Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6550:1999 (ISO 10156 : 1990) về Khí và hỗn hợp khí - Xác định tính cháy và khả năng oxy hoá để chọn đầu ra của van chai chứa khí do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường ban hành
KHÍ VÀ HỖN HỢP KHÍ - XÁC ĐỊNH TÍNH CHÁY VÀ KHẢ NĂNG ÔXY HÓA ĐỂ CHỌN ĐẦU RA CỦA VAN CHAI CHỨA KHÍ
Gases and gas mixtures - Determination of fire potential and oxidizing ability for the selection of cylinder valve outlets
Lời nói đầu
TCVN 6550 : 1999 hoàn toàn tương đương với ISO 10156 : 1990.
TCVN 6550 : 1999 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 58 Bình chứa ga biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường - Chất lượng đề nghị Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường ban hành.
KHÍ VÀ HỖN HỢP KHÍ - XÁC ĐỊNH TÍNH CHÁY VÀ KHẢ NĂNG ÔXY HÓA ĐỂ CHỌN ĐẦU RA CỦA VAN CHAI CHỨA KHÍ
Gases and gas mixtures - Determination of fire potential and oxidizing ability for the selection of cylinder valve outlets
Tiêu chuẩn này qui định hai phương pháp thử để xác định xem khí có cháy trong không khí hay không, và khí ôxi hóa mạnh hơn hoặc yếu hơn không khí, nhằm mục đích khắc phục các khó khăn gây ra khi áp dụng TCVN 6550 : 1999 (ISO 5145:1990).
Chú thích 1 - Đối với một số ứng dụng đặc biệt, như các hỗn hợp khí đặc biệt sản xuất theo đơn đặt hàng (lượng nhỏ), việc áp dụng phương pháp đề ra ở đây và việc thực hiện các phép thử đặc dụng để xác định khả năng cháy hoặc khả năng ôxi hóa của hỗn hợp khí có thể tương đối phức tạp.
Để tránh gặp các khó khăn đó, nên dùng một phương pháp tính toán đơn giản để xác định nhanh kiểu của đầu nối có thể dùng trên cơ sở các đặc tính (khả năng cháy, khả năng ôxi hóa, vv…) của hỗn hợp khí và các đặc tính của các nguyên chất thành phần tạo nên hỗn hợp.
ISO 4589:1984 Chất dẻo - Xác định khả năng cháy bằng chỉ số ôxi.
TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145:1990) Đầu ra của van chai chứa khí và hỗn hợp khí - Lựa chọn và xác định kích thước.
3.1. Thuật ngữ, định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau:
3.1.1. Khí hoặc hỗn hợp khí cháy trong không khí: Khí hoặc hỗn hợp khí có khả năng cháy trong không khí ở điều kiện áp suất khí quyển và nhiệt độ 20 0C.
3.1.2. Giới hạn cháy dưới trong không khí: Hàm lượng tối thiểu của khí hoặc hỗn hợp khí trong không khí mà ở đó chất khí hoặc hỗn hợp khí có khả năng cháy. Giới hạn này xác định ở áp suất khí quyển và nhiệt độ 20 0C.
3.1.3. Khí hoặc hỗn hợp khí ôxi hóa yếu hơn không khí: Khí hoặc hỗn hợp khí không có khả năng hỗ trợ quá trình cháy của các chất cháy trong không khí ở điều kiện áp suất khí quyển.
3.2. Các ký hiệu
Ai Thành phần mol của chất khí cháy trong hỗn hợp khí
Bi Thành phần mol của khí trơ trong hỗn hợp khí
Ci Hệ số oxi tương đương
Fi Thành phần khí cháy thứ i trong hỗn hợp khí.
Ii Thành phần khí trơ thứ i trong hỗn hợp khí
n Số các thành phần khí cháy trong hỗn hợp khí
p Số các thành phần khí trơ trong hỗn hợp khí
Ki Hệ số nitơ tương đương của một khí trơ
Ai Hàm lượng chất khí cháy tương đương
N2 Khí nitơ
Tci Hàm lượng khí cháy tối đa mà ở đó hỗn hợp các chất khí cháy trong nitơ không cháy trong không khí
H2 Hydrô
CO2 Cácbonnic
xi Nồng độ tối thiểu của một chất khí ôxi hóa trong hỗn hợp khí nitơ để hỗn hợp đó có thể hỗ trợ cho sự cháy của mẫu thử.
