关于金属管道法兰连接处ldquo静电

企业经常吐槽，有的专家来检查说法兰有2个螺栓连接就不用静电跨接了，有的专家说法兰上要有5个螺栓才不用静电跨接，对此规范里还有一个0.03欧姆的事情，那这些要求到底是这么回事呢？

我们先看一下主要关于防静电要求的标准条款怎么说：

（1）根据《化工企业静电接地设计规程》HG/T-，第2.7.5条：当金属法兰采用金属螺栓或卡子相紧固时，一般情况可不必另装静电连接线。在腐蚀条件下，应保证至少有两个螺栓或卡子间的接触面，在安装前去锈和除油污，以及在安装时加防松螺帽等。其条文说明如下：可以看出从不少单位的实践经验来看，用金属螺栓相连的金属法兰之间，单是螺栓相连，已具有足够的静电导通性。在有腐蚀条件下的安装要求，为的是确保导通性。

（2）根据《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》（GB-）第7.2.1.4条：当金属法兰采用金属螺栓或卡子相紧固时，一般情况可不必另装静电连接线。在腐蚀条件下，应保证至少有两个螺栓或卡子间的接触面，在安装前去锈和除油污，以及在安装时加防松螺帽等。

以上两个条款是说只要有两个螺栓，并在安装前去锈和除油污，以及在安装时加防松螺帽，那么不管腐蚀环境还是非腐蚀环境都满足要求防静电要求，不用静电跨接。

（3）根据《石油化工静电接地设计规范》（SH/T-）第5.3.4条，当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时，一般可不必另装设静电连接线，但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。

这款没有提到腐蚀环境还是非腐蚀环境的前置条件，直接明确只要至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面就可不用跨接。

（4）根据《爆炸环境第26部分静电危害指南》（GB/T.26-）：13.3.1.3，在金属管道上所有接头一般不需要采用等电位连接件，只有因为设计原因，没有金属与金属接触时，才宜使用。当使用绝缘垫片及在管道外部刷漆而使螺栓不能与管道有可靠的电气接触时，才可能出现这情况。这条也很好理解，如果管道法兰连接处使用绝缘垫片的同时螺栓与管道接触处也是绝缘的，那在这种情况下，法兰处的静电肯定是不导通的。反过来说我只要满足其中一个条件，如即使我使用了绝缘垫片，但如果我螺栓与管道的接触面有可靠的电气接触时，也可以不用跨接。

（5）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB-）第4.14.2条中第四款，不能保持良好电气接触的阀门、法兰、弯头等管道连接处也应跨接。

（6）《工业金属管道工程施工规范》（GB-），第7.13.4，用作静电接地的材料或元件，安装前不得涂漆。导电接触面应除锈并紧密连接。

以上3个条款没有明确螺栓个数，只要螺栓与管道的接触面有可靠的电气接触，如导电接触面应除锈并紧密连接或采用防松垫片等措施时可以不用跨接。

总结一：综合上述条款的要求就是：当法兰有2个螺栓以上（其实这条基本都满足，一般法兰处不会只有1个螺栓），不管是否存在腐蚀环境，接触面在安装前去锈和除油污，以及在安装时加防松螺帽的情况下就可不跨接。

