Punctul de inflamabilitate 1. Punctul de inflamabiltate al unui lichid inflamabil este temperatura minimă la
care acesta formează un amestec inflamabil cu oxigenul. La această temperatură vaporii pot înceta să ardă când sursa de aprindere este îndepărtată. Pentru o temperatură uşor mai ridicată, punctul de aprindere este definit ca temperatura la care vaporii continuă să ardă după ce s-au aprins. Nici unul dintre aceşti parametri nu este legat de temperaturile sursei de aprindere sau lichidului de ardere, care sunt mult mai mari. Punctul de inflamabilitate este folosit adesea ca o caracteristică descriptivă a combustibilului lichid, dar şi pentru descrierea lichidelor care nu sunt folosite în mod intenţionat ca şi combustibili. Mecanismul
Orice lichid inflamabil are o presiune a vaporilor care depinde de temperatura acelui lichid. Cu cât temperatura creşte cu atât presiunea vaporilor creşte. Cu cât presiunea creşte cu atât concentraţia lichidului inflamabil evaporat în aer creşte. De aceea temperatura este cea care determină concentraţia lichidului inflamabil evaporat în aer în condiţii de echilibru. Lichide inflamabile diferite necesită concentraţii diferite ale combustibilului în aer pentru a susţine arderea. Punctul de inflamabilitate este acea temper temperatu atură ră minimă minimă la care care exist existăă o concen concentra traţie ţie sufici suficient entăă a combus combustib tibilu ilului lui evaporat în aer pentru ca arderea să se propage după ce a fost introdusă o sursă de aprindere. Măsurarea punctelor de inflamabilitate
Există două metode de bază pentru măsurarea punctului de inflamabilitate: în vas deschis şi în vas închis. deschis, proba este pusă în vasul deschis (de unde şi În dispozitivele cu vas deschis denumirea) care este încălzit şi, din când în când, o flacără este adusă deasupra vasului. Punctul de inflamabilitate va varia cu distanţa de la flacără la suprafaţa lichidului şi la o distanţă suficient de mare, temperatura punctului de inflamabilitate măsurat va coincide ca punctul de aprindere. Dispozitivele de tip cu vas închis, de exemplu dispozitivul Pensky-Martens cu vas închis, sunt închise etanş cu un capac capac prin care sursa de aprindere poate fi introdusă periodic. Vaporii aflaţi la suprafaţa lichidului se presupune că sunt în echilibru cu lichidul. lichidul. Aceste Aceste dispozitive dispozitive dau mai scăzute pentru pentru punctul de inflamabilita inflamabilitate te (de obicei 5-10k) şi oferă o mai bună aproximare a temperaturii la care presiunea vaporilor atinge limita inferioară a inflamabilităţii (LFL). Punctul de inflamabilitate este mai degrabă o determinare experimentală decât un parametru fizic fundamental. Valoarea măsurată va varia în funcţie de echipament şi de metoda de control, incluzând creşterea liniară (variabilă) în rampă a temperaturii (la testerele automate), timpul permis pentru echilibrarea probei, volumul probei şi dacă proba este agitată. Dispozitivele de încercare şi metodele de control sunt specificate în standarde cum ar fi DIN 51758, ASTMA 93 şi „Determinarea punctului de inflamabilitate-metoda echilibru în vas închis” – ISO 1523: 2002 Exemple de puncte de inflamabilitate pentru combustibil
Petrolul (benzina) este recomandat pentru utilizarea la motoarele cu aprindere prin scânteie. Combustibilul trebuie amestecat mai întâi cu aer în limitele inflamabilităţii sale şi încălzit deasupra punctului său de inflamabilitate, apoi aprins prin intermediul
scânteii. Combustibilul nu trebuie să se aprindă în avans în motorul încălzit. De aceea, benzina este necesar să aibă un punct de inflamabilitate scăzut şi o temperatură ridicată de autoaprindere. Motorina este recomandată pentru utilizarea la motoarele cu raport de compresie ridicat. Aerul este comprimat până când se încălzeşte la temperaturi mai mari decât temperatura de autoaprindere a motorinei, atunci combustibilul este injectat şi pulverizat cu presiune înaltă, păstrându-se amestecul combustibil-aer în limitele inflamabilităţii motorinei. Nu există sursă de aprindere. De aceea este necesar ca motorina să aibă un punct