镁的安全
镁很美，但美需要呵护
中国镁合金压铸业如火如荼
更需要加倍的呵护
从你我开始
从安全意识开始
从工艺标准开始
从操作规程开始……
本文摘要: 随着各行业对高速、节能、环保、轻量化的要求日益突出，镁及镁合金压铸件在汽车、计算机、通讯等领域应用潜力巨大。但因镁具有易燃易爆等特点，在镁及镁合金工业生产和可循环经济中存在着一定安全事故和安全隐患。本文针对镁及镁合金的特性所带来的危害性，分析了镁及镁合金产业生命周期中存在的各种危险性及目前国内、外镁及镁合金压铸安全标准的制定执行情况，对镁及镁合金产业安全标准体系建设问题作了详细的论述。
关键词：镁及镁合金 安全标准 标准体系建设一、镁及镁合金的市场应用发展前景
一、镁及镁合金的市场应用发展前景
镁及镁合金技术的应用与需求在全球发展迅猛，从2004年到2005年，全球对原镁的需求增长了6%，西方世界对镁的需求由41万吨增长到43.5吨。中国对镁的需求由9万吨增长到12万吨。尤其是镁合金压铸件其优良的特性，使其需求量增长率最快，增速达到了8%。随着各行业对高速、节能、环保、轻量化的要求日益突出，镁合金压铸件在汽车、计算机、通讯等领域将有更大的需求量。目前国产汽车只有上海大众汽车公司的桑塔纳轿车采用了镁合金压铸件,镁合金用量仅为
西方国家镁合金的需求每年大概在16万吨，其压铸件占到全部需求量的34%。镁合金压铸件需求的强势，主要是欧洲在2004年推出了多款汽车，其在设计时都增加了对镁合金的应用。例如宝马6系列汽车发布了镁合金发动机壳体，戴姆勒克莱斯勒公司发布的7档镁合金变速箱壳体。由于这些汽车都已批量生产，使镁合金需求量巨大。如今国际上主要汽车零部件制造商正在大力开发新型的镁合金的零部件，以替代铝合金和钢的部件，在世界范围内石油危机的情况下，来为汽车、火车、等交通工具减重、降耗。
镁及镁合金技术的广泛应用，它正影响着人类生活的方方面面，减轻重量、降低能耗，减少环境污染，对全球工业的可持续发展和循环经济起到了极大的推动作用。
然而，辩证法告诉我们,事物总是一分为二的，凡事“有一利必有一弊”。人们在分享镁及镁合金合技术给人类生活带来极大便利的同时，也不得不面临着安全问题的严峻考验。
二、镁及镁合金产业存在的危险性
镁及镁合金的危险性都源自于它与含氧物质的激烈反应，主要表现在：
1、燃烧/氧化： 镁原子与氧气产生氧化甚至燃烧 2Mg＋O2→2MgO
2、快速膨胀、蒸发：水侵入镁液中使水快速蒸发，体积快速膨胀，镁液被震碎呈小滴状飞溅。Mg(liq)＋H2O(liq)→H2O(vap)＋Mg(fine droplets)
3、氢爆：镁粉与水反应释放氢气，同时产生氢爆，氢又与空气中的氧反应成水，造成循环反应。Mg＋H2O→MgO＋H2 2H2＋O2→2H2O
4、铝热反应：镁遇铁锈产生激烈的放热反应 3Mg＋Fe2O3→3MgO＋2Fe
5、硅化反应：镁与氧化硅(硅砂)产生激烈的放热反应 2Mg＋SiO2→2MgO＋Si
镁及镁合金的燃烧与爆炸是镁产业中的的重要安全隐患。来自北美地区健康安全分委会对新闻媒体已报道的关于镁金属引起的火灾和爆炸而造成的事故调查，该项调查报告记录了64宗北美地区被报道的事故，既包括少见的关于数吨镁金属燃烧的巨大事故的电视新闻报到，也包括了在汽车发生撞击时，汽车零部件发生燃烧的事故的报道。在64宗事故报道中，重大安全事故有17例，占事故比例的26.6%。其事故分布见下表:
其中：
1、镁金属铸造发生过两次重大事故。一次是一个工人在粉尘火灾中丧生，另一次是熔融的金属溢出点燃了镁金属铸锭。
2、镁金属的研磨设备发生了一起重大事故，设备损害，但没有人员伤亡；
3、镁金属的回收设备发生了三起重大事故。这些事故，虽然看起来规模宏大，并且损失了重要设备，但没有造成重大的伤亡。