好，2个螺栓的情况讲完了，接下来我们再讲讲0.03欧姆和5个螺栓的事情。同样，先看标准：《工业金属管道工程施工规范》（GB-），第7.13.1条，设计有静电接地要求的管道，当每对法兰或其他接头间电阻值超过0.03欧姆时，应设导线跨接。另外，GB、GB、SH的要求与上述描述均一致，这里就不罗列了。这些规范只要求一个条件，电阻值需达到0.03欧姆就可以不用跨接。大家都知道，所有防静电规范规定的静电接地系统静电接地电阻值只要不大于欧姆就能满足静电导通要求（各个防静电规范都这么规定，《防止静电、雷电和杂散电流引燃的措施》（SY/T-）里有这么两句解释：1、由绝缘导体产生的电火花易发生易燃放电情况。绝缘体上可以积聚的静电电荷的多少取决于静电荷产生的速度和电荷消散通路上的电阻值。从实际应用的目的出发，只要对地电阻小于1兆欧姆，静电的积聚便不会发生危险。2、从机械强度考虑，静电连通线通常都比较粗，因此其电阻也低。然而，静电消散并不需要这么低电阻，因为静电电流通常时微安级的，高达1兆欧姆的电气连通电阻对这些小的静电电流时合适的。），试想一下，法兰间0.03欧姆的电阻相对于足够静电导通的欧姆简直微乎其微，甚至可以忽略不计，欧姆可以导静电，反而法兰间大于0.03欧姆就不满足防静电要求？带着这个问题，我们直接来看防雷系列规范的母规《建筑物防雷设计规范》（GB-）第4.2.2条的第二款：当长金属物的弯头，阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03欧姆时，连接处应用金属线跨接。对于不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接。在这里，把0.03欧姆和5根螺栓的事都写到了，原来这两个是防雷要求，大家都知道，雷电具有感应作用，静电感应和电磁感应：

（一）静电感应：就是当金属屋顶或其他导体处于雷云和大地间所形成的电场中时，导体上就会积聚于雷云符号相反的大量电荷，雷云放电后，云与大地间的电场突然消失，导体上的电荷来不及立即流散，因而产生很高的对地电位，这样对地电位差称为“静电感应电压”。而且，这个静电感应出的电荷在雷云放电后可以在电缆及管道上产生雷电波。

（二）电磁感应：当雷云放电后，形成的雷电流具有极大的幅值和陡度，利用法拉第电磁感应原理，在它周围的空间会产生强大的变化的电磁场，处在这一电磁场中的导体会感应出较大的电动势。如果在强磁场中放置一个开口的金属环如下图，环上ab间感应的电动势足以使间隙产生火花发电。

如果由雷电产生的静电感应和电磁感应作用在管线法兰间，当电阻值大于0.03欧姆或非腐蚀环境小于5个螺栓，那就有放电的可能。至于为什么是这个数据，《雷规》第4.2.2条条文说明如下：连接处过渡电阻不大于0.03欧姆时，以及对于有不少于5根螺栓连接的法兰盘可不跨接的规定，是参考国外资料和国内的实践经验确定的。天津某单位安技科做过测试，一些记录见表4，有兴趣的朋友可以去看一下表4，其中发现同一个法兰在有跨接线和无跨接线两种情况下分别测试的接触电阻测量值基本一致。

所以，这就是“5根螺栓”、“0.03欧姆”最本质的出处，其目的就是为了防雷电感应，如果有其他规范出现同样要求，那基本可以判断是引用了该条款，如下面2个专业性规范：

1、《氢气站设计规范》第9.0.4条：有爆炸危险房问内的较大型金属物（如设备、管道、构架等）应进行良好的接地处理，是防雷电感应的主要措施。在正常环境无锈的情况下，管道接头、阀门、法兰盘等接触电阻一般均在0.03?以下。但若管道接头生锈，会使接触电阻增大。根据试验，螺栓连接的法兰盘之间如生锈腐蚀，在雷电流幅值相当低（10.7kA）的情况下，法兰盘间也能发生火花。氢气站如不注意经常检查并测试管道接头等的过渡电阻，一旦接头处生锈，则十分危险。

2、《石油库设计规范》第14.2防雷专门章节的第14.2.2条有写道：工艺管道的金属法兰连接处应跨接，当不少于5根螺栓连接时，在非腐蚀环境下可不跨接。

总结二：那通过《雷规》4.2.2条这个条款，我们可以知道对于管道法兰跨接防雷要求的3个信息：

1、建筑物中长金属的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻不应大于0.03Ω，如果大于那就要防雷跨接；

2、该标准中说明在非腐蚀环境下，同时有不少于5根螺栓连接的法兰盘（含弯头、阀门）时，可不采取跨接措施（哪怕过渡电阻大于0.03Ω也不用，虽然这么说有点过分，但至少不违规）。