He Khí hêli
Ar Khí argon
Ne Khí neon
Kr Khí kripton
Xe Khí xênon
SO2 Khí lưu huỳnh diôxit
SF6 Khí lưu huỳnh hexaflorua
CF4 Khí cácbua tetraflorua
C3F8 Khí ốcta-floropropan
CH4 Khí mêtan
N2O Khí ôxit nitơ
Li Giới hạn cháy dưới trong không khí của chất khí cháy
O2 Khí ôxi
4. Khả năng cháy của khí và hỗn hợp khí trong không khí
4.1. Quy định chung
Các chất khí và các hỗn hợp khí cháy được chỉ định rõ theo ISO 5145:1990, phụ lục A - loại I - nhóm 2. Các loại khí và hỗn hợp khí đó phải có các giới hạn bắt lửa trong không khí. Các điều sau đây chỉ ra phương pháp thử và tính toán để xác định xem chất khí hay hỗn hợp khí có cháy hay không. Trong trường hợp kết quả thử khác với kết quả tính toán thì sẽ lấy kết quả thử.
4.2. Phương pháp thử
4.2.1. Nguyên tắc
Trộn lẫn chất khí với không khí theo một tỷ lệ nhất định. Sau đó cấp năng lượng đốt dưới dạng hồ quang điện giữa hai điện cực.
4.2.2. Thiết bị và vật liệu
Thiết bị (xem hình 1) bao gồm:
- buồng hòa trộn;
- ống phản ứng trong đó xảy ra phản ứng;
- hệ thống đốt;
- hệ thống phân tích để xác định thành phần khí thử;
4.2.2.1. Chuẩn bị
a) Khí thử
Khí thử phải được chuẩn bị sao cho có thể đại diện cho thành phần dễ cháy nhất thông dụng trong quá trình sản xuất bình thường. Tiêu chuẩn để tạo ra một thành phần hỗn hợp khí dùng làm khí thử là dung sai sản xuất, tức là chất khí thử phải chứa hàm lượng các chất khí cháy cao nhất và hàm lượng nơi ẩm phải nhỏ hơn hoặc bằng 10 ppm theo thể tích. Chất khí thử phải được hòa trộn kỹ và phân tích cẩn thận để xác định thành phần chính xác
b) Không khí nén
Không khí nén phải được phân tích và không ẩm.
c) Hỗn hợp khí / không khí thử
Không khí nén và khí thử được hòa trộn trong buồng hòa trộn, có kiểm tra lưu lượng. Hỗn hợp khí cháy và không khí sẽ được phân tích bằng sắc ký hoặc bằng phép máy phân tích ôxi đơn giản.
4.2.2.2. Ống phản ứng
Ống phải được chế tạo từ thủy tinh pyrex dày (ví dụ 5 mm), với đường kính trong nhỏ nhất 50 mm, và có chiều dài tối thiểu gấp 5 lần đường kính.
Tại một đầu ống, có một bộ phận hình trụ được thiết kế để chứa được:
- một đầu đốt bằng bu-gi đánh lửa, nằm ở khoảng 50 mm tính từ đầu dưới của ống;
- một lối vào của khí thử;
- một van giảm áp ở đầu dưới của ống thủy tinh pyrex (xem hình 1a);
- hai cặp nhiệt, một cái đặt gần sát hệ thống đánh lửa, và cái kia gần trên đỉnh của ống, với mục đích cho phép phát hiện dễ dàng sự lan truyền của ngọn lửa (xem hình 1a) (cũng có thể để người làm thí nghiệm quan sát sự cháy của không khí trong buồng tối);
Một thiết bị an toàn nhằm giảm thiểu nguy cơ vỡ ống do nổ (tốt nhất nên bố trí ngay gần hệ thống đánh lửa).
Ống và các phụ kiện của nó phải luôn luôn sạch nhằm tránh các tạp chất, đặc biệt là hơi ẩm sinh ra từ lần thử nghiệm trước hoặc do để thiết bị ngoài trời gây tác động sai tới kết quả thử nghiệm.
Hỗn hợp khí thoát ra phía đỉnh của ống phản ứng bằng một ống lắp vào đầu ra của van.
Thiết bị trên được đặt bên trong một buồng kim loại thông gió tốt, ở bên cạnh có cửa quan sát vật liệu trong suốt có độ bền cao.
Trước khi đốt, thành phần của hỗn hợp cần phải được kiểm tra bằng cách phân tích chất khí thoát ra từ bình phản ứng (xem hình 1a, phân tích khí tại điểm 2) để chắc chắn rằng ống đã được thổi sạch.
