Ilmankosteuden säädöllä ratkaisu staattisen sähkön riskeihin

Matala ilmankosteus kasvattaa staattisen sähkön aiheuttamia riskejä. Siitä voi seurata laitevaurioita samalla kun henkilöstön työolosuhteet heikkenevät. Ratkaisu voi löytyä ilmankosteuden säädöllä, joka on usein kannattava investointi. Tämä artikkeli on sponsoroitu.

Staattinen sähkö on materiaalin sähkövarauksen epätasapainotila, jolloin elektroneista on joko vajausta tai ylijäämää. Epätasapainotila muodostuu kahden pinnan ollessa kosketuksissa toisiinsa, jolloin kappaleiden välillä siirtyy elektroneja. Tutustumme tarkemmin tähän ilmiöön ja kerromme, miten staattisen sähkön ehkäisy tuotannossa voidaan estää.

Staattisen sähkön taustatekijöitä

Staattisen varauksen aiheuttaa yleensä tribosähköinen ilmiö, joka käytännössä tarkoittaa hankaussähköä. Hankaussähköä voi muodostua arkisista askareita kuten hiusten kampaamisesta ja muovikaiteen koskettamisesta portaita kävellessä.

Tribosähköinen ilmiö muodostaa sähkövarausta tiettyihin materiaaleihin, kun ne koskettavat toisiaan. Niin ikään arkisessa esimerkissä, ukkosmyrskyssä pilvien ja maan välille muodostuu sähköstaattinen varaus. Ukkosen sähkö on siis hankaussähköä ja se muodostuu, kun pilvessä olevat lumihiutaleet, rakeet ja jääneulaset törmäilevät toisiinsa laskevan ja nousevan ilmavirtauksen rajapinnassa.

Materiaalien välillä siirtyy valenssielektroneja, kun materiaalit koskettavat toisiaan. Tällöin muodostuu staattista sähköä. Riittävästä ilmankosteudesta on hyötyä staattisen sähkön hillitsemisessä, koska se lisää sähkönjohtavuutta. Tämän ansiosta hyvä ilmankosteus pystyy sitomaan ja jakamaan tasaisemmin ylimääräisen varauksen.

Mitä vaaroja sähköstaattisen purkautumisessa voi olla?

Staattista sähköä ei voi täysin estää minkään teknologian avulla, vaan sitä esiintyy tuotantoympäristössä aina jollain tavalla. Ongelma on peräisin paikasta, jossa sähköstaattinen varaus purkautuu.

Tämä on riskialtista, koska esimerkiksi elektroniikkatuotannossa jopa erittäin pieni purkaus riittää puolijohteiden vaurioitumiseen. Vaurioituminen voi tehdä valmistettavasta tuotteesta käyttökelvottoman.

Staattisen sähkön purkautuminen ja sähköiskut eivät ole asian ainoa ongelma. Jos kappaleiden pinnoilla on sähköstaattisten varausten epätasapaino, tuo sekin haasteita. Staattisen sähkön muodostumisen mahdollisuus kasvaa merkittävästi, jos suhteellinen ilmankosteus ei yllä vähintään 40 prosentin tasolle.

Monet tuotantoympäristöt ovat otollisia paikkoja staattisen sähkön muodostumiselle. Ilmankosteus nimittäin laskee, jos ympäristössä on lämmönlähteitä, jotka nostavat lämpötilaa. Ratkaisu ongelmaan on ilmankosteuden ylläpitäminen yli 40 prosentissa. Kosteutta saa yleensä olla reippaasti enemmänkin, koska optimaalinen arvo on noin 60 prosenttia useimmissa tilanteissa.

Aktiivisilla ja passiivisilla menetelmillä apua

Sähköstaattista varausta pyritään ehkäisemään ainakin jonkin verran tuotantoteknologiassa. Sen aiheuttamat ongelmat ovat ilmiselvät ja niihin pitää suhtautua vakavasti. Purkautumisen suojautumiskeinoja on sekä aktiivisia että passiivisia.

Passiivisiin menetelmiin kuuluu esimerkiksi työkalujen maadoitus, henkilöstön suojatoimenpiteet ja eristävien lattiamateriaalien käyttö. Aktiivisia menetelmiä on esimerkiksi ilmankosteuden säätö, jolla pyritään yleensä noin 40–60 prosentin tasolle.

Kun optimaalinen kosteus on saavutettu, on kosteuspitoisuus riittävän korkea. Tällöin sähköstaattiset varaukset voivat purkautua ilman suurempia vaaroja. Kun kosteus laskee, pinnoille muodostuu johtava kerros. Tämä tarjoaa lisäsuojaa.

Ilmankostutuksen korkeapainejärjestelmä on kannattava investointi, koska se on kustannustehokas tapa parantaa tuottavuutta. Se ehkäisee hyvin vaaroja, jotka ovat peräisin sähköstaattisesta purkautumisesta.