2820

2

УДК 658.345+662

Безопасность жизнедеятельности. Определение температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле [Текст] : методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей / В. Ф. Асминин, Д. Д. Репринцев, И. Т. Черных, А. Д. Голев, А. Е. Емельянов ; М-во образования и науки РФ, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2011. – 12 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ГОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 1 от 19 ноября 2010 г.)

Рецензент доц. кафедры безопасности жизнедеятельности ВГАУ А.В. Полуэктов

3

1 Цель и задачи работы

Цель работы заключается в ознакомлении студентов с одной из экспериментальных методик определения температуры вспышки при наличии в них горючих и легковоспламеняющихся жидкостей.

Задачи работы:

1.Ознакомиться с методикой определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле и устройством аппарата для этой цели.

2.Определить экспериментально температуру вспышки исследуемой горючей или легковоспламеняющейся жидкости.

2 Общие сведения

Обеспечение пожарной безопасности на производственных объектах немыслимо без знаний факторов способствующих возникновению пожаров. Эти факторы должны учитываться как при проектировании и организации технологических процессов, так и при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений.

Взрыво- и пожароопасность зданий и помещений характеризуется совокупностью условий, способствующих возникновению и развитию пожара или взрыва и определяющих возможные их масштабы и последствия.

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1-В4, Г и Д, а здания – на категории А, Б, В, Г, Д.

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 1

В различных производственных помещениях могут применяться одни и те же вещества, но помещения по взрывопожарной опасности могут относиться к различным категориям. Так, при применении древесины на мебельном комбинате шлифовальное отделение относится к категории Б, сборочный цех – к категории В, отделение окраски – к категории А, котельная – к категории Г.

Наибольшую опасность представляют производства, в которых используются горючие жидкости и вещества, образующие взрывчатые паровоздушные смеси.

Определение категории производственных, складских помещений и зданий имеет важное практическое значение, так как от категории взрывопожарной опасности зависит конструктивно-планировочное решение здания, выбор оборудования, а в ряде случаев и технологическая схема производства.

Нормы пожарной безопасности (НПБ 105-03) [1] устанавливают методику определения категории помещений и зданий (или частей зданий между противопожарными стенами – пожарных отсеков) производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности.

Требования норм пожарной безопасности должны учитываться в проектах на строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение, при изменении технологических процессов и при эксплуатации наружных установок.

Показатели пожаровзрывоопасности определяются экспериментальным путем, причем, как правило, для определения каждого показателя необходима своя экспериментальная установка. Для определения некоторых показателей имеются и расчетные методы [1].

Исходя из возможностей имеющейся лабораторной базы, в данной лабораторной работе определяется температура вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле (ТВЗ).

5

Вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Помещения категорий А и Б по взрывопожарной опасности относятся к наиболее проблемным с позиции обеспечения в них пожарной безопасности. В отличие от помещений категории В1-В4, Г, Д они являются не только пожароопасны-

ми, но и взрывоопасными.

Поэтому температура вспышки материалов, экспериментальное измерение численного значения которой является целью лабораторной работы, относится к одному из основных факторов при определении категорий А и Б помещений по взрывопожарной опасности, что следует из табл. 1.

3 Определение температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле

3.1 Необходимая аппаратура

Метод определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле установлен ГОСТ 6356-75.

Сущность этого метода заключается в определении самой низкой температуры горючего вещества, при которой в условиях испытания над его поверхностью образуется смесь паров и газов с воздухом, способная вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость ее образования еще недостаточна высока для последующего горения. Для этого испытуемый продукт нагревается в закрытом тигле с постоянной скоростью при непрерывном перемешивании и испытывается на вспышку через определенные интервалы температур.

При определении температуры вспышки в закрытом тигле применяются:

-аппарат для определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле типа ТВ3; термометры типов ТИН I – 1, ТИН I – 2, ТН I – 2, ТН 6 по

ГОСТ 400-80. Термометр ТН 6 применяют при испытании продуктов с температурой вспышки ниже 120 С;

-секундомер (при выполнении лабораторной работы можно использовать часы, имеющие секундомерную стрелку);

-барометр или барометр-анероид;

-экран, окрашенный с внутренней стороны черной краской, каждая секция которого имеет ширину около 46 см и высоту 61 см;

-вытяжной шкаф.

