Значение верхнего предела взрываемости метана. Концентрационные и температурные пределы воспламенения (взрываемости)

Для воспламенения смесей горючих газов и паров с воздухом (при отсутствии жидкой фазы) необходимы определенные количественные соотношения между ними, определяемые концентрационными пределами воспламенения.

Эти пределы выражаются в единицах объемной (объемн. %) и весовой (мг/л) концентраций.

Нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения называется соответственно минимальная и максимальная концентрации газов и паров в смеси с воздухом (или кислородом), при которых возможно их горение.

Для расчета концентрационных пределов воспламенения горючих веществ можно пользоваться следующими эмпирическими формулами:

объемн. %

объемн. %

где НП-нижний концентрационный предел воспламенения;

ВП-верхний концентрационный предел воспламенения;

N-число атомов кислорода, необходимое для сгорания 1 моль горючего;

V t -объем 1 моль газа при начальной температуре, л;

М-молекулярный вес горючего компонента смеси.

С увеличением молекулярного веса горючего компонента, в пределах гомологических рядов снижаются как верхние, так и нижние концентрационные пределы воспламенения. При этом вследствие более быстрого падения кривой верхних пределов воспламенения область воспламенения сужается. При разветвлении структуры горючего компонента, с одной стороны, снижается температура вспышки вследствие увеличения упругости пара, а с другой стороны, повышаются нижние пределы воспламенения.

Для сложной газо-паровоздушной смеси известного состава пределы воспламенения П можно подсчитать по формуле Ле-Шателье:

, объемн. %

где К 1, К 2 , К 3 - концентрации горючих компонентов в горючей части смеси, объемн. %;

К 1 +К 2 +...+К п =100%;

П 1 ,П 2 ,П 3 -соответствующие пределы воспламенения чистых компонентов смеси, объемн.%.

При вычислении пределов воспламенения в единицах весовой концентрации в этой формуле К 1 , К 2 , ... К п заменяют соответственно весовыми процентами горючих компонентов.

Взрываемость паров можно характеризовать либо концентрационными, либо (при наличии жидкостной фазы) температурными пределами воспламенения (взрываемости).

Нижним температурным пределом воспламенения называется самая низкая температура жидкости, при которой ее насыщенные пары с воздухом в замкнутом объеме образуют смесь, способную воспламениться при поднесении к ней импульса воспламенения.

Концентрация паров на нижнем температурном пределе соответствует нижнему концентрационному пределу.

Верхним температурным пределом воспламенения называется высшая температура жидкости, при которой ее насыщенные пары с воздухом в замкнутом объеме образуют смесь, способную воспламениться при поднесении к ней импульса воспламенения. При более высокой температуре образуется смесь, не способная гореть. Концентрация паров на верхнем температурном пределе соответствует верхнему концентрационному пределу.

Температурные пределы воспламенения могут быть пересчитаны в концентрационные по следующим формулам:

где НП и ВП-нижний и верхний концентрационные пределы, объемн. %;

Р 1 и Р 2 -давление насыщенных паров при температурах, соответствующих нижнему или верхнему температурному пределу, ат;

Р атм -атмосферное давление, ат.

Наиболее взрывоопасными являются жидкости с широкими пределами воспламенения (сероуглерод), а также с нижним пределом воспламенения менее 1% (бензол, толуол и др.) и температурой вспышки (нижним температурным пределом воспламенения) ниже +15.

Горючие газы, пары и некоторые виды пылей характеризуются объемными пределами воспламенения, т.е. определенными по объему соотношениями с воздухом, при которых смесь воспламеняется от постороннего источника зажигания с быстрым распространением горения на весь объем смеси. При этом горение часто сопровождается взрывом.

От обычного горения взрыв отличается мгновенностью (тысячные, иногда миллионные доли секунды) сгорания вещества, высокой температурой (значительно выше температуры обычного горения) с мгновенным образованием большого количества газов и паров, создающих высокие давления, которые ведут к разрушению конструкций и сооружений.

Взрыв смеси может произойти от открытого источника огня и при соответствующей концентрации паров или газов воздухе. Например, пары автомобильного бензина А-74 становятся взрывоопасными при содержании их по отношению к воздуху от 0,79 до 5,165 (по объему), а смесь водорода с воздухом -при содержании водорода по отношению к воздуху от 4,15 до 80%. Эти концентрации представляют собой объемные пределы взрывоопасности.

