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        鋁件打磨時鋁粉塵為什么會發生爆炸及怎樣預防?

        點擊次數:186  發布時間:2022-11-09

        鋁件打磨時產生的鋁粉塵為什么會發生爆炸?

        鋁制品打磨拋光產生的細微粉塵,其表面Al2O3 鈍化層被剝落,呈現出單質鋁的活潑性質。一方面,鋁是容易氧化的物質,其氧化放熱的能量達到點火溫度,可以引起自燃,粉塵集聚能夠引發爆炸。另一方面,鋁常溫下可以與水反應,生成氫氣,集聚的氫氣遇點火源能夠發生爆炸。

        1、 鋁粉氧化導致的爆炸

        鋁粉塵比表面積大,點火能量低,具有可燃性及導電性,容易發生燃燒爆炸。導致鋁粉塵爆炸有以下五個因素。

        (1)粉塵粒度:鋁制品拋光打磨形成的粉塵顆粒度越小,單位質量的表面積越大,與氧反應就越迅速,產生爆炸的速率越大,通常粒度≤75 μm 的粉塵即可發生爆炸。

        (2)粉塵云:鋁粉塵分散在空氣中形成粉塵云,粉塵云爆炸濃度下限為60 g/m3(D 50=23 μm)。收塵系統內的鋁粉塵濃度往往是高于爆炸下限的,工作場所內長期沉降的粉塵受外力沖擊飛揚,形成的粉塵云也是可以達到爆炸下限的。

        (3)點火源:鋁的粉塵云引燃溫度為560 ℃,最小點火能29 mJ,屬于高爆炸級別[1]。鋁制品在打磨過程中產生的火花,工作環境中的明火、電氣火花、靜電、熱表面均可構成點火源。

        (4)有限空間:鋁制品打磨涉及的生產車間、除塵器、風管都屬有限空間,通常除塵器內粉塵的濃度最高,發生爆炸的幾率最大。除塵器一旦發生爆炸,沖擊波沿除塵通風管道回傳,將沉積在工作場所臺面、地面、梁柱上的粉塵吹揚起來,形成粉塵云,誘發二次爆炸。二次爆炸的能量、破壞力通常比一次爆炸更大。

        (5)氧氣:是鋁粉塵爆炸的助燃氣體,也是操作人員的生存氣體。正常情況下工作場所的氧氣濃度在20 %~22 %,難以人為調節。

        2、 鋁粉產生氫氣導致的爆炸

        鋁在空氣中易于氧化,其氧化產物Al2O3 附著在鋁制品表面,形成致密的鈍化膜,保護內層鋁材不受侵蝕。鋁制品在拋光打磨過程中,表面的鈍化膜受到破壞,鋁塵呈現出既有的化學活性。

        鋁可與水發生置換反應,產生氫氣,反應方程式如下。

        2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑

        氫氣是甲類易燃易爆氣體,其在空氣中的爆炸濃度范圍

        4 %~75 %(體積濃度),在有限空間中,氫氣的排放逸散十分重要。

        1.3 控制鋁粉塵爆炸的措施

        3、鋁粉塵濃度控制

        鋁粉的爆炸下限為60 g/m3,控制有限空間的粉塵云濃度低于爆炸下限,可以防止粉塵爆炸的發生。為此應采取以下控制措施。

        (1)在工作場所設置在粉塵在線濃度監測裝置。

        (2)打磨臺應與收塵系統連接,收塵系統必須保持有效運作。

        (3)收塵系統應當及時卸灰,工作場所內的積塵必須及時清理。

        3.1、點火源控制

        鋁制品打磨拋光作業中存在的點火源較多,控制措施有以下3 方面。

        3.2、明火源的預防

        打磨能夠產生火花,應在除塵風管內設置火花捕集器,控制除塵系統內的點火源。工作場所內的動火作業,動火前應清理現場粉塵,動火及冷卻期間停止粉塵作業。拋光打磨車間禁止吸煙。

        3.3、 氫氣控制

        室內禁止濕法作業,防止產生氫氣;室外可以采用濕法除塵,應及時逸散氫氣。

        (1)作業場所保持干燥,控制室內空氣濕度。

        (2)禁止室內使用地下管溝式排風除塵系統。

        (3)室外濕法除塵系統設置氫氣逸散口。

        (4)除塵器與室內管路連接處設置隔爆閥。


        3.4、靜電火源預防

        生產區域內的所有機電設備應靜電接地,形成可靠閉合的接地干線。

        3.5、 防爆電氣

        按《可燃性粉塵環境用電氣設備》(GB12476)選型、安裝、使用粉塵防爆電氣設備,不能用氣體防爆電機代替粉塵防爆電機。







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