閃點、燃點、自燃點、爆炸極限、 小點燃電流( 小引燃能量)和傳播能力是表征爆炸性物質危險性能的重要參數。
1)閃點:閃點是指易燃和可燃液體所揮發的蒸汽和空氣混合后,當有火源與之接近時,能發生閃電狀燃燒的 低溫度。在這個溫度下,液體揮發很慢,一經閃點既然空氣中的可燃蒸汽,不會繼續燃燒。當溫度超過閃點越多,火災危險性越大,物質閃點越低,火災危險性也越大,一般認為閃點是可能引起火災的 低溫度。閃點低于或等于45°C的液體稱為易燃液體,閃點高于45°C的液體稱為可燃液體,在閃點以下溫度運用這些可燃液體是 安全的。
2)燃點:燃點是對可燃性燃料油而言,該油品是規定條件下加熱到接觸火焰開始燃燒,持續時間不少于5S,開始燃燒時的油品溫度即為燃點,對于易燃液體,燃點比閃點僅高于1~5°C,從安全角度考慮,該類液體只考慮閃點,而不考慮燃點。而對于閃點較高的可燃液體(燃點比閃點高出30°C以上)和易燃固體,燃點才有使用價值。
3)自然溫度:自然溫度(自然點)是指可燃物不需要外來火源就能自己引起燃燒的 低溫度。自然溫度除和物質本身的成本有關外,還與外界壓力和空氣中的含氧量等有關。外界壓力越高,自然溫度越低,空氣中含氧量越高,自然溫度亦越低。
4)爆炸極限:可燃性物質與空氣混合形成可以燃燒后爆炸的物質,稱之為爆炸性混合物。混合物中爆炸性物質含量稱為濃度,用克美立方米(g/m3)或體積比值(%)表示。爆炸性混合物能被引燃發生爆炸的 低濃度稱其為爆炸下限,能被引燃發生爆炸的 高濃度稱其為爆炸上限,爆炸極限就是能引起爆炸性混合物燃燒爆炸的濃度范圍。例如汽油的爆炸限為1%~6%,改范圍內容遇見火就會爆炸,如低于1%或高于6%都不會爆炸。這是因為當混合物濃度低于爆炸下限時,因含有過量的空氣,空氣的冷卻作用會阻止火焰的的蔓延而不能引爆,當混合物濃度高于爆炸上限時,空氣非常不足,火焰也不能傳播,所以當濃度在爆炸范圍以外時,混合物就不會爆炸。爆炸下限越低,或爆炸極限范圍越大,爆炸危險性就越大。影響爆炸極限范圍的因素很多,主要因素有以下幾點。
A. 原始溫度:混合物的原始溫度越高,則爆炸極限范圍越大,即下限降低,上限升高。
B. 原始壓力:原始壓力增大,爆炸范圍也擴大,壓力對爆炸上限的影響十分顯著,而對下限影響較小。
C. 惰性氣體的影響:混合物中所含的惰性氣體量增加,爆炸范圍就縮小,惰性氣體濃度到一定數值就不能爆炸。混合物中惰性氣體量增加,對上限影響較之對下限影響更為顯著。因為惰性氣體濃度增加,表示氧的濃度相對減小,而在上限時氧的濃度本來已經很小,故惰性氣體濃度稍微增加一點,就產生較大影響,使爆炸極限急劇下降。
D. 容器的尺寸和材質:讓容器、管子直徑越小,則爆炸的極限越小,這是因為火焰經過管道冷面時被冷卻,尺寸越小,則單位體積火焰所對應的固態冷卻表面積就越大,傳出熱量也越多。當管道直徑(或火焰通道)小到一定程度時,火焰既不能通過,這一件據稱臨界直徑,也稱 大滅火間距,干式滅火器即是利用此原理制成。容器的材質對爆炸極限也有影響,如氫和氟在玻璃容器中混合,甚至在液態空氣溫度下,在黑暗中也會發生爆炸。而在銀質容器中,在一般溫度下才會發生反應。
E. 能源:火源的能量,熱表面的面積、火源與混合物的接觸時間等,對爆炸極限均有影響。以甲烷為例,對電壓為100V、電流為1A的電火花,無論在什么濃度下都不會爆炸,若電流為2A的電火花則可能引起爆炸,其爆炸極限為5.9%~13.6%,若電流為3A的電火花,其爆炸極限為5.85%~14.8%。
易燃和可燃液體的爆炸極限有兩種表示形式,一種是爆炸濃度極限以體積百分比表示,另一種是爆炸溫度極限以攝氏度表示。由于液體蒸汽的爆炸濃度是在一定溫度下形成的,因此液體的爆炸濃度極限就體現一定的溫度極限,兩者在本質上是一致的,只是表示單位不同。例如,酒精的爆炸濃度極限是3.3%~18%,這個濃度是在11~40°C時形成的,所以11~40°C就是酒精的爆炸溫度極限。很明顯,爆炸溫度下限就是液體的閃點。利用液體的爆炸溫度極限來測定在儲槽或設備中蒸汽的濃度是否有爆炸危險,這種方法簡單易行,因為溫度是隨時可以測定的。
5) 小引燃能量:構成爆炸性混合物的任何爆炸性氣體、液體、蒸汽本身都有各自的反應激發能量,要使之參與氧化反應,則必須有一定的能量激發。如果要使氫分子中的電子脫離原子核的吸引與空氣中的氧反應,發生燃燒或爆炸必須有一個 低能量。這個能量需由外界供給,能引燃爆炸混合物的 小能量為 小引燃能量。
每種爆炸性混合物在規定條件下都有一個 小引爆能量。例如氫氣為0.019mJ,二氧化硫為0.009mJ,甲烷為0.28mJ等。
6) 小引爆電流和電壓: 小引爆電流和電壓是用來描述爆炸性混合物 小引燃能量的一種方式因為引爆能量不便測量和應用,將其轉化為電流和電壓的方式就可方便應用。 小引燃電流和電壓就是在規定的試驗條件下,能點燃爆炸性混合物的 小電流值和 小電壓值,在此值以下,爆炸性混合物不能引爆。以這種方式為出發的防爆原理,可以制造出本質安全型防爆電氣設備,廣泛應用在通信、儀表、自控等弱電領域中。
大實驗安全間隙: 大實驗安全間隙是指在規定的試驗條件下,試驗專用球形外殼內部爆炸性混合物被引燃后,火焰通過球形外殼法蘭接合面的間隙,不能引爆球形外殼外部空間爆炸性混合物爆炸的法蘭接合面的 大間隙值。利用外殼間隙尺寸的大小(間隙的長度和寬度)來控制外殼內部爆炸性混合物爆炸后不能向外殼傳播,引起殼外爆炸性氣體爆炸的原則,制造隔爆型電設備,就如我公司生產的防爆配電箱。