Наименьшее количество паров, газов или пыли в смеси с воздухом, которое способно дать взрыв от источника воспламенения и ниже которого смесь не взрывоопасна, называется нижним пределом взрываемости. Наибольшее количество паров, газы или пыли в смеси с воздухом, которое еще способно дать взрыв от источника воспламенения и выше которого смесь не взрывоопасна, называется верхним пределом взрываемости.

Кроме объемных пределов взрываемости, для паров ЛВЖ и ГЖ имеются температурные пределы. Нижним температурным пределом взрываемости является такая температура жидкости, при которой ее насыщенные пары образуют с воздухом нижнюю границу взрываемости, а верхним - верхнюю границу.

Хранение в закрытой таре жидкостей, верхний температурный предел взрываемости которых ниже температуры воздуха помещения, не представляет опасности взрыва, тогда как при хранении этих жидкостей в таких же условиях в открытой таре возникает опасность взрыва. Поэтому бензин, ацетон, бензол и другие жидкости, у которых верхний предел взрываемости ниже температуры воздуха отапливаемых помещений, надо хранить в закрытой таре.

Пары всех бензинов, большинство сырых нефтей и таких жидкостей, как ацетон и бензин, имеют минусовую температуру вспышки. Это значит, что при наличии источника открытого огня они могут загореться даже на морозе и взрываться, если концентрация этих паров в воздухе окажется в пределах взрывоопасности.

Нижний температурный предел взрываемости огнеопасных жидкостей равен температуре вспышки. Поэтому по температуре вспышки можно сказать, когда наступит момент образования нижнего предела взрываемости паров. Учитывая, что температурные пределы взрываемости действительны только для жидкостей, хранящихся в закрытых емкостях (бочках, канистрах), и зная температуру окружающего воздуха, можно определить, будут ли смеси данных жидкостей в воздухе находится в пределах взрываемости или нет. Например, температурные пределы взрываемости бензина А-74 от- 36 до-7 0 С. Значит, если температура окружающего воздуха выше -7 0 С, то над поверхностью бензина в закрытой емкости количество паров находится за верхним пределом взрываемости и смесь не способна ни гореть, не взрываться.

Если ЛВЖ хранить в открытой таре, сообщающейся с атмосферой, то при любой (даже минусовой) температуре можно ожидать взрывоопасной концентрации паров в воздухе в том случае, когда температура окружающей среды окажется выше температуры вспышки данной жидкости. Вот почему в производственных помещениях и хранилищах надо следить за тем, чтобы тара с нефтепродуктами была закрыта.

Взрывоопасные концентрации пыли образуются, когда она состоит из частиц воспламеняющегося вещества малых размеров, образующих с воздухом однородную смесь. В помещениях, где хранятся или применяются испаряющиеся жидкости и газы, а также выделяется пыль, нельзя курить и применять открытое пламя; электрооборудование должно быть взрывобезопасного исполнения; вентиляция должна обеспечивать удаление из помещений газов, паров и пыли.

Самовоспламенение - это такое явление, когда вещество загорается без открытого источника огня, будучи нагрето до определенной температуры. Температура, до которой нужно нагреть вещество, чтобы оно загорелось, называется температурой самовоспламенения.

Температура самовоспламенения большинства горючих жидкостей находится в пределах 250-600 0 С;

Температура самовоспламенения твердых веществ находится в пределах 150-700 0 С. Она зависит от степени измельчения вещества и количества летучих продуктов, выделяющихся из него при нагревании. Чтобы предупредить пожар от самовоспламенения, следует знать причины его возникновения. Одна из них -трение. Самовоспламенение от трения может произойти в подшипниках и буксах, при пробуксовке приводных ремней по шкивам, при попадании волокон или пыли между трущимися деталями. Для предупреждения пожара, возникающего при трении, необходимо трущиеся детали своевременно смазывать и не допускать трения там, где его не должно быть. Другая причина пожаров от самовоспламенения - соприкосновение горючего вещества с телами, разогретыми выше температуры самовоспламенения этого вещества.

Самовозгорание является частным случаем самовоспламенения. При этом вещества загораются без открытого источника огня за счет тепла, образующегося внутри вещества в результате химической реакции окисления его кислородом воздуха или биологического процесса, вызванного жизнедеятельностью микроорганизмов.

По температуре самовоспламенения вещества делятся на две группы. Первая группа - вещества, температура самовоспламенения которых выше обычной (комнатной), т.е. выше 18-20 0 С. Чтобы эти вещества загорелись, их надо нагреть. Вторая группа - вещества, температура самовоспламенения которых ниже обычной, т.е. ниже 18-20 0 С. Для загорания таких веществ их не нужно специально нагревать. Будучи нагреты окружающей средой, они способны самовозгораться и при определенных условиях их температура за счет самонагревания может оказаться достаточной для возникновения процесса горения.

