لقد تعرض الجميع لتفريغ كهربائي عند لمس جسم ما أو أي شيء آخر. وهذا ما يسمى بالتفريغ الكهروستاتيكي (ESD).

على الرغم من أن هذه التأثيرات غير مهمة في الحياة اليومية، إلا أن التفريغ الكهروستاتيكي قد يكون ضارًا جدًا أو حتى خطيرًا في المجال الصناعي. لذا، فإن معرفة المزيد عن القفازات التي تُستخدم لمرة واحدة والمقاومة للتفريغ الكهروستاتيكي أمر بالغ الأهمية، وسيساعد في اختيار القفازات ذات الخصائص الجيدة في هذا المجال.

 

مشاكل التفريغ الكهروستاتيكي

في صناعات الإلكترونيات وأشباه الموصلات وتقنية النانو، على سبيل المثال، قد يتسبب إطلاق شرارة غير منضبطة في أضرار لا يمكن إصلاحها للأجهزة الإلكترونية، مما يؤدي إلى خسائر مالية فادحة. وفي مجالات أخرى، كصناعة الأدوية، يُعد تجنب التفريغ الكهروستاتيكي بالغ الأهمية لمنع خطر نشوب حريق أو انفجار في الأجواء القابلة للانفجار (مناطق ATEX). وهذا ضروري لحماية العمال من الأضرار الجسيمة أو التي لا يمكن إصلاحها.

 

عندما يكون من الضروري ارتداء قفازات يمكن التخلص منها في غرف العمليات النظيفة أو المختبرات، قد تكون الاعتبارات الرئيسية كما يلي:

• الحد من توليد الكهرباء الساكنة من القفاز، والذي قد يكون مصدراً للشرارات المحتملة.
• توجيه تيار الكهرباء الساكنة من القفازات إلى الأرض عبر الجسم أو عبر عنصر موصل.

 

بما أنه من المهم اختيار قفازات ESD التي تستخدم لمرة واحدة والملائمة لنشاطك، فمن المفيد فهم كيفية توليد الكهرباء الساكنة بالإضافة إلى مبدأ التفريغ الكهروستاتيكي.

 

فهم التفريغ الكهروستاتيكي من خلال بعض التعريفات والمفاهيم المفيدة

التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

عندما تتراكم الكهرباء الساكنة عن طريق الاتصال المباشر أو عن طريق مجال كهرساكن، فإن النقل السريع لهذه الشحنة بين الأجسام ذات الجهود الكهربائية المختلفة يسمى "التفريغ الكهروستاتيكي".

توليد التفريغ الكهروستاتيكي

عادةً، تتدفق الشحنة على شكل شرارة بين جسمين ذوي جهد كهربائي مختلف. ويمكن توليد الشحنة بإحدى الطريقتين التاليتين:

• عندما يتم فرك المواد المبددة / العازلة غير المتشابهة ببعضها البعض وفصلها بسرعة (على سبيل المثال، الاحتكاك، والمسح، وتدفق السوائل، والمشي والجري)، فإن هذا يسمى الشحن الاحتكاكي.

• عندما يكون أحد الجسمين سالبًا (الإلكترونات) والآخر موجبًا أو العكس (الفصل الاستقرائي).

 

التأريض (أو التوصيل بالأرض)

الأرض هي نقطة مرجعية في الدائرة الكهربائية تُجرى منها القياسات. عند إنشاء جسر موصل، تعمل الأرض عادةً على معادلة الشحنات المتعاكسة. إذا كان هناك اتصال موصل بالأرض بين أشخاص مشحونين أو ملابس مشحونة، فإن هذه الشحنات تتعادل. في الظروف العادية (عندما تكون الأرض مشحونة بشحنة سالبة)، تتدفق الشحنات نحو الأرض.

 

طرق اختبار قياس المقاومة

المقاومة الكهربائية خاصية تصف مدى مقاومة المادة لتدفق التيار الكهربائي عبرها. وتعتمد هذه الخاصية على نوع المادة والبيئة المحيطة. وكلما انخفضت قيمة المقاومة، كان ذلك أفضل للقفازات المقاومة للكهرباء الساكنة.

هناك 3 طرق اختبار رئيسية:

• السطح (تدفق الكهرباء عبر سطح المادة).
• عمودي (تدفق الكهرباء عبر المادة).
• أثناء الاستخدام (تدفق الكهرباء على سبيل المثال عندما تكون اليد داخل القفاز).

تُعدّ "المقاومة السطحية" (المقاسة بالأوم (Ω) - وفقًا للمعيار EN 1149-1:2006) سهلة القياس، ولكنها ليست ذات أهمية كبيرة بالنسبة للقفازات. فهي تعتمد على نوع المادة ومستوى تلوث سطحها. وبما أن التيار الكهربائي يسري عبر التلوث وليس على سطح المادة، فكلما زاد التلوث السطحي، انخفضت المقاومة السطحية. لذا، قد تكون للمقاومة السطحية أهمية محدودة في استخدام القفازات في غرف التنظيف.