4.2.2.3. Hệ thống đốt
Máy phát tia lửa điện (ví dụ 15 kV) được dùng để cung cấp tia lửa điện (giữa hai điện cực có khoảng cách ví dụ 5 mm) với năng lượng khoảng 10 J mỗi tia.
4.3. Cách tiến hành
Cần chú ý khi thực hiện các phép thử có khả năng cháy để tránh khả năng gây nổ. Điều này có thể thực hiện bằng cách bắt đầu thực nghiệm với nồng độ an toàn chất khí cháy trong không khí ("an toàn" = thấp hơn giới hạn cháy dưới dự đoán). Sau đó, nồng độ khí ban đầu được tăng dần lên cho đến khi đạt được sự cháy.
Dùng lưu lượng kế khi pha trộn hỗn hợp khí mong muốn (hiệu quả của bước này sẽ được kiểm tra bằng phép phân tích). Đóng các cửa vào đồng thời của khí. Ngay trước khi đánh lửa, cần đảm bảo chắc chắn là cửa ra của van (nếu có) đã mở để đưa hỗn hợp về áp suất khí quyển.
Có thể có các kết quả như sau:
a) Không cháy: Hỗn hợp khí thử không cháy trong không khí ở nồng độ đó. Trong trường hợp đó cần lặp lại thí nghiệm ở nồng độ cao hơn một chút.
b) Cháy một phần: Ngọn lửa bắt đầu cháy xung quanh bugi, sau đó tắt. Đó là dấu hiệu giới hạn cháy. Trong trường hợp đó, lặp lại thí nghiệm ít nhất 5 lần. Nếu trong một số các lần thử nghiệm lặp lại, ngọn lửa bốc lên đến đỉnh ống thì có thể coi là đã đạt đến giới hạn cháy, tức là chất khí đem thử là có khả năng cháy.
c) Ngọn lửa bốc chậm lên phía đỉnh ống với tốc độ 10 cm/s đến 50 cm/s. Trong trường hợp đó có thể coi là đã đạt đến giới hạn cháy, tức là chất khí đem thử là có khả năng cháy.
d) Ngọn lửa bốc rất nhanh lên phía đỉnh ống. Trong trường hợp đó, chất khí đem thử là có khả năng dễ cháy.
Chú thích
2 Thay cho lưu lượng kế, có thể sử dụng các thiết bị thích hợp khác, ví dụ như bơm định lượng.
3 Với hỗn hợp chứa hydro, ngọn lửa thường không có màu. Để khẳng định chắc chắn sự có mặt của ngọn lửa, việc sử dụng các đầu đo nhiệt độ là cần thiết (xem 4.2.2.2).
4 Mặc dù đây là vấn đề nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này, nếu cần đòi hỏi độ chính xác cao đối với giới hạn cháy dưới của chất khí đem thử, phải lặp lại thí nghiệm với hàm lượng khí thay đổi cho đến khi đạt được ngưỡng giữa cháy và không cháy của chất khí cháy.
4.4. Vấn đề mấu chốt liên quan đến an toàn
Các phép thử phải do các nhân viên có trình độ và được tập luyện tiến hành đúng theo quy trình đã được phê chuẩn (xem 4.3). Ống phản ứng và lưu lượng kế phải được che chắn để bảo vệ nhân viên trong trường hợp bị nổ. Người làm thí nghiệm phải đeo kính bảo vệ. Trong giai đoạn đốt, ống phản ứng phải được mở thông ra ngoài không khí và được cô lập với nguồn cung cấp khí. Cũng cần phải cẩn thận trong khi phân tích thành phần hỗn hợp khí.
4.5. Các kết quả đối với khí nguyên chất
Danh sách các chất khí cháy cho trong phụ lục A cùng với một số giới hạn cháy dưới. Các giá trị này thu được từ các thử nghiệm tương tự với các thiết bị mô tả trong 4.2.2.
4.6. Phương pháp tính toán
Phương pháp này hạn chế sử dụng đối với các hỗn hợp khí sinh ra với lượng nhỏ trong các chai khí để chỉ rõ nếu là khí cháy trong không khí.
