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消防知識：可燃氣體火災危險性參數及測定方法
來源：消防檢測 時間：2018-08-30 16:51:51
危險化學品種類繁多，日常生活中也離不開危險化學品。如家庭中所使用的天然氣、打火機中的氣體、汽車中的汽油等。雖然危險化學品事故帶來的危害后果是巨大的，但危險化學品在一定的條件下是安全的，只有在某些特定因素的影響下，會導致火災、爆炸、中毒等事故。
危險化學品種類繁多，其危險性類別也不同：有的具有易燃易爆的特點，在一定誘發因素下會發生火災、爆炸等事故；有的具有毒性、腐蝕性、放射性等特點。為了對危險化學品進行更好的管理，GB6944-2012《危險貨物分類和品名編號》等相關標準通常將危險化學品分為9類：第1類，爆炸品；第2類，氣體；第3類，易燃液體；第4類，易燃固體、易于自燃的物質、遇水放出易燃氣體的物質；第5類，氧化性物質和有機過氧化物；第6類，毒性物質和感染性物質；第7類，放射性物質；第8類，腐蝕性物質；第9類，雜項危險物質和物品，包括危害環境物質。其中，第2類中的氣體分為3項，分別為：2．1項，易燃氣體；2．2項，非易燃無毒氣體；2．3項，毒性氣體。2．1項的易燃氣體具有易燃易爆的特點，衡量其火災危險性的主要參數為爆炸極限。除爆炸極限外，可燃氣體的自燃溫度、小點火能量、燃燒熱等也是評價其火災危險性的參數。針對可燃氣體的火災危險性參數及其測定方法進行梳理及分析。
1爆炸極限
《危險貨物分類和品名編號》中，易燃氣體通常指的是在20℃和101．3kPa條件下能發生燃燒的氣體。該標準中規定的易燃氣體需滿足下述兩個條件之一：爆炸下限小于或等于13％的氣體；不論其爆炸下限如何，其爆炸極限范圍(燃燒范圍)大于或等于12％的氣體。
評價可燃氣體的火災危險性，爆炸極限是重要的指標之一。例如，GB50016—2014《建筑設計防火規范》規定：“爆炸下限小于10％的氣體火災危險性為甲類”，“爆炸下限不小于10％的氣體的火災危險性為乙類”。對于可燃氣體爆炸極限的測定，有兩個標準規定了其測定方法。分別為GB／T12474—2O08《空氣中可燃氣體爆炸極限測定方法》和GB／T21844-2008{化合物(蒸氣和氣體)易燃性濃度限值的標準試驗方法》。其中，GB／T12474-2008對應于ISO10156：1996。GB／T21844—2OO8等同采用了美國材料試驗協會標準ASTME681：04。
除了上述的爆炸極限測定標準外，在國外的其他標準中也規定了可燃氣體爆炸極限的測定方法。歐洲標準EN1839：2017中也規定了可燃氣體爆炸極限的測定方法。EN1839：2017中規定了兩種反應容器。這3個標準的主要差異及對比情況，見表1所示。
表1可燃氣體爆炸極限測定標準的對比
2小點火能量
GB／T14288-1993《可燃氣體與易燃液體蒸氣小靜電點火能測定方法》中，規定了測定可燃氣體和閃點低于60℃的易燃液體蒸氣的小靜電點火能的測定方法。在美國材料試驗協會標準ASTME582—07{Standard Test Methodfor Minimum Ignition Energyand Quenching Distancein Gaseous Mixtures}中也規定了可燃氣體小點火能量的測定方法。此外，該標準還規定了可燃氣體淬熄距離的測定方法。不同可燃氣體小點火能量測試方法標準的比較，見表2所示。
表2可燃氣體的小點火能量測定標準的比較
3自燃溫度
GB5332-2007<(可燃液體和氣體引燃溫度試驗方法》中規定了可燃氣體的引燃溫度(自燃溫度)的測定方法。該標準等同采用IEC60079-4：19756爆炸性氣體環境中的電氣設備一第四部分一引燃溫度試驗方法》第二版。試驗方法中使用的容器為200mL敞口錐形瓶，試驗中將敞口錐形燒瓶加熱到一定溫度后，把一定量可燃液體或氣體試樣注入錐形燒瓶中，觀察燒瓶內是否發生引燃現象。通過采用不同溫度和不同試樣量重復試驗，把發生引燃時燒瓶的低溫度作為該試樣在常壓下空氣中的引燃溫度。
美國材料試驗協會的標準ASTM659-15{Standard Test Methodfor Autoignition Temperature of Chemicals}中對化學品自燃溫度的測定做出了規定。該試驗方法中使用的反應容器為500mL的球形玻璃燒瓶。反應容器的體積和壓力對可燃氣體的自燃溫度有一定的影響。反應容積的體積越大，白燃溫度越低。壓力越大，自燃溫度也越低。GB／T21860-2008《液體化學品自燃溫度的試驗方法》采用了ASTM659-78(2005)版本。
標準GB／T21791-2008《石油產品自燃溫度測定法》也規定了可燃氣體自燃溫度的測定方法。該標準等同采用了德國標準DIN51794：2003{Testing of Mineral Oil Hydrocarbons-Determination of Ignition Temperature}。該標準規定了可燃液體和氣體、石油產品及其混合物在75～65O℃之間自燃溫度的測定方法。不同測定可燃氣體自燃標準的比較，見表3所示。
表3可燃氣體自燃溫度測定標準的比較
4結語
由于可燃氣體易燃易爆的特點，準確評價其火災危險性是對可燃氣體火災事故預防、處置和消防監督管理的基礎。不同的可燃氣體其被引燃的難易程度有差異，其火災、爆炸的危害后果也有所不同。可燃氣體的火災危險性參數也有較大差異。可燃氣體由于其化學性質不同，生產工藝、使用場所、儲存狀態、可能遇到的引火源的不同，導致發生事故的可能性不同、事故后果也會有差異，僅用一個參數衡量其火災危險性，顯得不夠準確。因此，建議開展在多參數、非常規條件下的可燃氣體火災危險性研究，為預防可燃氣體的火災、爆炸事故提供技術支持。