密封鉛酸蓄電池是否為危險(xiǎn)品的鑒別方法

1、作者簡介:徐 嶸(1969-,女,廣東人,中華人民共和國深圳出入境檢驗(yàn)檢疫局高級(jí)工程師,研究方向:輕工產(chǎn)品檢測,本文聯(lián)系人;劉 怡(1982-,男,河南人,中華人民共和國深圳出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)員,研究方向:輕工產(chǎn)品檢測;羅海龍(1978-,男,四川人,中華人民共和國深圳出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)員,研究方向:輕工產(chǎn)品檢測;龔金怡(1979-,男,廣東人,中華人民共和國深圳出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)員,研究方向:輕工產(chǎn)品檢測。#討論會(huì)#密封鉛酸蓄電池是否為危險(xiǎn)品的鑒別方法徐 嶸,劉 怡,羅海龍,龔金怡(中華人民共和國深圳出入境檢驗(yàn)檢疫局,廣東深圳 518045摘要:介紹了5關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書6中第3

2、13章238條,描述了鑒別密封鉛酸蓄電池是否為危險(xiǎn)品的試驗(yàn)方法,討論了目前試驗(yàn)方法中的可變參數(shù),總結(jié)了試驗(yàn)中的各種情況,分析了電池通過該測試的生產(chǎn)工藝關(guān)鍵點(diǎn)控制隔板吸附硫酸的飽和度,提高電池結(jié)構(gòu)的耐振動(dòng)能力,并對(duì)今后試驗(yàn)方法的建立提出了建議:明確測試中的試樣數(shù)量;壓差試驗(yàn)采用負(fù)壓;溫度試驗(yàn)用新電池;明確裂縫的產(chǎn)生方式及在55e 環(huán)境中的放置時(shí)間。關(guān)鍵詞:密封鉛酸蓄電池; 危險(xiǎn)品; 鑒別試驗(yàn)中圖分類號(hào):TM91211 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-1579(200604-0280-03Methods to identify if sealed lead 2acid battery is d

3、angerous goodsXU Rong,LIU Yi,LUO Hai 2long,GONG Jin 2yi(S henzhen Entry 2Exit I nspection a nd Qua ra ntine o f the P eople .s Republic of China ,Shenzhen,Guangdong 518045,China Abstr act:T he Clause 238in Chapter 313of The Recommendations on the Tr anspor t o f Danger ous G oods was introduced,andt

4、 he test methods for identifying if sealed lead 2acid battery was dangerous goods were descr ibed 1The alterable parameters of t he methods at pr esent were discussed,diversified cir cumstance in the test was summar ized,the technical key points on how to pass t he test in production were analyzed,s

5、uch as controlling the vitr iolic saturation of clapboard,increasing the endurance for vibration of battery structure,and some advice on the test methods in future were advanced 1For example,sample amount should be de 2fined 1I t was recommended to use negat ive pressure in pr essure differential te

6、st and use new samples in temperatur e test,and it should be prescr ibed that how to cr ack the cases and how long the batter ies should be placed at 55e 1Key words:sealed lead 2acid batter y; dangerous goods; identificat ion test5關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書6(下文簡稱5建議書6是聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)及社會(huì)理事會(huì)危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸專家委員會(huì),根據(jù)技術(shù)發(fā)展情況、新物質(zhì)和材料的出現(xiàn)、現(xiàn)代運(yùn)

7、輸系統(tǒng)的要求,特別是確保人身、財(cái)產(chǎn)和環(huán)境安全的需要編寫的;對(duì)象是各國政府和負(fù)責(zé)管理危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)膰H組織;目的是提出一套基本規(guī)定,使有關(guān)各種運(yùn)輸方式的國家和國際規(guī)章能夠統(tǒng)一發(fā)展,然而規(guī)定仍保持了足夠的靈活性,使之能夠兼容可能需要滿足的任何特殊要求。雖然只是建議,但5建議書6所用的措詞是強(qiáng)制性的,以便于將5建議書6直接用作國家和國際運(yùn)輸規(guī)章的基礎(chǔ)。專家委員會(huì)對(duì)5建議書6進(jìn)行定期的修訂和增補(bǔ),目前已是第十四修訂版。根據(jù)5建議書6,鉛酸蓄電池屬于第8類危險(xiǎn)品(腐蝕性危險(xiǎn)品,在5建議書6第313章5適用于某些物品或物質(zhì)的特殊規(guī)定6中,第238條1是關(guān)于密封鉛酸蓄電池的:a 1電池如果能夠經(jīng)受下述的振動(dòng)

