鎂合金制品不是危險品!
區別對待危險品與鎂合金制品有利于鎂產業應用推廣
2016年01月26日 10:26 24938次瀏覽 來源: 中國有色金屬報 分類: 鎂資訊
目前,我國鎂合金犧牲陽極只用于熱水器內膽中,在石油管道等大型設備中并沒有涉及,本文作者光鈺科技(臨沂)有限公司副總經理房中學,通過對鎂合金犧牲陽極特性及加工儲運和應用過程的簡要分析,說明了鎂合金犧牲陽極產品與《危險化學品名錄》中與鎂有關的危險貨物的不同點,進而說明鎂合金犧牲陽極不屬于危險化學品(以下簡稱危化品)的范疇,呼吁大力擴大鎂的應用,推廣鎂犧牲陽極在石油管路等大型工業管道的防腐蝕中應用。同時,就其他鎂合金制品也作了進一步說明,以解決困擾鎂合金制品生產企業在GB/T28001職業健康安全管理體系建立和認證過程中是否需要取得安全生產許可證的問題。
犧牲陽極法陰極保護是用比鋼鐵的對地電位還要低的金屬和合金制成的陽極與被保護物(如石油管線和熱水器內膽等)連接,以陽極的腐蝕為代價,使被保護物不被腐蝕,為這種目的生產的陽極稱為犧牲陽極。犧牲陽極材料的材料主要有鎂合金、鋁合金和鋅合金三類,這三類材料的功能雖然相同,在實際應用生產過程、安全管理監督和職業健康安全認證過程中所受到的待遇卻是不一樣的,主要原因是這些部門都把包括鎂合金犧牲陽極在內的所有鎂合金制品都視為危化品進行管理,從而企業在安全生產運行和進行GB/T28001職業健康安全認證過程中需要做大量的輔助工作才能完成,企業運營成本大為上升。那么,鎂合金犧牲陽極到底應不應該列入危化品的范疇呢?
首先讓我們看一下危化品的定義和《危險化學品名錄》中與鎂有關的危險貨物。根據《危險化學品安全管理條例》第三條,危險化學品是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質,對人體、設施、環境具有危害的劇毒化學品和其他化學品。根據《危險化學品名錄》(2002版),目前與鎂有關的危險化學品大約有30項。包括鎂合金犧牲陽極在內的鎂合金制品有或多或少關聯的主要是第4類第1項易燃固體的41502和第3項遇濕易燃物品的43012(詳見《危險化學品名錄》)。
2015年2月27日由安全監管總局等10個部委聯合制定并新公布的《危險化學品目錄(2015版)》,2015新版目錄中列出的與鎂有關的危險化學品見表1。

2015年8月國家安監局組織編制了《危險化學品目錄(2015版)實施指南(試行)》,其中危險化學品分類信息表(2015)中的序號1572的產品“鎂”和1573的產品“鎂合金”都是有特定指向和含義的,分別特指鎂粉、鎂粒、鎂屑、帶狀鎂產品和片狀、帶狀或條狀,含鎂>50%的鎂合金產品。這就排除了包括鎂合金錠及鎂合金犧牲陽極等鎂合金加工件的產品。
因此,下面我們將從三個方面具體分析鎂合金犧牲陽極不屬于危化品的范疇。
鎂合金犧牲陽極與危化品的結構和形態不同
目前國內外所生產的鎂合金犧牲陽極包括鑄造鎂合金犧牲陽極和擠壓鎂合金犧牲兩種,是大量應用于地下管道和家用電熱水器上保護管道和熱水器內膽的陰極保護材料,從形狀上和表1中所列危險貨物不同,分別屬于大型塊狀陽極和圓棒狀陽極,見表2。
由此可見,鎂合金犧牲陽極無論以什么方式出現,都和非常容易燃燒的片狀、帶狀、條狀或粉狀的危險貨物不同。而且從結構上看,鎂合金犧牲陽極在加工過程中,中間都有一根鋼芯,用于在使用時支撐鎂合金犧牲陽極基體,同時可以起到導電的作用。鎂合金犧牲陽極在實際應用前,都需要和鋼芯連接一根電纜線(鑄造鎂陽極)或螺帽(擠壓鎂陽極),連接方式都需要高溫焊接過程,使電纜或螺帽與鋼芯連接在一起而鎂基本不會被熔化。
鎂合金犧牲陽極與危化品的加工與儲運條件不同
鎂合金犧牲陽極有鑄造和擠壓兩種成型方式,生產過程中原材料、半成品和成品無需通過特殊的手段進行保護。鑄造過程是將原生鎂錠、鋁錠、鋅錠等通過一定的配比,在電阻爐鋼坩堝內經過熔化、精煉、靜置、澆注等工序,在金屬模型中冷卻后,形成不同形狀的產品。熔化和精煉過程都使用鎂合金專用熔劑。和鋁、鋅類犧牲陽極一樣,只要正確識別生產過程中的危險源并加以控制,就不會發生安全事故。擠壓過程是將事先做好的鎂合金坯料經過預熱和擠壓工序,將鎂合金錠坯擠壓成各類直徑的產品,整個生產過程不會產生火災和爆炸事故。
