镁合金安全培训教材教材文档格式.docx
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近年来,通过大量的生产实践,人们已经逐步走出传统的误区。
其实理论上存在的危险性,在实践中并不能一概而论,事实上镁的块状固体相当安全,不会发生燃烧和爆炸。
甚至将镁块直接对着火焰加热和燃烧,也不会引起镁的燃烧。
即使镁块被引燃,只要将火焰撤离,镁块也会因为热量迅速散失,温度降至燃点以下,火焰会自动熄灭。
镁块具有热容量大、热量散失快、燃点高的特性。
镁块的燃烧必须是先将固体镁块加热到650℃(熔点),固体镁块溶化后再对液体的镁继续加热到1100℃(沸点),这时才会有镁蒸气逸出,气体的镁才具有极强的燃烧和爆炸危害性。
但是镁粉/镁屑、轻薄料的确也存在一定的燃烧、爆炸危害性。
一般认为:
当空气中镁粉尘浓度达到20mg/L时就可能引起爆炸;
直接对镁粉尘加热到340—560℃也可能引起镁粉尘的燃烧。
镁合金生产在压铸行业中发生的燃烧、爆炸事故也往往是由镁粉/镁屑、轻薄料引起的。
因此能否保证镁合金的生产安全,在镁合金熔炉工段,关键是避免镁汤和含氧物质及水分接触。
应特别注意不能混入饮料水、汗水,生产中使用的工具不能潮湿。
而在后加工工段,其关键在于对镁粉/镁屑、轻薄料能否进行有效管理和控制。
镁金属的物理性质
镁是银白色的金属,熔点648.8℃,沸点1107℃,高温下具有延展性。
它的密度是1.74克/厘米38℃-40℃是镁的燃点,活泼金属,遇湿易燃物品。
具刺激性,对眼、上呼吸道和皮肤有刺激性,吸入可引起咳嗽、胸痛等。
镁合金发生燃烧的化学反应机理
1.能在空气中燃烧,燃烧时产生强烈的白光并放出高热。
遇水或潮气猛烈反应放出氢气,大量放热,引起燃烧或爆炸。
粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定浓度时,遇火星会发生爆炸。
引燃温度340—560℃,爆炸下限[%(V/V)]:
44~59mg/m3,最小点火能40mJ。
2Mg+O2=2MgO释放大量热量
2.镁与水发生作用,产生氢气和产生放热反应,热量的聚集到一定程度时,会引起剧烈燃烧和爆炸。
Mg+H2O=MgO+H2↑
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
2H2+O2=2H2O释放大量热量
3.在潮湿状态下,镁与铁锈Fe2O3中的氧发生作用,产生剧烈的燃烧,释放出高热,发出耀眼的白光。
3Mg+Fe2O3=3MgO+2Fe发生剧烈反应
4.镁和河沙中的SiO2反应
2Mg+SiO2=2MgO+Si发生剧烈反应
镁合金的安全生产条件与要求
1对管理工作的要求
(1)管理的模式。
建立健全完善公司的安全管理机构,并实行公司、部门、班组三级管理模式。
(2)安全管理的核心内容。
“谁主管,谁负责”的原则。
“管生产必须管安全”的原则
(3)安全生产检查制度。
安全生产委员会每月二次“四查”工作:
查安全生产制度和安全生产作业规范的制定与落实,查有无违章操作的现象;
查是否存在不安全的隐患;
查不安全的隐患及是否得到及时、有效的整改。
(4)镁合金安全生产的中心任务是:
防止镁尘、镁粉、镁屑及镁的轻薄料发生燃烧和爆炸。
(5)镁火灾防护的“三防”和“四危害”。
“三防”,即防火、防水、防高温;
“四危害”,即强光、高热、迅猛燃烧、遇水爆炸。
(6)镁火灾防护八项措施:
1)尽早扑灭初期火灾;
2)断电;
3)报警;
4)降温;