8、試驗(yàn)和壓差試驗(yàn)而沒有電解液漏出,可以認(rèn)為是不漏的。振動(dòng)試驗(yàn):將電池牢固地夾在振動(dòng)機(jī)平臺(tái)上,施加振幅為018mm(最大總偏移為116mm 的簡諧振動(dòng)。頻率為1055Hz,按1Hz/min 變化。對(duì)電池的每個(gè)安裝位置(振動(dòng)方向來回施加全部振動(dòng)頻率范圍,所需時(shí)間是(95?5min 。對(duì)電池的3第36卷 第4期2006年 8月電 池BATTER Y BIMONTHLYVol 136,No 14Aug 1,2006個(gè)互相垂直的位置包括注入孔和排氣孔(如有的話在倒轉(zhuǎn)位置都進(jìn)行相等時(shí)間的試驗(yàn)。壓差試驗(yàn):在振動(dòng)試驗(yàn)之后,把電池在(24?4e下存放6h,同時(shí)施加至少88kPa的壓差。對(duì)電池的3個(gè)互相垂直的位置包

9、括注入孔和排氣孔(如有的話在倒轉(zhuǎn)位置都進(jìn)行至少6h的試驗(yàn)。b1電池如果在溫度為55e時(shí)電解液不會(huì)從裂開或有裂縫的外殼流出,并且沒有游離液體可流出,而且在包裝供運(yùn)輸時(shí)對(duì)電極作了防短路的保護(hù),即不受本規(guī)章限制。根據(jù)第238條,如果密封鉛酸蓄電池能經(jīng)過所規(guī)定的振動(dòng)試驗(yàn)、壓差試驗(yàn)和溫度試驗(yàn)后,且沒有電解液或游離液體流出,即不歸入危險(xiǎn)品,不受5建議書6的限制。產(chǎn)品若歸入非危險(xiǎn)品,可作為普通貨物交付運(yùn)輸,這將大大地減少企業(yè)的運(yùn)輸開支。1問題的提出根據(jù)5建議書6第313章238條,可設(shè)計(jì)鑒別密封鉛酸蓄電池是否為危險(xiǎn)品的試驗(yàn)方法,但有以下幾個(gè)方面不明確: a1根據(jù)238條a款可明確振動(dòng)試驗(yàn)和壓差試驗(yàn)是在同1只

10、電池上完成,但238條b款的描述并未明確溫度試驗(yàn)所用的試樣是振動(dòng)、壓差試驗(yàn)中所用的試樣,還是與振動(dòng)、壓差試驗(yàn)同型號(hào)、同批次的未曾做過測試的試樣?b1壓差試驗(yàn)要求施加至少88kPa的壓差,條文中并沒有規(guī)定是正壓差還是負(fù)壓差?c1溫度試驗(yàn)要求55e時(shí)電解液不會(huì)從裂開或有裂縫的外殼流出,首先是電池本身并無裂縫,如何產(chǎn)生裂縫?在什么地方產(chǎn)生裂縫?產(chǎn)生裂縫后的電池要在55e環(huán)境下放多長時(shí)間?d1作為試驗(yàn)方法,在238條中并沒有明確用幾個(gè)電池進(jìn)行測試?針對(duì)檢測市場的需求,國內(nèi)外的多個(gè)實(shí)驗(yàn)室開展了密封鉛酸蓄電池危險(xiǎn)品的鑒別試驗(yàn),由于相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺(tái),各個(gè)實(shí)驗(yàn)室都在摸索試驗(yàn)條件,提出了各自的方