de inflamabilitate înalt şi o temperatură joasă de autoaprindere. - benzina: punctul de inflamabilitate:> −43 C (−45 F [negativă, sub punctul de îngheţ al apei de + 32 F ] ) . temperatura de autoaprindere: 246 C (475 F ) . - motorină: punctul de inflamabilitate:> 62 C (−143 F ) . temperatura de autoaprindere: 210 C (410 F ) . - combustibil pentru motoare cu reacţie: punctul de inflamabilitate: :> 38 C −143 F . temperatura de autoaprindere: 210 C (410 F ) . - kerosen: punctul de inflamabilitate: > 38 −72 C (100 −162 F ) . temperatura de autoaprindere: 220 C (428 F ) . Motorina variază între 126 F şi 204 F ( 52C −95C / WJ ) . Combustibilii pentru motorină cu reacţie variază, de asemenea, mult. Jet A şi Jet A-1 au un punct de inflamabilitate între −10 F şi + 30 F ( − 23C / −1C / WJ ) . 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Surse de date
Datele privind punctual de inflamabilitate se găsesc în multe colecţii de date privind proprietăţile fizice, precum şi în fişele de date privind siguranţa materialelor (MSDS); totuşi nu toate sursele de date sunt echivalente şi utilizarea datelor depinde de metoda de obţinere (în vas deschis sau închis) care nu este întotdeauna specificată. Obs. Punctul de aprindere al unui combustibil este temperatura la care acesta va continua să ardă după aprindere pentru cel puţin 5 secunde.
La atingerea punctului de inflamabilitate, o temperatură mai scăzută, substanţa se va aprinde dar vaporii nu se produc cu o viteză să susţină arderea. Punctul de aprindere şi arderea autogenă reprezintă considerente adiţionale atunci când se aleg unsori rezistente la foc. Din punct de vedere industrial, punctul de aprindere este temperatura cea mai scăzută la care unsorile industriale (tehnice) produc suficienţi vapori pentru a forma un amestec cu aerul capabil să susţină combustia după aprindere. Definiţie: Punctul de inflamabilitate
Punctul de inflamabilitate este cea mai joasă temperatură la care un lichid poate forma un amestec inflamabil la suprafaţa sa. Cu cât punctual de inflamabilitate este mai scăzut, cu atât este mai uşor de aprins materialul respectiv. Exemplu: benzina are punct de inflamabilitate de − 40 C (− 40 F ) şi este mai inflamabilă decât etilen-glicolul (antigel) care are un punct de inflamabilitate de 111 C ( 232 F ) . 0
0
0
0
Un alt termen în legătură strânsă cu acest subiect dar mai puţin comun este punctual de aprindere, temperatură la care flacăra se poate auto-întreţine astfel încât să continue să ardă lichidul (la punctual de inflamabilitate, flacăra nu trebuie să fie susţinută). De obicei, punctual de aprindere este cu câteva grade peste punctual de inflamabilitate. Informaţii suplimentare
Departamentul de transporturi cere ca toate substanţele transportate să aibă un punct de inflamabilitate cunoscut şi materialele cu puncte de inflamabilitate mai scăzute de 60 C (140 F ) să fie manevrate cu o atenţie deosebită. Standardul precizează că determinarea punctului de inflamabilitate se face folosind una din cele două metode standardizate de testare specificate de ASTMA. 0
0
Determinare experimentală
Punctele de inflamabilitate sunt determinate experimental prin încălzirea lichidului într-un vas şi introducerea după aceea a unei flăcări mici chiar la suprafaţa lichidului. Temperatura la care apare o flacără (aprindere) este înregistrată ca punct de inflamabilitate. Cele două metode generale sunt denumite în vas deschis şi în vas închis. Metoda de determinare în vas închis previne scăparea vaporilor şi, de aceea, rezultatele pentru punctul de inflamabilitate sunt cu câteva grade mai scăzute decât la metoda de determinare în vas deschis. Deoarece cele două metode dau rezultate diferite, trebuie întotdeauna specificată metoda de determinare atunci când este precizat punctul de inflamabil. De ex. 110 0 C (în vas închis) Standardul comentează metodele în detaliu: - punct de inflamabilitate înseamnă temperatura minimă la care lichidul emană vapori în interiorul vasului de testare într-o concentraţie suficientă pentru a forma un amestec inflamabil cu aerul, la suprafaţa lichidului. pentru