5)禁水;
6)隔绝空气;
7)遇险逃生;
8)防止火源扩大。
2对安全生产条件的要求
(1)生产场地要求空间高,自然通风好,场地宽敞,有充足的避险逃生通道。
(2)建筑结构必须采用预制混凝土或砖混结构的不燃材料,门窗和室内设备应具有阻燃和防火功能。
(3)建筑车间应该分为若干个相互独立、保持有相对安全距离的区域。
(4)现场配置足够量的消防沙和ABC干粉灭火器,尤其是不得用水去扑灭镁合金火灾。
(5)消防器材的配置地点应该标志明显,取用方便,并实行专人维护和保养,不得挪作他用。
(6)作业区必须实行严格的禁火、禁水管制,并防止火星、火花的产生。
(7)电源线路、电器设备的安装必须符合国家安全规范的规定,经有国家资质的检测机构检测合格。
(8)应准备必要的呼吸器具。
3对操作人员的要求
(1)操作人员的个人防护是从事镁合金压铸的基本条件。
镁合金压铸人员的基本保护用品有工作服、安全帽、防护面罩、隔热石棉手套、防火衣裤(耐热700℃以上)、安全鞋。
操作人员上岗前必须进行相应的安全培训,并考试合格方能上岗。
(2)操作人员在进行作业以前,必须按规定正确穿戴劳动保护用品(穿劳保鞋,戴棉质口罩、平滑手套、平滑帽子,穿无口袋、无袖口的工作服),未穿戴防护用品的人员不能靠近作业区域,不能进行操作。
(3)操作人员不准带病、酒后及疲劳上岗,压铸作业区不能带入饮料、水、火种。
(4)生产现场必须保持整洁干燥,如发生漏油、漏水必须马上清理干净。
(5)生产现场及四周不允许存放易燃易爆物品,对本人工位上的镁粉/镁屑、轻薄料、必须每2h清理一次,并装入专用中转容器;
组长安排每班下班前运走和进行无害化处理,严禁堆放在生产现场造成安全隐患。
(6)操作人员在镁合金熔炼炉前加料、打渣时,必须穿好工作服,戴上头盔,防止汗液滴入镁汤中,防止飞溅,导致灼伤皮肤甚至引起爆炸。
4各生产工序的安全生产要求和防护措施
4.1镁合金熔炼区的安全与防护
镁合金熔炼时的常规保护措施比其他熔融金属的要求更加严格,要求生产人员必须使用面罩和防水衣。
对镁而言,水汽不论其来源如何,都会增大熔体发生爆炸和着火的危险,尤其是当汽水与镁汤接触时,会产生潜在的爆炸源H2。
4.1.1熔炉内火灾的控制和灭火
(1)熔炉火灾一般可分为坩埚中着火和坩埚破裂两种形式。
(2)坩埚中着火通常由于保护气体匮乏所致。
检点:
保护气体是否开启;
份量是否足够;
混合比正确与否;
有无备用瓶;
管路接头有无泄漏;
炉盖有无盖紧、密合。
操作中不应该经常开启炉盖。
(3)清渣前要预热清渣工具,清渣时会产生零星的火花,操作者不需为此惊慌。
(4)若因保护气体匮乏引起液面着火时,应立即丢入大量覆盖剂并施以充分的保护气体。
(5)一发现炉内冒出白烟,要沉着,迅速切断电源,通知相关人员,并立即穿戴防护用具。
由泄汤口排出或检视孔所见的镁汤量判断漏汤程度,作不同的应变处理。
若泄汤口未流出任何镁汤,则立即将覆盖剂丢入炉内及承汤皿中,然后用干燥的杓子从坩埚内舀出一些熔汤,接着连续丢入几支完全干燥的镁锭,使坩埚内的熔汤尽快凝固。
若泄汤口流出的镁汤量不多,呈绢丝状,则立即将覆盖剂大量丢入炉内及承汤皿中,在承汤皿尚未满前尽快用干燥的杓子将炉内的镁汤舀出一部份,然后连续丢入镁锭,使熔汤快速凝固。
若泄汤口流出的镁汤量大,如同倒水,这时要立即打开炉盖丢入大量的覆盖剂及镁锭,同时承汤皿也放入镁锭和大量的覆盖剂,能丢多少就丢多少,这时舀汤出来已失去时效性,不需再浪费时间。
接着离开现场,从远处监视其动静。
同体积下铝锭吸收的热量比镁高,因此,灭火时可考虑使用铝锭取代镁锭。
