Shenhai robbanásbiztos
Szabványos vizsgálati körülmények között azt a koncentrációhatárt, amelynél egy oxidáló gázzal kevert éghető gáz vagy gőz robbanáshoz vezet, robbanási határértéknek nevezik. Általában a "robbanáshatár" kifejezés az éghető gázok vagy gőzök levegőben lévő koncentrációjának határértékére utal. Az éghető gáz legkisebb koncentrációját, amely robbanást okozhat, alsó robbanási határértéknek (LEL), a legnagyobb koncentrációt pedig felső robbanási határértéknek (UEL) nevezik.
Amikor éghető gázok vagy folyékony gőzök a robbanási határértékeken belül vannak, és hőforrással (például nyílt lánggal vagy magas hőmérséklettel) találkoznak, a láng gyorsan terjed a gáz- vagy porraktérben. Ez a gyors kémiai reakció jelentős mennyiségű hőt szabadít fel, és olyan gázok keletkeznek, amelyek a hő hatására kitágulnak, magas hőmérsékletet és nyomást hozva létre, hatalmas pusztító potenciállal.
A robbanási határértékek kulcsfontosságú paraméterek a gyúlékony gázok, gőzök és éghető porok veszélyeinek leírásában. Az éghető gázok és gőzök robbanási határértékeit általában a keverékben lévő gáz vagy gőz százalékos arányában fejezik ki.
Például 20°C-on a gyúlékony gáz térfogati hányadának és tömegkoncentrációjának átváltási képlete a következő:
Y = (L/100) × (1000M/22,4) × (273/(273+20)) = L × (M/2,4)
Ebben a képletben L a térfogati hányad (%), Y a tömegkoncentráció (g/m³), M az éghető gáz vagy gőz relatív molekulatömege, és 22,4 az a térfogat (liter), amelyet 1 mol anyag foglal el gáz halmazállapotban standard körülmények között (0°C, 1 atm).
Például, ha a metángáz koncentrációja a légkörben 10%, akkor ez a következőre változik:
Y = L × (M/2,4) = 10 × (16/2,4) = 66,67g/m³
A gyúlékony gázok, gőzök és porok robbanáshatárainak fogalma a termikus robbanás elméletével magyarázható. Ha egy gyúlékony gáz, gőz vagy por koncentrációja a megengedett legkisebb expozíciós koncentráció alatt van, a levegő feleslege, a levegő hűtő hatása és az éghető anyag elégtelen koncentrációja miatt a rendszer több hőt veszít, mint amennyit nyer, és a reakció nem megy végbe. Hasonlóképpen, ha a koncentráció az UEL felett van, a keletkező hő kevesebb, mint az elvesztett hő, így a reakció nem indul meg. Ezenkívül a túlzott mennyiségű éghető gáz vagy por nemcsak nem képes reagálni és hőt termelni az oxigénhiány miatt, hanem a keveréket is lehűti, megakadályozva a láng terjedését. Sőt, bizonyos anyagok, például etilén-oxid, nitroglicerin és éghető por, például puskapor esetében az UEL elérheti az 100% értéket. Ezek az anyagok a bomlás során biztosítják az oxigént, lehetővé téve a reakció folytatását. A megnövekedett nyomás és hőmérséklet tovább segíti a bomlásukat és robbanásukat.