11、法:方法1:取3只同型號(hào)的電池作為試樣,按以下順序進(jìn)行試驗(yàn):¹振動(dòng)試驗(yàn)和壓差試驗(yàn)(正壓88kP a,測試條件同5建議書6第238條a款;º溫度試驗(yàn):在電池的底部,在電池槽的中間位置,用鋸條鋸出一個(gè)寬1mm、平行于長邊的裂縫,并確保每個(gè)電池槽均有裂縫,裂縫朝下將電池放入烘箱,升溫至55e,保持6h。方法2:取1只電池作為試樣,按以下順序進(jìn)行試驗(yàn):¹振動(dòng)試驗(yàn)和壓差試驗(yàn)(正壓88kP a,測試條件同5建議書6第238條a款;º溫度試驗(yàn):在電池的底部,用電鉆鉆直徑為5mm的小孔,并確保每個(gè)電池槽均有2個(gè)小孔,孔朝下將電池放入烘箱,升溫至55e,保持2h。方法3:

12、取2只同型號(hào)的電池作為試樣,其中1只電池做振動(dòng)試驗(yàn)和壓差試驗(yàn),另1只電池進(jìn)行溫度試驗(yàn):¹振動(dòng)試驗(yàn)和壓差試驗(yàn)(正壓88kPa,測試條件同5建議書6第238條a款;º溫度試驗(yàn):在電池的底部,用電鉆鉆直徑為5mm的小孔,并確保每個(gè)電池槽均有1個(gè)小孔,孔朝下將電池放入烘箱,升溫至55 e,保持24h。2結(jié)果與討論自2004年以來,本實(shí)驗(yàn)室開始該項(xiàng)試驗(yàn),至今已完成了上百批電池的測試,現(xiàn)將有關(guān)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下:a1在三項(xiàng)測試中,最常出現(xiàn)漏液的是溫度試驗(yàn),其次是振動(dòng)試驗(yàn),最后是壓差試驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)室采用方法1進(jìn)行檢測,在最近完成的80批電池的檢測結(jié)果為:10批未能通過振動(dòng)測試;1批未能通過壓差測

13、試;35批未能通過溫度測試;34批三項(xiàng)測試均通過。b1大容量的電池更容易在振動(dòng)或壓差試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)漏液,而小容量的電池更多是在溫度試驗(yàn)時(shí)才出現(xiàn)漏液。c1振動(dòng)試驗(yàn)后,部分電池會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,電壓下降,甚至下降至0V。這是因?yàn)檎駝?dòng)試驗(yàn)時(shí),電池極板的薄弱處會(huì)被振斷而出現(xiàn)斷路,或隔板被磨破而出現(xiàn)短路。上述3種試驗(yàn)方法,其檢驗(yàn)結(jié)果是有差別的。方法1用3只電池作為試驗(yàn)樣本,只有3只電池均通過測試、均沒有漏液才算合格,要求相對(duì)更高。以本實(shí)驗(yàn)室最近用方法1完成的23批溫度試驗(yàn)結(jié)果為例,其中有3批同批電池漏液情況不一致。在此情況下,如果只取1只電池作為試樣,結(jié)果有可能通過測試。在方法1和方法2中,溫度試驗(yàn)所用的試樣

14、是振動(dòng)、壓差試驗(yàn)的同1只試樣,試驗(yàn)要求必然比方法3更嚴(yán)格。本實(shí)驗(yàn)室曾進(jìn)行過這樣的比對(duì)試驗(yàn),6只同型號(hào)電池,平均分成兩組,第1組依次進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)、壓差試驗(yàn)、溫度試驗(yàn),第2組只進(jìn)行溫度試驗(yàn),完成后觀察電池有無漏液。在溫度試驗(yàn)中,在電池底部鋸1mm寬的裂縫,且保證每個(gè)電池槽均有裂縫,放入烘箱,升溫至55e,保持10h,且前6h中每隔1h觀察1次,結(jié)果見表1。表1溫度、振動(dòng)和壓差試驗(yàn)的結(jié)果Ta ble1The results of temper ature,vibration and pressur e tests 試樣型號(hào)第1組第2組16V4Ah10h后,3只均不漏液10h后,3只均不漏液212V4

