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防爆知识:爆炸性物质的有关性能参数

2018年06月19日 02:12:28 升羿防爆 1346

闪点、燃点、自燃点、爆炸极限、最小点燃电流(最小引燃能量)和传播能力是表征爆炸性物质危险性能的重要参数。

1)闪点:闪点是指易燃和可燃液体所挥发的蒸汽和空气混合后,当有火源与之接近时,能发生闪电状燃烧的最低温度。在这个温度下,液体挥发很慢,一经闪点既然空气中的可燃蒸汽,不会继续燃烧。当温度超过闪点越多,火灾危险性越大,物质闪点越低,火灾危险性也越大,一般认为闪点是可能引起火灾的最低温度。闪点低于或等于45°C的液体称为易燃液体,闪点高于45°C的液体称为可燃液体,在闪点以下温度运用这些可燃液体是最安全的。

2)燃点:燃点是对可燃性燃料油而言,该油品是规定条件下加热到接触火焰开始燃烧,持续时间不少于5S,开始燃烧时的油品温度即为燃点,对于易燃液体,燃点比闪点仅高于1~5°C,从安全角度考虑,该类液体只考虑闪点,而不考虑燃点。而对于闪点较高的可燃液体(燃点比闪点高出30°C以上)和易燃固体,燃点才有使用价值。

3)自然温度:自然温度(自然点)是指可燃物不需要外来火源就能自己引起燃烧的最低温度。自然温度除和物质本身的成本有关外,还与外界压力和空气中的含氧量等有关。外界压力越高,自然温度越低,空气中含氧量越高,自然温度亦越低。

4)爆炸极限:可燃性物质与空气混合形成可以燃烧后爆炸的物质,称之为爆炸性混合物。混合物中爆炸性物质含量称为浓度,用克美立方米(g/m³)或体积比值(%)表示。爆炸性混合物能被引燃发生爆炸的最低浓度称其为爆炸下限,能被引燃发生爆炸的最高浓度称其为爆炸上限,爆炸极限就是能引起爆炸性混合物燃烧爆炸的浓度范围。例如汽油的爆炸限为1%~6%,改范围内容遇见火就会爆炸,如低于1%或高于6%都不会爆炸。这是因为当混合物浓度低于爆炸下限时,因含有过量的空气,空气的冷却作用会阻止火焰的的蔓延而不能引爆,当混合物浓度高于爆炸上限时,空气非常不足,火焰也不能传播,所以当浓度在爆炸范围以外时,混合物就不会爆炸。爆炸下限越低,或爆炸极限范围越大,爆炸危险性就越大。影响爆炸极限范围的因素很多,主要因素有以下几点。

A. 原始温度:混合物的原始温度越高,则爆炸极限范围越大,即下限降低,上限升高。

B. 原始压力:原始压力增大,爆炸范围也扩大,压力对爆炸上限的影响十分显著,而对下限影响较小。

C. 惰性气体的影响:混合物中所含的惰性气体量增加,爆炸范围就缩小,惰性气体浓度到一定数值就不能爆炸。混合物中惰性气体量增加,对上限影响较之对下限影响更为显著。因为惰性气体浓度增加,表示氧的浓度相对减小,而在上限时氧的浓度本来已经很小,故惰性气体浓度稍微增加一点,就产生较大影响,使爆炸极限急剧下降。

D. 容器的尺寸和材质:让容器、管子直径越小,则爆炸的极限越小,这是因为火焰经过管道冷面时被冷却,尺寸越小,则单位体积火焰所对应的固态冷却表面积就越大,传出热量也越多。当管道直径(或火焰通道)小到一定程度时,火焰既不能通过,这一件据称临界直径,也称最大灭火间距,干式灭火器即是利用此原理制成。容器的材质对爆炸极限也有影响,如氢和氟在玻璃容器中混合,甚至在液态空气温度下,在黑暗中也会发生爆炸。而在银质容器中,在一般温度下才会发生反应。

E. 能源:火源的能量,热表面的面积、火源与混合物的接触时间等,对爆炸极限均有影响。以甲烷为例,对电压为100V、电流为1A的电火花,无论在什么浓度下都不会爆炸,若电流为2A的电火花则可能引起爆炸,其爆炸极限为5.9%~13.6%,若电流为3A的电火花,其爆炸极限为5.85%~14.8%

易燃和可燃液体的爆炸极限有两种表示形式,一种是爆炸浓度极限以体积百分比表示,另一种是爆炸温度极限以摄氏度表示。由于液体蒸汽的爆炸浓度是在一定温度下形成的,因此液体的爆炸浓度极限就体现一定的温度极限,两者在本质上是一致的,只是表示单位不同。例如,酒精的爆炸浓度极限是3.3%~18%,这个浓度是在11~40°C时形成的,所以11~40°C就是酒精的爆炸温度极限。很明显,爆炸温度下限就是液体的闪点。利用液体的爆炸温度极限来测定在储槽或设备中蒸汽的浓度是否有爆炸危险,这种方法简单易行,因为温度是随时可以测定的。

5)最小引燃能量:构成爆炸性混合物的任何爆炸性气体、液体、蒸汽本身都有各自的反应激发能量,要使之参与氧化反应,则必须有一定的能量激发。如果要使氢分子中的电子脱离原子核的吸引与空气中的氧反应,发生燃烧或爆炸必须有一个最低能量。这个能量需由外界供给,能引燃爆炸混合物的最小能量为最小引燃能量。

每种爆炸性混合物在规定条件下都有一个最小引爆能量。例如氢气为0.019mJ,二氧化硫为0.009mJ,甲烷为0.28mJ等。

6)最小引爆电流和电压:最小引爆电流和电压是用来描述爆炸性混合物最小引燃能量的一种方式因为引爆能量不便测量和应用,将其转化为电流和电压的方式就可方便应用。最小引燃电流和电压就是在规定的试验条件下,能点燃爆炸性混合物的最小电流值和最小电压值,在此值以下,爆炸性混合物不能引爆。以这种方式为出发的防爆原理,可以制造出本质安全型防爆电气设备,广泛应用在通信、仪表、自控等弱电领域中。

最大实验安全间隙:最大实验安全间隙是指在规定的试验条件下,试验专用球形外壳内部爆炸性混合物被引燃后,火焰通过球形外壳法兰接合面的间隙,不能引爆球形外壳外部空间爆炸性混合物爆炸的法兰接合面的最大间隙值。利用外壳间隙尺寸的大小(间隙的长度和宽度)来控制外壳内部爆炸性混合物爆炸后不能向外壳传播,引起壳外爆炸性气体爆炸的原则,制造隔爆型电设备,就如我公司生产的防爆配电箱。

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