"المقاومة الرأسية" (وفقًا للمعيار الأوروبي EN 1149-2:1997) مدى سهولة انتقال الشحنة عبر المادة. تجدر الإشارة إلى أنه مع ارتفاع مقاومة السطح وانخفاض المقاومة الرأسية، تسلك الشحنة مسار المقاومة الأقل، وهو المسار عبر المادة، وتنتقل بأمان إلى الأرض.

أخيرًا، مع "المقاومة أثناء الاستخدام"، يتحسن أداء قفازات النتريل في مقاومة التفريغ الكهروستاتيكي بشكل ملحوظ أثناء استخدامها. ويرتبط ذلك بارتفاع مستوى الرطوبة (التعرق). نادرًا ما يُؤخذ هذا الأمر في الاعتبار عند اختيار قفازات مقاومة التفريغ الكهروستاتيكي.

 

الفرق بين القفازات العازلة والموصلة والمبددة للشحنات الساكنة

عندما تكون قيمة المقاومة أقل من 10⁴ أوم، فإنها تعتبر مادة "موصلة" (حركة سريعة للكهرباء).

عندما تتراوح قيمة المقاومة النوعية بين 10⁴^و10¹¹ أوم^، تُعتبر المادة " مُبددة للشحنات" (حركة بطيئة للكهرباء). ويحدث التبدد على طول مسار المقاومة الأقل (عبر القفاز الذي يُستخدم لمرة واحدة إلى الجسم ثم إلى الأرض).

عندما تكون قيمة المقاومة > 10¹² أوم، فإنها تعتبر مادة "عازلة" (حركة قليلة أو معدومة للكهرباء).

يُستخدم مصطلح "مضاد للكهرباء الساكنة" على نطاق واسع، وهو ما يُسبب التباسًا لدى غير المختصين. في الواقع، يُمكن اعتبار القفاز "مضادًا للكهرباء الساكنة" إذا كانت مقاومته النوعية تتراوح بين 10¹⁰^و10¹² أوم^. بعبارة أخرى، هو قفاز مُبدد للشحنات الساكنة، لكن أداءه في مقاومة التفريغ الكهروستاتيكي ضعيف، ويكاد يُعتبر عازلًا.

 

اضمحلال الشحنة ووقت الاضمحلال

يؤدي انتقال الشحنة عبر مادة ما إلى انخفاض كثافة الشحنة أو جهد السطح عند نقطة ترسبها. يقيس التحلل الساكن الزمن اللازم لتفريغ الشحنة إلى الأرض (EN 1149-3:2004). زمن التحلل هو الوقت اللازم لانخفاض الجهد الكهروستاتيكي إلى نسبة مئوية محددة من قيمته الأولية. كلما كان أسرع، كان ذلك أفضل!

تذكر: المقاومة العمودية الجيدة المصحوبة بوقت اضمحلال سريع هي المزيج المناسب لقفازات الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي!

 

التركيز على الشحنة الكهروإجهادية

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على الشحن الاحتكاكي مثل المشي على أرضية من الفينيل، أو سجادة صناعية، أو التقاط كيس من البولي إيثيلين، أو غشاء قابل للانكماش على لوحة الدوائر المطبوعة، وما إلى ذلك... وبصفتك مشغلًا أو مدير جودة على سبيل المثال، هناك أسئلة يجب أن تطرحها على نفسك مثل:

• ما هو حجم مناطق التلامس؟
• ما هي سرعة تحرك المادتين باتجاه بعضهما البعض؟
• أين توجد المادتان في سلسلة المواد الكهروإجهادية؟
• هل الأسطح خشنة أم ناعمة؟
• ما مقدار الضغط الذي يضغط المواد معًا؟

 

وفيما يتعلق بالقفازات التي تستخدم لمرة واحدة والمضادة للكهرباء الساكنة، فإن العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها هي:

• ما هو مستوى الرطوبة؟
• ما هي المادة المصنوع منها القفازات التي تستخدم لمرة واحدة؟
• ما مدى نظافة المواد؟

 

تنبيه:
لا يوجد معيار عام لتحديد أداء الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي للقفازات التي تُستخدم لمرة واحدة.
حاليًا، يوجد المعيار EN 1149-5:2019 "متطلبات أداء المواد والتصميم" للملابس الواقية المشتتة للكهرباء، ولكن القفازات مستثناة منه! علاوة على ذلك، عند النظر في أداء الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي للقفازات الواقية المستخدمة في المناطق القابلة للانفجار أو الاشتعال، نعتمد بشكل متزايد على متطلبات أداء ATEX. في هذا السياق، يتجاوز المعيار EN 16350:2014 المعيار EN 1149-2:1997. مع استخدام نفس طريقة الاختبار، يحدد المعيار EN 16350:2014 متطلبات الأداء لخصائص المقاومة الرأسية للقفاز: Rv< 1.0 ×^10⁸ Ω.