3.2Устройство аппарата для определения температуры вспышки в закрытом

тигле

Конструктивно аппарат ТВ3 (рис.1) представляет собой два блока, смонтированных на общем основании 1. Слева расположен блок управления 2.

Рис. 1. Аппарат ТВ3: 1 – основание; 2 – блок управления; 3 – рукоятка; 4 – кнопка; 5 – прижим; 6 – устройство зажигательное; 7 – термометр; 8 - палец; 9 – ручка; 10 – поводок; 11 – тигель; 12 – крышка; 13 – мешалка; 14 – баня воздушная; 15 – отражатель верхний; 16 – отражатель нижний; 17 – термоблок; 18 – колодка с герконом; 19 – тумблер; 20 – ручка регулировки нагрева

Над кожухом блока управления находится рукоятка 3, в которой смонтирован двигатель с приводом мешалки. На лицевой панели блока управления расположены ручка регулировки нагрева 20, тумблер включения и выключения нагрева 19 лампы «СЕТЬ» и «НАГРЕВ», ручки регулирования подачи газа.

Лампа «СЕТЬ» сигнализирует о подключении аппарата к сети. Лампа «НАГРЕВ» загорается при включении регулятора нагрева (тумблер в верхнем положении). При этом скорость нагрева, регулируемая ручкой «НАГРЕВ», расположена над тумблером.

Ручки «ГАЗ», «ФИТИЛЬ» и «ЗАПАЛЬНИК» служат соответственно для открытия (при повороте против часовой стрелки) или закрытия (при повороте по часовой стрелки) газа и регулирования величины пламени газового фитиля и величины пламени запальника.

На задней панели блока управления (рис. 2) расположены штуцер подвода газа, сетевой шнур питания с двухполюсной вилкой, предохранители и зажим «ЗЕМЛЯ».

7

Рис. 2 – Задняя панель управления: 1 – штуцер газовый; 2 – вилка электрическая; 3 – зажим «ЗЕМЛЯ»

Справа от блока управления расположен термоблок 17 (см. рис. 1), в корпусе которого смонтирована воздушная баня 14 с встроенным нагревательным элементом, верхний 15 и нижний 16 отражатели. В воздушную баню устанавливается тигель 11 с крышкой 12 и термометром 7. К крышке тигля крепится прижим 5, на котором расположено зажигательное устройство 6. На крышке тигля расположена ручка 9, которой осуществляется открытие и закрытие заслонки, опускание фитиля в открытое окно крышки, а также управление работой мешалки 13 через поводок 10 и магнитоуправляемый контакт (геркон) 18.

На передней панели блока управления у органов управления нанесены следующие надписи: «ГАЗ», «ФИТИЛЬ», «ЗАПАЛЬНИК», «ВКЛ», «ВЫКЛ»; у сигнальных ламп – «СЕТЬ», «НАГРЕВ». На задней панели около предохранителя указаны номинальные значения токов «5А», над электровыводом ~ 220; над штуцером подвода газа «ГАЗ».

8

3.3Подготовка к испытанию

3.3.1Подготовка образца

Испытуемый образец нефтепродукта (дизельное топливо, масло и др.) перед испытанием перемешивают в течение 5 мин встряхиванием в склянке, заполненной не более чем 2/3 ее вместимости (выполняется лаборантом кафедры).

Образцы нефтепродуктов, имеющих температуру вспышки ниже 500 С охлаждают до температуры, которая не менее чем на 170 С ниже предполагаемой температуры вспышки.

3.3.2Образцы очень вязких нефтепродуктов перед испытанием нагревают до достаточной текучести, но не выше температуры, которая на 170 С ниже предполагаемой температуры вспышки.

Примечание. Сведения о предполагаемой температуры вспышки уточнить у преподавателя или лаборанта.

3.3.3Для защиты от движения воздуха аппарат с трех сторон окружают экраном и должен находиться в затемненном месте.

3.3.4Испытуемый продукт наливают в тигель до метки с внутренней стороны, не допуская смачивания стенок тигля выше указанной метки.