從化學性質上,鎂是一種可燃金屬。然而,遵照認真編制的安全操作規程,鎂可以熔化,可以加工而不會發生任何事故。特別是在固態下,諸如鎂錠以及由鎂錠加工而成的鎂合金犧牲陽極和鎂合金型材、鎂合金壓鑄件等鎂合金制品,要讓其燃燒是很難的。鎂是一種優良的熱導體,而且作為實物,在其點燃前,整個件必須加熱到接近熔點溫度。通常這種情況不會發生,除非這塊固體鎂被其它來源的大火包圍。從這方面講,鎂合金犧牲陽極無需特別的包裝和防護,其儲存和運輸都非常方便。
相反,鎂在某些形式下,如危險貨物之帶狀鎂,就非常容易點燃。當鎂處于《危險化學品名錄》中的某一狀態時,必須采取相應的安全防護措施。比如鎂顆粒和鎂粉的加工,所有生產設備都必須接地保護,以防因產生靜電而發生火災和爆炸事故。同時,這類危險貨物儲存和運輸時也必須加以密封或通以保護氣體,在外包裝方面,也要按相關標準和規定貼上相應的危險品標識。
需要進一步說明的是,一般鎂合金犧牲陽極生產企業在生產過程所使用的鎂錠都是重熔用鎂錠,重熔用鎂錠與皮江法冶煉產生的粗鎂也有著本質的不同。粗鎂在未經過熔化做成鎂錠前,其內部結構還處于非常松散的結晶狀態,不適宜于大批量儲存,特別是夏天比較潮濕的季節,由于粗鎂的化學反應活性較高,在潮濕空氣中能自燃;遇水或酸發生反應放出氫氣及熱量, 能引起燃燒。

鎂合金犧牲陽極在應用過程中不會發生任何危險和危害
以用于地下金屬管道保護的鑄造鎂合金犧牲陽極為例來說明這個問題。由于鎂合金犧牲陽極的特點是密度小、電位負、與鋼鐵的保護電位差大、保護半徑大、單位重量發生電量大、被保護金屬易極化,特別適用于高電阻率的土壤和淡水中金屬的保護。因此,當鎂合金犧牲陽極通過電纜線等方式與地下被保護的金屬連接在一起后,鎂合金犧牲陽極和被保護金屬在土壤介質中就形成了一種大電池,此時被保護金屬體為陰極,由于鎂合金犧牲陽極的電位負于被保護金屬體的電位,在保護電池中是陽極,被腐蝕消耗,故此稱之為“犧牲”陽極。
由此可見,鎂合金犧牲陽極是有壽命周期的,隨著使用年限的延長,鎂合金犧牲陽極中的鎂不斷失去電子后形成鎂離子而被消耗,這種過程是非常安全的。同時,鎂合金犧牲陽極的最終產物是無毒的,無論是土壤中使用還是家用電熱水器中使用的鎂合金犧牲陽極,都不會對土壤和人體形成傷害。有文獻報道,鎂合金犧牲陽極用于電熱水器,還有利于人體健康。
為降低鎂合金犧牲陽極的腐蝕速率,有時需要由外部電源提供保護電流,外部電源通過埋地的輔助陽極將保護電流引入地下,通過土壤提供給被保護金屬,被保護金屬在大電池中仍為陰極,其表面只發生還原反應,不會再發生金屬離子的氧化反應,從而使腐蝕受到抑制。
與鎂合金犧牲陽極這種功能材料不同的是,危險貨物在使用時都有一定的危險性和毒性,而且一旦發生危險,都是瞬間爆發的,對環境和人體的危險程度都相當大。特別是生產鎂粉或顆粒的加工企業,因鎂粉著火等引起的火災或爆炸事故經常見諸有關報道。
結語
中國鎂產業正處在迅猛發展的階段。鎂作為減重、節能、環保的優異材料,在世界未來可持續發展中將發揮重要的作用。擴大鎂的應用不僅將是世界潮流,更是中國機遇,隨著鎂的冶煉和加工技術的發展以及生產成本的下降,中國鎂產業將蓄勢待發。為了鼓勵中國鎂產業的發展,除目前《危險化學品名錄》中所列具體產品外,建議安全管理監督和職業健康安全認證部門應當區別對待鎂合金制品企業,比如鎂合金壓鑄企業和鎂合金犧牲陽極這樣的專業生產企業,不能把這類企業所生產的產品統統列入危化品的范疇進行管理。
然而,提出這樣的建議,并不是減少企業安全生產的主體責任,相反,企業需要嚴格落實國家和地方有關安全的政策和管理條例,制定安全生產操作規程和管理制度,確保安全生產的措施得到落實和執行,確保生命和財產安全。
“危險化學品分類信息表(2015)”是各級安全監管部門判定危險化學品危險特性的重要依據。各級安全監管部門和職業健康安全認證機構針可根據《指南》中列出的各種危險化學品分類信息,有針對性地指導企業按照其所涉及的危險化學品危險特性采取有效防范措施,加強安全生產工作。我們不應該把鎂合金犧牲陽極和鎂合金壓鑄件這類鎂合金制品納入危化品的范疇,但同時可要求對生產該類鎂合金制品的企業實施并執行安全標準流程,同時加強監管和考核,從而,企業不但減輕了為進行安全生產評價、獲取安全生產許可證而帶來的運營成本的增加,而且為促進中國鎂產業的發展起到一定的推動作用。
責任編輯:淮金
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