Самовозгорание промасленных материалов происходит при окислении веществ (растительных и минеральных масел, олифы и др.) кислородом воздуха при определенных условиях. Основным условием, способствующим самовозгоранию промасленных материалов (спецодежды, обтирочных концов, пакли, опилок, минеральной ваты и др.), является их кучность. Находясь в куче и самонагреваясь, такие материалы мало рассеивают тепло в окружающую среду и температура, возрастая, может оказаться достаточной для их загорания. Поэтому промасленную одежду следует развешивать, а не держать в свернутом состоянии. Промасленную ветошь надо складывать в предназначенные для этого металлические и плотно закрывающиеся ящики. По окончании смены ящики следует опорожнять, удалив промасленную ветошь в безопасные в пожарном отношении места. Нельзя размешать промасленные материалы на паровых трубах, радиаторах и приборах отопления, а также на подшипниках, электромоторах и других нагретых поверхностях.

ВОЗГОРАЕМОСТЬ МАТЕРИАЛОВ.

Возникновение пожаров, характер и масштабы распространения огня в значительной степени зависят от огнестойкости материалов и конструкций, из которых выстроены здания и сооружения.

По возгораемости строительные материалы и конструкции согласно СНиП (санитарные нормы и правила) разделяются на 3 группы:

1- несгораемые, которые под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (неорганические материалы, металлы);

2- трудносгораемые - при контакте с огнем с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, а после удаления источника зажигания горения или тление прекращается (бетон, и др).

3- сгораемые материалы - при контакте с огнем и при высокой температуре воспламеняются и продолжают гореть или тлеть после удаления источника зажигания.

Всякая ограждающая конструкция, выполненная даже из сгораемого материала, обладает определенной стойкостью по отношению к действию огня. Эту стойкость принято оценивать пределом огнестойкости.

Огнестойкостью называется способность материалов конструкций выдерживать воздействие огня и высокой температуры, не теряя своих несущих и функциональных качеств.

Пределом огнестойкости называется время, в течении которого материалы конструкций сопротивляются воздействию огня не теряя своих несущих и функциональных качеств.

Сопротивление воздействию огня здания или сооружения характеризуется степенью огнестойкости, которая оценивается по группе возгораемости применяемых материалов и степенью их огнестойкости. По степени огнестойкости производственные здания подразделены на 5 классов.

Природного газа

8.3.1 Методика расчета

Процесс горения (сжигания) газов начинается, когда газовоздушная смесь будет подожжена, т. е. нагрета до определенной температуры, которую называют температурой воспламенения . Температура воспламенения зависит от соотношения объемов газа и воздуха в смеси, степени их перемешивания, давления смеси, способа и места зажигания и других факторов (например, способа истечения смеси, формы, размера и объема топочного пространства, занимаемого газовоздушной смесью). Процесс горения продолжается только до тех пор, пока количества тепла, выделяющегося при горении, будет достаточно, чтобы постоянно воспламенять поступающую к месту горения газовоздушную смесь. Минимальные и максимальные количества газа в газовоздушной смеси, при которых процесс горения идет непрерывно, называют соответственно нижним или верхним пределом воспламенения данного газа в смеси с воздухом. Взрывом газовоздушной смеси называют явление мгновенного сгорания всего объема смеси, которое происходит при внесении в такую смесь, находящуюся в каком-либо более или менее замкнутом объеме (помещении и т. д.), источника огня или высоконагретого тела. С точки зрения химической сущности явление взрыва не отличается от процесса горения, и расчет его ведется по тем же уравнениям, что и для реакции горения. Пределы воспламенения смесей газов, не имеющих балластных примесей или содержащих их в минимальном количестве, определяют (приблизительно) по следующей формуле:

где П – содержание газа в смеси с воздухом, дающее верхний или нижний предел воспламеняемости (взрываемости) или обеспечивающее максимальную скорость распространения пламени газовой смеси; u 1 , u 2 , u 3 ,… u n – объемное содержание компонентов газовой сети, %; l 1 , l 2 , l 3 ,… l n – значения нижних или верхних пределов взрываемости (воспламеняемости) соответствующих компонентов газовой смеси, принимаемые по табл. 8.18.

