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    對于我國鋁工業(yè)提到最多的詞莫過于產(chǎn)能過剩，但孰不知有些產(chǎn)品我們還存在嚴(yán)重產(chǎn)能不足或是空白，尤其是高端產(chǎn)品，也正是由于我們存在太多這樣的短板，才造成了目前部份初級(jí)材料低價(jià)出口，深加工產(chǎn)品高價(jià)進(jìn)口的被動(dòng)局面。那么我們?nèi)绾瓮黄评Ь?？唯有補(bǔ)短板。在中央召開的經(jīng)濟(jì)會(huì)議上也提出了“補(bǔ)短板”將是今年經(jīng)濟(jì)工作的五大任務(wù)之一。對于中國鋁工業(yè)來說，補(bǔ)短板已是迫在眉睫。為此本版推出“補(bǔ)短板 大家談”專欄，好好說一說我國鋁工業(yè)究竟還有哪些短板需要盡快補(bǔ)一補(bǔ)。
    隨著工業(yè)的發(fā)展，油料及其他易燃易爆液態(tài)及氣態(tài)危險(xiǎn)化學(xué)產(chǎn)品的運(yùn)輸和儲(chǔ)存量越來越大，發(fā)生爆炸及火災(zāi)事故也會(huì)多一些，影響大，危害廣，給人們生活和企業(yè)生產(chǎn)帶來很大影響。因此，抑制油品、液化天然氣和危險(xiǎn)化工產(chǎn)品的爆炸和火災(zāi)就愈來愈引起人民的關(guān)注。據(jù)美國的粗略估計(jì)，1979年度由于爆炸而造成的損失超過1.5百億美元。中國由易燃易爆危險(xiǎn)品引起的爆炸損失也相當(dāng)驚人，1992年秦皇島油庫爆炸事件；后來深圳市危險(xiǎn)品倉庫又發(fā)生大火；2014年8月江蘇昆山市中榮金屬制品有限公司車輪拋光車間大爆炸，造成162人遇難。98人受傷；2015年天津市發(fā)生了震驚世界的大爆炸等等，給我們敲響警鐘。自20世紀(jì)70年代中期中國居民家庭開始使用罐裝液化氣以來，至2015年，全國保有約3000萬個(gè)液化氣罐，先后發(fā)生的著火與爆炸事件上千次，造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。由此可見，易燃易爆氣體、液體儲(chǔ)罐、槽、箱的安全防爆是一個(gè)刻不容緩而又不容忽視的重大問題。
    鋁合金抑爆材料
    為了防止容器內(nèi)易燃易爆液體、氣體或粉塵的爆炸，可向容器內(nèi)放置一種抑爆材料或抑爆裝置，在發(fā)生意外事故時(shí)，可防止容器爆炸。抑爆裝置由檢測初始爆炸傳感器和壓力式滅火罐組成，它在接受動(dòng)態(tài)信號(hào)后，可在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)使滅火劑罐開啟，立即噴出滅火劑，但它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格也不菲，維護(hù)工作量也大，使用時(shí)還受到滅火粉劑幾十米每秒擴(kuò)展速度的限制，當(dāng)可燃物質(zhì)的爆炸強(qiáng)度高時(shí)，抑爆劑無法對爆炸進(jìn)行有效控制，而只能起到限制爆炸范圍的作用。因此，必須研發(fā)新的抑爆材料。
    20世紀(jì)60年代，西班牙科學(xué)家率先研制泡沫狀聚氨脂抑爆材料，將其裝填于容器中，其中的孔洞起阻燃與抑爆作用，又不妨礙流體在其中自由流動(dòng)。但在濕熱環(huán)境，浸泡于燃油中的聚氨脂泡沫會(huì)水解破碎，使用期僅2a~5a。上世紀(jì)80年代加拿大、奧地利等國開發(fā)出新型的金屬抑爆材料，克服了聚氨脂抑爆材料的缺點(diǎn)，在軍事、工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和日常生活中得到了應(yīng)用。他們試驗(yàn)過Cu、Ni、Al等泡沫金屬與絲狀編織物，但是由于制造工藝復(fù)雜，成本高原因而沒有在實(shí)際中應(yīng)用。目前國外應(yīng)用的金屬抑爆材料是3003合金箔，用其制成蜂窩形網(wǎng)狀或球形抑爆產(chǎn)品。由于球的直徑較小，可以從油箱加油孔直接加入，使用方便，缺點(diǎn)是單位體積（m3）加入量和所占的體積較網(wǎng)狀抑爆材料的大。
