Tĩnh điện là gì? Nguyên nhân, tác hại và cách khử hiệu quả

Hiện tượng tĩnh điện là gì luôn là mối quan tâm hàng đầu bởi nó có thể gây ra cháy nổ, hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nhiều doanh nghiệp chưa ý thức được mức độ nguy hiểm và cách kiểm soát tĩnh điện hiệu quả. Bài viết dưới đây của Chuki Safety sẽ giúp bạn hiểu rõ bản chất của tĩnh điện, nguyên nhân và các phương pháp khử tĩnh điện hiện đại đang được áp dụng phổ biến hiện nay.

Tĩnh điện là gì?

Tĩnh điện là hiện tượng tích tụ điện tích trên bề mặt vật thể do sự mất cân bằng giữa điện tích dương và điện tích âm. Trong điều kiện bình thường, mọi vật thể đều có số lượng điện tích dương (proton) và điện tích âm (electron) bằng nhau, tạo trạng thái trung hòa về điện. Tuy nhiên, khi hai vật thể tiếp xúc và tách rời nhau, một số electron có thể di chuyển từ vật này sang vật kia, tạo ra sự mất cân bằng.

Nhiều người nhầm lẫn giữa tĩnh điện và dòng điện thông thường, tuy nhiên hai hiện tượng này có bản chất hoàn toàn khác nhau:

• Bản chất khác nhau: Dòng điện (điện động học) là chuyển động có hướng của các điện tích, trong khi tĩnh điện là điện tích tích tụ cố định trên bề mặt cách điện.
• Mức năng lượng và nguy cơ: Tĩnh điện có điện áp cao nhưng năng lượng thấp, gây giật nhẹ; dòng điện hoạt động có điện áp thấp hơn nhưng năng lượng lớn, nguy hiểm hơn.
• Khả năng kiểm soát: Dòng điện dễ điều khiển bằng công tắc, cầu dao, biến trở; tĩnh điện khó kiểm soát vì sinh ra tự nhiên qua ma sát và tiếp xúc.
• Biện pháp phòng ngừa tĩnh điện: Sử dụng ion hóa không khí, tiếp đất, vật liệu chống tĩnh điện để hạn chế tác động.

Nguyên nhân gây ra tĩnh điện

Hiểu rõ nguyên nhân hình thành tĩnh điện giúp doanh nghiệp và cá nhân áp dụng các biện pháp phòng ngừa hiệu quả ngay từ nguồn gốc.

• Ma sát và tiếp xúc vật liệu: Tĩnh điện sinh ra khi các vật liệu tiếp xúc và ma sát, do electron chuyển từ vật này sang vật khác theo dãy Triboelectric. Trong sản xuất, vận chuyển, băng tải, bột, băng dính và đi lại trên sàn đều tạo điện tích, và việc chọn vật liệu cùng thiết kế quy trình hợp lý giúp giảm tĩnh điện.
• Điều kiện môi trường: Độ ẩm thấp khiến tĩnh điện dễ tích tụ vì không khí trở nên cách điện, trong khi nhiệt độ ảnh hưởng gián tiếp qua độ ẩm và đặc tính vật liệu.
• Hoạt động sản xuất: Con người là một trong những nguồn tạo tĩnh điện lớn nhất trong môi trường sản xuất. Mỗi bước đi trên sàn nhà, đặc biệt là sàn phủ nhựa hoặc thảm, có thể tạo ra điện tích lên đến 15.000-35.000 volt tùy theo loại giày và vật liệu sàn.

Ứng dụng của tĩnh điện trong công nghiệp

Mặc dù tĩnh điện có nhiều tác hại, nhưng khi được kiểm soát đúng cách, nó trở thành công cụ hữu ích trong nhiều ứng dụng công nghiệp quan trọng.