Таблица 8.18. Температуры воспламенения и пределы некоторых горючих газов

Наименование газа	Химическая формула	Температура воспламенения	Пределы взрываемости при 20 о С и давлении 760 мм рт. ст.
нижний	верхний
Ацетилен	С 2 Н 2	305 … 500	2,3
Бутан	С 4 Н 10	430 … 569	1,9	8,5
Водород	Н 2	510 … 590	4,2
Метан	СН 4	537 … 850	5,3
Окись углерода	СО	610 … 658	12,5
Пропан	С 3 Н 8	466 … 588	2,1	9,5
Сероводород	Н 2 S	290 … 487	4,3	45,5
Пентан	С 5 Н 12	530 … 610	1,4	7,8
Этан	С 2 Н 6	510 … 594
Этилен	С 2 Н 4	450 … 550

8.3.2 Задание на расчет

Задание. Определить верхний и нижний пределы воспламенения природного газа.

Таблица. Исходные данные для расчета верхнего и нижнего пределов воспламенения природного газа без примеси инертного газа

№ вари-анта	Состав газа, % по объему
СН 4	С 2 Н 4	С 3 Н 8	С 4 Н 10	С 5 Н 12	С 2 Н 2	Н 2 S	H 2
							1,5	3,5
					5,5	1,2	4,5	2,8
	67,7	10,33	5,12	3,0	2,01	6,1	3,04	2,7
	78,5		3,4	4,34	2,35	6,5	0,91
		17,5				2,5	1,2	1,8
		4,9	1,6	0,75	0,55	0,6	1,3
	72,8	7,8	3,9	1,8	6,4	2,0	1,0	4,3
		5,45	2,25	1,3	3,0	2,1	8,3	1,6
		8,5	3,6	2,4	1,3	2,1	10,8	1,3
			7,0	6,0	4,0		4,0

8.3.3 Пример выполнения задания

Задание. Определить верхний и нижний пределы воспламенения природного газа. Состав газа (%): метан СН 4 – 51; этилен С 2 Н 4 – 23; пропан С 3 Н 8 – 7; бутан С 4 Н 10 – 4; пентан С 5 Н 12 – 8; ацетилен С 2 Н 2 – 2; сероводород H 2 S – 1,5; водород H 2 – 3,5.

Решение:

Для расчета воспользуемся формулой (8.55).

1. Рассчитываем верхний предел воспламенения

2. Рассчитываем нижний предел воспламенения

Нижний концентрационный предел воспламенения природного газа – , верхний концентрационный предел –

Пределы воспламенения некоторых веществ

Вещество	Концентрационные пре­делы воспламене­ния, %	Вещество	Концентрационные пре­делы воспламенения, %
	нижний	верхний		нижний	верхний
Газы			Пары жидкос-
Ацетилен			тей
Аммиак			Амилацетат	0,2	4,35
Бутан	1,9	9,1	Анилин	1,3	4,2
Водород		74,2	Ацетон	2,6	12,2
Метан			Бензол	1,1	7,1
Окись углерода	12,5		Бензин А-74, Б-70	0,79	5,16
Пропан	2,1	9,5	Керосин	1,4	7,5
Сероводород	4,3	4,6	Кислота уксус­ная	3,3
Этан	2,9		Метил­ацетат	3,6	12,8
Этилен			Сероуглерод
			Скипидар	0,8	-
			Спирт мети- ловый		34,7
			Спирт эти- ловый	3,6
			Хлорбензол	1,3	7,1
			Этилацетат	3,55	16,8

вредных веществ в воздухе с помощью автоматических анали­заторов. Вместе с тем усложнились задачи анализа состава загрязне­ний, что обусловлено развитием химии и производств органического синтеза. Это привело к разработке новых методов исследований, в частности хроматографических, позволяющих определять отдельные ингредиенты в составе сложных противогазовых смесей, органических кислот, спиртов и др.

Наряду с обычными лабораторными методами широко практикуется применение экспресс-методов, позволяющих в короткие сроки обнару­жить наличие и замерить концентрацию ядов в воздухе. Являясь не­сколько менее точными по сравнению с другими методами, экспресс-методы имеют такие достоинства, которые в ряде случаев делают их незаменимыми (к примеру, в случаях, когда крайне важно дать быстрый ответ о наличии ядовитых или взрывоопасных газов и паров в возду­хе, изменении их концентрации в течение какого-либо периода и др.).

Анализы воздушной среды проводят при максимальной загрузке оборудования. Пробы воздуха берут не только на базовых рабочих местах, но и на местах, на которых рабочие могут находиться крат­ковременно. При исследовании содержания ядовитых веществ в воз­духе пробы отбирают на высоте 2 м от пола 3-4 раза и более. Сравни­вая результаты анализа с ПДК, можно сделать заключение о вредности воздушной среды данного цеха, эффективности герметизации произ­водственного оборудования и вентиляции цеха.