4、发生在北美地区的第十六起颗粒粉尘爆炸事故(2003年)，该事故导致十人丧生。
由于镁合金的性质活泼，易燃易爆，故对镁合金压铸设备的性能、可靠性、安全性要求也很高，劣质的设备存在着潜在的危险。在应用过程中，国内外均发生过很多因设备问题造成的重大安全事故。举例如下：
1998年12月，日本兵库县一压铸工场发生镁熔炉坩埚破裂泄漏事故，大量镁液流出到机器床身和地面，继而发生大火，工场全部烧毁，多人伤亡。
1999年3月，日本三重县一工场发生熔融镁液泄漏起火事故，镁液由坩埚腐蚀孔中流出，与炉内隔热耐火材料反应起火，车间烧毁。
1996年至2001年间，陕西西北林机厂采用老式普通冷室压铸机和土法简易熔炉生产镁合金壳体，多次发生重大安全事故。一次高温镁液射入模腔时突发爆炸，炸开锁模机构，火球冲出，使当时正在现场的该厂总工艺师等人受伤；一次熔炉坩埚腐蚀穿孔泄漏起火，白光耀眼，火势迅速扩散，该厂紧急用卡车调运细砂，将机器熔炉全部堆覆，才使火势得到初步控制。
分析研究各种事故的原因，我们可以看出这些事故都有一个明显的特征，那就是绝大多数镁事故都发生在那些对镁金属知识了解不够，安全标准管理意识淡薄，无规范的安全管理法规约束和缺乏安全标准知识训练，对突发事件处理准备最不充分的场所和企业。
三、镁及镁合金产业安全标准体系建设的重要意义及紧迫性
(一)镁产业安全标准体系建设的重要意义
镁产业所发生的事故触目惊心。镁及镁合金产业正在飞速发展，解决好镁及镁合金技术领域里的安全事故问题，首要任务就是尽快建立起完善的镁及镁合金产业安全标准体系及相应的技术法规，制定出具有普遍兼容性、前瞻性安全标准，为镁及镁合金产业的开发者、管理者和使用者提供指导，使该领域解决安全问题、克服安全隐患有章可循，有标可依。用强制执行的法律手段来整治镁及镁合金产业给人类所造成的安全事故和安全隐患，使这一产业获得最佳秩序和最大社会效益。
(二)安全标准体系建设的紧迫性
1、由于镁及镁合金具有质轻、耐用、减振、屏蔽、等功能和节能、可回收、环保等特点，符合可持续发展的要求；中国大陆把镁产业列入国家“十五”和“十一五”科技攻关项目。所以有大量新生企业纷纷进入镁产业，这些企业的进入，将蕴藏着严重的安全隐患。
2、镁产业在中国是正在蓬勃发展的新型行业。若不尽快建立起完善的安全标准体系，政府对新生产业的技术监督就无章可循。中国在“十五、十一五”战略规划中高度重视标准化工作和安全生产和安全保障问题，并在安全方面实行一票否决制。
3、安全技术标准是国际技术交流和贸易中最重要的游戏规则，没有这一规则，镁产品的国际贸易就会有贸易障碍。
四、镁及镁合金产业安全标准体系的建设
安全问题涉及到全球镁及镁合金产业的安全与利益，所以倍受人们关注。为了维护国家、地区及行业的安全与利益，世界各国、各行业以及国际性标准化组织都组织了相应的机构来研究安全标准。具不完全统计，由中国、欧盟、美国、英国、德国相关组织制定的与镁及镁合金安全作业技术有关的机械安全技术标准就有37项。
通过国内国际标准网络信息检索，直接以镁及镁合金开采、熔练、加工技术制定的的安全标准，目前还相当匮乏。至今，在世界范围内尚未形成统一的、公认的标准体系结构。
镁产业的循环周期涉及到镁矿的开采；初生原料和次生原料的熔练生产；镁制品加工制造、零售、消费、回收。在这一系列的产业中，需要更多的镁工业中知识丰富的专家、学者、政府以及社会团体一起为镁产业的安全、防护、环保和再回收而努力，共同组建镁及镁合金产业安全标准体系。
镁产业安全标准体系是其安全生产保障体系十分重要的技术体系。其主要作用一是确保有关产品、设施的安全技术先进性、可靠性和一致性，确保安全技术工程的整体合理。.二是按国际规则实行市场准入时为相关产品的安全性合格评定提供依据，以强化和保证各国镁工业产品、工程、服务的技术自主可控。