(6)干砂不可用于熔炉内灭火。
4.1.2镁合金锭熔化前的预热
由于温度和存放及运输过程中的相对温度变化,镁合金锭会吸收一定的水分。
镁合金锭总会具有气、裂纹和表面氧化,以上特征和水分有关。
在熔化之前把镁合金锭预热到150℃以除去水分。
4.1.3镁合金熔化、保温及停炉
(1)所有的清理工具和浇注杓子使用前必须在洗涤溶剂中洗涤,并预热以除水汽,目视完全干燥后方可使用,并且在入熔炉时缓慢放入。
(2)所有溶剂都必须密封保存,并保持干燥,含水量小于3%。
(3)工作场地应经常保持干燥、整洁、通风良好和道路畅通。
熔化区域的地板材料应耐热且不吸水,因普通水泥在金属溢出时会释放出水分,建议使用耐火砖和特种水泥
(4)防止燃烧/氧化,输入适当流量的保护气体,并且熔炉要密封性能良好,确保保护气体的供应不能中断。
炉盖不能冒烟
(5)在添加镁合金锭的和其它操作时,尽量减少炉盖口的打开时间。
(6)停炉时,只有当坩埚内温度低于350℃以下时,才可关掉保护气体。
(7)对坩埚要定期检查,防止坩埚裂纹和裂纹导致镁液泄漏。
(8)镁合金燃烧时,严禁用水、二氧化碳或泡沫灭火剂灭火,这些物质会催化镁的燃烧并引起爆炸。
严禁用砂子灭火,因为火势相当大时,SiO2与Mg
反应,放出大量的热并促使镁剧烈燃烧。
4.2镁合金压铸区的安全与防护
由于溶化的镁液易燃易爆,遇氧气剧烈燃烧,遇水爆炸,遇铁锈、有水分的混凝土、含硅的耐火材料等均会剧烈反应,且一旦发生火灾时难以扑灭,因此,对其压铸成套装备的性能、可靠性、安全性要求极高。
一般情况下,镁液初始的小面积的起火尚能采取一些措施补救,一旦引起大火或蔓延、爆炸,则无法控制和补救,将会造成巨大的人员、财产伤亡损失。
坩埚内层因镁液的腐蚀和SF6保护气体的腐蚀也可能穿孔,穿孔后溶化的镁液流出起火爆炸将造成重大灾害事故。
夏季易造成高温镁合金液的飞箭伤人或爆炸起火事故。
4.2.1镁合金压铸生产过程的要求
(1)镁合金压铸生产过程中,最重要的是保持现场的干燥、干净。
(2)压铸现场必须清洁,不允许有任何积水、油污存在,并要有良好的通风、排气条件。
(3)镁合金锭要存放在阴凉、干燥、通风的库房中,熔炼现场不宜存放过多的镁锭。
(4)镁合金的水口料、废料也应放在不燃的容器内单独存放。
生产现场的废料必须及时清理打扫,且应装在干燥的不燃容器内。
(5)打开镁合金熔炉前应检查各项电器、仪表是否工作正常,气管是否连接完好,防止N2和SF6的泄漏。
(6)加料前应检查各开口是否密闭,料嘴、料筒是否配合恰当。
加料后要迅速盖上加料口,防止空气过多进入熔炉而引起氧化燃烧。
(7)溶化镁合金必须有气体保护,不得将有杂质的镁锭、镁粉、镁渣加入。
进入熔炉前的镁锭和清渣工具必须干燥、无油,至少预热到150℃。
(8)要常检查冲头,不能漏水,否则可能发生爆炸和伤人。
另外冲头的冷却可用风冷,模具的加热及冷却一般用耐高温油。
(9)镁合金压铸冲头速度也比铝合金压铸的高,为避免飞料伤人,有时在模具上分型面部位加装飞料挡板。
压铸时前后安全门一定要关闭,操作者严禁站在分型面上。
(10)模具上的脱模剂要吹干,否则可能产生喷溅或伤人。
(11)不能对料筒喷脱模剂,否则可能产生喷溅和伤人。
(12)打碴时,动作要快,避免汗水和异物掉入熔炉中,炉碴放入干燥的铁桶后,要迅速洒上干硅沙覆盖,以防止氧化燃烧。
(13)压铸车间配置灭火器材,用于镁合金的灭火剂有干
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