В ГОСТ 12.1.005-88 ПДК даются в миллиграммах на кубический метр, а приборы измеряют содержание вредных газов и паров чаще всœего в миллиграммах на литр.
Размещено на реф.рф
По этой причине для сравнения с ПДК факти­ческие концентрации крайне важно умножить на 1000, чтобы получить результаты в миллиграммах на кубический метр.

П р и м е р 1. По данным проведенного анализа воздуха, фактическая кон­центрация двуокиси азота (NO 2) составила 0,012 мг/л. Так как в одном кубическом метре содержится 1000 л, концентрация окислов азота͵ приведенная к требованиям измерения по ГОСТ 12.1.005-76, составит соответственно: 0,012 ´ 1000 = 12 мг/м 3 . Сравнивая с ПДК (5 мг/м 3), приходим к выводу, что факти­ческая концентрация окислов азота в воздухе превышает допустимые нормы в 12: 5 = 2,4 раза и является вредной.

Для взрывоопасных газов и паров концентрация из единиц массы должна пересчитываться в объёмные единицы измерения. Пересчет осуществляют по формуле, %,

V = B н (273 + t ) G × 22,4 × 100/(273B t M ),

где B н - нормальное атмосферное давление. Па; t - температура воздуха в помещении, °С; G - концентрация газа при температуре t и давлении воздуха B t , г/л; 22,4 - постоянная величина, характеризующая объём одной грамм-молекулы газа в литрах при t = 273 К (или 0° С) и нормальном атмосферном давлении В н = 101325 Па; В t - барометрическое давление воздуха, замеренное в цехе, Па; М - молекулярная масса газа.

Пример 2. По данным проведенного анализа воздуха фактическая кон­центрация паров бензола (С 6 Н 6) в помещении составила 1,8 мг/л; температура воздуха была равной 24° С, а барометрическое давление в момент отбора пробы составляло 99600 Па. Определить: 1. Во сколько раз фактическая концентра­ция бензола в воздухе превышает ПДК. 2. Является ли фактическая концентрация бензола взрывоопасной, в случае если известно, что нижний предел взрываемости паров бензола составляет 1,1, а верхний -7,1% по отношению к объёму воздуха?

По ГОСТ 12.1.005-76 находят, что для бензола ПДК составляет 5 мг/м 3 . Фактическая концентрация бензола составляет 1,8 мг/л, или 1800 мг/м 3 , следовательно, она в 360 раз превышает допустимую норму и является вредной.

Из формулы бензола (С 6 Н 6) определяют, что М =78, а его фактическая кон­центрация, выраженная в граммах, соответствует G = 0,0018 г/л. Подставляя в формулу всœе остальные значения входящих величин, находим, что V = 0,562 %. Так как 0,562% < 1,1%, фактическая концентрация бензола является невзрыво­опасной.

Методы исследования содержания вредных веществ в воздухе. Методы определœения содержания вредных веществ в воздухе основаны на различных физических и химических явлениях, но они неизменно включают два процесса: отбор пробы воздуха и его анализ.

Метод отбора пробы воздуха должна быть продолжительным по вре­мени и одномоментным. Первый метод, так называемый аспирационный, основан на протягивании анализируемого воздуха через твердые или жидкие среды для задержки в них путем механического разделœения или растворения определяемого вещества. Второй метод заключается во взятии в рабочей зоне определœенного объёма воздуха для последующего анализа его в химической лаборатории.

Аспирационный метод позволяет накопить на фильтре или в поглотительном растворе анализируемое вещество хотя бы в минимальном количестве, находящемся выше уровня чувствительности химического метода определœения. Отбор пробы продолжается 15-20 мин, а в неко­торых случаях - 30-60 мин. Недостатком аспирационного метода являются большая трудоемкость отбора пробы и большое усреднение концентрации определяемого вещества в воздухе за продолжительный период времени (в то время как концентрация ядов в воздухе рабочей зоны нередко меняется довольно быстро).

Для отбора пробы необходимы аспиратор и устройства для задержки анализируемого вещества: при определœении аэрозолей - фильтры; при определœении паров и газов - поглотительные приборы. В качестве. аспиратора обычно используют электрический аспиратор - воздуходувку. При его применении в случае, когда определяют токсические вещества в виде аэрозолей, отбор пробы сходен с методом определœения запыленности воздуха (см. лабораторную работу № 3). Отличие заключается лишь в самом определœении токсического вещества, кото­рое обычно проводится не весовым, а химическим методом с предва­рительным переводом твердого вещества в жидкое состояние путем растворения его в кислотах, щелочах и других растворителях.