15、Ah4h后,1只漏液,其余2只在10h后均不漏液10h后,3只均不漏液312V7Ah3h后,2只漏液,10h后第3只漏液10h后,3只均不漏液412V7Ah鋸開即漏液鋸開時(shí)未漏液,1h后,3只漏液注:試樣3和4是不同廠家同型號(hào)試樣。從表1數(shù)據(jù)可見:溫度試驗(yàn)中采用做過振動(dòng)、壓差試驗(yàn)的試樣,會(huì)出現(xiàn)漏液的更多。與小容量電池相比,做溫度試驗(yàn)的大容量電池試樣是否為振動(dòng)、壓差試驗(yàn)的試樣,兩種試驗(yàn)結(jié)果的區(qū)別更為明顯,這是因?yàn)榇笕萘侩姵氐臉O板質(zhì)量大,振動(dòng)時(shí)更容易發(fā)生斷裂,摩擦后隔板吸附酸的能力減少,電解液更容易被擠出。針對(duì)3種方法的溫度試驗(yàn)結(jié)果不一致,本實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了以下試驗(yàn):取20只電池,在同1只電池中的不同

16、電池槽底部鉆1個(gè)或2個(gè)直徑為3mm或4mm的小孔,或鋸開一條1mm寬281第4期徐嶸,等:密封鉛酸蓄電池是否為危險(xiǎn)品的鑒別方法的裂縫;小孔或正好是在極板下面,或在其他位置;溫度試驗(yàn)的結(jié)果是:電池漏液的情況沒有明顯的區(qū)別,漏液雖然有先后,但與孔徑的大小、孔的數(shù)目、是孔或裂縫的關(guān)系沒有明顯的規(guī)律性。將多批電池放入烘箱,升溫至55e,保持10h,每1h觀察1次有無漏液。對(duì)42只漏液的電池進(jìn)行統(tǒng)計(jì),其中鋸開即漏液的有5只,7h內(nèi)的7次觀察漏液結(jié)果依次為12只、14只、3只、4只、0只、1只和3只。越早出現(xiàn)漏液的電池漏液量越大,痕跡明顯;越晚出現(xiàn)漏液的電池漏液量越小,痕跡不明顯,7h后出現(xiàn)漏液的痕跡小如

17、米粒。一些未能通過振動(dòng)試驗(yàn)的企業(yè)提出:他們的試樣曾進(jìn)行過型式試驗(yàn),振動(dòng)測試后并沒有漏液。是否試驗(yàn)做錯(cuò)了?其實(shí),鉛酸蓄電池的國際標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的振動(dòng)條件比5建議書6第238條低得多,這是因?yàn)樗鼈兊某霭l(fā)點(diǎn)與5建議書6不同。電池標(biāo)準(zhǔn)所要考核的是電池的使用性能,考慮電池在承受一定的振動(dòng)條件下是否失效,而5建議書6第238條中振動(dòng)試驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)是從運(yùn)輸安全的角度考慮的,它考核的是電池的安全性能,考核它在惡劣的運(yùn)輸條件下是否漏液。在如此惡劣的試驗(yàn)條件下,有的電池沒有漏液,但可能已經(jīng)失效了;以JB/T645712-20042為例,耐振動(dòng)試驗(yàn)的條件為:經(jīng)受頻率為1617Hz、振幅為2mm的垂直(或水平振動(dòng)1h

