一、引言

       静电喷涂是一种常见的喷涂技术，广泛应用于各种金属制品和其他材料的表面喷涂，如汽车、摩托车、家电等产品。该项工艺有工件不预热可室温涂覆，粉末利用率高达95%以上，涂抹较薄（50~100μm），且均匀，无流挂现象，在工件的尖端和粗糙的表面均能形成连续、平滑涂膜，易于实现自动化生产等特点。静电喷涂利用高压静电电晕电场原理，喷枪头上的金属导流杯接上高压负电，被涂工件接地形成正极。在喷枪和工件之间形成较强的静电场。当运载气体（压缩空气）将粉末涂料从供粉桶经输粉管送到喷枪的导流杯时，其周围产生密集的电荷，粉末带上负电荷，在静电力和压缩空气的作用下，粉末均匀的吸附在工件上，经加热、粉末熔融固化（或塑化）成均匀、连续、平整、光滑的涂膜。然而，静电喷涂粉末属于细粉末，容易产生爆炸危险。下面就静电喷涂粉末的安全性，以及如何避免粉尘爆炸风险进行分析。

       二、静电喷涂工艺的危险性分析

       1.静电喷涂粉末的物理特性

       静电喷涂粉末的颗粒大小一般在10-100μm之间，是细粉末，中位径17.3μm，依据《工贸行业重点可燃性粉尘目录（2015版）》（安监总厅管四〔2015〕84号）文件要求，静电喷涂粉末属于可燃性粉。静电喷涂粉末的物理特性如下图所示：

       2.静电喷涂粉末的燃爆特性

       静电喷涂粉末的燃爆特性主要取决于其粒径、密度、湿度、形态和化学成分等因素。实验表明，静电喷涂粉末具有较低的粉尘云点燃温度（480℃）和较高的爆炸下限浓度（70g/m³），它的爆炸下限浓度相对较高，当粉尘浓度超过爆炸极限时，遇到明火、电火花或高温表面等导致静电火花的因素，就会发生爆炸。

       三、静电喷涂粉末工艺的安全措施

       1.静电喷枪及其辅助装置要求

       壳体应具有GB3836.1规定爆炸性危险环境内的防爆性能，具有不低于IP54的防护等级，具有防止喷涂作业所用涂料溶剂侵蚀的性能；有足够的结构强度和刚度，应能承受GB 14773第7.3项所规定的冲击试验要求和第7.4项所规定的跌落试验要求；高压电缆的连接应牢固可靠，接头处应采取应力减缓措施，高压电缆应有足够的强度，应能承受GB 14773第7.5项所规定的拉力试验要求；高压电缆的屏蔽层外应有耐磨损的绝缘护套保护；静电喷枪及其辅助装置通常设计在0℃～40℃环境温度范围内使用，否则制造厂应在铭牌上标明使用温度范围；高压电缆应有有效的接地屏蔽层，可利用该屏蔽层将喷枪的金属部件与高压发生器接地端子可靠连接；静电喷枪及其辅助装置上不应带电的金属部件，应与高压发生器接地端子可靠连接；高压发生器应与静电喷枪的机械或电气开关装置联锁。手持式静电喷枪的扳机应在弹簧作用下处于“关”的位置，“开启”位置不应设置锁定机构；静电喷枪及其辅助装置应能承受GB 14773第7.7项所规定的绝缘试验要求；静电喷枪及其辅助装置中所用的高压限流器件应予以有效的绝缘和防护，以避免带高压电极触地5min的冲击影响；制造厂应在铭牌上标注静电喷枪及其辅助装置在极限工作状况下的最大温升值；在涂装作业区内，静电喷枪无论是在运行或不运行状态，其放电时产生的点火能量均应为安全点火能量，静电喷漆枪应小于0.24mJ，静电喷粉枪应小于2mJ。应承受GB 14773第7.10项所规定的点火试验要求。

       2.场所安全要求

       静电喷涂粉末工艺除应符合GB 7691的安全管理要求外，还应符合如下要求：喷粉区（依据GB17750第4.1项定义）按爆炸性粉尘环境危险区域划为21、22区；除喷枪出口等局部区域外，喷粉室内悬浮粉末平均浓度(即喷粉室出口排风管内浓度)应低于该粉末最低爆炸浓度值一半，未知其最低爆炸浓度(MEC)者，其最高浓度不允许超过15g/m³。系统中若有抑爆设备，则喷粉室出口排风管中悬浮粉末的浓度允许超过最小爆炸浓度的50%；工作场所空气中总尘容许浓度为8mg/m3，喷粉室开口面风速宜为0.3～0.6m/s；粉末静电喷涂作业与喷漆作业不宜设置在同一作业区内。若设置在同一作业区内，其爆炸危险区域和火灾危险区域应按喷漆区划分；喷粉作业区宜布置在单层厂房内；如布置在多层厂房内，宜布置在建筑物顶层，如布置在多跨厂房内，宜布置在边跨，并其通风要求应符合GB 6514的有关规定；喷粉室应布置在不产生干扰气流的方位上，并应避免与产生或散逸水蒸气、酸雾以及其他具有粘附性、腐蚀性、易燃、易爆等介质的装置布置在一起，并应与产生以上介质的区域隔离布置，喷粉室不应兼作喷漆室；进入喷粉室的工件，其表面温度应比其所用粉末引燃温度低28℃；喷漆现场不允许存在发火源、明火和产生火花的设备及器具，禁止撞击或摩擦产生火花，应选用不会引燃粉末或粉气混合物的取暖设备；在自动喷粉室内，应安装可靠的报警装置和自动灭火系统，在发生火灾时，能自动切断供气系统和电源；喷粉区地面应采用不燃或难燃的的防静电材料铺设，地面应平整光滑无缝隙、凹槽，便于清扫积粉；喷粉区应采用防尘型冷光源灯具照明。