При определœении концентрации паров и газов скорость протяги­вания воздуха должна быть невелика, в связи с этим используется в аспира­торах та пара реометров (расходомеров), которые имеют градуиров­ку от 0 до 1 л/мин.

Во взрывоопасных производствах, в которых нельзя использовать электрический аспиратор, используют аспиратор эжекторный АЭРА, который работает за счёт энергии сжатого воздуха в баллоне. В некоторых случаях используют простейший аспиратор.
Размещено на реф.рф
Представляющий собой две градуированные и соединœенные резиновым шлангом бутыли, одна из которых заполнена водой. При расположении их на разных уровнях вода из верхней бутыли перетекает в нижнюю; за счёт этого в верхней бутыли создается разряжение и анализируемый воздух засасывается в поглотители. О количестве протянутого воздуха судят по количеству переливающейся жидкости, скорость регулируют лабораторным зажимом на соединительном шланге.

Одномоментный способ отбора проб воздуха должна быть применен в одном из трех вариантов:

выливанием жидкости из сосуда, что приводит к заполнению его исследуемым воздухом; сосуд после этого герметично закрывается резиновой пробкой и доставляется в лабораторию для анализа (ме­тод применяется при нерастворимых в воде газах) ;

обменом воздуха (десятикратная продувка), когда чистый воздух в сосуде замещается анализируемым воздухом для последующего анализа его в лаборатории;

заполнением сосуда, в котором заранее был создан вакуум. При открывании сосуда в зоне работы анализируемый воздух заполняет его, после чего сосуд закрывают и доставляют в лабораторию.

Одномоментный способ отбора удобен и лишен недостатков аспирационного метода, но может применяться лишь тогда, когда имеется высокочувствительный метод анализа и нет крайне важно сти концентрировать (аккумулировать) вещества, содержащиеся в воздухе производственных помещений в незначительном количестве.

Для задержки паров и газов применяют стеклянные изделия самой разнообразной конструкции (от простейших стеклянных трубок до колб сложной конфигурации), которые заполняются поглотителями (растворами, химическими чернеными и порошкообразными реакти­вами соответствующего назначения).

Для улавливания аэрозолей применяют аналитические фильтры аэрозольные АФА-ХА, АФА-ХП и АФА-ХС. Буква Х обозначает, что фильтры предназначены для проведения анализа аэродисперсных примесей химическим (а не весовым) методом. Стоящие рядом буквы указывают, что материал ультратонких волокон фильтра изготовлен соответственно из ацетилцеллюлозы (А), перхлорвинила (П) и поли­стирола (С).

Для определœения концентрации радиоактивных аэрозолей приме­няют фильтры АФА-РМ из метилакрилатного материала; для определœения изотопного состава радиоактивных аэрозолей спектрометрическим методом- фильтры АФА-РСП из перхлорвинилового материала; фильтры АФА-БА - для бактериального анализа аэродисперсных примесей и др.

Для определœения концентрации вредных примесей весовым методом применяют стойкие к влаге, кислотам и щелочам фильтры АФА-ВП двух типов: АФА-ВП-10 и АФА-ВП-20 с площадью фильтрующих дис­ков 10 и 20 см 2 и массой 50 и 110 мг соответственно.

Методы анализа проб воздуха, используемые для определœения химических веществ в нем, весьма разнообразны: фотометрический, люминœесцентный, спектроскопический, полярографический, хроматографический, оптический и др.

Кроме указанных выше методов - высокоточных и чувствительных, требующих, однако, значительных затрат времени на определœение содержания вредных и опасных веществ в воздухе, современная промсанитария располагает менее точными, но более быстрыми методами анализа. К экспресс-методам анализа воздуха относятся колориметри­ческие и линœейно-колористические методы, позволяющие оперативно в месте отбора пробы определить концентрацию загрязняющих воздух веществ.

Колориметрические методы основаны на протягивании воздуха, содержащего загрязняющее вещество, через раствор, фильтровальную бумагу или зернистый твердый сорбент и измерении интенсивности полученной на них окраски путем сравнения со стандартными шкалами (образцами-эталонами) с указанной на них концентрацией исследуе­мого вещества.

Линœейно-колористический метод основан на протягивании иссле­дуемого воздуха через стеклянные индикаторные трубки и измерении длины окрашенного столбика порошка по заранее приготовленным шкалам, показывающим зависимость этой длины от концентрации данного вещества.

