Statisk elektricitet ger produktionsstörningar på grund av för låg luftfuktighet

Vilka problem genererar statisk elektricitet i produktionen?

De kalla månaderna på året uppstår det problem med statisk elektricitet. I synnerhet i produktionsmiljöer som elektronik- och plastindustrin skapar elektrisk uppladdning (ESD) oöverskådliga problem i produktionen. Problemen med statisk elektricitet förekommer särskilt i branscher som:

• Förpackning 
  
• Tryck 
  
• Papper 
  
• Plast 
  
• Textilier 
  
• Elektronik 
  
• Lackering
  
• Läkemedel
  

Statisk elektricitet är ett stort problem i produktionsmiljöer

Uppbyggnad av statisk elektricitet i tillverkningsmiljöer resulterar ofta i en sänkt produktionstakt, lägre produktkvalitet, säkerhetsproblem i form av okontrollerad gnistbildning samt fysisk skada på utrustning, i synnerhet elektronik och kretskort.

I de flesta produktionsmiljöer arbetar man med att reducera den statiska elektriciteten, men den viktigaste förutsättningen för att kunna kontrollera statisk elektricitet i produktionsmiljöer är den relativa luftfuktigheten. Denna viktiga faktor är dock ofta något som ofta förbises i arbetet med att införa skydd mot ESD. Som en tumregel bör luftfuktigheten ligga mellan 40–60 % RH i produktionsmiljöer för att de vanliga problemen med statisk elektricitet ska kunna undvikas.

Luftens fukthalt ska skydda mot elektrisk uppladdning

Luftbefuktning är ett mycket effektivt sätt att förhindra uppbyggnad av statisk elektricitet i tillverkningsmiljöer. För att friktion ska kunna generera en statisk laddning måste luftfuktigheten vara under 40 %. Med en luftfuktighet på mellan 40 och 60 % byggs den statiska elektriciteten fortfarande upp, men på en lägre nivå eftersom den läcker till jord via luftens fukthalt. Genom att se till att luften har en luftfuktighet på 60 % säkerställer man att statisk elektricitet inte kan ackumuleras.

"En stor del av problemet med statisk elektricitet beror på personal som rör sig i dessa torra rum med en luftfuktighet under 40 % RH och som därmed laddas upp vid små rörelser. När personen kommer i kontakt med arbetsbord och komponenter laddas denne upp, varvid skadorna uppstår."

Hur kan man undvika statisk elektricitet i produktionen?

Rätt luftfuktighet är avgörande för att avhjälpa statisk elektricitet. Särskilda åtgärder runt golv och skyddskläder ändrar inte på vatteninnehållet i luften. Den rätta luftfuktigheten ökar även effekten på anti-statisk och ioniseringsutrustning för att sprida de elektrostatiska laddningarna. Därför är luftbefuktning allmänt utbrett som en mycket effektiv metod att undvika att det byggs upp statisk elektricitet i produktionsmiljöer.

Genom att se till att luftfuktigheten i produktionen håller sig på 60 procent, fungerar luftens vatteninnehåll som en naturlig elektrisk ledare, som avleder eventuell statisk laddning. Vid en relativ luftfuktighet på 40 - 60 procent byggs det fortfarande upp statisk elektricitet men på en låg nivå, då elektriciteten avleds genom luftens fuktinnehåll. Därför rekommenderas en luftfuktighet på över 60 procent för att säkra att statisk elektricitet inte byggs upp.

Problem orsakade av för torr luft i elektronik- och plasttillverkning

Människor märker av elektriska stötar först vid 3000 volt, medan många elektriska komponenter tar skada redan vid 500 volt. Därför är elektronikprodukter extra känsliga för en allt för låg luftfuktighet. Det är inte enbart av hänsyn till de medarbetare som ska vistas i produktionsmiljön, utan även av produktionsmässiga skäl. Plasttillverkare upplever problem med statisk elektricitet i form av bland annat dimensionsändringar och frekventa maskinstopp.

Luftfuktare rekommenderas för produktioner

För stora miljöer som tryckerier och produktionslinjer är befuktare för direkt rumsbefuktning en effektiv och prisvärd lösning. Finfördelande munstycken monteras i innertaket och avger en fin vattendimma som höjer luftfuktigheten till den önskade nivån.

