在講這個問題之前，我們需要先了解一下管道的靜電接地，只有先讀懂了管道的靜電接地，才能了解為什么有的管道法蘭需要跨接，有的管道法蘭不需要跨接。
管道為什么需要靜電接地？
這個問題我簡述一下，主要原因是管道內(nèi)的物料會積聚電荷，當(dāng)電荷積聚到一定程度時，會擊穿兩個導(dǎo)體之間的空氣而產(chǎn)生火花，如果此時環(huán)境中存在易燃易爆氣體的話，就會點燃可燃?xì)怏w，發(fā)生爆燃現(xiàn)象。為了阻止爆燃就需要把管道積聚的電荷及時地引流到大地中，這就是管道靜電接地的本質(zhì)原因。當(dāng)然具體的放電量的大小、可燃?xì)怏w的點燃能量、擊穿電勢的大小等等，不再贅述，可參考具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
通過上段內(nèi)容的描述，很顯然并不是所有管道都必須進(jìn)行靜電接地的。
哪些管道必須靜電接地？
由于靜電接地的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實在太多，一一列舉過于麻煩，我就直接先寫條款內(nèi)容，然后注明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。具體哪一條款，私下里自己查吧。
以下管道需要靜電接地：
1、爆炸、火災(zāi)危險場所內(nèi)可能產(chǎn)生靜電危險的設(shè)備和管道，均應(yīng)采取靜電接地措施；
2、可燃?xì)怏w、液化烴、可燃液體、可燃固體的管道在下列部位應(yīng)設(shè)靜電接地設(shè)施：a)進(jìn)出裝置或設(shè)施處；b)爆炸危險場所的邊界；c)管道泵及泵入口永久過濾器、緩沖器等；
3、可燃液體、液化烴的裝卸棧臺和碼頭的管道，均應(yīng)做電氣連接并接地；
4、地上或非充沙管溝敷設(shè)的工藝管道的始端、末端、分支處以及直線段每隔200m~300m處，應(yīng)設(shè)置防靜電接地裝置；
5、埋地金屬管道可不做防靜電接地；
6、管道在進(jìn)出裝置區(qū)及生產(chǎn)廠房處、有爆炸危險的分解處、分支處應(yīng)做防靜電接地，長距離無分支管道應(yīng)每隔200m~300m接地一次；
7、輸送易燃易爆液體和氣體的管道和各種閥門；
8、生產(chǎn)、輸送可燃粉塵的設(shè)備和管線；
9、輸送液體石油產(chǎn)品的管路系統(tǒng)的所有金屬件，包括護(hù)套的金屬包覆層應(yīng)接地，對于金屬管路中間的非導(dǎo)體管路段，兩端的金屬管應(yīng)分別與接地干線相連。非導(dǎo)體管路段上的金屬件應(yīng)跨接、接地。
上述九項規(guī)定分別出自GB50160-2018《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》、GB50074-2014《石油庫設(shè)計規(guī)范》、SY/T0060-2017《油氣田防靜電接地設(shè)計規(guī)范》、SH/T3097-2017《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》、GB《13348-2009 液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》。
在上面列出的共九項的內(nèi)容中，如果存在以下情況的話，可以不用再做專門的靜電接地：
1、當(dāng)金屬導(dǎo)體已與防雷、電氣保護(hù)、防雜散電流、電磁屏蔽等的接地系統(tǒng)有電氣連接時；
2、金屬管道本身已作陰極保護(hù)時；
3、當(dāng)金屬導(dǎo)體之間有緊急的機(jī)械連接，并在任何情況下金屬接觸面間有足夠的靜電導(dǎo)通性時。
上述三項規(guī)定分別出自HG/T20546-2009《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計規(guī)定》、SH/T3097-2017《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》、HG/T20675-1990《化工企業(yè)靜電接地設(shè)計規(guī)程》。
上面具體講完了管道靜電接地的范圍和豁免條件，接下來我們進(jìn)入第二階段。
靜電接地的技術(shù)要求，即管道靜電接地該怎么做才是合格的？
讓我們再次回到本質(zhì)安全上來，靜電接地的主要目的就是把管道積聚的電荷及時地導(dǎo)入大地，電荷的移動就是我們常說的電流，那么靜電接地自然希望電流越大就越好，換句話說，靜電接地的電阻越小越好，那么具體電阻值達(dá)到多少算合格呢？
我們先來看看標(biāo)準(zhǔn)是怎么規(guī)定的：
1、靜電導(dǎo)體與大地間的總泄露電阻值在通常情況下應(yīng)不大于1MΩ。專設(shè)的靜電接地體的接地電阻值不宜大于100Ω；
2、金屬管道的電阻如果大于1MΩ，需要通過接頭特殊接地連接；
3、防靜電接地的接地電阻，不宜大于100Ω；