Применяемые приборы . Анализ воздуха проводится на приборах УГ-1, УГ-2, ГХ-4, на приборе СО, фирмы ʼʼДрегерʼʼ (ГДР) и др.
Размещено на реф.рф
Все они имеют один и тот же принцип действия, в базе которого лежит метод цветных реакций. К примеру, в приборе для определœения окиси углерода (рис. 12) желтый силикономолибденовый комплекс при взаимодействии с окисью углерода окрашивается в синий цвет (чувствительность метода 0,01 мг/л, пределы определяемых концентраций 0,01-1 мг/л). В качестве воздушного насоса при отборе пробы возду­ха на анализ используется резиновый аспиратор грушевидной формы, во входное отверстие которого вставляется индикаторная трубка (ампула с реактивом).

Химические газоанализаторы ГХ-1, ГХ-2 и ГХ-4 предна­значены для определœения в рудничном воздухе и воздухе других произ­водственных помещений концентраций окиси углерода, сернистого газа, сероводорода и окислов азота. Οʜᴎ состоят из мехового аспиратора и индикаторных трубок (ампул), заполненных соответствующим реактивом и запаянных с двух сторон. На каждой ампуле имеются стрелка, указывающая направление движения воздуха, и кольца для облегчения снятия отсчета при определœении содержания газа.

Меховой насос (резиновая гармоника), который приводится в дей­ствие одной рукой, служит для просасывания воздуха через индикаторную трубку. За один полный ход (разжатие) меха через трубку в течение 6-9 с присасывается 100 мл воздуха. В сжатый (до упора) насос вставляется вскрытая ампула (индикаторная трубка) так, чтобы стрелка на ней была направлена в сторону головки насоса. Отпус­тив мех, ждут, когда закончится протягивание воздуха до полного раскрытия меха. В случае если при этом окраска реактивного порошка достиг­ла первого делœения шкалы или превысила его, замер газа следует прекратить и выйти из рабочей зоны на свежий воздух, так как кон­центрация любого из определяемых газов в данном случае превышает ПДК. В случае если после одного хода меха окраска не появилась или не достигла первого делœения шкалы (на левой стороне, где стоит отметка 100 мл), продолжают просасывание воздуха, делая еще девять ходов меха (всœего 10). В этом случае концентрация газа определяется по правой стороне шкалы (где стоит от метка 1000 мл). Шкалы имеются на упаковке ампул. Ампулы прикладывают к шкале так, чтобы коль­ца ампулы (индикаторной трубки) совпадали с делœениями шкалы, а начало окрашенного столбика - с нулевым ее делœением.

Индикаторные трубки-ампулы для различных газов заполняются соответствующими реактивами.

Еще более широкими возможностями для экспресс-анализа воздуш­ной среды обладают универсальные газоанализаторы УГ-1 и УГ-2 (по­следний является более легким по массе и более усовершенствован­ной моделью первого образца прибора).

По принципу действия эти приборы аналогичны описанным выше. Общий вид (наиболее распространенного в настоящее время) газо­анализатора УГ-2 показан на рис. 14. В комплект каждого прибора входят 6 штоков 1 и 14 ящиков ЗИП, в которых исходя из анализируемого газа имеются запасы индикаторных стеклянных тру­бок и химических реактивов, а также необходимые принадлежности для приготовления индикаторных трубок и фильтрующих патронов.

Газоанализатор УГ-2 состоит из корпуса 7 , внутри которого располо­жен резиновый воздушный насос 5 , называемый также аспиратором, или сильфоном. Аспиратор выполнен в виде широкой гофрированной резиновой трубы, закрепленной между двумя металлическими фланцами. Внутри аспиратора имеется стальная пружина 4 , которая держит его в растянутом положении. Важно заметить, что для сохранения формы гофрированных поверхностей (ребер жесткости насоса) с внутренней стороны в гофры вставлены распорные кольца 6 . Сильфон сжимается штоком 1 путем нажатия рукой на его головку. Прибор оборудован направляющей втулкой 2 , смонтированной на верхней плите 3 . Для фиксации хода штока во время движения его по направляющей втулке предусмотрен стопор 12 . Все шесть штоков газоанализатора имеют на противолежа­щих сторонах канавки 15 . Над канавками вверху стоит цифра, соот­ветствующая объёму просасываемого воздуха в миллилитрах. Каждая канавка имеет два отверстия для фиксации стопором обозначенного объёма протянутого через индикаторную трубку воздуха. Ход поршня от нижнего отверстия до верхнего регулируется автоматически. После протягивания обозначенного объёма воздуха слышится щелчок от срабатывания стопора на верхнем отверстии канавки штока.