Ứng dụng trong công nghệ sơn tĩnh điện

Sơn tĩnh điện là một trong những ứng dụng thành công nhất của tĩnh điện trong công nghiệp. Nguyên lý hoạt động dựa trên lực hút giữa các điện tích trái dấu. Hạt sơn được tích điện âm hoặc dương thông qua súng phun đặc biệt, trong khi bề mặt cần sơn được nối đất hoặc tích điện ngược dấu. Lực hút tĩnh điện sẽ kéo hạt sơn bay thẳng đến bề mặt và bám chặt vào đó, ngay cả ở các vị trí khó tiếp cận.

Ứng dụng trong ngành in ấn và sản xuất giấy

Ngành in ấn sử dụng tĩnh điện trong nhiều công đoạn khác nhau. Máy photocopy và máy in laser hoạt động dựa trên nguyên lý tích điện trống quang dẫn, thu hút bột mực tĩnh điện vào đúng vị trí cần in. Trong in offset và in flexo, tĩnh điện giúp giữ giấy ổn định khi di chuyển qua máy với tốc độ cao, tránh lệch vị trí gây lỗi in.

Ứng dụng trong thực phẩm và dược phẩm

Trong ngành thực phẩm, tĩnh điện được ứng dụng để tách bỏ tạp chất khỏi ngũ cốc, hạt giống bằng cách tích điện cho các hạt có kích thước khác nhau và sử dụng điện trường để phân loại. Công nghệ này giúp nâng cao độ tinh khiết của sản phẩm mà không cần dùng hóa chất.

Ứng dụng trong máy photocopy, máy in laser

Máy photocopy và máy in laser là ví dụ điển hình về ứng dụng tĩnh điện trong đời sống hàng ngày. Trống quang dẫn trong máy được tích điện đều khắp bề mặt bằng dây corona. Khi ánh sáng chiếu lên trống theo hình ảnh cần in, các vùng được chiếu sáng mất điện tích, tạo ra hình ảnh điện tích âm trên trống.

Cách khử tĩnh điện trên người và trong sản xuất

Ngăn ngừa sinh ra được thực hiện bằng cách lựa chọn vật liệu ít tích điện, giảm ma sát, tránh tiếp xúc và tách rời giữa các bề mặt khác loại. Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, việc loại bỏ hoàn toàn ma sát là không thể. Có thể tham khảo các cách sau đây:

• Sử dụng vòng đeo tay: Vòng đeo tay chống tĩnh điện (wrist strap) là thiết bị cơ bản nhất để bảo vệ linh kiện điện tử bằng cách liên tục xả điện tích tĩnh điện từ cơ thể người ra đất thông qua một dây dẫn có điện trở 1 megaohm an toàn.
• Tăng độ ẩm không khí: Các doanh nghiệp nên sử dụng hệ thống tạo ẩm công nghiệp (như máy phun sương siêu âm cho khu vực nhỏ hoặc phun ẩm áp suất cao cho nhà máy rộng) và kết hợp với hệ thống HVAC thông minh để kiểm soát, duy trì độ ẩm ổn định.
• Tiếp đất: Tiếp đất (Grounding) là phương pháp cơ bản nhất để khử tĩnh điện, theo đó tất cả máy móc, bàn làm việc và thiết bị kim loại phải được nối đất bằng dây dẫn có điện trở thấp.

Đối với các vật liệu cách điện như nhựa, giấy, vải không thể tiếp đất trực tiếp, cần sử dụng các thiết bị khử tĩnh điện chuyên dụng. Thiết bị thụ động như sợi carbon, kim phóng điện hoạt động bằng cách tạo ra các điểm nhọn giúp ion hóa không khí xung quanh nhờ điện trường cao. Còn về thiết bị chủ động như ionizer, thanh khử tĩnh điện, súng khử tĩnh điện hoạt động bằng cách tạo ra ion chủ động thông qua phóng điện corona hoặc phóng xạ.

