石棉的法規、應用、檢測及控制分析

喬偉

(1.長城汽車股份有限公司技術中心，河北保定 071000;2.河北省汽車工程技術研究中心，河北保定 071000)

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石棉的法規、應用、檢測及控制分析

喬偉1,2

(1.長城汽車股份有限公司技術中心，河北保定 071000;2.河北省汽車工程技術研究中心，河北保定 071000)

摘要：石棉是天然的纖維狀的硅酸鹽類礦物質的總稱，由于具有良好的隔熱性、耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性，良好的抗拉強度，且不易燃燒，故被廣泛應用，但石棉對人體的健康具有強烈的危害性，全球主要國家已頒布相關法規禁止使用石棉。這里主要討論了石棉的應用、危害、法規要求、替代材料等。

關鍵詞：石棉；危害；法規；應用；替代材料；控制

0引言

2012年8月15日，澳大利亞公平競爭和消費者委員會(Australian Compe-tition & Consumer Commission， ACCC)做出決定，將監督約2.6萬輛中國產長城和奇瑞汽車進行召回。原因是這些汽車的發動機墊片和排氣管墊片中被發現含有石棉。由于石棉有致癌作用，澳大利亞從2004年起就已禁止進口或使用石棉。

目前國內尚未有全面禁止石棉材料在汽車零部件上使用的法令，而石棉的性價比比其他耐熱和封閉材料更高，因此，出于成本考慮，石棉在國產汽車的零部件中有著廣泛應用。但由于其嚴重的致癌性，發達國家對石棉的使用進行了嚴格限制，應用石棉替代材料迫在眉睫。

1石棉的應用

石棉是天然的纖維狀的硅酸鹽類礦物質的總稱，其種類包括溫石棉、青石棉、陽起石石棉、直閃石石棉、鐵石棉、透閃石石棉等，按照石棉的開采量和應用量，溫石棉占石棉總量的90%以上。

由于石棉具有良好的隔熱性、耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性、良好的抗拉強度且不易燃燒，故被廣泛應用。人類對石棉的使用已被證明上溯到古埃及(公元前1090—945年)，當時石棉被用來制作法老們的裹尸布。中國周代(公元前1046—256年)已能用石棉纖維制作織物，因沾污后經火燒即潔白如新，故有“火浣布”或“火烷布”之稱。經過幾千年人類科學技術的發展，作為工業原料或材料的石棉，其應用就更加廣泛和重要。

目前，石棉制品或含有石棉的制品有近3 000種，被20多個工業部門所應用，其中較為重要的是汽車、拖拉機、化工、電器設備等制造部門。石棉應用情況見表1。

根據石棉具有較高的機械強度、耐熱性和摩擦性能，石棉長期被廣泛應用在傳動機械和交通工具制造中，而汽車業是石棉應用量第二大的行業。

汽車行業主要應用的部位有發動機、變速器、進排氣系統的密封墊，如缸體、缸蓋密封墊，節氣門密封墊，機油泵密封墊，油底殼密封墊等，及油封等密封部位、制動系統的剎車部位等都含有石棉成分。

表1　石棉應用情況

2石棉危害[1]

石棉本身并無毒害，最大危害來自于它的纖維，這是一種非常細小、肉眼幾乎看不見的纖維，當這些細小的纖維通過呼吸、飲食等進入人體后就會附著并沉積在肺部，經過20～40年的潛伏期后易誘發肺癌等肺部疾病。

據統計，世界上估計有40萬重度石棉接觸工人，其中至少16萬(35%～40%)將預期死于與石棉有關的癌癥。在歐洲，據預測至2020年因石棉公害引發肺癌而致死者將達到50萬人。而在日本，預計到2040年將有10萬人因此而死亡。

另外，在生產或生活中接觸石棉的人(例如居住在石棉廠附近的居民)都有可能患上以下3種致命的疾病。

(1)石棉肺

吸入的石棉纖維沉積在肺部，造成癱痕組織硬化和肺變形，患者的呼吸越來越吃力，隨著對肺的血液供應變弱，肺功能的效率降低，心臟處于緊張狀態，肺泡、氣囊增厚。潛伏期長達4年以上。石棉肺經常并發支氣管炎、肺氣腫和支氣管擴張。