4、靜電接地系統(tǒng)的靜電接地電阻值通常情況下不應(yīng)大于1MΩ。每組專設(shè)的靜電接地體的對地電阻值不宜大于100Ω；
5、靜電接地系統(tǒng)的靜電接地電阻值不應(yīng)大于1MΩ。專設(shè)的靜電接地體的對地電阻值不應(yīng)大于100Ω。
上述五項規(guī)定分別出自GB13348-2009《液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》、GB/T3836.26-2019《爆炸性環(huán)境 第26部分：靜電危害 指南》、GB50074-2014《石油庫設(shè)計規(guī)范》、SY/T0060-2017《油氣田防靜電接地設(shè)計規(guī)范》、SH/T 3097-2017《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》、SY/T 7385-2017《防靜電安全技術(shù)規(guī)范》、HG/T20675-1990《化工企業(yè)靜電接地設(shè)計規(guī)程》。
通過剛剛上面的那段文字，大家可以看出國內(nèi)的靜電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是多么的豐富多彩，雖然都是重復(fù)性的條款，但好歹沒有沖突矛盾的地方。大家看了可能會問1MΩ和100Ω是怎么定的呢？是不是又是哪位專家拍腦袋定出來的呢？這次我可以負(fù)責(zé)任的跟大家說，這個還真不是拍腦袋定出來的，確確實實是計算出來的，具體怎么算出來的，我就不再細(xì)講了，感興趣的儀表同行可以查閱防爆界的標(biāo)準(zhǔn)圣書IEC60079標(biāo)準(zhǔn)系列第32篇。
金屬管道法蘭什么時候需要靜電跨接？靜電跨接的合格標(biāo)準(zhǔn)是什么？
從本質(zhì)原因上來講，管道法蘭之所以需要靜電跨接，是因為管道法蘭有可能會成為一個靜電積聚點，換句話說，管道法蘭可能存在絕緣的情況。那么管道法蘭在什么情況下會絕緣呢？
遺憾的是，這個問題國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)沒有提及，這就導(dǎo)致很多企業(yè)在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)時內(nèi)心里其實是充滿疑惑的，口服心不服，自然整改的意愿也就大大降低了。其實這個法蘭絕緣問題呢，我查閱了國外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范后，才弄清楚了，話說回來也是一個歷史遺留問題，國外的標(biāo)準(zhǔn)資料是這么說的：在金屬管道上所有接頭一般不需要采用等電位連接件(靜電跨接)，只有因為設(shè)計原因，沒有金屬與金屬接觸時，才宜使用。當(dāng)采用絕緣墊片及在管道外部刷漆而使螺栓不能與管道由可靠的電氣接觸時，才可能出現(xiàn)這種情況。
上述字體出自《IEC TS 60079-32-1-2013 Explosive atmospheres - Part 32-1: Electrostatic hazards - Guidance》，他的意思就是如果出于設(shè)計原因，管道中間某部分需要絕緣的話，這個必須靜電跨接了。另外當(dāng)管道法蘭采用絕緣墊片且由于管道刷漆使螺栓不能與管道有可靠的電氣接觸時，當(dāng)同時滿足這兩個條件時，才需要靜電跨接。
那么我們國內(nèi)的現(xiàn)狀又是什么樣呢？
由于歷史的原因，上了年紀(jì)的很多金屬管道采用了橡膠或石棉類絕緣墊片且管道法蘭一般也都做了防腐，這樣的話，的確需要進(jìn)行靜電跨接。但是現(xiàn)在的墊片大部分都是采用了金屬纏繞墊，另外管道法蘭即使做了防腐的話，與螺栓接觸的法蘭面防腐層實際上也會被破壞掉了，且在具體的工程實踐上，法蘭也很少做防腐的，都在裸露在外呈現(xiàn)出銹跡斑斑的褐色，所以這兩方面的因素基本上能保證法蘭之間的連接出現(xiàn)絕緣的可能性大大降低了。所以我的個人理解就是：如果我們能明確地判斷該管道法蘭不可能出現(xiàn)絕緣的話，比如采用了金屬墊片，法蘭未做防腐，采用金屬螺栓等，那么完全可以不用再做靜電跨接。
國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)中對于法蘭靜電跨接的標(biāo)準(zhǔn)條件是怎么規(guī)定的呢？又是怎么來判斷靜電跨接的合格標(biāo)準(zhǔn)呢？
我們先來看一下標(biāo)準(zhǔn)都是怎么規(guī)定的：
1、設(shè)計有靜電接地要求的管道，當(dāng)沒對法蘭接頭、螺紋接頭或其他接頭間電阻值大于0.03Ω時，應(yīng)設(shè)導(dǎo)線跨接；
2、靜電接地安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行測試，電阻值超過規(guī)定時應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；