3.3.5Тигель закрывают крышкой, устанавливают в нагревательную ванну и зажигают фитиль, регулируя пламя так, чтобы форма его была близкой к шару диаметром 3-4 мм.

3.4Проведение испытания и обработка результатов

3.4.1Включить аппарат в электрическую сеть (загорается лампочка «СЕТЬ»). Нажав на кнопку 4 фиксатора, привести привод его по часовой стрелке до упора. Аккуратно установить до упора термометр в специальное гнездо. Тумблер включения нагрева установить в положение «ВКЛ». При этом должна загореться лампочка «НАГРЕВ».

3.4.2Перемешивание ведут таким образом, чтобы обеспечить частоту вращения мешалки от 1,5 до 2,0 С-1, а скорость нагрева продукта – от 5 до 60С в 1 мин.

3.4.3Измеряют барометрическое давление (см. лаб. работу №5).

3.4.4Испытание на вспышку проводят при достижении температуры на каждый 10С для продуктов с температурой вспышки до 1040С и на каждые 20С для продуктов с температурой вспышки выше 1040С.

В момент испытания на вспышку перемешивание прекращают, приводят в действие расположенный на крышке механизм, который открывает заслонку и опускает пламя. При этом пламя опускают в паровое пространство за 0,5 с, оставляют в самом нижнем положении 1 с, и возвращают в верхнее положение.

3.4.5За температуру вспышки каждого определения принимают показания термометра в момент четкого появления первого (синего) пламени над поверхностью продукта внутри прибора. Не следует принимать за температуру вспышки окрашенный (голубоватый) ореол, который иногда окружает пламя перед тем, как оно вызывает фактическую вспышку.

9

При появлении неясной вспышки она должна быть подтверждена последующей вспышкой при повышении температуры на 1-20С. Если при этом вспышка не произойдет, испытание повторяют вновь.

3.4.6 При применении газовой зажигательной лампочки последняя в процессе испытания должна находиться в зажженном состоянии для исключения возможности проникновения газа в тигель.

Если в процессе испытания зажигательная лампочка погаснет в момент открытия отверстий крышки, то результат этого определения не учитывают.

Температуру вспышки вычисляют с поправкой на стандартное барометрическое давление алгебраическим сложением найденной температуры и поправки, приведенной в табл. 1

За результат испытания принимают среднее арифметическое не менее двух последовательных определений. Полученное значение температуры вспышки (0С) округляют до целого числа.

4 Меры безопасности

1. Выполнение лабораторной работы разрешается только в присутствии преподавателя или лаборанта.

При подготовке аппарата к работе необходимо убедиться в том, что аппарат надежно заземлен гибким проводником сечением не менее 5 мм2 и проверить исправность соединительных электропроводов, вилок и розеток.

2.После окончания работы аппарат должен быть отключен от электрической сети.

3.Перед началом эксплуатации после длительного (более пяти дней) перерыва

вработе аппарат следует предварительно прогреть, просушив нагревательный элемент. Для этого тигель необходимо убрать из воздушной бани. Установить ручку регулировки в положение 5, а тумблер включения нагрева – в положение «ВКЛ». Убедиться, сто аппарат не касается каких-либо посторонних предметов. Не касаясь аппарата, подключить его к электросети. Через тридцать минут отключить аппарат от сети.

Примечание. Выполняется под руководством лаборанта или преподавателя.

10

5 Оформление отчета по лабораторной работе

Вотчет должны быть включены сведения:

1.Название и цель лабораторной работы и исполнители (титульный лист);

2.Цель и задачи работы;

3.Общие сведения (в краткой форме) по взрывопожарной опасности помещений и зданий и их категорирование;

4.Краткая характеристика экспериментальной установки;

5.Порядок проведения испытания и обработка результатов эксперимента.

6 Контрольные вопросы

1.Сущность вспышки как вида горения жидкости и твердых веществ.

2.Понятие температуры вспышки.

3.Характеристика помещений по степени взрывопожарной и пожарной опасности.

4.Устройство и принцип работы аппарата для определения температуры вспышки экспериментальным путем в закрытом тигле.

5.Порядок определения температуры вспышки в лабораторных условиях.