鋁件打磨時產(chǎn)生的鋁粉塵為什么會發(fā)生爆炸？

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

1、 鋁粉氧化導(dǎo)致的爆炸

鋁粉塵比表面積大，點(diǎn)火能量低，具有可燃性及導(dǎo)電性，容易發(fā)生燃燒爆炸。導(dǎo)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(zhì)量的表面積越大，與氧反應(yīng)就越迅速，產(chǎn)生爆炸的速率越大，通常粒度≤75 μm 的粉塵即可發(fā)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(tǒng)內(nèi)的鋁粉塵濃度往往是高于爆炸下限的，工作場所內(nèi)長期沉降的粉塵受外力沖擊飛揚(yáng)，形成的粉塵云也是可以達(dá)到爆炸下限的。

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

(4)有限空間：鋁制品打磨涉及的生產(chǎn)車間、除塵器、風(fēng)管都屬有限空間，通常除塵器內(nèi)粉塵的濃度最高，發(fā)生爆炸的幾率最大。除塵器一旦發(fā)生爆炸，沖擊波沿除塵通風(fēng)管道回傳，將沉積在工作場所臺面、地面、梁柱上的粉塵吹揚(yáng)起來，形成粉塵云，誘發(fā)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?xì)怏w，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(diào)節(jié)。

2、 鋁粉產(chǎn)生氫氣導(dǎo)致的爆炸

鋁在空氣中易于氧化，其氧化產(chǎn)物Al2O3 附著在鋁制品表面，形成致密的鈍化膜，保護(hù)內(nèi)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(xiàn)出既有的化學(xué)活性。

鋁可與水發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)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(fā)生。為此應(yīng)采取以下控制措施。

(1)在工作場所設(shè)置在粉塵在線濃度監(jiān)測裝置。

(2)打磨臺應(yīng)與收塵系統(tǒng)連接，收塵系統(tǒng)必須保持有效運(yùn)作。

(3)收塵系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)及時卸灰，工作場所內(nèi)的積塵必須及時清理。

3.1、點(diǎn)火源控制

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

3.2、明火源的預(yù)防

打磨能夠產(chǎn)生火花，應(yīng)在除塵風(fēng)管內(nèi)設(shè)置火花捕集器，控制除塵系統(tǒng)內(nèi)的點(diǎn)火源。工作場所內(nèi)的動火作業(yè)，動火前應(yīng)清理現(xiàn)場粉塵，動火及冷卻期間停止粉塵作業(yè)。拋光打磨車間禁止吸煙。

3.3、 氫氣控制

3.4、靜電火源預(yù)防

生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的所有機(jī)電設(shè)備應(yīng)靜電接地，形成可靠閉合的接地干線。