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蓄電池集裝箱海運安全監管

發布時間:2019-04-02 08:44

  摘要為提高蓄電池運輸的安全性,在分析蓄電池種類及其特性的基礎上,對蓄電池集裝箱海運存在的突出問題進行剖析,并提出對策建議。


  關鍵詞蓄電池;危險貨物;集裝箱;海上運輸


  我國是電池生產和消費大國,蓄電池產量和出口量均位居世界首位。蓄電池出口主要采用集裝箱海運方式。由于蓄電池在運輸過程中可能因電解液泄漏或短路等原因而引起火災,因此被視為危險貨物。隨著我國蓄電池行業的發展,蓄電池海運安全問題隨之而來。作為水上交通安全主管機關,海事部門應當加強對蓄電池集裝箱海運安全問題的研究,進而采取切實可行的對策措施,提高監管的針對性和實效性。


  1蓄電池分類及其物理化學性質


  1.1蓄電池分類


  蓄電池是將電能以化學能的形式貯存,并將化學能轉為電能的電化學裝置,包括單體蓄電池(由電極和電解質組成,是構成蓄電池組的基本單元)和蓄電池組(通過電氣方式將用作電源的多個單體蓄電池連接而成)2大類。蓄電池按原料成分主要可分為鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子蓄電池等,按危險性排序為:鋰離子蓄電池>鎳氫蓄電池>鉛酸蓄電池>鎳鎘蓄電池。


  1.2蓄電池的物理化學性質


  (1)鉛酸蓄電池負極為鉛,正極為二氧化鉛,電解液為硫酸,有起動型、固定型、牽引型、動力型和便攜型等類型,多數為開口或防酸式,少數為膠體電解質蓄電池。鉛酸蓄電池價格低廉,適于低溫高倍率放電,應用廣泛,但由于其比能量低,生產過程容易污染環境,近年來使用范圍受到一定限制。


  (2)鎳鎘蓄電池負極為海綿狀金屬鎘,正極為氧化鎳,電解液多為氫氧化鉀和氫氧化鈉堿性水溶液。鎳鎘蓄電池具有放電倍率高、低溫放電性能好和循環壽命長等優點。


  (3)鎳氫蓄電池負極為吸氫稀土合金,正極為氧化鎳,電解液為氫氧化鉀和氫氧化鋰水溶液。鎳氫蓄電池的容量比鎳鎘蓄電池大1.5~2倍,具有充電快速、放電倍率高和低溫放電性能好等優點,價格低廉且無污染,被稱為“綠色環保電池”。


  (4)鋰離子蓄電池負極是碳(石墨),正極是氧化鈷鋰,電解液為有機溶劑。鋰離子蓄電池具有電壓高、比能量高、循環壽命長和安全無污染等優點,被稱為“綠色電源”。


  2《國際海運危險貨物規則》有關蓄電池運輸的規定


  《國際海運危險貨物規則》(以下簡稱《國際危規》)對蓄電池進行分類,并對密封濕式蓄電池作出特殊規定。


  2.1蓄電池分類


  根據《國際危規》的規定,鋰電池組屬于第9類危險貨物(雜類危險物質),聯合國編號為UN3090和UN3091,運輸包裝類別為Ⅱ類;含鈉蓄電池組屬于第4.3類危險貨物(遇水放出易燃氣體的物質),聯合國編號為UN3292,運輸包裝類別為Ⅱ類;其他蓄電池屬于第8類危險貨物(腐蝕性物質),聯合國編號分別為UN2794,UN2975,UN2800和UN3028,運輸包裝類別為Ⅲ類。


  2.2關于密封濕式蓄電池的特殊規定


  密封濕式蓄電池屬于第8類危險貨物,聯合國編號為UN2800,運輸包裝類別為Ⅲ類。《國際危規》特別指出,密封濕式蓄電池經過以下與運輸安全相關的測試,無電解液泄漏,并對電極實施良好的防短路保護后,其運輸包裝方式不受《國際危規》的限制。


  (1)振動試驗該試驗通過模擬蓄電池在運輸過程中經受的振動,測試蓄電池結構變化情況。對包括蓄電池注液孔和排氣孔處于倒置位置在內的3個互相垂直的位置(圓柱形蓄電池為2個方向)進行振動試驗,每個位置的試驗時間為(95±5)min。在試驗過程中和試驗結束后,目視檢查蓄電池有無電解液泄漏、整體結構有無變形以及表面有無裂縫或破損。


  (2)壓差試驗該試驗測試蓄電池的密封性能。密封濕式蓄電池的極板和隔板密封在金屬、塑料或玻璃等材料制成的殼體內,可能漏液的部位主要是蓄電池的安全閥(排氣孔)、注液孔和正負極之間的絕緣密封圈。壓差試驗主要測試蓄電池是否存在安全閥設計壓力偏低或封口不嚴等結構性缺陷。試驗結束后,目視檢查蓄電池表面有無電解液泄漏、整體結構有無變形。