un lichid având vâscozitatea mai mică de 45 SUS la 100 F (37,8 C ) , care nu conţine suspensii solide şi nu are tendinţa de a forma un film de suprafaţă în timpul determinării, trebuie folosită procedura specificată în Metoda Standardizată de Determinarea punctului de inflamabilitate emisă Tag Closed Tester (ASTMA D-5670) pentru un lichid având vâscozitatea de 45SUS sau mai mare la 100 F (37,8 C ) sau are suspensii solide sau are tendinţa de a forma la suprafaţă în timpul determinării trebuie trebuie folosită procedura specificată în Metoda Standardizată de Determinare a punctului de inflamabilitate emisă de Pensky-Marteus Closed Tester (ASTMA D-93-71). Pentru un lichid care este un amestec cu componente cu diferite volatilităţi şi puncte de inflamabilitate, punctul de inflamabilitate trebuie determinat prin folosirea procedurilor specificate în paragraful (i) sau (ii) ale acestui capitol în funcţie de tipul vasului în care este stocat. Dacă punctul de inflamabilitate determinat prin acest procedeu este de 100 F (37,8 C ) sau mai mare, va fi făcută o determinare adiţională pe o probă de lichid evaporată până la 90% din volumul iniţial, urmând a fi considerat punctul de inflamabilitate al materialului valoarea cea mai scăzută dintre cele două determinări. Peroxizii organici, care se autodescompun termic accelerat, sunt excluse de la orice tip de determinare a punctului de inflamabilitate specificate în acest subparagraf. Punctele de inflamabilitate trebuie determinate în condiţiile unor circumstanţe reproductibile. 0
0
0
0
0
0
Relevanţa MSDS
Este necesară cunoaşterea punctului de inflamabilitate pentru orice material cu care lucraţi. Evitaţi întotdeauna căldura, factorul focul deschis, scânteile sau alte surse de aprindere când un anumit material se află la o temperatură apropiată de punctul său de inflamabilitate. O greşeală obişnuită în laborator este lipsa atenţiei cu care se determină punctele de inflamabilitate la utilizarea băii de încălzire. Vezi pentru mai multe informaţii în documentul privind materialele băii de încălzire. Punctul de inflamabilitate al unei substanţe chimice este temperatura cea mai scăzută la care se va evapora destul fluid astfel încât să se formeze un gaz cu concentraţie combustibilă. Punctul de inflamabilitate este un indicator pentru cât de uşor poate arde o substanţă chimică. Materialele cu puncte de inflamabilitate mai înalte sunt mai puţin inflamabile sau cu risc mai mic decât substanţele chimice cu puncte de inflamabilitate mai scăzute. Combustibilii şi punctele de inflamabilitate la presiunea atmosferică se găsesc în tabelul de mai jos. Scop
Această metodă descrie procedura generală de determinare a punctului de inflamabilitate pentru produse de consum. Definiţie Punctul de inflamabilitate: cea mai scăzută temperatură corectată la presiunea atmosferică de 101,3kPa (760 mmHg ) , la care folosirea unei surse de aprindere determină aprinderea vaporilor aflaţi la suprafaţă probei de analizat în condiţii de testare specificate. 3. Documente de referinţă
3.1 Standardul ASTM, Metoda testată D 56-00 3.2 Standardul ASTM, Metoda testată D 93-00 3.3 Standardul ASTM, Metoda testată D 3828-98 3.4 CGSB 1-GP-71, Metoda 3.1 3.5 Standardul ASTM E 177-90a (1996) 4. Aparatura
4.1 Barometru 4.2 Aparatură pentru determinarea punctului de inflamabilitatea în vas închis tip Pensky Marteus (manual sau automat) 4.3 Aparatură pentru determinarea punctului de inflamabilitatea în vas închis tip Setaflash 5. Procedura de experimentare
5.1 Măsurile punctului de inflamabilitate sunt făcute în condiţii strict controlate şi cu tehnicile prescrise . detaliile specifice operaţiei variază semnificativ pentru tipuri diferite de aparate pentru determinarea punctului de inflamabilitate, prescrise pentru o anumită probă de analizat. În funcţie de proprietăţile fizice şi caracteristicile probei de analizat, procedura se va desfăşura după cum este descrise în standardul corespunzător listat mai jos şi se va supune instrucţiunilor Procedurii de Control de Calitate şi Înregistrare descrise în capitolele 6 şi 7 ale metodei respective.