(2)惡性間皮瘤

一種無法治愈的癌癥，已從罕見病變成了常見病，多見于閃石類石棉作業者。沒有患石棉肺的接觸者也可能患上這種頑疾，早期很難發現，一經確診，患者的生命一般不超過2年。我國石棉污染區的間皮瘤的百萬人發病率高達85人，而一般人群僅為1人。

(3)與石棉有關的肺癌(支氣管癌)

這是另一種惡性腫瘤，如果患者有吸煙習慣，得病風險比非吸煙者高5倍。世界衛生組織的職業健康專家說：“石棉是最主要的職業致癌物，導致的死亡是所有職業癌癥死亡中的54%”。

尤其值得注意的是，在同等條件下，女職工患癌癥的死亡率高于男職工。據調查，我國石棉污染區居民肺癌發病率為一般居民的6倍。

3全球石棉法規

石棉在給人類文明做出貢獻的同時，也給人類健康、世界經濟產生了極為不利的負面影響。至今為止，已有數以千計的工人因石棉造成的疾病死亡。各國為此而付出的專項賠償金已高達數千億美元，一些企業也因無力賠償而破產倒閉。

基于此，出于保護環境和健康的考慮，絕大多數國家頒布石棉控制或禁止法規，部分國家頒布的關于石棉的法規見表2。

表2　全球部分國家關于石棉要求

4石棉的檢測方法

由于石棉的特性及危害，全球石棉的檢測標準及方法較多，主要偏光顯微鏡法、掃描電鏡分析法、X射線衍射法等[2]。

雖然石棉測試方法很多，但由于石棉出現的環境不同，評價目的不同，選擇的方法也不同，因此沒有哪一種測試可以解決全部問題。需要將其相結合才能保證檢測的有效性和準確性，現在使用較為廣泛的主要有3種檢測儀器：偏光顯微鏡(PLM)、掃描電鏡能譜儀系統(SEM-EDS)、X射線衍射儀(XRD)。

現在國內汽車相關企業也在使用XRD+PLM相結合的方式進行石棉檢測，依據的檢測標準如表3所示。

表3　石棉主要檢測設備及方法[3]

某測試機構統計，根據對金屬、橡膠、塑料、保溫棉、編織物等各種材料的上萬個樣品的檢測分析，并結合檢測結果對各種材料含石棉的風險性進行了評估。

將可能含有石棉樣品的風險按級別劃分H、M、L、N，表示如下：

H：高風險，直接取樣、實驗分析確認；

M：中等風險，需進一步信息確認或實驗分析確認；

L：低風險，可通過簡單信息判斷不含有石棉；

N：無風險，材料本身沒有含有石棉可能。

各種材料的石棉風險性評估見表4。

表4　各種材料的石棉風險性評估

5石棉替代材料

石棉在各類制品中的應用已有多年的歷史，但其強致癌性已受到世界各國的廣泛關注，因此開發、應用其環保替代產品尤為重要，常見的石棉替代材料見表5。

表5　石棉替代材料

非石棉摩擦材料種類很多，若根據材料的基體材質劃分，目前主要有金屬基摩擦材料、非金屬基摩擦材料、半金屬基摩擦材料3大類。表6為常見的非石棉摩擦材料種類。

表6　非石棉摩擦種類及性能

非石棉墊片類材料。由于汽車許多部件，如發動機、變速器、排氣部位等都需要進行隔熱、密封，因此需要采用環保的替代石棉材料，主要有以下幾種：

(1)非石棉的非金屬石棉密封墊。主要有芳綸纖維、植物纖維、碳/石墨纖維、玻璃纖維、芳砜綸纖維、巖棉酚醛樹脂系列、纖維磷酸鹽纖維等。目前上述材料已廣泛用于石油、電力、建筑、冶金、紡織、國防和交通運輸等行業[6]。

