铝件打磨时铝粉尘为什么会发生爆炸及怎样预防？

铝件打磨时产生的铝粉尘为什么会发生爆炸？

铝制品打磨抛光产生的细微粉尘，其表面Al2O3 钝化层被剥落，呈现出单质铝的活泼性质。一方面，铝是容易氧化的物质，其氧化放热的能量达到点火温度，可以引起自燃，粉尘集聚能够引发爆炸。另一方面，铝常温下可以与水反应，生成氢气，集聚的氢气遇点火源能够发生爆炸。

1、 铝粉氧化导致的爆炸

铝粉尘比表面积大，点火能量低，具有可燃性及导电性，容易发生燃烧爆炸。导致铝粉尘爆炸有以下五个因素。

(1)粉尘粒度：铝制品抛光打磨形成的粉尘颗粒度越小，单位质量的表面积越大，与氧反应就越迅速，产生爆炸的速率越大，通常粒度≤75 μm 的粉尘即可发生爆炸。

(2)粉尘云：铝粉尘分散在空气中形成粉尘云，粉尘云爆炸浓度下限为60 g/m3(D 50=23 μm)。收尘系统内的铝粉尘浓度往往是高于爆炸下限的，工作场所内长期沉降的粉尘受外力冲击飞扬，形成的粉尘云也是可以达到爆炸下限的。

(3)点火源：铝的粉尘云引燃温度为560 ℃，最小点火能29 mJ，属于高爆炸级别[1]。铝制品在打磨过程中产生的火花，工作环境中的明火、电气火花、静电、热表面均可构成点火源。

(4)有限空间：铝制品打磨涉及的生产车间、除尘器、风管都属有限空间，通常除尘器内粉尘的浓度最高，发生爆炸的几率最大。除尘器一旦发生爆炸，冲击波沿除尘通风管道回传，将沉积在工作场所台面、地面、梁柱上的粉尘吹扬起来，形成粉尘云，诱发二次爆炸。二次爆炸的能量、破坏力通常比一次爆炸更大。

(5)氧气：是铝粉尘爆炸的助燃气体，也是操作人员的生存气体。正常情况下工作场所的氧气浓度在20 %~22 %，难以人为调节。

2、 铝粉产生氢气导致的爆炸

铝在空气中易于氧化，其氧化产物Al2O3 附着在铝制品表面，形成致密的钝化膜，保护内层铝材不受侵蚀。铝制品在抛光打磨过程中，表面的钝化膜受到破坏，铝尘呈现出既有的化学活性。

铝可与水发生置换反应，产生氢气，反应方程式如下。

2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑

氢气是甲类易燃易爆气体，其在空气中的爆炸浓度范围

4 %~75 %(体积浓度)，在有限空间中，氢气的排放逸散十分重要。

1.3 控制铝粉尘爆炸的措施

3、铝粉尘浓度控制

铝粉的爆炸下限为60 g/m3，控制有限空间的粉尘云浓度低于爆炸下限，可以防止粉尘爆炸的发生。为此应采取以下控制措施。

(1)在工作场所设置在粉尘在线浓度监测装置。

(2)打磨台应与收尘系统连接，收尘系统必须保持有效运作。

(3)收尘系统应当及时卸灰，工作场所内的积尘必须及时清理。

3.1、点火源控制

铝制品打磨抛光作业中存在的点火源较多，控制措施有以下3 方面。

3.2、明火源的预防

打磨能够产生火花，应在除尘风管内设置火花捕集器，控制除尘系统内的点火源。工作场所内的动火作业，动火前应清理现场粉尘，动火及冷却期间停止粉尘作业。抛光打磨车间禁止吸烟。

3.3、 氢气控制

3.4、静电火源预防

生产区域内的所有机电设备应静电接地，形成可靠闭合的接地干线。