 

كيفية السيطرة على التفريغ الكهروستاتيكي

كما سبق ذكره، هناك عدة عوامل تؤدي إلى توليد التفريغ الكهروستاتيكي.

لكن بعض التفاصيل قد تؤثر أيضاً على أداء مقاومة التفريغ الكهروستاتيكي

• أحزمة المعصم
• يُنصح بارتداء الأحذية تحت الملابس (ويوصى بإجراء فحص يومي)
• أشرطة توصيل بلاستيكية
• نوع الملابس الداخلية
• ملاءمة الملابس
• نوع الكرسي المستخدم
• تسريحة الشعر
• ...ونوع القفازات التي تستخدم لمرة واحدة!

ارتدِ سوارًا للمعصم عند الجلوس وسوارًا للقدمين على كلا الحذائين، مع التوصية بإجراء فحص يومي أو مراقبة مستمرة. كما يُنصح بارتداء ملابس واقية من الكهرباء الساكنة، مثل كمّ مُؤرض.

 

لتقليل المخاطر المرتبطة بالقفازات التي تستخدم لمرة واحدة، ينبغي مراعاة الاحتياطات المناسبة.

• استخدم مقاس القفازات المناسب: فكلما كان القفاز مناسبًا بشكل أفضل، كان الاتصال الكهربائي أفضل، وبالتالي اختفت الشرارة بشكل أسرع.
• ضع في اعتبارك أن الخصائص الكهروستاتيكية تعتمد على المادة وعلى الرطوبة.
• استخدم قفازات النتريل التي تستخدم لمرة واحدة: النتريل هو المادة المفضلة للتطبيقات الحساسة للكهرباء الساكنة والنظافة.
• ضع في اعتبارك جميع نتائج اختبار القفاز الذي تم اختباره وفقًا للمعايير EN 1149-1:2006 و EN 1149-2:1997 و EN 1149-3:2004.
• ... وتذكر أن الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي لا تعمل إلا عندما يكون الشخص موصولاً بالأرض بشكل صحيح!

 

تُعد قفازات ESD من معدات السلامة الموصى بها للعمل في معظم المختبرات وغرف الأبحاث النظيفة وما إلى ذلك... ويجب استخدامها بالتزامن مع أنواع أخرى من الحماية لتقليل خطر التفريغ الكهروستاتيكي.

 

قفازات النتريل المضادة للكهرباء الساكنة: الحل الأمثل

تؤثر مواد صناعة القفازات بشكل كبير على الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي. وفيما يلي أكثر مواد صناعة القفازات شيوعاً وخصائصها:

 

تُصنع العديد من قفازات SHIELD Scientific من مزيج من النتريل والنيوبرين. نسبة النيوبرين المستخدمة في قفازاتنا لتحسين الراحة ضئيلة ولا تؤثر على خصائصها المضادة للكهرباء الساكنة.

 

قفازات سيليكت SHIELD SCIENTIFIC المصنوعة من النتريل المقاومة للكهرباء الساكنة

جميع قفازات النتريل لدينا مقاومة للشحنات الساكنة، ولكنها تختلف في الأداء. لمساعدتك في اختيار قفاز النتريل الأنسب لعملياتك، ندعوك للتواصل مع SHIELD Scientific مندوب مبيعات. سيساعدك المندوب في اختيار أفضل قفاز مقاوم للشحنات الساكنة لمختبرك أو غرفة التنظيف، وسيزودك بشهادة مقاومة الشحنات الساكنة التي تتضمن جميع القياسات (المقاومة السطحية والعمودية وزمن التلاشي).

 

 

على مدى السنوات الخمس عشرة الماضية، سعت SHIELD Scientific جاهدةً لتوفير أفضل القفازات التي تُستخدم لمرة واحدة لعملائها. وإدراكًا منها لأهمية الوقاية من التلوث ومشاكل التفريغ الكهروستاتيكي في بعض الأنشطة، مثل صناعات أشباه الموصلات والأدوية، تُقدّم SHIELD Scientific مجموعة واسعة من قفازات النتريل المقاومة للتفريغ الكهروستاتيكي، والمثالية للاستخدام في غرف الأبحاث والمختبرات.

استشر دليل اختيار القفازات لاختيار قفاز الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي الأنسب لاحتياجاتك.