4.6.1. Hỗn hợp chứa n khí dễ cháy và p khí trơ
Thành phần của hỗn hợp như vậy có thể được biểu diễn như sau:
A1F1 + …. + AiFi + …. + AnFn + B1I1 + …. Bi Ii + …. + BpFp
trong đó
Ai, Bi là thành phần mol của chất khí cháy thứ i và của khí trơ thứ i trong hỗn hợp khí;
Fi là thành phần khí cháy thứ i;
Ii là thành phần khí trơ thứ i;
n là số các thành phần khí cháy;
p là số các thành phần khí trơ;
Thành phần của hỗn hợp khí cũng có thể được trình bày lại dưới dạng thành phần tương đương trong đó tất cả các phân lượng khí trơ được chuyển đổi thành phân lượng nitơ tương đương, với hệ số tương đương Ki cho trong bảng 1:
A1F1 + …. + AiFi + …. + AnFn + (K1B1 + ….KiBi + …. + KpBp)N2
Biết rằng tổng tất cả các phân lượng khí trong hỗn hợp có giá trị bằng 1, biểu thức biểu diễn thành phần hỗn hợp trở thành như sau:
trong đó
= 
là hàm lượng khí cháy tương đương.
Bảng 2 quy định các hàm lượng lớn nhất Tci của khí cháy mà ở đó khí hỗn hợp với nitơ cho ra một thành phần chất khí không cháy trong không khí. Biểu diễn toán học của điều kiện để hỗn hợp một chất khí trở lên không cháy trong không khí như sau:
Bảng 1 - Hệ số tương đương Kl của khí trơ đối với nitơ
|
Khí |
N2 |
CO2 |
He |
Ar |
Ne |
Kr |
Xe |
SO2 |
SF6 |
CF4 |
C3F6 |
|
KI |
1 |
1,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5` |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
Chú thích 1 Các số liệu này căn cứ trên thực tế đối với các khí công nghiệp. 2 Các kết quả này đúng ra chỉ là các ước tính chủ quan, để khẳng định là chúng nằm trong giới hạn an toàn, nhất là trong bối cảnh có rất ít các số liệu được công bố trong các tài liệu. Các số liệu này sẽ được cập nhật sau này, khi có nhiều số liệu có ý nghĩa hơn. 3 Đối với các khí không cháy và không oxi hóa khác có 3 hoặc hơn 3 nguyên tử trong công thức hóa học của chúng, có thể dùng hệ số tương đương Ki = 1,5. |
|||||||||||
a) Ví dụ 1
b) Ví dụ 2
Hình 1 - Thiết bị để xác định giới hạn bắt lửa của chất khí ở áp suất khí quyển và ở nhiệt độ môi trường
Bảng 2 - Hàm lượng khí cháy lớn nhất Tci để hỗn hợp với nitơ tạo ra hỗn hợp không cháy trong không khí
|
Khí |
Tci 1) % |
|
Hydro |
5,7 |
|
Oxit cacbon |
20 |
|
Metan |
14,3 |
|
Etan |
7,6 |
|
Etylen |
6 |
|
Butan |
5,7 |
|
Propan |
6 |
|
Propen |
6,5 |
|
Buten |
5,5 |
|
Isobuten |
6 |
|
Butadien |
4,5 |
|
Axetylen |
4 |
|
2,2 - Dimetylpropan (neopentan, Tetrametylmetan) |
4 |
|
n-Pentan và Isopentan |
4 |
|
n-Hecxan |
3,5 |
|
n-Heptan |
2 |
|
n-Octan |
1,8 |
|
Isooctan (2,2,4-trimetylpentan) |
1,8 |
|
n-Nonan |
1,5 |
|
n-Đêcan |
1,1 |
|
n-Đôđêcan |
1 |
|
Xyclopropan |
6,8 |
|
Cyclohecxan |
2,5 |
|
Benzen |
4,2 |
|
Toluen |
2,1 |
|
Metanol |
11 |
|
Etanol |
5,8 |
|
Axêtôn |
4,5 |
|
Điêtyl ete |
3,4 |
|
Đimetyl ete |
3,7 |
|
2,2-Đimetylbutan |
2,4 |
|
Metylamin |
6,8 |
|
Metyl format |
7 |
|
Metyl axêtat |
4,3 |
|
Etyl format |
3,9 |
|
Metyl axêtat |
4,3 |
|
Metyl etyl keton |
2 |
|
Hyđro sulfua |
5,2 |
|
Cacbon disulfua |
1,5 |
|
Flometan |
3,7 |
|
1,1-Đifloetylen (R1132a) |
6,8 |
|
Vinyl florua |
6,8 |
|
1-Clo-1,1-đifloetylen (R142b) |
5,5 |
|
Vinyl florua |
3,2 |
|
Halocacbon R143a |
5,6 |
|
