Rys.1. Szereg elektryzacji zestawiony według reguły Coehna
Rys. 2. Tryboelektryzacja w układzie podawania farby proszkowej – tarcie cząstek farby o ścianki kanału pistoletu proszkowego z PTFE, 1 – korpus pistoletu z PTFE, 2 – elektroda uziemiona, V -prędkość ruchu cząstek farby
Elektryzacja przez indukcję
Zjawisko to ma miejsce, gdy przewodzący lub półprzewodzący przedmiot znajdzie się w silnym polu elektrostatycznym. Pole to indukuje ładunek elektrostatyczny na tym przedmiocie (następuje przepływ prądu), a po odłączeniu uziemienia od przedmiotu ładunek pozostaje na nim, mogąc być źródłem pola elektrostatycznego i wyładowań elektrostatycznych. Elektryzacja przez indukcję człowieka może prowadzić niejednokrotnie do mylnych wniosków, co jest rzeczywistym źródłem wyładowań elektrostatycznych. Wymienione przyczyny elektryzacji podczas elektrostatycznego osadzania farb proszkowych należy zaliczyć wprawdzie do podstawowych, lecz nie obejmują one wszystkich możliwych. Należy zaznaczyć, iż w większości przypadków w lakierniach proszkowych mamy do czynienia z jednoczesnym występowaniem kilku różnych procesów elektryzacji. Wyładowanie elektrostatyczne jako źródło zapłonu Z punktu widzenia bezpieczeństwa w strefach zagrożonych wybuchem elektryczność statyczna jest potencjalnym źródłem zapłonu. Temperatura kanału wyładowania elektrostatycznego (ESD) może osiągać wartość 10.000-20.000 K, a energia wyładowania może niejednokrotnie przewyższać wartość minimalnej energii zapłonu (MEZ) mieszanek wybuchowych. Rozróżniamy dwa podstawowe rodzaje wyładowań elektrostatycznych:
• zupełne (iskrowe – całkowite przebicie przestrzeni międzyelektrodowej),• niezupełne (np. ulot – częściowe przebicie przestrzeni międzyelektrodowej).
Wyładowania te mogą zachodzić w różnych układach (np. wyładowania od naładowanych części przewodzących lub półprzewodzących, wyładowania między dielektrykiem a częścią przewodzącą, wyładowania na powierzchni dielektryka itp.) Każdy z wymienionych rodzajów wyładowań może nieść inną energię oraz posiada inną dynamikę. Tak więc zagrożenia zapłonem są w każdym przypadku inne. Praktycznie przyjmuje się, iż niebezpieczeństwo zapłonu od wyładowania elektrostatycznego nie występuje, gdy:
Ww< k Wmin
gdzie:
Ww – energia wyładowania elektrostatycznego
Wmin – minimalna energia zapłonu mieszaniny wybuchowej (MEZ)
k – współczynnik bezpieczeństwa (typ. 0,1-0,4).Proste oszacowanie energii wyładowań elektrostatycznych pomiędzy naładowanymi częściami przewodzącymi można dokonać za pomocą wzoru:
Ww = 0,5C(U12 – U22)
gdzie:
Ww – energia wyładowania elektrostatyczna
U1 – napięcie pomiędzy częściami przed wyładowaniem,
U2 – napięcie pomiędzy częściami po wyładowaniu,
C – pojemność elektryczna.
Wartości C, U1, U2 w większości przypadków można zmierzyć lub oszacować. Szczególnym przypadkiem obiektu jest tu człowiek, którego ciało ze względu na znaczną ilość elektrolitów należy traktować jako przewodnik (półprzewodnik) (pojemność typowego stojącego człowieka względem ziemi wynosi 100-200 pF). Energia wyzwalana podczas wyładowania z ciała człowieka może osiągać w skrajnych przypadkach wartość nawet 50 mJ i być przyczyną zapłonu mieszanin pyłowo-powietrznych. W zakresie dolnych wartości energii wyładowań (w większości nieodczuwanych przez człowieka) ciało człowieka naładowane do potencjału poniżej 2kV może być źródłem zapłonu gazu miejskiego czy też mieszaniny eteru z tlenem.
Wyładowaniem elektrostatycznym, które może wyzwalać znaczne ilości energii jest wyładowanie powierzchniowe snopiaste (propagating surface discharge), rozwijające się na powierzchni naelektryzowanego dielektryka sąsiadującego z uziemioną powierzchnią. W wymienionym powyżej przypadku ocenę poziomu zagrożenia zapłonem można przeprowadzić rejestrując ładunek przenoszony podczas wyładowań i porównując go z ładunkiem dopuszczalnym dla mieszanin pyłowo-powietrznych qdop określonym za pomocą wzoru:qdop=3,3 10-8 Wmin
dla mieszanin pyłowo-powietrznych.
Stosowane w niektórych urządzeniach do napylania źródła wysokich napięć stałych i wyładowań ulotowych również mogą być przyczyną wyładowań elektrostatycznych. W większości współczesnych urządzeń tym źródła wysokiego napięcia są wbudowane w korpus głowicy napylającej farbę proszkową posiada wyprowadzona na zewnątrz elektrodę wysokiego napięcia [wyjaśnić zdanie, bo jest nielogiczne] (typ. 80-100 kV). Źródła te konstruowane są tak, by energia wyzwolona przy zbliżaniu do nich uziemionej elektrody metalowej nie przekraczała dopuszczalnych wartości.
Zakłócenia procesu technologicznego
Nadmierna elektryzacja może być przyczyną zakłóceń w funkcjonowaniu urządzeń lakierniczych i jakości uzyskiwanych powłok. Typowe z nich to zmiany w jakości osadzanych warstw proszkowych na skutek wyładowań elektrostatycznych.
• nierównomierne osadzenie proszku na skutek wyładowań ulotowych