       3.设备设施安全要求

       喷粉区内电气设备应采用防爆型电气设备，电气线路敷设应符合GB 50058的规定；喷粉区内所有导体都应可靠接地，每组专设的静电接电体接地电阻应小于100Ω，带电体的带电区对大地总泄漏电阻一般应小于1×106Ω，特殊情况下可放宽至1×109Ω。挂具与工件的接触区域应采用尖刺或刀刃状，确保工件接地电阻不大于1×106Ω。也可采用静电消除器，消除工件的积聚电荷；在喷粉区的醒目位置应设置安全色与安全标志；喷粉室应采用不燃材料制造，铝材不允许作为支撑构件，也不允许用作喷粉室及其联接管道，喷粉室的显示和观察面板及喷粉室联接管道允许用难燃材料制造；喷粉室室体及通风管道内壁应光滑无凹凸缘；应保持喷粉室及其系统内不积聚粉末，并能使未涂着粉末有组织地导入回收装置；刚性回收装置和基本封闭的喷粉室应有足够的空间容积，并设置泄压装置；喷粉室内的静电喷涂器（枪）与电极与工件、室壁、导流板、挂具以及运载装置等间距宜不小于250mm，工件之间也应有足够大的距离，不得相互撞击；自动化生产的流水作业在喷粉室与回收装置之间应采取联锁控制，一旦有火情时，能迅速自动切断连接通道；自动喷粉室内应安装火灾报警装置，该装置应与关闭压缩空气、切断电源，以及启动自动灭设施、停止工件输送的控制装置进行联锁；自动喷涂的回收风机与喷枪应采用电器联锁保护；烘干室包括烘箱、烘房及烘道，其设计、安装、使用的安全要求应符合GB 14443的规定；烘干室内工件上每公斤粉末应送入10m³的新鲜空气，其可燃性气体允许浓度不应超过其爆炸极限的25％。

       4.回收设备安全要求

       回收系统一级旋风分离应按吸入式将风机布置在旋风分离器出口，风机叶片宜选用铝合金材料制作，严禁使用塑料风机，如风机后串联二级袋式除尘器，而且为自动喷涂，则风机应选择防爆型，其电动机选型应符合防爆要求；回收装置应选用导电材料制作，袋滤器应选择防静电滤料；过滤式回收装置应采用有效的清粉装置，不宜采用易积聚粉末的折叠式结构，自动喷涂时，应能自动检测系统阻力，当过滤器无气流通过或气流量减少到某设定值时，能停止作业；与喷粉室相连的粉末回收装置以及高效过滤器应设置能将爆炸压力引向安全位置的泄压装置；风机应定期校核排风量，如果排风量下降过大，应停止作业进行检修；连续自动喷粉作业的回收系统应配备风量监测器，当风量低于安全值时，喷粉装置能自动停止喷粉；排风机转动部件应为不发火材料，风机内部件不应产生相互摩擦、碰撞，并同时留有足够的间隙防止火花产生，转轴不允许因偏重或安装而改变同心度；

       5.管道和粉尘的储存、输送

       通风管道应保持一定风速，同时应有良好接地，防止粉末和静电积聚；喷粉作业如循环使用排放废气时，应符合回流到作业区的空气含尘量不能超过3mg/m³，不允许产生粉尘沉积，回流气体不含有易燃易爆气体，监测排出气体中粉尘浓度，含粉尘的排风管道应采用法兰连接的圆形管道敷设；在喷粉区内只允许存放当班所需的粉末涂料量，不应存放过多的粉末涂料；用粉量较大的连续自动喷涂，粉末应贮存在较大的密闭筒仓(容器)内，并应采取筒仓(容器)应用围护栏杆围成安全隔离带，筒仓(容器)材料应使用导电材料制作并有效地接地；卸料应防止粉末飞扬，筒仓(容器)与喷粉区需设置防止燃烧或爆炸传递的装置；不应使用易产生静电积聚的材料包装粉末涂料，不应一次性连续大量投料和强烈抖动；不应将粉末涂料置于烘道、取暖设备等易触及热源的场所；粉末涂料不应与溶剂型涂料及稀释剂存放在一起；粉末涂料应用圆型管道输送，不应用其他异型管道输送，输送粉末涂料的管道宜采用防静电材料制作并有效接地，不宜用非金属材料管道作长距离输送；输送粉末管道管径不应过小，并具有足够大的弯曲半径，管道、阀门、管件应采用不易堵塞的结构，管道内壁光滑不宜设置网格等妨碍输送的物体，并防止有外界杂物混入。

       6.其他要求

       应符合《工贸企业重大事故隐患判定标准》（应急部10号令）、《工贸行业可燃性粉尘作业场所工艺设施防爆技术指南（试行）》（安监总厅管四〔2015〕84号）、GB 15577-2018《粉尘防爆安全规程》、AQ 4273-2016《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》、GB14443-2007《涂装作业安全规程 涂层烘干室安全技术规定》等法律法规、标准规范要求，编制粉尘清扫管理制度，落实粉尘清扫要求并记录，规范选用和安装防爆电气、泄爆或抑爆装置、静电接地装置、锁气卸灰装置等设备。

       四、结论

       静电喷涂粉末是一种细粉末，具有较高的爆炸危险性。在静电喷涂过程中，应遵守相应的安全规范和安全措施，加强通风设备、避免粉尘积聚、使用防静电设备以及实施防火措施，保障工人的安全和车间的安全。