1,1-Đifloetan |
4,6 |
|
Halocacbon R152a |
1 |
|
Cloetan |
4,3 |
|
Propađien |
2,1 |
|
Vinyl metyl ete |
2,7 |
|
Xyclobutan |
2 |
|
Metyl 3-buten |
1,8 |
|
Floetan |
4,3 |
|
Vinyl clorua |
4,5 |
|
Xyanogen |
7 |
|
Arsin |
5,6 |
|
Diboran |
1 |
|
Hydro Xyanua |
6,7 |
|
Cacbonyl sulfua |
14 |
|
Niken cacbonyl |
1,1 |
|
Photphin |
1,2 |
|
Monoetylamin |
4,8 |
|
Trimetylamin |
2,5 |
|
Dimetylamin |
3,5 |
|
Metylen clorua |
10 |
|
Metyl mercaptan |
4,7 |
|
Halocacbon R1113 |
10 |
|
Tetrafloetylen |
13,7 |
|
Brommetan |
16 |
|
Etyl metyl ete |
2,5 |
|
Chì tetraetyl |
2,2 |
|
Trifloetylen |
13,1 |
|
Hydro selenua |
1 |
|
Metyl silan |
1,4 |
|
Silan |
1 |
|
Monoclosilan |
1 |
|
Diclosilan |
4,5 |
|
German |
1 |
|
Etylen oxit |
3,1 |
|
Propylen oxit |
2,0 |
|
Etylacetylen |
1,8 |
|
Metylacetylen |
1,4 |
|
1) Khi không thể tìm được Tci, thì đưa ra một ước tính thận trọng. |
|
VÍ DỤ 1
Xét hỗn hợp chứa 7% H2 + 93 % CO2
Dùng giá trị Ki thích hợp tra từ bảng 1, hỗn hợp này tương đương với
7 (H2) + 1,5 x 93 (N2)
tức là
7 (H2) + 139,5 (N2)
hoặc, đưa tổng của các thành phần mol về 1
4,78 % H2 + 95,22 % N2
Từ bảng 2 có thể thấy là Tci của H2 là 5,7
Do tỷ số 4,78/5,7 (=0.839) nhỏ hơn 1, hỗn hợp không cháy trong không khí.
VÍ DỤ 2
Xét hỗn hợp chứa 2 % H2 + 8% CH4 + 25 % Ar + 65% He
Hỗn hợp tương đương với
2 (H2) + 8 (CH4) + (0,5 x 2,5 + 0,5 x 65) N2
tức là
3,63 % H2 + 14,54 % CH4 + 81,81 % N2
Tổng
= 0,64 + 1,02 =
1,66
là lớn hơn 1 nên hỗn hợp là hỗn hợp cháy trong không khí.
4.6.2. Hỗn hợp chứa một hoặc nhiều khí cháy và một hoặc nhiều khí ôxi hóa cộng với một hoặc nhiều khí trơ
Cảnh báo - Hỗn hợp chứa các khí cháy và ôxi hóa ở nồng độ cháy lửa chỉ có thể được pha chế dưới điều kiện khống chế chặt chẽ, thông thường ở áp suất thấp. Giới hạn cháy dưới có thể thay đổi rõ rệt theo áp suất và nhiệt độ. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này không thể đưa ra bất cứ thông tin nào về cách thức pha trộn các hỗn hợp như vậy. Trong trường hợp đó, cần một sự phân tích nghiêm túc có dùng đến các dữ liệu khác.
4.6.2.1. Việc tính toán đối với hỗn hợp khí ôxi hóa (xem 5.3) cho biết hỗn hợp có ôxi hóa mạnh hơn không khí hay không.
4.6.2.2. Nếu hỗn hợp ôxi hóa kém hơn không khí thì tính toán như trên đây, xem hỗn hợp thu được bằng cách loại bỏ các chất ôxi hóa có cháy trong không khí hay không. Nếu có, hỗn hợp ban đầu được coi là cháy trong không khí.
Ngược lại, phải thực hiện thí nghiệm đo kiểm tra xem hỗn hợp có cháy trong không khí hay không.
Tuy nhiên, một hỗn hợp có thể được coi là không cháy mà không cần phải tiến hành thí nghiệm đo nếu một trong các điều kiện sau đây thỏa mãn;
a) Điều kiện 1
Hỗn hợp thu được bằng cách loại bỏ các chất ôxi hóa không cháy trong không khí, và hỗn hợp ban đầu chứa dưới 5% ôxi tương đương (tính toán theo 5.3)
b) Điều kiện 2
Tổng của hàm lượng các chất cháy trong hỗn hợp ban đầu dưới 90 % của giới hạn khả năng cháy dưới trong không khí của hỗn hợp cháy. Điều đó xảy ra khi điều kiện sau đây thỏa mãn:
x 100 < 1
trong đó
Ai là phân tử lượng mol của chất khí cháy thứ i;
Li là giới hạn cháy dưới trong không khí của chất khí cháy thứ i.