5.2 În alegerea Metodei Standardizate de Control, analistul trebuie să aibă în vedere următoarele criterii: ASTM D56-00: Pentru lichide care au vâscozitatea mai mică de 5,5mm / s la 0 0 40 C şi un punct de inflamabilitate sub 93 C , care nu conţine suspensii solide sau care nu are tendinţa de a forma un film la suprafaţă în condiţiile de testare. ASTM D 93-00: pentru lichide care au o vâscozitate de 5,5mm / s la 40 0 C care por conţine suspensii solide sau au tendinţa de a forma un film la suprafaţă în condiţiile de testare ASTM D 3828-98: pentru materiale cu vâscozitatea ridicată şi/sau pentru măsurarea probelor de analizat în cantităţi limitate de testare. ASTM D3828-98: Pentru materiale cu vâscozitatea ridicată şi/sau pentru măsurarea probelor de analizat în cantităţile limitate disponibile. CGSB 1-GP-71, Metoda 3.1: Pentru substanţe lichide de acoperire, vopseluri şi decapanţi pentru lacuri de uz caznic la care determinarea este necesară în mod special pentru a verifica rezistenţa la arcuire conform articolului 3 din Partea I a nomenclatorului privind Produsele de Risc 2
2
5.3 Rezumat : Alegeţi aparatul de determinat corespunzător scopului de a determina punctul de inflamabilitate al probei de analizat. Amestecaţi cu atenţie proba de analizat. Încărcaţi aparatul cu proba de analizat în maniera indicată în instrucţiunile de folosire a acestuia şi încălziţi cu viteza specificată. La intervale regulate de timp aplicaţi testul cu flacără conform metodei de control aplicate şi observaţi aprinderea vaporilor. Punctul de inflamabilitate este luat la temperatura cea mai scăzută (măsurată în 0 C ) la care aplicarea testului cu flacără determină aprinderea pentru moment a vaporilor la suprafaţa probei de analizat. Nu confundaţi adevăratul punct de inflamabilitate cu haloul albăstrui care apare uneori la testul cu flacără făcut înaintea celui care determină inflamarea. Dacă punctul de inflamare determinat diferă de punctul de inflamabilitate estimat cu o cantitate mai mare decât cea specificată în Metode de Control, anulaţi rezultatul şi repetaţi testul (1). Când folosiţi un aparat de determinare automat, determinarea se va desfăşura conform instrucţiunilor de utilizare a aparatului … de producător. Citiţi şi înregistraţi presiunea atmosferică ambiantă în momentul testării. Calcule şi înregistrări
6.1 Când presiunea barometrică în momentul testării diferă de 101,3kPa (760 mmHg ) corectaţi punctul de inflamabilitate determinat conform următoarelor relaţii: Punctul de inflamabilitate corectat C = C +0,25(101,3 − P ) sau Punctul de inflamabilitate corectat C = C + 0,033( 760 − p ) unde: C - punctul de inflamabilitate observat [ C ]; P - presiunea atmosferică ambiantă [kPa] ; p - presiunea atmosferică ambiantă [mmHg ] ; 6.2 Când cantitatea probei de analizat disponibilă pentru analiză este suficientă, ca rezultat al analizei va fi înregistrată valoarea cea mai apropiată de valoarea întreagă sau + 0,5 C , ca fiind media a 2 determinări repetate, cu menţiunea că diferenţa dintre cele 2 valori nu depăşeşte 2 0 C . Precizia înregistrării va trebui să atingă sau să depăşească valorile specificate în paragraful 8.1. 6.3 Când se aplică, abaterea medie dintre determinările repetate sau abaterea medie pătratică pentru determinările repetate (s pentru n>2) se ca calcula (2), iar rezultatul analizei va fi înregistrat cu următorul format: 0
0
0
0
Metoda testată
Punctul inflamabilitate (
1
1A
ASTM D 56
0
C
de
)
xx.x ± 2s
7. Procedura de controlul calităţii
7.1 Pentru a asigura funcţionarea corectă a instrumentelor folosite şi faptul că precizia şi acurateţea măsurătorilor analitice respectă specificaţiile metodei, pe parcursul analizei va fi urmărită această procedură de controlul calităţii. 7.2 Pregătiţi şi completaţi raportul cu datele corespunzătoare ale analizei de laborator ca mai jos: Data testului de laborator Determinarea punctului de inflamabilitate