18、。試驗(yàn)的加速度要比5建議書6第238條的低,振動(dòng)時(shí)間要短。根據(jù)上述情況,本文作者進(jìn)行以下的分析:密封鉛酸蓄電池的電解液是吸附在玻璃纖維隔板中,要電池能通過三項(xiàng)測試而不漏液,其關(guān)鍵是控制隔板吸附硫酸的飽和度,既要保證電池能滿足設(shè)計(jì)容量,同時(shí)不會(huì)有多余的游離液。另外,還應(yīng)注意電池結(jié)構(gòu)的耐振動(dòng)能力。目前,電池廠有兩種加酸方式,一種是定量式加酸,根據(jù)設(shè)計(jì)的理論值計(jì)算后直接加酸;另一種是先按設(shè)計(jì)值加酸,經(jīng)化成工序后,抽出多余的游離液。由于生產(chǎn)控制的條件所限,部分企業(yè)的極板活性物質(zhì)實(shí)際量與設(shè)計(jì)值總有一定的差別,采用前一種的加酸方式,部分電池會(huì)有游離酸存在。加酸量往往是蓄電池容量和壽命的控制因素3。部分企業(yè)

19、為了追求高容量,會(huì)將加酸量設(shè)計(jì)為過量,這種電池難以通過危險(xiǎn)品的鑒別試驗(yàn)。對(duì)同1只電池而言,在充電態(tài)時(shí),電池產(chǎn)生正壓4。對(duì)密封鉛酸蓄電池而言,在高電壓時(shí)會(huì)比在低電壓時(shí)更容易漏液,電池企業(yè)提出:將放電后的電池作為試樣不就容易通過測試了嗎?但事實(shí)上,對(duì)鉛酸蓄電池而言,充電態(tài)才是電池的穩(wěn)定態(tài),當(dāng)電池長期處于放電態(tài)時(shí),會(huì)因極板的硫酸鹽化而使電池失效4。企業(yè)在交付運(yùn)輸時(shí),總是將電池充滿電,因此試樣應(yīng)為充滿電的電池。電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理,極板應(yīng)能承受劇烈的振動(dòng)。打開1只經(jīng)過振動(dòng)試驗(yàn)后的電池發(fā)現(xiàn):全部小格內(nèi)的極群都已成為糊狀物,每片極板的極耳與匯流條的鑄焊處已斷開,每兩個(gè)極群的穿壁焊處已斷開。振動(dòng)時(shí),由于極板斷

20、開,使得組成極群的極板和隔板不再是一個(gè)整體,由于質(zhì)量的差別,極板和隔板發(fā)生摩擦,隔板并不耐磨,其吸附的酸流入極板,在高頻振動(dòng)下與極板中的鉛膏攪拌成糊狀混合物。此外,由于電池短路而產(chǎn)生的高溫有可能加劇了這個(gè)過程。3建議目前,針對(duì)5建議書6第238條的試驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未制定,本文作者對(duì)此有以下建議:a1測試的數(shù)量要明確,并明確試樣應(yīng)為充滿電的電池。考慮目前鉛酸電池生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制水平存在差異,建議不取1個(gè)試樣;同時(shí)考慮測試的時(shí)間與成本,建議每項(xiàng)試驗(yàn)取3個(gè)試樣。b1建議壓差試驗(yàn)用負(fù)壓。根據(jù)危險(xiǎn)品運(yùn)輸包裝檢驗(yàn)的基本原則:需模擬運(yùn)輸過程中最嚴(yán)重?fù)p壞的方式,生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)電池更難通過負(fù)壓測試,如空運(yùn),飛機(jī)起飛后,壓力下降,故做負(fù)壓更合理。c1溫度試驗(yàn)時(shí),裂縫產(chǎn)生的方法應(yīng)加以統(tǒng)一,在55e中保持時(shí)間需統(tǒng)一。在實(shí)驗(yàn)室嘗試過的幾種產(chǎn)生裂縫的方式中,鉆孔是比較方便的,且孔的直徑不需要太大,34mm即可,考慮電池槽的每個(gè)小格是獨(dú)立的、不相通的,應(yīng)確保每個(gè)小格均有孔,且電池放入烘箱時(shí)有孔的面應(yīng)朝下;時(shí)間的選擇,只要保證漏液的電