VÍ DỤ 3
Xét hỗn hợp bao gồm 2 % H2 + 1 % CH4 + 13 % O2 + 84 % N2
1) Hỗn hợp thu được sau khi loại bỏ chất ôxi hóa là
2,3 % H2 + 1,15 % CH4 + 96,55 N2
Do tổng
= 0,48
nhỏ hơn 1 nên hỗn hợp thu được bằng cách loại bỏ thành phần ôxi hóa không cháy trong không khí.
2) Hỗn hợp chứa hơn 5 % ôxi tương đương. Điều kiện số 1 do đó đã thỏa mãn.
3) Tính toán kiểm tra điều kiện 2
= 0,78
cho thấy hỗn hợp khí cháy trong không khí.
VÍ DỤ 4
Xét hỗn hợp bao gồm 1 % H2 + 4 % CH4 + 11 % O2 + 84 % He.
1) Hỗn hợp thu được bằng cách loại bỏ chất ôxi hóa tương đương với
1 (H2) + 4 (CH4) + (84 x 0,5)N2
Do tổng
= 0,374 + 0,595 =
0,969
nhỏ hơn 1 nên hỗn hợp thu được bằng cách loại bỏ chất ôxi hóa không cháy trong không khí.
2) Hỗn hợp chứa hơn 5 % ôxi tương đương. Điều kiện 1 do đã được thỏa mãn.
3) Tính toán kiểm tra điều kiện 2
= 0,2777 + 0,8888 =
1,167
cho thấy hỗn hợp có thể coi là cháy trong không khí.
Trong trường hợp đó, cần thiết phải tiến hành thí nghiệm đo để chứng minh hỗn hợp có thực sự có khả năng cháy hay không.
5. Khả năng oxi hóa của các khí trong hỗn hợp khí
5.1. Quy định chung
Các khí và hỗn hợp khí có khả năng oxi hóa cao được nhận biết theo TCVN : 1999 (ISO 5145:1990), phụ lục A - loại I - nhóm 4. Các chất khí và hỗn hợp khí đó hỗ trợ cho quá trình cháy mạnh hơn không khí. Các điều dưới đây sẽ giới thiệu phương pháp thử và tính toán để xác định xem chất khí hay hỗn hợp khí có phải là các chất ôxi hóa mạnh hay không.
5.2. Phương pháp thử
5.2.1. Qui định chung
Phương pháp thử được qui định dựa trên phương pháp mô tả trong ISO 4589.
Mục đích của ISO 4589 là
- Cung cấp một phương pháp để xác định khả năng cháy của chất dẻo bằng cách đo hàm lượng ôxi tối thiểu cần thiết trong một hỗn hợp ôxi-nitơ giúp cho sự cháy có ngọn lửa
- Tìm hàm lượng ôxi tối thiểu trong một hỗn hợp ôxi-nitơ để có thể giúp cho sự cháy có ngọn lửa của vật liệu thử, có dùng các quy trình thử truyền thống, được biểu diễn bằng phần trăm, được gọi là "chỉ số" ôxi (Ol).
5.2.2. Mẫu thử
Dùng thiết bị mô tả trong ISO 4589, chọn các mẫu thử chất chất dẻo hoặc vật liệu thích hợp bất kỳ với chỉ số ôxi bằng 21 %.
5.3.2. Quy trình
Sử dụng cùng một trang bị, thực hiện phép thử để xem quá trình cháy mẫu thử có được giúp hay không (phù hợp với các qui trình và tiêu chuẩn của ISO 4589) bởi chất khí hoặc hỗn hợp khí mà ta cần xác định khả năng cháy.
Nếu quá trình cháy có được hỗ trợ, chất khí hoặc hỗn hợp khí được coi là "ôxi hóa cao".
5.2.4. Khả năng ứng dụng
Khi áp dụng phép thử này cho các chất khí tinh khiết, ôxi và nitơ ôxit cho thấy ôxi hóa mạnh hơn không khí. Điều đó cũng đúng cho nhóm khí 12. Tuy nhiên, nhóm khí 12 không được đưa ra xét ở đây vì đã có điều quy định cho các khí này trong TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145).