3、當(dāng)每對法蘭或螺紋接頭間電阻值大于0.03Ω時，應(yīng)有導(dǎo)線跨接，并應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)SH3097和設(shè)計文件的有關(guān)規(guī)定；
4、對金屬管路中間的非導(dǎo)體管路段，除需做屏蔽保護(hù)外，非導(dǎo)體管路段上的金屬件應(yīng)跨接、接地；
5、靜電接地安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行測試，電阻值超過規(guī)定時應(yīng)進(jìn)行檢查與調(diào)整，并應(yīng)填寫《管道靜電接地測試記錄》；
6、在爆炸危險區(qū)域內(nèi)的工藝管道，其金屬法蘭連接處應(yīng)跨接，當(dāng)少于5根螺栓連接時，在非腐蝕環(huán)境下可不跨接；
7、閥門、法蘭盤等連接處的過渡電阻大于0.03Ω時，連接處應(yīng)用金屬線跨接。當(dāng)不少于5根螺栓連接時，在非腐蝕環(huán)境下可不跨接。
8、當(dāng)金屬法蘭采用金屬螺栓或卡子固定時，一般可不必另裝靜電跨接線，但應(yīng)保證至少有兩個螺栓或卡子間具有良好的導(dǎo)電接觸面；
9、輸油輸氣管道的法蘭連接處，當(dāng)少于5個螺栓連接時應(yīng)跨接；
10、當(dāng)金屬法蘭采用金屬螺栓或卡子固定時，一般可不必另裝靜電跨接線，在腐蝕條件下，應(yīng)保證至少有兩個螺栓或卡子間的接觸面，在安裝前去銹和除油污，以及在安裝時加防松螺母。
上述10項規(guī)定分別出自GB/T20801.4-2020《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 第4部分：制作與安裝》、SH3501-2011《石油化工有毒、可燃介質(zhì)鋼制管道工程施工及驗收規(guī)范》、GB13348-2009《液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》、GB50235-2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》、GB50074-2014《石油庫設(shè)計規(guī)范》、SY/T0060-2017《油氣田防靜電接地設(shè)計規(guī)范》、SH/T3097-2017《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》、HG/T20675-1990《化工企業(yè)靜電接地設(shè)計規(guī)程》。
看了上面的10項標(biāo)準(zhǔn)條款，大家第一時間是不是感到頭皮發(fā)麻，靜電標(biāo)準(zhǔn)的混亂在這里體現(xiàn)的淋漓盡致，重復(fù)還在其次，關(guān)鍵還有互相矛盾的地方，這就讓企業(yè)和專家們不知所從了。
在這里我的意見就是抓本質(zhì)安全，從技術(shù)層面上來落實本質(zhì)安全，而不是從標(biāo)準(zhǔn)層面上去追求形式安全。
這是所有包括專家、企業(yè)、政府等部門需要共同反思的地方。以前我總感覺老標(biāo)準(zhǔn)都過時了，基本上都采用新標(biāo)準(zhǔn)了，但是在這篇文章里，我感受到了老標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)務(wù)實的態(tài)度，我把上述10項內(nèi)容分別標(biāo)記了藍(lán)色和橘色，對于藍(lán)色內(nèi)容我還是保留自己的看法，不敢茍同，對于橘色內(nèi)容，尤其是最后一項，這個條款出自1990年發(fā)布的《化工企業(yè)靜電接地設(shè)計規(guī)程》，而且編制組還專門附帶繪制了靜電接地圖集(CD90B4-88)，在這里我看到了80年代老專家們科學(xué)務(wù)實的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，現(xiàn)在的新標(biāo)準(zhǔn)很少能寫的這么具體了。
管道法蘭的靜電跨接
對于管道法蘭的靜電跨接，我的建議是摒棄形式安全，保證本質(zhì)安全，具體做法如下，僅供參考：
1、金屬管道法蘭+金屬墊片+金屬螺栓+非腐蝕環(huán)境-不需要靜電跨接；
2、金屬管道法蘭+金屬墊片+金屬螺栓+腐蝕環(huán)境(螺栓大于4根)-不需要靜電跨接；
3、金屬管道法蘭+金屬墊片+金屬螺栓+腐蝕環(huán)境(螺栓少于4根)-靜電跨接；
4、金屬管道法蘭+非金屬墊片+金屬螺栓+非腐蝕環(huán)境(螺栓大于4根)-不需要靜電跨接；
5、金屬管道法蘭+非金屬墊片+金屬螺栓+腐蝕環(huán)境-靜電跨接。
關(guān)于靜電跨線用什么樣的連接線，我的回答只有一句話：“截面積大于等于6mm2的銅芯線或軟銅編織線都可以！都可以！都可以！重要的事情說三遍！”
作者：閆長嶺(青島麗東化工有限公司高級工程師)
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