Ở các nhà máy, cách để khử tĩnh điện phổ biến đó là bố trí khu vực EPA (ESD Protected Area). Khu vực này được đánh dấu rõ ràng, bề mặt làm việc và ghế ngồi nối đất, nhân viên mặc trang phục và đeo vòng tay chống tĩnh điện, vật liệu chỉ được phép là chống tĩnh điện. EPA được giám sát liên tục, với kiểm tra định kỳ thiết bị tiếp đất, điện trở sàn và hiệu quả ionizer để duy trì hoạt động đúng chuẩn.

Các trang bị bảo hộ chống tĩnh điện phổ biến

Trang bị bảo hộ cá nhân chống tĩnh điện đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sản phẩm và người lao động khỏi tác hại của tĩnh điện.

Giày chống tĩnh điện và công dụng trong nhà máy

Giày chống tĩnh điện (ESD shoes) được thiết kế với đế có điện trở bề mặt trong khoảng 10^5 đến 10^8 ohm, cho phép điện tích trên cơ thể xả về đất thông qua đế giày và sàn chống tĩnh điện.

Khác với giày thường có đế cao su cách điện, giày chống tĩnh điện sử dụng vật liệu dẫn điện vừa phải, đủ để tản tĩnh điện nhưng vẫn bảo vệ người đeo khỏi điện giật.

Găng tay chống tĩnh điện giúp bảo vệ sản phẩm và người lao động

Găng tay chống tĩnh điện được làm từ vật liệu như polyester, nylon pha sợi carbon hoặc phủ lớp polyurethane (PU) dẫn điện. Sợi carbon tạo thành mạng lưới dẫn điện trong vải, giúp xả tĩnh điện từ bàn tay ra ngoài khi găng tay tiếp xúc với bề mặt nối đất. Găng tay này bảo vệ linh kiện khỏi bị hỏng do tĩnh điện từ tay người, đồng thời bảo vệ tay người khỏi bị cắt, trầy xước khi thao tác.

Quần áo và mũ chống tĩnh điện trong phòng sạch

Quần áo chống tĩnh điện cho phòng sạch kết hợp cả hai chức năng: ngăn ngừa tĩnh điện và ngăn ngừa rơi rụng xơ vải, tế bào da. Chúng được làm từ vải polyester dệt với sợi carbon theo tỷ lệ nhất định, thường là vải lưới carbon 5mm hoặc 2,5mm tùy theo yêu cầu về độ sạch. Vải phải đủ dày để không thải xơ nhưng đủ thoáng để người mặc thoải mái làm việc cả ngày.

Chuki Safety – Đối tác cung cấp sản phẩm chống tĩnh điện

Chuki Safety là đối tác uy tín cung cấp đầy đủ các sản phẩm chống tĩnh điện đạt tiêu chuẩn quốc tế, phục vụ nhiều ngành từ điện tử, dược phẩm đến hóa chất và thực phẩm, giúp khách hàng tối ưu chi phí và hiệu quả kiểm soát tĩnh điện.

Chuki Safety cung cấp đa dạng vật tư phòng sạch như quần áo chống tĩnh điện, găng tay, khăn lau, giày, vòng đeo tay, thảm dính bụi và túi đựng linh kiện, tất cả đều được kiểm tra nghiêm ngặt về điện trở và chất lượng. Kho hàng dự trữ lớn đảm bảo giao hàng nhanh chóng, giúp doanh nghiệp duy trì sản xuất liên tục và an toàn trong môi trường kiểm soát tĩnh điện.

Hiểu rõ tĩnh điện là gì và áp dụng biện pháp khử phù hợp sẽ giúp doanh nghiệp bảo vệ con người, thiết bị và môi trường làm việc an toàn hơn. Đừng để tĩnh điện gây thiệt hại cho doanh nghiệp – hãy liên hệ Chuki Safety ngay hôm nay để được tư vấn các sản phẩm phòng chống tĩnh điện hiệu quả nhất.