Bezpečné zacházení s antistatickými ochrannými obleky

Pro mnoho uživatelů je antistatika u ochranných obleků jedním z nedůležitých faktorů, přestože elektrostatické výboje vznikají i v normálním pracovním prostředí, kde rovněž mohou způsobit nebezpečí. Většina chemických ochranných obleků i typ "limited use" (ochranné obleky s omezenou dobou použití) má antistatické vlastnosti.

Pouhým oblečením antistatického ochranného oděvu však nelze zaručit ochranu jeho uživatele před elektrostatickými výboji. Tento pracovník musí navíc dbát na dodatečná bezpečnostní pravidla. To lze odvodit od následujících faktů:

• antistatické ochranné vybavení může možné elektrostatické výboje pouze omezit, nikoliv jim zcela zabránit
• výboje se mohou na povrchu obleku akumulovat, pokud není zajištěno "kontrolované vybití"
• výboje mohou být odvedeny prostřednictvím kontaktu přímo na tělo uživatele, kde se akumulují, pokud pracovník nemá patřičné uzemnění
• podle intenzity výbojů a podle podmínek konkrétního okolí může dojít k náhlým výbojům, které mohou mít až podobu elektrického úderu

Takže jde v podstatě o to, předcházet pokud možno elektrickému nabití,a tam, kde to jinak není možné, zajistit alespoň možnost kontrolovaného odvodu elektrické energie.

Minimalizace elektrostatického nabíjení

Elektrostatické nabíjení lze snížit na minimum pomocí

• odpovídající úpravy pracoviště a pracovního procesu
• antistatické úpravy ochranného pracovního oděvu

Pro zajištění vhodných podmínek na pracovišti a během pracovního procesu je třeba nejprve zjistit, kde může dojít ke vzniku elektrostatických výbojů.

Předměty z umělých hmot se mohou nabíjet častým dotekem nebo třením. To se týká rovněž povrchů kancelářského nábytku a kancelářského vybavení, oděvů pracovníků i materiálu pracovních nebo opracovávaných předmětů.

Německý Institut Deutsche Montantechnologie (Essen) hodnotí jako zvláště nebezpečné práce z hlediska elektrostatiky rutinní přelévání tekutin, filtrační, vysoušecí, drticí a mikronizační procesy. Na základě tzv. ATEX - direktivy (zákonná směrnice 1999|92|EG) uvádí německý odborový svaz v roce 2002 tyto příklady: elektrostatické nabíjení vznikající

• při práci s tekutinami
• při práci s plynnými látkami
• při práci se sypkými materiály

Osoby se mohou elektricky nabít např. při chůzi, při vstávání ze sedadla, při převlékání, při zacházení s plasty, při plnění nebo sypání materiálu, nebo influencí při pobytu v blízkosti nabitých předmětů. Pokud se osoba, u níž se naakumulovalo elektrické nabití, dotkne vodivého předmětu, například kliky u dveří, dojde k uvolnění elektrických výbojů.

Pokud je to možné, lze jen doporučit vyhnout se výše uvedeným pracem a činnostem.

V případě, kde jsou tyto aktivity nevyhnutné, je nutno provést odpovídající bezpečnostní opatření. Pod pojmem "antistatika" rozumíme taková opatření nebo ochranné oděvy, které tvorbu elektrostatických nábojů na povrchu lidského těla omezují, nebo ji zcela zamezují. V podstatě je cílem těchto opatření zvýšit vodivost povrchu lidského těla nebo oděvu a umožnit tak kontrolovaný odvod elektrostatického náboje. K antistastickým prostředkům patří např. podlahový povrch, schopný odvádět elektrostatické napětí nebo technická opatření, zajišťující optimální podmínky v pracovním prostředí, jako je například vlhkost a teplota vzduchu,které přispívají ke snížení možnosti vzniku elektrostatického napětí.

Bezpečné zacházení s ochrannými antistatickými obleky

Obr.1: Výsledky testů podle normy EN 1159 -1  

* Výsledky testů podle DIN EN 1149-1 při 25% ± 1% RH a 23°C ±1°C

Zde je velmi důležitá i možnost použití antistatického ochranného oděvu. K možným opatřením patří použití vodivých materiálů při výrobě látky oděvů, nebo potažení látky antistatickou vrstvou. Tato vrstva sestává obvykle ze speciálních chemikálií, které přitahují vlhkost ze vzduchu, vytvářejí na povrchu tenkou vrstvu soli, která má schopnost odvádět elektrostatické náboje. Tímto způsobem je zpracována například tkanina Tyvek® firmy DuPont. Elektrostatické náboje jsou odváděny a rozmístěny na celou plochu obleku, čímž se zabrání nebezpečné intenzivní koncentraci nábojů v jednom místě. Tyvek® tak splňuje požadavky normy EN 1149 (obr.1).

Potažení antistatickou vrstvou lze provést na vnější i na vnitřní straně obleku. Bez odvedení nábojů však zůstane elektrostatické napětí trvale na povrchu plochy obleku.
Zde je třeba zabývat se další součástí antistatických opatření: kontrolovaným odvodem napětí.

Pro lepší porozumění uvedeme několik základních údajů k elektrostatice všeobecně:

Mezi pozitivními a negativními elektrickými náboji existuje napětí. To stoupá proporcionálně se zvyšujícím se rozdílem mezi pozitivním a negativním nábojem. Elektrické napětí vzniká například mezi (pozitivně) nabitou látkou oděvu a těla pracovníka a naproti tomu (negativně) nabitým prostředím pracoviště například podlahy nebo umělohmotné nádoby v místnosti, atd...