(2)金屬及金屬復合密封材料。石墨金屬復合材料是由石墨、金屬板、黏接劑等加工而成的三合板材，適用于溫度比較高的排氣管等部位；金屬橡膠復合材料由金屬板做襯板，用氟膠、丁腈膠、硅膠等橡膠做膠層，通過粘接加工而成的三層板[2]；纖維橡膠金屬復合材料由金屬板、用抄取板或滾壓板制成的纖維橡膠材料，通過粘接加工而成的三層板；金屬材料。可采用HV550度以上的鋼材，加工而成的單層、雙層或多層鋼墊代替石棉墊片。

6企業的控制體系建議

為有效保證原材料、最終產品中不含石棉成分，除了開展日常檢測外(檢測成本高)，需要將石棉禁用要求納入企業質量管理體系和標準中，通過系統的梳理，建立石棉控制標準，融入產品開發過程中。

在產品開發之初，供應商選擇的時候明確石棉禁用要求，要求供應商承諾產品不含石棉；

在產品開發過程中，在合同/協議中增加石棉禁用要求，并要求進行材料檢測；

加強過程管控，要求下游廠商提供產品不含石棉的承諾書，并要求下游廠家申報其產品的材料物質信息，或在CAMDS系統上進行材料物質申報；

產品SOP之前，PPAP階段要求提供石棉檢測報告，作為產品質量合格手段之一；

正式生產后，汽車主機廠在最終來料進行例行抽檢驗證。

通過體系和標準完善，約束下游供應商，降低檢測成本和抱怨。

7結束語

削減石棉使用，保護人們健康，正越來越強烈地得到了人們的關注。消除石棉危害最優先、最終結的途徑就是使用無石棉產品，需要國家、企業積極開展無石棉材料技術開發應用，讓石棉早日消失。

參考文獻:

【1】鮑俊，王全林.石棉控制法規淺析[J].中國標準化,2011(2):55.

【2】鮑俊，王全林.石棉控制法規及其檢測方法[J].巖礦測試,2011,30(5):644-653.

【3】徐小茗，高源，李艷秋,等.石棉纖維檢測的現狀與未來研究方向[J].中國礦業,2012,21(3):119-122.

【4】張金慶.車輛無石棉摩擦材料的研究進展[J].農業裝備與車輛工程,2006(8):36-38.

【5】李紹忠.汽車摩擦材料的變革與非石棉摩擦材料的發展[J].汽車科技,2004(2):4-7.

【6】楊雄麟.石棉的替代品開發現狀[J].安徽科技,1995(1):3-4.

【7】陳政龍，胡宏偉，侯世忠,等.幾種常用石棉檢測方法的特點探究[J].材料開發與應用,2013,28(5):89-94.

【8】季軍宏，黃巖睿.國外石棉檢測標準比較[J].中國船檢,2014(8):64-67.

【9】錢寅國,謝蘇江,童壯根,等.氟橡膠及其與金屬的粘結[J].化工裝備技術,2009,30(4):52-55.

Technical Analysis for Asbestos，Its Restriction Regulation，Application and Substitute in Vehicle Products

QIAO Wei1,2

(1.Research & Development Center of Great Wall Motor Company, Baoding Hebei 071000,China;2.Automotive Engineering Research Institute of Hebei Province, Baoding Hebei 071000,China)

Abstract:Asbestos is a general term for fiber shape natural silicate mineral , because of its good heat insulation, wear resistance, corrosion resistance, insulation resistance, good tensile strength, and resistance to burn, it is widely applied. But asbestos has a strong harmfulness on human health, global main countries have enacted relevant regulations prohibiting the use of asbestos. The asbestos hazards and regulatory requirements, application and alternative materials were discussed mainly.

Keywords:Asbestos; Harm; Restrict statute; Appliance; Substitute materials; Control

收稿日期：2015-10-13

作者簡介：喬偉(1989—),男，工程師，研究方向為整車有毒有害物質法規搜集、有毒有害物質應用、替代技術的研究等。E-mail：weiqiaoxx@126.com。

中圖分類號:TB39

文獻標志碼：A

文章編號：1674-1986(2016)01-083-04