Нижняя часть сильфона соединœена резиновой трубкой 13 со штуце­ром 14 , к которому присоединœен гибкий резиновый шланг 11 , пред­назначенный для подсоединœения индикаторных трубок 10 . Последние представляют из себястеклянные трубки длиной 90 мм с внутренним диаметром 2,5 мм, которые заполняются индикаторным порошком из ЗИПа соответствующего назначения (на 14 видов газов и паров 14 ЗИПов). На лицевой стороне панели прибора имеются гнездо 8 для хранения штока 1 и платформа 9 для крепления мерной шкалы-линœейки.

Универсальный газоанализатор УГ-2 предназначен для определœения присутствия в воздухе сернистого ангидрида, ацетилена, окиси угле­рода, сероводорода, хлора, аммиака, окислов азота͵ этилового эфира, бензина, бензола, толуола, ксилола, ацетона, керосина и уайт-спирита. Порошок в трубке удерживается с помощью двух пыжей из тонкой медной эмалированной проволоки диаметром 0,27 мм. Между пыжа­ми и порошком укладывается тонкая (0,5 мм) прослойка ваты. Кон­цы трубок обертывают фольгой и герметизируют слоем конторского сургуча, который удаляется при исследованиях специальным скреб­ком. Для определœения окиси углерода в комплект входят короткие (малые) индикаторные трубки, используемые для сокращения вре­мени анализа и продувки фильтрующих патронов. Фильтрующие патро­ны представляют из себястеклянные трубки диаметром 10 мм с пере­шейками (сужениями). Οʜᴎ заполняются соответствующими погло­тителями (сорбентами), предотвращающими влияние сопутствующих газов и паров (эффект наложения) на точность анализа исследуемого вредного вещества.

На каждый исследуемый газ, за исключением этилового эфира, ацетона и углеводородов нефти - керосина и уайт-спирита имеются две заметные шкалы-линœейки (одна красного, другая черного цвета). По красной линœейке замеряют концентрацию газов при использовании штоков с малым объёмом просасывания воздуха, а по черной линœейке - концентрацию газов при использовании штоков с большим объе­мом просасывания (см. табл. 4.2). При этом нулевое делœение шкалы должно совпадать с началом границы поверхности порошка в инди­каторной трубке. Отсчет берется по высоте окрашенного столбика реактива на линœейке.

Сегодня разработаны индивидуальные газосигнализаторы серии ИГС-98, предназначенные для оснащения персонала, по­мещений и промышленных зон предприятий, а также аварийно-спасательных формирований.

Οʜᴎ имеют контрольный выход, через который с помощью выносного табло (вольтметра) можно измерять концентрацию газа в атмосфере и определять места утечек (см.табл.).

Такая конструкция с выносным табло позволяет обследовать глубокие колодцы перед проведе­нием в них необходимых работ, при этом они имеют следующие характеристики:

‣‣‣ надежность и простота эксплуатации;

‣‣‣ малые габариты: 100 ´ 50 ´ 25 мм и масса: 110 ᴦ.;

‣‣‣ два уровня акустической и оптической сигнализации;

‣‣‣ 1 год непрерывной работы без смены элементов питания

Предназначены для непрерывного контроля газовой среды в помещениях котельных, компрессорных цехов, хлораторных и других промышленных объектов, на которых могут образоваться опасные концентрации горючих и токсичных веществ.

При превышении ПДК газосигнализаторы с помощью сухих контактов обеспечивают включение вентиляции с оптическим и акустическим оповещением, а при значительном превышении допустимых концентраций дополнительно включают аварийную сигнализацию.

Питание сигнализаторов осуществляется от сети 220 В через сетевой адаптер или от источника тока 12 В

Конструктивно ИГС выполняются в следующих вариантах:

‣‣‣ индивидуальные - для контроля атмосферы на рабочих местах;

‣‣‣ стационарные - для непрерывного контроля атмосферы в помещениях, транспорте или на открытом воздухе в местах возможных утечек, а также в составе систем контроля;

‣‣‣ носимые - для мультигазового контроля состава атмосферы.

ИГС изготавливаются в прямоугольном корпусе 100´50´25 мм с возможностью его закрепления на кармане одежды. Источник питания - гальваническая батарея или аккуму­лятор.
Размещено на реф.рф
ИГС имеют аналоговый выход для дистанционного измерения концентрации контролируемого газа с по­мощью внешнего индикатора (вольтметра). Имеется вариант исполнения со встроенным индикатором (табло).

Пределы воспламенения некоторых веществ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Пределы воспламенения некоторых веществ" 2014, 2015.