A levegő páratartalma csökkenti
elektrosztatikus töltéseket
A statikus feltöltődések és az ellenőrizetlen elektrosztatikus kisülések milliós nagyságrendű költségeket okozhatnak, például sérült termékek, termelési késedelmek vagy szikraképződés miatti tűzesetek révén.
A szabályozott páratartalom csökkenti a statikus feltöltődés kockázatát, így a légpárásító rendszerek az egyéb ESD-védelmi intézkedések mellett hozzájárulnak a biztonság és a termelési feltételek javításához.
Hogyan jön létre a statikus feltöltődés?
Minden tárgy számtalan atomból áll. És minden atom atommagjában neutronok és pozitív töltésű protonok találhatók, amelyek körül negatív töltésű elektronok keringenek koncentrikus pályákon, úgynevezett héjakon, hasonlóan a Nap körül keringő bolygókhoz. A protonok és az elektronok száma általában azonos, így elektromosan semleges, stabil állapot áll fenn. Ha azonban két különböző anyagot egymáshoz dörzsölnek vagy hirtelen elválasztják őket egymástól, az egyik anyag felszínén lévő atom legkülső héján található úgynevezett vegyértékelektronok átugranak a másik anyag atomjaira. Így maga az anyag változatlan marad, de elveszíti elektromos semlegességét. Statikusan feltöltődik. Az az anyag, amelyről elektronok távoznak, pozitív töltésű lesz, míg az elektronokat befogadó anyag negatív töltésűvé válik. Hogy mely anyagok töltődnek fel pozitívan, és melyek negatívan, az az atomok szerkezetétől, vagyis az anyagok kémiai összetételétől függ.
1. Az A és B atomok stabil, elektromosan semleges állapotban vannak.
2. Az érintkezés/súrlódás révén a vegyértékelektronok a B atomról az A atomra ugranak át.
3. Mindkét atom elveszítette elektromos semlegességét, és most fennáll annak veszélye, hogy hirtelen kiegyenlítik egymást más anyagok vegyértékelektronjaival.
Statikus feltöltődés a termelésben és annak következményei
A gyártási és termelési területen valahol mindig felhalmozódnak elektromos töltések. Ez az anyagok közötti súrlódás eredményeképpen következik be. Olyan folyamatok mehetnek végbe, mint dörzsölődés, öntés, szilánkosodás, szakadás vagy őrlés, szállítószalagok mozgása, ragasztószalagok letekercselése, műanyag tartályok elmozdulása és még sok minden más.A statikus feltöltődésből eredő problémákat elsősorban az eldugulás, a letapadás és az idegen testek odavonzása okozza, ami a termékek elszennyeződését, valamint a berendezések és gépek meghibásodását eredményezi. A következmény: gyengébb termékminőség, termelési késedelmek, termeléskiesések. Szabályozatlan statikus kisülés akkor lép fel, amikor egy statikusan feltöltött anyag vagy dolgozó hozzáér egy elektromos vezetőhöz – leggyakrabban egy szerszámhoz vagy készülékhez. Ha erős súrlódás következik be, például fóliák letekercselése vagy ömlesztett áruk esetén, olyan mértékű töltések keletkezhetnek, hogy hirtelen elektrosztatikus kisülés esetén az áramütés már egészségkárosító lehet, vagy alkatrészeket rongálhat meg.
A tűzveszélyes anyagokra az elektrosztatikus kisülés szélsőséges körülmények között gyújtószikraként hathat, ami a legrosszabb esetben akár tüzet vagy robbanást is okozhat. Az alkatrészek és eszközök elektrosztatikus kisülésből eredő károsodása különösen gyakori az elektronikai iparban. Ugyanakkor az elektrosztatika a papír-, műanyag-, textil- és csomagolóanyag-feldolgozásban is számottevően akadályozza a termelést.
Amikor a gyártási folyamat során azonos statikus töltéssel rendelkező alkatrészek találkoznak egymással, taszítják egymást. Ha a töltésük ellentétes, vonzzák egymást. A következmény: A fóliák, a papírlapok vagy a szálak összetapadnak, ami feldolgozási problémákhoz vezet. Ezenkívül a statikusan feltöltött anyagok magukhoz vonzzák a szálló port, ami szintén számos gyártási folyamatot megnehezít.
Az elektronikai gyártásban már a legkisebb elektrosztatikus kisülés is óriási hatással lehet az érzékeny elektronikus alkatrészekre. Egy félvezető alkatrészt például már 30 volt is képes tönkretenni. 100 volt már alkalmas a mágneses adathordozókon tárolt információk törlésére. Az ilyen mini kisülések a gyárakban gyakran észrevétlenek maradnak. A kárt gyakran csak az ügyfél észleli.
Az elektrosztatikus feltöltődés és kisülés csökkentése légpárásítással
Minél szárazabb a levegő, annál nagyobb a szigetelési tényezője, így annál erősebben töltődnek fel az anyagok és a tárgyak a súrlódás hatására. Így egy műanyagtasak nagyon száraz, 10–20 százalék körüli relatív páratartalmú levegőn történő kinyitásakor 20 000 voltos elektromos feszültség keletkezhet. A víz ezzel szemben jó elektromos vezető. Ezért magas páratartalmú környezetben a testek kevésbé tudják megőrizni statikus feltöltődésüket. A felesleges töltésüket ehelyett folyamatosan a levegőben lévő vízmolekuláknak adják át, így az egyenletesebben oszlik el. A 45–50 százalékos relatív páratartalom már jelentősen csökkenti az ellenőrizetlen elektrosztatikus kisülések kockázatát. A kisülés ugyan továbbra is megtörténik, de kevésbé kártékony módon, hiszen számtalan vízmolekula vagy vízcsepp között oszlik szét. Ha a relatív páratartalom 55 százalék felett van, akkor már nem keletkeznek erős töltések.
Ezért az elektrosztatikus feltöltődés és az ellenőrizetlen hirtelen kisülések kordában tartása érdekében érdemes a levegő páratartalmát állandó szinten tartani, és adott esetben légpárásítókkal szabályozni. Annál is inkább, mert a legtöbb termelési környezetben a páratartalom ellenőrzés híján inkább csökkenni szokott, például az erős helyi hőforrások miatt. Kellemes mellékhatás: Az állandó, 40–60 százalék közötti relatív páratartalmú beltéri klíma a személyzet egészségére és közérzetére is jótékonyan hat. Megakadályozhatók a száraz levegő jól ismert hatásai, így a nyálkahártyák kiszáradása, a légúti megbetegedések, az égő érzés a szemben vagy az orrvérzés.