    金屬抑爆材料是一種用金屬制造的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，將它裝入易燃易爆容器內(nèi)，在發(fā)生意外事故時(shí)，可以抑制或防止熔器內(nèi)可燃?xì)怏w或蒸汽的爆炸，避免容器破壞。從抑爆效果和使用性能考慮，抑爆產(chǎn)品原材料應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性、高的熱容量、低的密度、一定的力學(xué)強(qiáng)度、資源豐富、價(jià)格合理，可回收性好等，鋁可以滿足這些性能，是綜合性能上乘的抑爆材料。
    中國兵器工業(yè)總公司第五二研究所率先在中國研發(fā)抑爆材料，其性能已達(dá)到國際水平。他們的鋁合金網(wǎng)狀與球狀抑爆材料為3003合金或3A21合金箔材。這是第一代鋁合金抑爆材料，不但有較高的強(qiáng)度與良好的工藝性能，而且有一定的抗蝕性，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)影響燃料的性能，不需要特殊的維護(hù)。加入熔器內(nèi)的抑爆產(chǎn)品僅占容積的1.1%，加入量約為32kg/m3容積。該產(chǎn)品有足夠的力學(xué)強(qiáng)度，即使在盛裝燃料容器發(fā)生激烈晃動(dòng)時(shí)也不會(huì)破損或變形。他們曾將網(wǎng)狀抑爆產(chǎn)品裝入600mm×340mm×350mm容器內(nèi)。，再注水至容器高度的2/3處，水平晃動(dòng)容器頻率40次/min，移動(dòng)距離200mm。經(jīng)過40h晃動(dòng)后，抑爆產(chǎn)品無任何可見變形或破損跡象。抑爆產(chǎn)品可以明顯地減小容器內(nèi)液體的晃動(dòng)程度，使波動(dòng)沖擊力降低一個(gè)微量級(jí)。油箱充填鋁合金抑爆產(chǎn)品后還可以防止靜電產(chǎn)生和積累。
    淺說抑爆原理
    裝有易燃易爆流體容器中的可燃?xì)怏w或蒸汽與空氣的混合物在爆炸極限范圍時(shí)，如遇到一定能量的點(diǎn)火源就會(huì)發(fā)生爆炸。常規(guī)可燃?xì)怏w最大爆炸壓力0.7N/mm2~0.8N/mm2，乙炔的約為1.0N/mm2?？扇?xì)怏w最大爆炸壓力實(shí)際上與容器容積無關(guān)。容器容積大小僅影響可燃?xì)怏w最大壓力的上升速度，容積小最大壓力上長速度快。
    抑爆產(chǎn)品的抑爆原理與滅火器工作原理相似。油箱爆炸通常是由于油的揮發(fā)氣體快速燃燒，放出大量熱，油箱內(nèi)壓力急劇增高，超過油箱本身允許承受壓力。爆炸時(shí)封閉容器內(nèi)產(chǎn)生的最大壓力取決于初始?jí)毫怏w摩爾數(shù)變化和溫度變化。
    油箱內(nèi)放置鋁合金抑爆產(chǎn)品后，由于抑爆產(chǎn)品疊層中的網(wǎng)眼組成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，把油箱內(nèi)腔分成許多很小的“小室”，它們遏制火焰?zhèn)鞑?。同時(shí)這種蜂窩結(jié)構(gòu)在單位容積內(nèi)具有很高的表面效能，有極強(qiáng)的吸熱能力，可以迅速吸納絕大部分燃燒熱，使燃燒后的溫度大大下降，反應(yīng)氣體的膨脹程度大為縮小，容器內(nèi)壓力上升不多，容器內(nèi)壓力增高小，從而抑制了爆炸的發(fā)生。
    抑爆產(chǎn)品的性能