3、由第2点，可以得出：“非腐蚀环境”和“5个螺栓”只要有1个条件不符合就要跨接。即在腐蚀环境下，即使有5根以上螺栓连接，也必须防雷跨接；在非腐蚀环境下，螺栓少于5根也要跨接。

很明显对于法兰跨接要求，对比防静电要求（上文蓝色字体总结一）和防雷要求（上文蓝色字体总结二），防雷要求明显高于防静电要求，对于企业来讲，不管是防静电要求还是防雷要求，国家标准必须都要遵守的，既然这样，问题就变的简单了，我们只要满足防雷要求就必定满足防静电要求。

好，那我们先看防雷要求的0.03欧姆，因为这个要求在实际工作中太不现实，不可能去测成千上万个法兰间的电阻值，还要定期去测，工作量太大，而且又是一个固定值，也没什么好讨论的，所以我这里就直接把这个要求pass。

接着我们讨论“腐蚀环境”和“5个螺栓”，规范提出“腐蚀环境”这个条件目的就是防止螺栓与法兰接触面受腐蚀导致电流导通失效，基于这个原因我这里把“腐蚀环境“分以下4种情况写：

1、如果管道内的物料具有腐蚀性（如氨、氯气等），那毫无疑问，肯定属于腐蚀环境，因为不存在绝对不泄露的法兰面，大气中多多少少存在一定浓度的腐蚀性气体，会对接触面造成影响；

2、如果管道内物料本身不属于腐蚀性介质，但存在腐蚀性的杂质，长时间也会导致接触面腐蚀严重。如原油，原油内存在一定浓度的含硫杂质等，接触面会被逸散出的硫化物腐蚀；

3、如果管道内物料既无腐蚀性，也无杂质，但是处于露天装置或者潮湿地区，会受大气、雨水（特别是环境差的地方，会有酸雨等），也会造成接触面的腐蚀；

4、如果管道内物料既无腐蚀性，也无杂质，但法兰、螺栓材质选择或者安装不规范，如碳钢和不锈钢，不锈钢与铜等不同材质接触会因为电位不同而引起的渗碳或电化学腐蚀，均有可能影响到螺栓与法兰接触面电阻值。（如《工业金属管道工程施工规范》（GB-），第7.13.3，有静电接地要求的不锈钢和有色金属管道，导线跨接或接地引线不得与管道直接连接，应采用同材质板过渡。）

总结三：金属管道法兰防雷防静电要求最终归结为以下两点：

1、如果真是“非腐蚀环境”，按防雷要求也很简单，5根以上螺栓连接就不用跨接，否者妥妥的接上跨接线。

2、如果不能排除“腐蚀环境”（通过以上分析，大多情况下属于“腐蚀环境”），好，不管几个螺栓（哪怕5个以上螺栓），按照防雷规范要求也必须跨接。

最后，我建议参照《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》（GB-）第7.2.1.3条、《化工企业静电接地设计规程》（HG/T-）第2.7.4条、《工业金属管道工程施工质量验收规范》（GB-）第7.3.9条等规范要求，在跨接处涂以电力复合脂、导电膏、二硫化钼油脂、石墨机油、石墨粉。因为大家再想想这个第2点，如果真的是“腐蚀环境”，也真的按照防雷规范设置了跨接线，就可以了吗？腐蚀环境既然可以对螺栓和法兰接触面进行腐蚀，为何不能对螺栓和跨接线之间接触面进行腐蚀？所以建议企业涂抹上述导电膏，一方面导电膏可以减少搭接处电接触面的膜电阻，又有油封作用，可阻止氧气和其他腐蚀性气体进入接触面，以阻止水汽侵入减轻腐蚀，第二方面导电膏在接触面正压力下，其导电微细颗粒形成网状导电通道，填充了接触面的微细空隙，增加了接触面的导电性能，第三方面避免经常维护更换跨接线，减少预算和工作量，一举三得！

文中引用了一些规范条文，也增加了许多本人个人理解，难免有不当之处，旨在抛砖引玉，谢谢！

转载请注明：http://www.abuoumao.com/hykz/157.html