建立一个完整统一、科学先进、符合镁工业持续发展的安全标准体系总体框架，笔者认为应考虑以下几个方面：
第一,安全标准体系表要涵盖整个镁工业产业链的生命周期。
第二,将风险分析原则应用于产业链安全标准体系的建立过程中。
第三，应充分考虑技术法规、标准和合格评定程序三者协同作用。
第四，还要建立系统、功能完善、权威的镁工业安全标准数据库，可以快速便捷地查询国内外镁产业安全标准、技术法规的相关信息。
笔者根据标准化原理和对镁产业安全问题深入探讨，对镁及镁合金安全标准体系建设提出如下结构草案：
●镁矿的开采安全技术与管理标准；
●镁初生原料和次生原料的熔练生产安全技术与管理标准；
●镁制品加工生产及回收安全及防护技术与管理标准；
●镁制品加工装备安全设计技术标准；
●镁废品回收及处理安全技术与管理标准；
●安全服务与标准指南（如解释性文件、风险分析等）；
●安全管理支持性文件和标准（如术语、安全性评估准则）；
●系统和产品安全评估与认证标准。
由镁及镁合金产生的热危险、机械危险、电气控制系统危险、火灾危险、噪声危险、气体、烟雾、蒸汽、粉尘等引起的危险。在制定安全标准时，应用标准化的简化、统一、协调原理，从技术上分析这些危险的重要度，按不同危险程度确立安全措施和工艺方法，制定强制性安全技术标准和安全生产管理规范，由政府技术监督机构组织安全认证，强制执行安全标准和安全生产管理规范。设计一套完善的标准认证程序和应急计划来避免事故的发生或将事故隐患减到最小。这些安全系统需要经常审核，在企业形成强有力的安全文化，把检查和训练列为各级管理部门的例行程序，以保证其有效性。
五、结论
21世纪是镁及镁合金产业飞速发展的时代, 在“得标准者得天下”的全球市场战略中，谁掌握了标准制定权，谁就掌握了市场的主动权。镁产业制造者必须尽快行动起来，对已有的国内外先进的安全标准进行消化、研究,标准再创新。
中国在镁原料开采、镁的熔炼、镁制品加工方面的安全技术标准和技术监督机制还远远不够系统、完善。建立起镁及镁合金压铸产业安全标准体系，并在汽车、家电、通讯等领域的龙头企业强制实施，从而带动整个镁及镁合金压铸业的安全稳步发展,通过安全标准的制定、宣导和强制执行，使镁工业在全球真正成为可持续发展的绿色工业。
杨晓娟 女 高级工程师，1987年毕业于合肥工业大学工业管理工程系。
1987-1997分别于安徽电气开关厂和橡胶制品厂任产品设计和工艺设计工程师、技术科长、生管经理。1997-2007在深圳力劲集团任标准化工程师、品质工程师,总工标准办主任，深圳标准化专家。对镁及镁合金安全技术标准及相关联安全标准技术有较为深入、综合的研究。
主要技术成果：
1、1992年荣获安徽省安庆市科技成果二等奖。
2、1999年荣获深圳市优秀论文奖。
3、2001荣获中国标准化成果一等奖。
4、2003年荣获深圳市科技成果一等奖和广东省科技成果二等奖。
5、在《中国标准化》和《中国国际压铸论文集》上分别发表论文6篇。
6、参与编制的《热室压铸机》教材由中国机械工业出版社出版。
7、独立制定企业标准30多篇，组织制定企业标准300多篇,直接指导企业开发设计与制造;组织策划制定国家标准4项, 多次参与压铸机行业标准制定工作。
8、2004年受聘为深圳市标准化专家。
9、2006年被国家标准委批准任 “全国铸造机械标准化技术委员会金属热成形标准化分技术委员会”秘书长。
10、2006年组织策划并参与制定国家《冷室压铸机》标准，并通过国家同行专家评审。
11、2007年组织策划并参与制定国家强制性标准《镁合金压铸安全操作规范》的制定工作。
12、《论以自主知识产权为基础的镁合金压铸产业标准战略》论文经中国管理科学研究院学术委员会专家评审，认为有较高的学术价值，入选《中国当代思想宝库》一书。