    現(xiàn)代化的抑爆產(chǎn)品是用3003或3A21合金箔制造的，3003合金是一種美國合金，而3A21合金是一種中國和俄羅斯合金，它們在成分方面的差別僅在于前者含0.05%Cu~0.20%Cu，其他成分（質(zhì)量%）完全相同：0.6Si，0.7Fe，1.0Mn~1.5Mn，0.10Zn，其他雜質(zhì)單個(gè)0.05、合計(jì)0.15,其余Al。加Cu是為了消除合金的點(diǎn)腐蝕，這就是說3003合金僅發(fā)生全面腐蝕，而3A21合金既會(huì)發(fā)生全面腐蝕又會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕。抑爆鋁箔一般厚0.05mm、寬250mm，H18或H24狀態(tài)，將其制成網(wǎng)狀（蜂窩狀）或球狀，中國目前用手工揉成團(tuán)，團(tuán)的直徑?jīng)Q于容器填裝口直徑。它們的性能穩(wěn)定，環(huán)境溫度、容器材料和容積對其功能均無影響，因而可以應(yīng)用于裝有任何可燃?xì)怏w或液體的容器中。
    網(wǎng)狀抑爆產(chǎn)品不僅能延緩罐體過熱，而且能減少液體的氣化速率，從而防止儲(chǔ)罐爆炸，其防爆機(jī)理在于多孔、導(dǎo)熱、導(dǎo)焰強(qiáng)化了對流換熱，流動(dòng)阻力越小，導(dǎo)熱效果越好，防爆效果也就越好。
    抑爆性能極佳
    此性能是網(wǎng)狀鋁合金箔防火抑爆材料最重要的作用。瑞士埃克塞斯（exess）公司曾委托中國臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究學(xué)會(huì)進(jìn)行了抑爆性能測試，比較了容器內(nèi)填充和未填充鋁箔網(wǎng)狀防火抑爆產(chǎn)品的安全情況，點(diǎn)燃了油氣-空氣混合體隨時(shí)間的變化，發(fā)現(xiàn)混合氣體燃燒產(chǎn)生的熱幾乎全部為鋁箔狀體吸收，可安全地對裝有可燃易爆危險(xiǎn)品的容器進(jìn)行維修定點(diǎn)焊接，而且用子彈射擊也未爆炸，顯示了鋁箔網(wǎng)狀防爆產(chǎn)品有極佳的防火抑爆效果。
    阻燃性能特強(qiáng)
    ?？巳构臼鞘澜缱畲蟮膶I(yè)研究和生產(chǎn)防火抑爆材料的公司，他們的試驗(yàn)證明，鋁合金箔防火抑爆產(chǎn)品能有效地控制容器內(nèi)油品蒸發(fā)，阻礙火勢的進(jìn)一步發(fā)展，具有極強(qiáng)的阻燃性能。
    抗沖擊性提升
    奧地利格拉茨技術(shù)大學(xué)機(jī)械學(xué)院斯特范（Steffan）教授對?？巳构揪W(wǎng)狀鋁箔防火抑爆產(chǎn)品的抗沖擊性能作了試驗(yàn)：能有效地降低外來沖擊力20%~50%。這就是說，鋁箔防火抑爆產(chǎn)品填充于油品容器內(nèi)相當(dāng)于提高了容器的力學(xué)性能，無疑是目前頻頻發(fā)生的易燃易爆危險(xiǎn)化工產(chǎn)品交通事故的克星。
    防靜電性能優(yōu)秀
    靜電是易燃易爆液體發(fā)生燃燒爆炸的重要原因，特別是它們在運(yùn)輸、注灌等動(dòng)態(tài)過程中，由于摩擦產(chǎn)生的靜電具有很大的危害性，極易造成火災(zāi)爆炸事故，因此，易燃易爆液體的靜電防護(hù)非常重要。網(wǎng)狀鋁箔防火易爆產(chǎn)品具有良好的導(dǎo)電性和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)連續(xù)性，可以屏蔽靜電與緩和靜電作用，是防止靜電著火與爆炸的優(yōu)秀產(chǎn)品。
    抗蝕性尚可
    3003合金網(wǎng)狀抑爆產(chǎn)品呈蜂窩狀，孔隙率高，是用鋁箔拉網(wǎng)后制成的，以一定的填充比例將其裝于易燃易爆流體儲(chǔ)運(yùn)或使用的箱、槽、罐中，可以有效地防止因明火、槍擊、意外撞擊等的著火爆炸事故，但至今尚未得到普遍有效的推廣應(yīng)用，主要原因是抑爆鋁箔網(wǎng)與球在油品中浸泡1a左右后抑爆產(chǎn)品與油的性能及品質(zhì)都隨時(shí)間的推移而下降，因?yàn)殇X箔在油中發(fā)生了晶間腐蝕。3003-H18合金防爆箔在油中浸泡與行車實(shí)驗(yàn)后的力學(xué)性能變化見表1及表2。由表中的數(shù)據(jù)可見，3003-H18鋁箔在油中浸泡后力學(xué)性能有所下降，伸長率下降幅度更大些，這是發(fā)生了腐蝕的典型表現(xiàn)，油的品質(zhì)指標(biāo)如膠質(zhì)值明顯上升、氧化安定性下降，也是鋁箔腐蝕造成的。