5.3. Phương pháp tính toán
Phương pháp này chỉ áp dụng được cho loại hỗn hợp khí đặc biệt với lượng nhỏ ở trong bình. Hiệu ứng cân bằng các khí không được xét đến.
Các chất ôxi hóa mạnh O2 và N2O được dùng, nồng độ tương ứng của chúng là xi trong hỗn hợp được biểu diễn bằng phần trăm thể tích.
nếu điều kiện sau đây thỏa mãn
≥ 21
trong đó Ci là hệ số ôxi tương đương (đặc trưng cho mỗi chất khí), thì hỗn hợp khí được coi là ôxi hóa bằng hoặc mạnh hơn không khí.
Theo định nghĩa, Ci = 1 đối với ôxi. Trong trường hợp nitơ ôxit, Ci = 0,6.
Chú thích 5 khi cần, các hệ số Ci, cho các loại khí ôxi hóa khác có thể được tính theo công thức
Ci = 
trong đó xi là hàm lượng tối thiểu, biểu diễn bằng phần trăm thể tích, của khí cháy đang nghiên cứu trong hỗn hợp với nitơ, hỗ trợ cho quá trình cháy của mẫu thử bằng chất dẻo có chỉ số ôxi giới hạn bằng 21 % (theo ISO 4589)
VÍ DỤ 1
Xét hỗn hợp khí chứa 9 % O2 + 16 % N2O + 75 % N2
Từ đó ta có
= (9 x 1) + (0,6 x
16) = 18,6 < 21
Vì vậy hỗn hợp này ôxi hóa kém hơn không khí.
VÍ DỤ 2
Xét hỗn hợp khí chứa 10 % O2 + 50 % N2O + 20 % N2 + 20 % Ar.
Từ đó ta có
= 10 + (0,6 x 50) =
40, > 21
Do đó hỗn hợp oxi hóa mạnh hơn không khí (oxi hóa cao).
(quy định)
Bảng A.1 - Nhóm 6: Khí cháy không độc
|
Khí |
Mã FTSC 1) |
Tên đồng nghĩa |
Li % |
|
Allen |
2100 |
Propadien |
2,16 |
|
Bromtrifloetylen |
2100 |
R113B1 |
2) |
|
Butan |
2100;2120 |
|
1,8 |
|
1-Buten |
2100 |
Butylen |
1,6 |
|
2-Buten |
2100 |
Butylen |
1,7 |
|
Cloflometan |
2100 |
R31 |
2) |
|
1-Clo-1, 1-difloetan |
2100 |
R142b |
4,4 |
|
Doteri |
2150;2160 |
|
4,9 |
|
1,1-Difloetan |
2100 |
Etylidin florua R152a |
3,7 |
|
1,1-Difloetylen |
2110 |
Vinyliden florua R1132a |
5,5 |
|
Dimetyl ete |
2100 |
Metyl ete |
3,4 |
|
2,2-Dimetylpropan |
2100 |
Neopentan; Tetrametylmetan |
1,4 |
|
Etan |
2100 |
R170 |
3,0 |
|
Etyletylen |
2100 |
1-Butyn |
2) |
|
Etyl clorua (chất lỏng dễ cháy) |
2100 |
Cloetan R160 |
3,8 |
|
Etylen |
2150;2160 |
Eten |
2,7 |
|
Etyl ete |
2100 |
R1150 |
1,9 |
|
Hydro |
2150;2160 |
|
4,0 |
|
Isobutan |
2100 |
Trimetylmetan R601 |
1,8 |
|
Isobutylen |
2100 |
Isobuten;2-Metylpropen |
1,8 |
|
Metan |
2150;2160 |
R50 |
5,0 |
|
Metyletylen |
2100 |
Alxylen;Propylen |
1,7 |
|
Metyl-3-buten |
2100 |
Isometylen;Isopropyetylen |
1,3 |
|
Ete metyl etyl |
2100 |
Etyl metyl ete |
2 |
|
Metyl florua |
2110 |
Flometan R41 |
2) |
|
Khí thiên nhiên |
2150;2160 |
|
»5% tùy nồng độ |
|
Propan |
2100;2120 |
R290 |
2,1 |
|
Propylen |
2100 |
Propen R1270 |
2,4 |
|
1,1,1-Trifloetan |
2100 |
R143a |
4,5 |
|
1) Xem TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145) 2) Không biết |
|||
Bảng A.2 - Nhóm 7: Khí cháy, độc và ăn mòn
|
Khí |
Mã FTSC 1) |
