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檢疫局高級工程師,研究方向:輕工產品檢測,本文聯系人;劉 怡(1982-,男,河南人,中華人民共和國深圳出入境檢驗檢疫局檢驗員,研究方向:輕工產品檢測;羅海龍(1978-,男,四川人,中華人民共和國深圳出入境檢驗檢疫局檢驗員,研究方向:輕工產品檢測;龔金怡(1979-,男,廣東人,中華人民共和國深圳出入境檢驗檢疫局檢驗員,研究方向:輕工產品檢測。#討論會#密封鉛酸蓄電池是否為危險品的鑒別方法徐 嶸,劉 怡,羅海龍,龔金怡(中華人民共和國深圳出入境檢驗檢疫局,廣東深圳 518045摘要:介紹了5關于危險貨物運輸的建議書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品的試驗方法,討論了目前試驗方法中的可變參數,總結了試驗中的各種情況,分析了電池通過該測試的生產工藝關鍵點控制隔板吸附硫酸的飽和度,提高電池結構的耐振動能力,并對今后試驗方法的建立提出了建議:明確測試中的試樣數量;壓差試驗采用負壓;溫度試驗用新電池;明確裂縫的產生方式及在55e 環境中的放置時間。關鍵詞:密封鉛酸蓄電池; 危險品; 鑒別試驗中圖分類號:TM91211 文獻標識碼:A 文章編號: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關于危險貨物運輸的建議書6(下文簡稱5建議書6是聯合國經濟及社會理事會危險貨物運輸專家委員會,根據技術發展情況、新物質和材料的出現、現代運

7、輸系統的要求,特別是確保人身、財產和環境安全的需要編寫的;對象是各國政府和負責管理危險貨物運輸的國際組織;目的是提出一套基本規定,使有關各種運輸方式的國家和國際規章能夠統一發展,然而規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所用的措詞是強制性的,以便于將5建議書6直接用作國家和國際運輸規章的基礎。專家委員會對5建議書6進行定期的修訂和增補,目前已是第十四修訂版。根據5建議書6,鉛酸蓄電池屬于第8類危險品(腐蝕性危險品,在5建議書6第313章5適用于某些物品或物質的特殊規定6中,第238條1是關于密封鉛酸蓄電池的:a 1電池如果能夠經受下述的振動

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

9、括注入孔和排氣孔(如有的話在倒轉位置都進行至少6h的試驗。b1電池如果在溫度為55e時電解液不會從裂開或有裂縫的外殼流出,并且沒有游離液體可流出,而且在包裝供運輸時對電極作了防短路的保護,即不受本規章限制。根據第238條,如果密封鉛酸蓄電池能經過所規定的振動試驗、壓差試驗和溫度試驗后,且沒有電解液或游離液體流出,即不歸入危險品,不受5建議書6的限制。產品若歸入非危險品,可作為普通貨物交付運輸,這將大大地減少企業的運輸開支。1問題的提出根據5建議書6第313章238條,可設計鑒別密封鉛酸蓄電池是否為危險品的試驗方法,但有以下幾個方面不明確: a1根據238條a款可明確振動試驗和壓差試驗是在同1只

10、電池上完成,但238條b款的描述并未明確溫度試驗所用的試樣是振動、壓差試驗中所用的試樣,還是與振動、壓差試驗同型號、同批次的未曾做過測試的試樣?b1壓差試驗要求施加至少88kPa的壓差,條文中并沒有規定是正壓差還是負壓差?c1溫度試驗要求55e時電解液不會從裂開或有裂縫的外殼流出,首先是電池本身并無裂縫,如何產生裂縫?在什么地方產生裂縫?產生裂縫后的電池要在55e環境下放多長時間?d1作為試驗方法,在238條中并沒有明確用幾個電池進行測試?針對檢測市場的需求,國內外的多個實驗室開展了密封鉛酸蓄電池危險品的鑒別試驗,由于相應的國家標準或行業標準尚未出臺,各個實驗室都在摸索試驗條件,提出了各自的方

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

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

13、試;35批未能通過溫度測試;34批三項測試均通過。b1大容量的電池更容易在振動或壓差試驗時出現漏液,而小容量的電池更多是在溫度試驗時才出現漏液。c1振動試驗后,部分電池會出現發熱現象,電壓下降,甚至下降至0V。這是因為振動試驗時,電池極板的薄弱處會被振斷而出現斷路,或隔板被磨破而出現短路。上述3種試驗方法,其檢驗結果是有差別的。方法1用3只電池作為試驗樣本,只有3只電池均通過測試、均沒有漏液才算合格,要求相對更高。以本實驗室最近用方法1完成的23批溫度試驗結果為例,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,結果有可能通過測試。在方法1和方法2中,溫度試驗所用的試樣

