Często otrzymujemy pytania dotyczące gazów palnych i możliwości ich wykrywania, dlatego w tym tygodniu na blogu omówimy niektóre cechy charakterystyczne, które należy zrozumieć i poznać przed rozważeniem możliwości ich wykrycia.

Temperaturazapłonu to temperatura, powyżej której para wydziela się z wystarczającą szybkością, aby utworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową. Ciecze o temperaturze zapłonu poniżej normalnej temperatury otoczenia automatycznie uwalniają opary w ilości wystarczającej do utworzenia mieszaniny wybuchowej; dlatego wyciek takich cieczy jest potencjalnie tak samo niebezpieczny jak wyciek gazu palnego. Niektóre paliwa, takie jak olej napędowy lub paliwo lotnicze, mają stosunkowo wysokie temperatury zapłonu (odpowiednio >52°C lub >32°C) i dlatego nagromadzenie oparów może być wykryte tylko wtedy, gdy temperatura otoczenia przekracza ten poziom.

Masacząsteczkowa związku jest sumą mas atomowych poszczególnych gatunków podanych we wzorze cząsteczkowym. (W praktyce chemicy używają zamiennie terminów: masa cząsteczkowa, masa cząsteczkowa, masa wzoru i masa). Znajomość masy cząsteczkowej substancji pomaga ocenić, czy gaz lub opary będą gromadzić się na wysokim czy niskim poziomie po uwolnieniu (tj. czy są lżejsze czy cięższe od powietrza), a także umożliwia konwersję ze stężenia masowego (mg/m3) na miary objętościowe (ppm).

Gęstość par lub gęstość względna jest miarą gęstości gazu lub pary w stosunku do powietrza. Oblicza się ją dzieląc masę cząsteczkową gazu przez masę cząsteczkową powietrza (28,80). Gazy lub pary o gęstości par mniejszej niż jeden są lżejsze od powietrza i mają tendencję do unoszenia się z miejsca ulatniania się i dlatego mogą być łatwo rozproszone lub mogą zostać uwięzione na wyższym poziomie. Gazy lub pary o gęstości par większej niż jeden są cięższe od powietrza i mają tendencję do opadania na niższe poziomy. Takie ciężkie gazy mogą pozostawać uwięzione przez długi czas w kanałach, studzienkach rewizyjnych itp., gotowe do wybuchu, gdy tylko pojawi się źródło zapłonu. Należy zauważyć, że na zachowanie się gazów i par w stanie rozproszenia wpływa również temperatura otoczenia, temperatura przechowywania, ciśnienie otoczenia, ciśnienie przechowywania, wentylacja lub kierunek wiatru itp.

Prężność pary. Przy ocenie zagrożenia palnego dla danej substancji, niezwykle przydatna jest znajomość jej prężności pary. Każdy materiał, który jest cieczą lub ciałem stałym w temperaturze atmosferycznej posiada fazę parową, a ilość pary w otaczającym powietrzu zależy od temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza wzrasta ilość pary, którą może ono pomieścić, a kiedy prężność pary danej substancji osiąga ciśnienie atmosferyczne, substancja ta znajduje się w punkcie wrzenia. Ciśnienie pary jest zwykle wyrażane w milimetrach rtęci (mmHG), atmosferach (atm) lub kilopaskalach (kPa). Normalne ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza wynosi 760mmHG, 1 atm lub 101,325kPa.

Maksymalne stężenie substancji w powietrzu w danej temperaturze można obliczyć na podstawie prężności jej pary w tej temperaturze. Oznacza to, że możemy ocenić, czy dana substancja może spowodować powstanie palnego stężenia w tej temperaturze. Dla większości substancji w odpowiedniej karcie charakterystyki podana jest prężność pary (zwykle określana w temperaturze 25°C).

Znajomość prężności pary substancji pozwala nam obliczyć, czy wydzielająca się para może stworzyć zagrożenie wybuchem w środowisku, w którym substancja jest używana.

Aby obliczyć stężenie oparów w powietrzu, należy podzielić ciśnienie pary substancji przez ciśnienie otoczenia (zwykle 760 mmHg) i pomnożyć przez 100, aby uzyskać odczyt % objętości (najpierw należy upewnić się, że ciśnienia są wyrażone w tych samych jednostkach).

Na przykład:

Dla Caprolactone Monomer ilość pary w powietrzu przy 25°C = 0,0013% objętości jest równa 13ppm. Stężenie to jest znacznie niższe od dolnej granicy wybuchowości (LEL) tej substancji.

Z obliczeń tych wynika, że w normalnych warunkach otoczenia ilość monomeru kaprolaktonu emitowałaby opary w ilości niewystarczającej do stworzenia zagrożenia palnego.

Więcej informacji można znaleźć w sekcji Talking gas