静电地面 [飞机地面压力加油系统静电安全设计]

　　摘要： 由于燃油的流动及与燃油系统中的附件接触，从而使燃油及其流经的附件产生静电并蓄电，如果这些静电不及时排除，则会影响到系统及飞机的安全。本文通过本人多年飞机压力加油系统的设计经验，给出了飞机压力加油系统的静电安全设计要求，并对飞机燃油箱内油面带电密度的安全性及测定方法进行了研究。
　　Abstract: Due to the fuel flow and contact with fuel system attachments, so that the fuel and the accessory electrostatic and storage, if these electrostatic not eliminated in time, it will affect the safety of the system and aircraft. This article through my years of experience in the design of Aircraft Pressure Refuel System, gives the electrostatic safety design requirements of aircraft ground pressure refueling system, and the security of aircraft fuel tank oil surface charge density and the method for the determination.
　　关键词： 压力加油；静电安全；带电密度
　　Key words: pressure refueling；electrostatic；Charge density
　　中图分类号：V351.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）24-0042-02
　　1 航空燃油静电的产生
　　航空燃油主要是由碳、氢两种元素构成的，碳和氢两种元素约占航空燃油总重量的87％以上。此外，还有少量的硫、氧、氮以及微量的磷、钒、钾、硅、铁、镁、钠等元素。在静止状态，燃油中正离子携带的电荷等于负离子携带的电荷。因此，在静止燃油中没有过剩的电荷存在，故不显电性。
　　燃油相对固体表面运动时就产生静电；由于吸附电解等原因，在喷雾、冲刷等过程中也产生静电。摩擦产生的静电达到一定量时，才可能造成静电事故。燃油是介电系数较大的物质，它既能通过摩擦产生静电，又能蓄电。当带有电荷的燃油进入飞机油箱后，如果电位差达到20kV时就会发生放电现象，并产生火花。当火花能量达到或大于周围油料最小点火能量（0.2兆焦)，或燃油蒸汽在空气中的浓度或含量在爆炸极限范围内（航空汽油蒸汽体积浓度占空气1%-6%；航空煤油蒸汽体积浓度占空气1.4%～7.5%）就会立刻发生爆炸。这种现象多发生在飞机加油开始的1分钟～2分钟内。在大多数飞机油箱内，电容式油量表的探头，增压泵等突出部件易诱发加油初始阶段的放电火花。
　　2 压力加油时静电产生的因素
　　影响飞机压力加油时带静电的因素很复杂，主要包括以下几方面：
　　2.1 燃油中含有过量的杂质与水分 燃油中带有杂质是自然存在的，不可避免的，但国际标准（API-1581标准）规定燃油中所含杂质每升不得超过1毫克，杂质的大小不超过5毫米。燃油中所含杂质主要是一些氧化物、沥青质、环氧酸及磺酸等金属盐类。燃油中的杂质过量，会导致油滤和油路精密元件被堵塞，严重时可造成空中停车；另外杂质直接离解正、负离子（或吸附自由离子形成带电质点），加重飞机带电情况。
　　燃油中所含水分有三种形式，即游离状态、乳化状态和溶解状态。水对燃油带电的影响是通过燃油内所含杂质的作用而影响的：水与杂质混合后将正、负离子包围、分割，使正、负离子不易重合。实验证明，当燃油中含有1％～5％水分时，极易产生静电事故。
　　2.2 燃油与燃油系统附件摩擦 在飞机压力加油过程中，当燃油和周围环境中的物体如管路、油滤、活门等附件接触后，由于液体和固体的相对运动，从而产生大量电荷。通常，航空燃油接收电荷能力强（高电荷趋势）而放出电荷能力低（低传导率）。结果使进入油箱的燃油带有大量电荷，当油箱中燃油的带电密度达到一定程度时，便会产生电火花放电，这种电火花放电的能量达到一定程度，就会引发油箱中的燃油蒸汽爆炸，对飞机的安全造成危害。所以，设计者的任务是：如何采用结构措施或其他措施来减小燃油蒸汽放电起火的可能性。
　　2.3 地面压力加油系统设计不当 在地面压力加油系统中，滤除燃油中杂质和水分的油滤是产生电荷的主要媒介；而系统中的导管、阀门和其他金属附件也会引起局部的电荷积累；另外，燃油入油箱口设计不当，也是产生静电的一个重要环节。
　　3 加油过程中静电的抑制与消除
　　3.1 提高航空燃油的导电率 提高燃油导电率可使静电电荷被迅速传导，防止局部静电电位上升得过快和过高。提高导电率的方法是在燃油中添加抗静电添加剂。炼油厂在燃油出厂时会在油液中统一添加抗静电剂，减少燃油在运输环节的危险性。经过运输和过滤，燃油中的抗静电剂会减少，油料公司应该在加油前重新加入抗静电剂。
　　3.2 严格控制燃油中的水分和杂质 过量的水分和杂质会增加燃油的静电起电量，然而，航空燃油具有吸水的特性。因此应在以下两个环节控制燃油中的水分和杂质：
　　首先，油料供应保障部门必须按规定定期清洗油罐、加油车；定期清洗或更换过滤介质；定期从油罐和加油车沉淀槽、过滤器排除水分杂质；在每次灌入新的燃油并且澄清之后，应当用石蕊试纸检查燃油含水量，石蕊试纸应保证至少浸在油样内15秒；在大雨季节，地下储油罐应当更经常地用石蕊试纸检查。通过采取以上措施，可保证加入飞机的燃油目视检查无色透明，无水分、杂质。