Låg luftfuktighet ökar risken för maskinstopp

Industrimaskiner genererar emellertid värme som kan göra att den statiska elektriciteten byggs upp eftersom maskinerna skapar ett eget, torrt mikroklimat. Värmen gör att luften i rummet torkas, vilket kan göra att det i en lokal med en total luftfuktighet på 60 % vid 18 °C kan finnas fickor med torr luft i anslutning till varma maskiner där luftfuktigheten är lägre än 45 %. Om den aktuella maskinen också skapar en friktion som gör att statisk elektricitet byggs upp, då finns det även risk för problem med statisk elektricitet.

Få mer information om fuktstyrning och kylning i industriella produktioner.

På platser där detta problem finns kan man använda sig av spraysystem som höjer luftfuktigheten i dessa områden. Enskilda munstycken som placeras direkt på maskinerna kan säkerställa att temperaturhöjningar inte resulterar i torr luft, med efterföljande uppbyggnad av statisk elektricitet.

Det är ett faktum att elektrisk uppladdning orsakar problem under 40 % relativ luftfuktighet. Fuktig luft hjälper till att sprida elektrostatiska laddningar genom att hålla ytor fuktiga, vilket ökar ytans ledande egenskaper. Betydande elektrostatiska spänningsnivåer kan ackumuleras vid fallande relativa luftfuktighet. Även vid en relativ luftfuktighet på 60 % RH kan det genereras betydande elektrostatiska spänningar. Därför behöver områden med ESD-problem en relativ luftfuktighet som håller sig mellan 40 och 60 % RH.

Vad är statisk elektricitet?

Stötar och gnistor som orsakas av statisk elektricitet uppstår oftast genom att ämnen gnids mot varandra och därmed skapar friktion. För att friktionen ska skapa en statisk laddning ska den relativa luftfuktigheten vara under 40 procent, vilket är situationen i många produktionsmiljöer. Fenomenet är även känt som ESD (electro static discharge).

Normalt sänker fukthalten i luften ytmotståndet för golv, mattor, bordstabletter osv. genom att låta våta partiklar skapa en svagt ledande film över en i övrigt isolerande yta. Om den relativa fuktigheten sjunker under 40 %, försvinner detta gynnsamma fenomen och därför går torr luft hand i hand med statisk elektricitet.

När luften är torr blir den en del av den elektrostatiska uppbyggnadsmekanismen varje gång det uppstår en rörelse i luften, t.ex. i form av luftkonditionering, över en isolerad yta. En stor del av problemet uppstår när personal flyttar in i torra produktionsrum och därmed laddas av även små rörelser. När personen kommer i kontakt med arbetsbord och komponenter kommer de att laddas och orsaka skadorna.

Hög relativ luftfuktighet ökar även effekten av antistatisk och joniseringsutrustning för spridningen av de elektrostatiska laddningarna. På så sätt bidrar befuktning till att öka skyddet mot ESD.

Vad är den rätta luftfuktigheten i min produktion?

Man kan naturligtvis ge råd utifrån standardiserade riktlinjer för elektronik, som beskrivet i den här artikeln. Det är emellertid viktigt att du får personlig rådgivning, så att vi som experter på området kan ha hänsyn till just dina behov och produktionsförhållanden. Därför erbjuder vi på Condair oss att besöka din produktionsanläggning för att kunna erbjuda dig det bästa lösningsförslaget.

Fördelar med Condairs befuktningslösningar för eliminering av statisk elektricitet:

• Lång erfarenhet av ett stort antal tillverkningsbranscher världen över. 
  
• Komplett produktutbud för att kunna möta kraven i varje projekt 
  
• Ökad produktionseffektivitet och minskad stilleståndstid för maskinerna 
  
• Energisnåla luftbefuktningssystem med låga driftskostnader 
  
• Lösningar som kräver lite underhåll för att minska behovet av löpande underhåll 
  
• Omfattande rådgivningstjänster, konstruktion, strömförsörjning, installation, driftsättning, underhåll och reservdelsförsörjning.
  
  

         

Författare: Johan Höckne, Technical Sales Manager
Condair AB