水と溶けたアルミニウムは危険な組み合わせです

ハッカデイのライターが洞察を求めたり、何か新しいことを学んだりするために、特定の記事のコメント セクションをたどることは珍しいことではありません。 さまざまな分野の経験を持つ人が知識の核心を共有したり、特定のトピックについて質問を提起したりすることがよくあります。 最近、私はこの分野での自分自身の経験を踏まえ、たまたまアルミニウム鋳造に関する記事を興味深く眺めていました。 あるコメントが特に私の目に留まりました。

いいえ、水が水蒸気爆発を引き起こすことはありません。 youtube (myfordlover だったと思います) に、溶けた鉄に関する通説を反証する人がいて、鉄を水に注ぎ、溶けた鉄の入った柄杓に水を注ぎます。 ご希望であれば、アルミニウムを使ってこれを実証するビデオを作成させていただきます。

アルミニウムダイカスト工場でしばらく働いていた私は、[ジョン]がこの偉業を試みなかったことを心から願っています。 これが問題なく実行できることを示す YouTube ビデオは数多くありますが、正反対のことを示しているビデオも多数あります。 溶けたアルミニウムと水の混合は非常にうまくいかないことが多く、職場で重傷を負ったり、場合によっては死亡事故を引き起こしたりすることがあります。 その理由を詳しく見てみましょう。

アルミニウムが材料として高く評価される理由の 1 つは、その耐腐食性です。 未加工のアルミニウムは、空気にさらされると容易に強靱な酸化物層を形成し、さらなる腐食や多くの化学物質との反応から金属を保護します。 この酸化層は信じられないほど早く形成される可能性があり、多くのユーチューバーが怪我をすることなく溶けたアルミニウムを水に注ぐことができた理由の 1 つです。 適切な条件があれば、アルミニウムは空気中を鍋から水の入ったバケツに向かって移動する際に酸化層を形成することがあります。 多くの人は、この危険で危険なデモを、アルミニウムと水による大爆発が「神話」であることの「証拠」として利用しています。

もちろん、鋳造工場に就職すれば、この問題がどれほど深刻であるかはすぐにわかるでしょう。 廃棄された容器がスクラップ箱に入り、水分が溶解炉に持ち込まれることを恐れて、施設が使い捨ての水の容器やソフトドリンクを完全に禁止することは珍しいことではありません。 鋳造エンジニアとしての私の仕事では、現場に水筒やソフトドリンクの缶を持ち込むと、最初の違反は警告、2度目の違反は即刻解雇となりました。 安全性が懸念される場合、中途半端な対策を講じるには危険が高すぎます。 鋳造作業では通常、すべての従業員が鋳造現場で作業する前に、リスクを明確にする安全ビデオを視聴する必要があります。

危険の例はすぐに入手できます。 溶けたアルミニウムを水分を含んだ型に流し込むときに事故が起こることがよくあります。 もう 1 つの危険領域は、スクラップ材料を炉に装填するときです。 アルミニウムくず自体が濡れている場合や、液体の入ったボトルが誤ってアルミニウムに混入する可能性があります。 スクラップが炉内の溶融金属に加えられると、大規模な噴火が発生する可能性があります。

溶融アルミニウムと水が適切な条件下で混合すると、さまざまな要因により、激しい爆発が発生する可能性があります。 1 つ目は最も明白です。660 °C 以上の溶融金属と接触した水は、ほぼ瞬時に蒸発して蒸気になる傾向があります。 蒸気は体積が急速に増加し、溶融金属を遠くまで飛ばし、これだけでも重大な怪我や損傷を引き起こす可能性があります。 これにより、断片化として知られる溶融アルミニウムも粉砕されます。 これにより、溶融金属と水および蒸気の間の混合がさらに促進されます。 これにより、流体への熱伝達率がさらに増加し​​、蒸気とアルミニウムの接触表面積が大きくなるため、蒸気とアルミニウム間の反応速度も増加します。

さらに、水とアルミニウムの化学反応は爆発の激しさを増すだけです。 この場合、アルミニウム原子は水分子と反応し、酸化アルミニウムと水素ガスを生成します。 これは発熱反応であり、同量のニトログリセリンによって生成される量の 2.5 倍を超える大量の熱が放出されます。 当然のことながら、生成された水素ガスは周囲の大気中の酸素と自由に燃焼します。 さらに、爆発によって噴霧された溶融アルミニウムも空気中で急速に酸化し、その過程でより多くの熱を放出する可能性があります。