仍会积聚,并最终可能导致静电放电。
结论只能是,在现实世界中,"防静电/耗散 "或 "不防静电/耗散 "并不是一个简单的问题。特别是在更关键的领域,真正的问题不是 "这件工作服是否具有耗散性?"而是 "这件工作服是否对我的应用具有足够的耗散性?"。
以下是五个提示,以帮助回答这个问题,并更有效地管理防静电服,以尽量减少ESD的风险。
安全管理人员确保防静电服装有效工作的五个提示。
1.风险评估应提出 "防静电性能有多重要 "的问题。
换句话说,如果衣服没有足够的耗散性,会有什么后果?
如果产生了一个错误的火花,可能会有什么结果?轻微损坏?不便之处?还是在爆炸或燃烧的气氛中发生重大爆炸或消防类 ,可能导致严重的人员伤亡和对工厂的严重破坏?
如果是后者,显然需要更加注意确保服装有足够的抗静电能力......而只有EN 1149认证可能是不够的。
2.确保服装始终处于接地状态
无论面料的耗散性能如何,如果没有实际的接地途径,静电荷会积聚,并可能导致潜在的危险火花。
有三种可能的方式将静电转移到地球。
- 通过佩戴者的身体
通常,最简单的途径是通过穿着者的身体(人体大约60%是水……我们是良好的导体!)。但是,这要求电荷可以从防护服面料传递到身体——因此确保面料的某些部分始终与穿着者的皮肤接触,并且电荷可以从穿着者的身体传递到地面……因此,例如,避免使用绝缘鞋。
- 通过带有连体袜套的服装,确保与地面持续接触
穿着能与工作服和地板保持接触的导电套鞋或靴子,将确保保持一条通往大地的路线。更为有效的是附带袜子或靴子的服装(穿在穿戴者的正常鞋类之外),这样连体服本身就能与地板保持接触。 当然,这是假设地板是导电的而不是绝缘的。如果电荷不能通过地板进入大地,这显然是行不通的)。
- 通过一条夹在防静电服和已知接地点的导电电缆
在某些情况下,尤其是在比较关键的环境中,将导电电缆的一端夹在耗散性衣服上,另一端夹在已知的接地点上,可以将静电转移到大地,对人体无害。然而,即使考虑到上述路线,至关重要的是,接地点或接触点具有足够低的电阻,以允许电荷入地。
3.考虑甚至控制环境的湿度
EN的表面电阻测试(EN 1149-1)是在25%的相对湿度下进行的,这是很低的--特别是为了使表面处理的挑战更大,因为可用于创造导电膜的水分更少。好消息是,在现实环境中,湿度在大多数情况下会比这高得多,所以防静电处理可能比测试所显示的更有效(即表面电阻更低)。
然而,在防静电更为关键或干燥气氛普遍存在的极端情况下,谨慎的做法是监测相对湿度,以确保其保持足够高,以使面料上耗散涂层的有效运行。如果可能,甚至值得考虑通过使用加湿器来控制湿度,以最大限度地提高耗散性能的有效性
4.限制使用量,不要重复使用服装,并定期检查。
持续使用耗散性服装--特别是在有磨损的环境中--可能会降低防静电功能。如果长期使用防静电服装,建议定期更换新的服装,因为防静电处理可能会褪色或擦掉。衣服不 应重复使用,也不应清洗、擦拭、洗涤或进行去污淋浴。任何这样的清洗或去污都有可能去除防静电处理。
当服装必须长期使用时,检查和监测表面电阻的方法可能是适当的,以确保耗散特性得到保持(简单的手持式表面电阻测量设备很容易获得,而且相当便宜)。
但请记住,此类监测的结果会随湿度而变化,因此可能会因一天而异——并且 en 1149 标准中使用的测试是在 RH 25% 的条件下进行的——因此,除非在使用中的测试在相同的湿度下进行,否则结果仍然会有所不同。这种测试的目的是确认耗散性能不会随着时间的推移而降低,而不是确认面料是否继续满足 en 1149 标准要求。
5.最后,在最极端的应用中--例如在高度易燃的环境中--仅仅依靠EN 1149的服装认证可能是不够的。.
- 培养对任何静电放电的可能性及其后果的理解
- 考虑专家建议的价值,以确定你应该保持的服装静电消散水平
- 确保有效的接地程序和有效的西装管理,如上所述。
ATEX的现实意义
值得注意的是,ATEX规定 涉及设备--开关、机械、工具等--而不是服装。事实上,ATEX特别排除了对服装的认证。
ATEX的缩写来自 "Appareils destinés à être utilisésen ATmosphères EXplosives"--法语,意思是 "打算在爆炸性环境中使用的设备" |
然而,它确实指出,在任何ATEX区使用的服装应至少满足EN 1149-1所评估的EN 1149-5的要求,这是在此类环境中使用的服装的最佳指标。然而,请注意 "至少 "一词的使用。换句话说,仅仅满足EN 1149的要求可能是不够的。
归根结底,仅仅依靠具有局部抗静电性能的简单限次性 服装可能是不够的,在某些情况下还会受到侵蚀,因此可能需要考虑专业的防静电服装。
例如,Lakeland Pyrolon®系列防护服主要设计用于结合FR和化学防护,并且有适用于Type 3至Type 6化学防护服的版本。Pyrolon®采用独特的面料制造,该面料主要不基于合成纤维,并且包含天然高水分含量,因此具有本质上较低的表面电阻,不依赖于任何局部处理。因此,在需要防静电或耗散服装的环境中,Pyrolon可能是一个更安全的选择。
最终,特别是在更关键的环境中,更好地了解防静电标准以及如何实现耗散特性,是对安全管理人员在处理潜在静电放电危险区域的服装时可用工具的有益补充。
通过遵循本博客中概述的要点,安全经理可以制定更有效的方法来提供防静电 PPE,并确保他们 为工人和工作场所提供正确的防护。