Ilmankosteuden optimointi madaltaa staattisen sähkön vaaroja
Staattisen sähkön riskit voivat olla peräisin matalasta ilmankosteudesta. Riskit voivat vaurioittaa tuotannossa käytettäviä laitteita. Lisäksi henkilöstön hyvinvointi voi olla uhattuna. Matalaa ilmankosteutta voi kohentaa ilmankosteuden säädöllä. Se on usein kannattava investointi. Tämä artikkeli on sponsoroitu.
Staattinen sähkö muodostuu käytännössä silloin, kun materiaalin sähkövarauksessa on epätasapainotila. Epätasapainotilassa elektroneista on joko ylijäämää tai vajausta. Se muodostuu, kun kaksi pintaa ovat kosketuksissa toisiinsa. Tällöin kappaleiden välillä siirtyy elektroneja. Tutustumme ilmiöön tarkemmin tässä artikkelissa ja siihen,miten staattisen sähkön muodostumista voidaan estää.
Tribosähkönen ilmiö taustalla
Staattisen varauksen aiheuttajan on yleensä tribosähkönen ilmiö. Tämä sanahirviöltä kuulostava termi tarkoittaa käytännössä arkisemmalta kuulostavaa hankaussähköä. Sitä voi syntyä arkisista tilanteista, esimerkiksi hiusten kampaamisesta. Jos olet koskettanut muovikaidetta portaita kävellessäsi, olet saattanut kokea hankaussähkön ilmiön.
Tribosähköinen ilmiö synnyttää sähkövarausta tietynlaisiin materiaaleihin. Tämä tapahtuu, kun ne koskettavat toisiaan. Esimerkiksi ukkosmyrsky saa alkunsa, kun maan ja pilvien välille syntyy sähköstaattinen varaus. Ukkosen sähkö on siis hankaussähköä, joka muodostuu lumihiutaleiden, rakeiden ja jääneulasten törmäillessä toisiinsa.
Kun tietyt materiaalit koskettavat toisiaan, syntyy niiden välillä valenssielektroneja. Tämä aiheuttaa puolestaan staattista sähköä. Kun ilmankosteus on riittävän korkealla tasolla, voidaan sillä hillitä staattisen sähköä. Tämä perustuu sähkönjohtavuuden lisäämiseen, minkä ansiosta ilmankosteus pystyy sitomaan ja jakamaan ylimääräisen varauksen tasaisemmin.
Sähköstaattisen purkautumisessa on vaaransa
Mikään teknologia ei voi täysin estää staattista sähköä ja sitä esiintyy aina jollain tavalla tuotantoympäristössä. Ongelma lähtee liikenteeseen paikasta, jossa sähköstaattinen varaus purkautuu.
Tämä voi lisätä riskialttiutta huimasti, koska esimerkiksi elektroniikkatuotannossa jopa pieni purkaus voi johtaa puolijohteiden vaurioitumiseen. Vaurioituminen voi vahingoittaa valmistettavaa tuotetta pysyvästi, jolloin siitä tulee käyttökelvoton.
Ongelmat eivät liity ainoastaan staattisen sähkön purkautumiseen ja sähköiskuihin. Haasteensa tuo myös kappaleiden pinnoilla oleva sähköstaattisten varausten epätasapaino. Staattista sähköä muodostuu merkittävästi todennäköisemmin, jos suhteellinen ilmankosteus on alle 40 prosenttia.
Monissa tuotantoympäristöissä voidaan havaita otollisia paikkoja, joissa staattista sähköä voi muodostua. Jos ympäristössä on lämpötilaa nostavia lämmönlähteitä, alkaa ilmankosteus laskea. Sen takia ilmankosteuden tasoa kannattaa ylläpitää, jotta se olisi yli 40 prosentissa. Kosteusraja voi olla reippaasti enemmänkin ja optimaalinen taso on likimain 60 prosenttia monessa tapauksessa.
Apua aktiivisista ja passiivisista menetelmistä
Tuotannon teknologiassa pyritään ehkäisemään ainakin hieman sähköstaattista varausta. Sähköstaattinen varaus aiheuttaa ilmiselviä ongelmia, joihin pitää suhtautua vakavasti. Onneksi ratkaisuja löytyy ja keinot jaetaan aktiivisiin ja passiivisiin suojautumiskeinoihin.
Muun muassa työkalujen maadoitus, henkilöstön suojatoimenpiteet ja eristävien lattiamateriaalien käyttö ovat niin sanottuja passiivisia menetelmiä. Aktiivisiin menetelmiin kuuluvat taasen ilmankosteuden säätö, jolla tavoitellaan yleensä 40–60 prosentin tasoa.
Kosteuspitoisuus on riittävä, kun optimaalinen kosteus on kohdillaan. Sähköstaattiset varaukset voivat tällöin purkautua ilman suuria riskejä. Kosteustason laskiessa pinnoille muodostuu johtava kerros, joka tarjoaa lisäsuojaa.
Ilmankostutukseen kannattaa investoida, koska se on parhaimmillaan tehokas tapa lisätä tuottavuutta ja hyvinvointia. Vaarojen mahdollisuus pienenee, jolloin tuotantotilan kokonaiskuva paranee usein merkittävästi.