14、是振動、壓差試驗的同1只試樣,試驗要求必然比方法3更嚴格。本實驗室曾進行過這樣的比對試驗,6只同型號電池,平均分成兩組,第1組依次進行振動試驗、壓差試驗、溫度試驗,第2組只進行溫度試驗,完成后觀察電池有無漏液。在溫度試驗中,在電池底部鋸1mm寬的裂縫,且保證每個電池槽均有裂縫,放入烘箱,升溫至55e,保持10h,且前6h中每隔1h觀察1次,結果見表1。表1溫度、振動和壓差試驗的結果Ta ble1The results of temper ature,vibration and pressur e tests 試樣型號第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鋸開即漏液鋸開時未漏液,1h后,3只漏液注:試樣3和4是不同廠家同型號試樣。從表1數據可見:溫度試驗中采用做過振動、壓差試驗的試樣,會出現漏液的更多。與小容量電池相比,做溫度試驗的大容量電池試樣是否為振動、壓差試驗的試樣,兩種試驗結果的區別更為明顯,這是因為大容量電池的極板質量大,振動時更容易發生斷裂,摩擦后隔板吸附酸的能力減少,電解液更容易被擠出。針對3種方法的溫度試驗結果不一致,本實驗室進行了以下試驗:取20只電池,在同1只電池中的不同

16、電池槽底部鉆1個或2個直徑為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;溫度試驗的結果是:電池漏液的情況沒有明顯的區別,漏液雖然有先后,但與孔徑的大小、孔的數目、是孔或裂縫的關系沒有明顯的規律性。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42只漏液的電池進行統計,其中鋸開即漏液的有5只,7h內的7次觀察漏液結果依次為12只、14只、3只、4只、0只、1只和3只。越早出現漏液的電池漏液量越大,痕跡明顯;越晚出現漏液的電池漏液量越小,痕跡不明顯,7h后出現漏液的痕跡小如

17、米粒。一些未能通過振動試驗的企業提出:他們的試樣曾進行過型式試驗,振動測試后并沒有漏液。是否試驗做錯了?其實,鉛酸蓄電池的國際標準或行業標準中的振動條件比5建議書6第238條低得多,這是因為它們的出發點與5建議書6不同。電池標準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條件下是否失效,而5建議書6第238條中振動試驗的出發點是從運輸安全的角度考慮的,它考核的是電池的安全性能,考核它在惡劣的運輸條件下是否漏液。在如此惡劣的試驗條件下,有的電池沒有漏液,但可能已經失效了;以JB/T645712-20042為例,耐振動試驗的條件為:經受頻率為1617Hz、振幅為2mm的垂直(或水平振動1h

18、。試驗的加速度要比5建議書6第238條的低,振動時間要短。根據上述情況,本文作者進行以下的分析:密封鉛酸蓄電池的電解液是吸附在玻璃纖維隔板中,要電池能通過三項測試而不漏液,其關鍵是控制隔板吸附硫酸的飽和度,既要保證電池能滿足設計容量,同時不會有多余的游離液。另外,還應注意電池結構的耐振動能力。目前,電池廠有兩種加酸方式,一種是定量式加酸,根據設計的理論值計算后直接加酸;另一種是先按設計值加酸,經化成工序后,抽出多余的游離液。由于生產控制的條件所限,部分企業的極板活性物質實際量與設計值總有一定的差別,采用前一種的加酸方式,部分電池會有游離酸存在。加酸量往往是蓄電池容量和壽命的控制因素3。部分企業

19、為了追求高容量,會將加酸量設計為過量,這種電池難以通過危險品的鑒別試驗。對同1只電池而言,在充電態時,電池產生正壓4。對密封鉛酸蓄電池而言,在高電壓時會比在低電壓時更容易漏液,電池企業提出:將放電后的電池作為試樣不就容易通過測試了嗎?但事實上,對鉛酸蓄電池而言,充電態才是電池的穩定態,當電池長期處于放電態時,會因極板的硫酸鹽化而使電池失效4。企業在交付運輸時,總是將電池充滿電,因此試樣應為充滿電的電池。電池結構設計要合理,極板應能承受劇烈的振動。打開1只經過振動試驗后的電池發現:全部小格內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,每兩個極群的穿壁焊處已斷開。振動時,由于極板斷

20、開,使得組成極群的極板和隔板不再是一個整體,由于質量的差別,極板和隔板發生摩擦,隔板并不耐磨,其吸附的酸流入極板,在高頻振動下與極板中的鉛膏攪拌成糊狀混合物。此外,由于電池短路而產生的高溫有可能加劇了這個過程。3建議目前,針對5建議書6第238條的試驗方法的國家標準或行業標準尚未制定,本文作者對此有以下建議:a1測試的數量要明確,并明確試樣應為充滿電的電池?？紤]目前鉛酸電池生產企業質量控制水平存在差異,建議不取1個試樣;同時考慮測試的時間與成本,建議每項試驗取3個試樣。b1建議壓差試驗用負壓。根據危險品運輸包裝檢驗的基本原則:需模擬運輸過程中最嚴重損壞的方式,生產企業的經驗電池更難通過負壓測試,如空運,飛機起飛后,壓力下降,故做負壓更合理。c1溫度試驗時,裂縫產生的方法應加以統一,在55e中保持時間需統一。在實驗室嘗試過的幾種產生裂縫的方式中,鉆孔是比較方便的,且孔的直徑不需要太大,34mm即可,考慮電池槽的每個小格是獨立的、不相通的,應確保每個小格均有孔,且電池放入烘箱時有孔的面應朝下;時間的選擇,只要保證漏液的電