Elektrické napětí způsobuje, že částice s pozitivními náboji se pohybují tečou směrem k částicím s negativním napětím. Tak vzniká elektrický proud. Elektrický náboj se uvede dopohybu, jakmile je napětí tak silné, že je schopné překonat přirozený odpor povrchu látky, resp. lidského těla. Takový elektrický proud pro kontrolovaný odvod vzniká všeobecně za podmínek, kdy je odpor povrchové plochy menší než 1011 Ω - měřeno při 23 °C a 30 % vlhkosti vzduchu.

Výměnu napětí mezi pozitivním a negativním nábojem nazýváme (elektrostatický) výboj. Pokud jsou nabité, vodivé předměty izolované odzemě, může dojít ke vzniku jiskrových výbojů a uvolňování jisker. Ty mají velmi krátkou životnost (<< 1ms), mají vysoké napětí (až po cca 30 000 V) a mají charakter impulzů (elektrického úderu).

Takže kontrolovaný odvod elektrostatického napětí z povrchu ochranného obleku je velmi důležitý. Ten lze zajistit stykem s pokožkou uživatele obleku, který musí být ‚uzemněn‘ prostřednictvím obuvi s vodivoupodrážkou a vodivé podlahy. Případně lze použít i vodivý kabel, který musí být připojen na antistatické straně obleku a nesmí být přerušen. To samé platí i pro tzv. inhomogenní látky (to jsou materiály s jednou stranou vodivou a druhou nevodivou), když je vodivá strana uzemněná. I ostatní doplňky bezpečnostního vybavení se mohou elektrostaticky nabít.
Proto musí mít např. dýchací přístroje vlastní uzemnění, pokud jsou používány v kombinaci s antistatickým ochranným oblekem.

Pokud je tímto způsobem zajištěna ochrana před kumulací elektrostatických nábojů, je možné udržovat jejich hladinu v bezpečné oblasti a zabránit tak případným spontánním výbojům.

Další bezpečnostní opatření

Protože většina antistatických vrstev na materiálu ochranných obleků účinkuje na principu absorpce vlhkosti vzduchu, je třeba znát aktuální vlhkost vzduchu. V extrémně suchém prostředí pod 25 % není možno zajistit funkčnost antistatického potahu materiálu obleku.

Pokud dojde k odložení ochranného oděvu, může být jeho uzemnění částečně přerušeno, což způsobí četné výboje. Proto mohou být ochranné obleky svléknuty a odloženy pouze v prostředí, kde není explozivní prach, páry nebo plyny. Firma DuPont například nedoporučuje použití ochranných obleků z materiálu Tyvek® v citlivém a snadno vznětlivém prostředí (např. s atmosférou obsahující více než 4 % vodíku), stejně jako v explozivním prostředí s atmosférou obohacenou kyslíkem (obr. 2).

Protože antistatiku ochranného obleku uživatel sám může těžko přezkoušet, měl by se informovat, podle které normy byl oblek testován, resp.kterou normu splňuje. Na obr. 3 je piktogram, který znázorňuje, jak splňuje ochranný oblek (včetně obleků z tzv. inhomogenních materiálů) požadovaná kriteria z hlediska antistatických vlastností, uvedená jako evropský standard - EN 1149, část 1.

Obr.2: Doporučení pro použití obleků z materiálu Tyvek®

ano - oblek je možno nosit v tomto prostředí
ne - oblek by se v tomto prostředí neměl používat
* jako ochrana proti organickým tekutým látkám by se měl používat ochr.oblek Tychem® F

Evropský standard požaduje přísnější testovací podmínky (např. velmi nízkou relativní vlhkost vzduchu – 25 %), než ty, které jsou uvedeny v běžných testovacích postupech (např. ASTM D 257, s relativní vlhkostí vzduchu 50-55 procent). Pokud je na pracovišti nutná ochrana před vznikem elektrostatických nábojů, měl by uživatel zohlednit vlhkost vzduchu, užitou při testování obleku, nebo se řídit piktogramem EN 1149-1.

Shrnutí

Tam kde jsou přítomny explozivní prach, páry a plyny, může jiskra vzniklá v důsledku elektrostatického napětí na syntetických látkách způsobit explozi.

Při výrobě mikroelektronických součástek (např. chipy, výroba zbraní) mohou elektrostatické náboje způsobit poškození kvality produktů. Ale i tzv. elektrický úder, který může bolestivě zasáhnout pracovníka, a zapříčinit tak jeho zcela nepředvídanou reakci, je velmi nebezpečný. K vnímání tohoto úderu dochází cca při 2000 V, a tato síla může způsobit vznícení.

Antistatická opatření a zařízení mohou být účinná pouze v případě, kdy jsou těla pracovníků a látky na pracovišti elektrostaticky uzemněny (odpor při uzemnění < 108 ), čímž je zajištěn kontrolovaný odvod elektrostatické energie.

EN DIN 1149, část 1 (1995) jenorma, která stanoví přísné požadavky na antistatické vlastnosti ochranných obleků v Evropě. Obleky vybaveny podle této normy jsou opatřeny speciálním piktogramem.

Obr.3: Piktogram, odpovídající normě EN 1149/1

ZDROJ:
Steffens, R. - Mreyen, E. Bezpečné zacházení s antistatickými ochrannými obleky. In Inovace [online]. Dobříš: Nakladatelství Hana Bahylová, 2005 [cit. 03-12-2005]. Dostupný z WWW: <http://www.inovace.com/doporuc.htm>.