Metoda testată: ……………………………. ………… Data:…………………….. Aparatul:……………………………………………….. Nr. simplu………………. Rata de încălzire ( C / min ) ………………………… NR. …………………… Presiunea barometrică ( mmHg ) ……………………. Comentarii:………………………… Nr .testării Timpul (min) Temperatura (0C) Inflamabilitatea (D/N) 0
7.3 Aplicarea corectă şi normală a metodei va fi verificată în vedere următoarele indicaţii 7.3.1 Executaţi determinarea punctului de inflamabilitate de referinţă pentru un fluid de control, conform Tabelului 1, în condiţii de experimentare identice cu cele ale probei de analizat cel al probei de analizat. Tabelul 1- Valori de referinţă pentru punctul de inflamabilitate al fluidelor de control pentru metodele în vas închis Fluid de control pentru Metoda de control Valoarea de Abaterea ( C ) punctul de inflamabilitate referinţă ( C ) n-Octane 13-15,6 --±0,6 p-Xylene ASTM D56 27,2 ±0,8 n-Decane ASTM D56 50,9 ±1 ASTM D93 52,8 ±1, 2 ASTM D3828 49,7 ±0,7 n-Undecane ASTM D56 67,1 ±1,4 ASTM D93 68,7 ±1,6 ASTM D3828 65,9 0
0
Punctele de inflamabilitate de referinţă pentru metoda de control specifice au fost determinate în cadrul unui program de colaborare inter-laboratoare între NIST şi Comitetul ASTMA S-15. Abaterea defineşte o gamă de valori pentru valoarea de
referinţă, gama în care valoarea adevărată este considerată că se găseşte cu un procent de 95% nivel de încredere. Valorile de referinţă date pentru n-octan s-a obţinut din literatura de specialitate. Aceste valori vor fi amendate cu datele experimentale atunci când acestea sunt disponibile. Înregistraţi rezultatele analizei în fişele de măsurători ale instrumentelor analitice şi verificaţi dacă rezultatul se găseşte în limitele toleranţelor valorii de referinţă. Dacă rezultatul pentru proba de analizat este între limitele acceptabile, se notează în fişa de analiză a probei că metoda că metoda de control a fost găsită a fi în „intervalul de control”. Dacă rezultatul analizei probei este în afara specificaţiilor acestei metode, instrumentele trebuie imediat reparate şi/sau recalibrate pentru a îndeplini condiţiile prescrise de funcţionare şi apoi se repetă întreaga procedură. 8. Precizie şi erori sistematice
8.1 Repetabilitate : diferenţele dintre rezultatele testelor repetate, obţinute de acelaşi analist, cu acelaşi aparat, în condiţii de operare constante, pe materiale de testare identice, ar trebui să atingă sau să depăşească următoarele procente, cu o probabilitate de 95%. 8.2 Reproductibilitate: diferenţele dintre rezultatele testelor repetate, obţinute de analişti diferiţi, în zilele diferite, cu acelaşi aparat în condiţii de operare constante, ar trebui să nu difere cu mai mult decât procentele de mai jos, cu o probabilitate de 95%. 8.3 Abateri sistematice: Abaterile sistematice ale metodei de control faţă de media unui set de rezultate din care se scade valoarea de referinţă acceptată sunt următoarele. Rezultatele testului trebuie să fie în cadrul limitelor de atenţie ( ± 2 × s ) 3 şi al limitelor de control ( ±3 × s ) 3 al valorii presupune 4. dacă rezultatul se găseşte în afara limitelor de control, identificaţi cauza şi corectaţi problema, apoi reanalizaţi proba dacă este necesar. Sub nici o formă nu repetaţi testul pe aceeaşi porţie de substanţă de analizat. 1 Pentru fiecare determinare trebuie totdeauna folosită o porţie proaspătă din substanţa de analizat. 2 Abaterea medie pătratică a rezultatelor analizei se calculează cu următoarea relaţie, unde: rezultatul fiecărei determinări individuale; media determinărilor repetate x n − numărul total de repetări S = ∑( x − x )
xi
−
2
i
3
S = abaterea medie pătratică
n −1