Tên đồng nghĩa |
Li % |
|
Amoniac |
0202 |
R717 |
15 |
|
Dimetylamin |
2202 |
|
2,8 |
|
Monoetylamin |
2202 |
Etylamin R631 |
3,5 |
|
Monometylamin |
2202 |
Metylamin R630 |
4,2 |
|
Trimetylamin |
2202 |
|
2 |
|
1) Xem TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145) |
|||
Bảng A.3 - Nhóm 8: Các khí độc và ăn mòn cháy (có tính axit) và các khí cháy không ăn mòn
|
Khí |
Mã FTSC 1) |
Tên đồng nghĩa |
Li % |
|
Arsin |
2300 |
|
4,5 |
|
Cacbon monoxit |
2250;2260 |
|
12,5 |
|
Cacbonyl sulfua |
2301 |
Cacbon oxysulfua |
1,3 |
|
Clometan |
2200 |
Metyl clorua R40 |
10,7 |
|
Khí than đá |
Khí hỗn hợp |
|
2) |
|
Xyanogen |
2300 |
|
6,6 |
|
Xyclopropan |
2200 |
Trimetylen |
2,4 |
|
Dơteri selenua |
2301 |
|
2) |
|
Dơteri sulfua |
2301 |
|
2) |
|
Diclosilan |
2203 |
|
2) |
|
Dimetylsilan |
2300 |
|
2) |
|
Floetan |
2300 |
|
2) |
|
German |
2300 |
|
2) |
|
Heptaflobutyronitril |
2300 |
|
2) |
|
Hexafloxyclobuten |
2300 |
|
2) |
|
Hydro selenua |
2301 |
|
2) |
|
Hydro sulfua |
2301 |
|
4 |
|
Metyl mercaptane |
2201 |
Metanethiol |
3,8 |
|
Metylsilan |
2300 |
|
2) |
|
Nickel cacbonyl |
2300 |
Nickel tetracacbonyl |
0,9 |
|
Pentaflopropionitrua |
2300 |
|
2) |
|
Chì tetraetyl |
2300 |
|
2) |
|
Chì tetrametyl |
2300 |
|
1,8 |
|
Trifloaxetonitril |
2300 |
|
2) |
|
Trifloetylen |
2200 |
|
10,5 |
|
Trietylsilan |
2300 |
|
2) |
|
1) Xem TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145) 2) Không biết |
|||
Bảng A.4 - Nhóm 9: Các kí tự cháy
|
Khí |
Mã FTSC 1) |
Tên đồng nghĩa |
Li % |
|
Kẽm dietyl |
3300 |
|
2) |
|
Pentaboran |
3300 |
|
2) |
|
Photphin |
3310 |
|
1,8 |
|
Silan |
3150;3160 |
Silicon tetrahydrit |
2) |
|
Nhôm trietyl |
3300 |
|
2) |
|
Trietylboran |
3300 |
|
2) |
|
Trimetyl antimon |
3300 |
|
2) |
|
1) Xem TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145) 2) Không biết |
|||
Bảng A.5 - Nhóm 13: Các khí cháy tham gia phản ứng phân hủy hoặc polyme hóa
|
Khí |
Mã FTSC 1) |
Tên đồng nghĩa |
Li % |
|
1,3-Butadien (bị cấm) |
5100 |
|
1,3 |
|
Clotrifloetylen |
5200 |
R1113 |
4,6 |
|
Diboran |
5350;5360 |
|
0,8 |
|
Etylen oxit |
5200 |
Oxiran |
3,6 |
|
Hydro xyanua |
5301 |
Axit hydrocyamic (khan) |
5,6 |
|
Propylene oxit |
5200 |
Metyl oxiran |
2,8 |
|
Antimon hydrua |
5300 |
Antimon hydrit |
2) |
|
Vinyl bromua (bị cấm) |
5200 |
Brometylen |
5,5 |
|
Vinyl clorua (bị cấm) |
5200 |
Cloetylen R1140 |
3,6 |
|
Vinyl florua (bị cấm) |
5100 |
Floetylen R 1140 |
2,9 |
|
1) Xem TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145) 2) Không biết |
|||
Bảng A.6 - Nhóm 14
|
Khí |
Mã FTSC 1) |
Tên đồng nghĩa |
Li % |
|
Axetylen |
5130 |
|
2,4 |
|
1) Xem TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145) |
|||
Ý kiến bạn đọc