  (3)高溫試驗該試驗模擬運輸過程中可能遇到的極端高溫環境,并在蓄電池外表面有損傷的情況下,測試其耐高溫性能。試驗結束后,目視檢查蓄電池表面有無電解液從裂縫或孔洞中漏出、內部有無游離液體(電解液)流出以及整體結構有無變形。


  3蓄電池集裝箱海運存在的問題及對策建議


  作為技術含量較高的電池產品,蓄電池具有環保、可反復使用和應用廣泛等特點,國際市場需求旺盛。據海關統計,2007年前11個月,我國出口蓄電池27.9億個,價值56.8億美元,分別同比增長8.9%和24.7%,其中:出口鋰離子蓄電池10.9億個,同比增長20.4%;出口鎳氫蓄電池8.8億個,同比增長6.9%;出口鎳鎘蓄電池6.8億個,同比增長1.6%;出口鉛酸蓄電池1.3億個,同比下降15.8%。[1]海運出口蓄電池的持續快速增長以及運輸中存在的突出問題,對海事部門的安全監管提出嚴峻挑戰。


  3.1存在問題


  (1)部分蓄電池生產企業出于成本和技術等多方面考慮,未采用先進生產工藝提高蓄電池安全性能,未對蓄電池進行有效包裝保護,對后續集裝箱運輸造成一定安全隱患。


  (2)部分企業生產管理人員不了解蓄電池作為危險貨物運輸時的分類標準,導致蓄電池海運風險提高。


  (3)部分船公司、船舶代理企業、港口碼頭經營企業和物流企業等單位的工作人員安全意識薄弱,安全知識不足,特別是承運人及其代理人對蓄電池運輸安全知識不甚了解,對蓄電池在運輸過程中可能產生的風險認識不夠,對蓄電池包裝要求不夠嚴格,容易導致事故發生。


  3.2對策建議


  作為水上交通安全主管機關,海事部門應當針對上述問題采取切實有效的措施,對蓄電池集裝箱海運加強監管,從而保障船舶航行安全,保護海洋環境。


  (1)加強與蓄電池生產企業的溝通聯系,從源頭上加強控制,督促企業采用先進生產工藝,改進蓄電池安全性能。為了進一步保障蓄電池的運輸安全,海事部門除了對蓄電池運輸實施監管外,還應當積極推動生產企業從原材料、制造工藝和包裝工藝等方面提高蓄電池的安全性能。比如,建議生產企業采用強度高、韌性強和抗酸腐蝕性好的阻燃材料生產蓄電池外殼,既增加電池外殼的(下轉第26頁)(上接第4頁)韌性,又大大降低電池短路造成的危險性;采用超細玻璃纖維做隔膜,通過多層C型橫向和U型縱向以雙包形式包圍極板,增加隔膜的比表面積,增強對電解液的吸附力,減少電解液的流動;采用雙層組合端子加膠封等3層密封,防止電解液從極柱縫隙泄漏;在電池端子上加保護套,防止電池短路。


  (2)區分不同種類的蓄電池,分別按有關規定嚴格管理。對富液式(即酸液可以流動,在電池外殼損壞的情況下,電解液可能發生外泄)蓄電池和廢鉛蓄電池應嚴格執行危險貨物運輸管理制度。采用吸附性隔膜的閥控式密封免維護貧液鉛蓄電池和膠體鉛蓄電池等符合《關于危險貨物運輸的建議書》中鉛蓄電池豁免條款的規定,測試合格后,可不受《關于危險貨物運輸的建議書》的限制,歸入非危險貨物作為普通貨物運輸。此外,海事部門應當加大執法力度,通過實施開箱檢查,及時發現和查處蓄電池運輸中的瞞報、漏報行為,達到消除安全隱患、化解事故風險和樹立法律權威的目的。


  (3)加大蓄電池集裝箱海運安全知識的宣傳力度,提高生產操作人員的安全意識和作業技能。海事部門應當對從事蓄電池集裝箱海運管理、申報和裝卸等作業的人員加強安全培訓,促使從業人員嚴格按照要求從事裝卸作業和儲運管理,確保蓄電池海運安全。


  總之,盡管當前蓄電池集裝箱海運還存在不少問題,但只要海事部門與生產企業、承運人及其代理人、港口碼頭等各司其職、共同努力,從企業生產源頭抓起,加強運輸全過程的監管,就一定能夠科學、合理、有效地解決蓄電池集裝箱海運安全問題,保障人身財產安全,維護海洋環境清潔。本文來自《世界海運》雜志

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