化学工程安全新闻

确定易燃性限制:哪种ASTM方法E918与E681?

写道 TJ Frawley | 08.12.19

TJ Frawley ,项目经理,易燃性测试和咨询服务Fauske& Associates, LLC

当为SDS确定产品的可燃性限制或在保持高安全标准的同时优化工艺时,可以稍微混淆选择正确的测试方法。两种最具所需的方法是ASTM E918:测定化学品升高的温度和压力和ASTM E681的限制:化学品(蒸汽和气体的易燃性浓度限制。


这件作品将检查这两种类型之间的差异 易燃性测试 以及这些差异的优缺点。作为起点,两者之间的最粗糙差异是E918在5升不锈钢容器中进行,并且在5升玻璃瓶中进行E681,其包含橡胶塞以密封容器。重要的是要记住这一关键差异,因为它是最大限度地使两种方法分开的基础,因此可以影响数据解释。

这些方法的相似性很少,但值得提及。两种方法旨在确定蒸气/气体易燃性的相同结果。两者都可以在高温下运行,但E918允许更大的范围; E918也可以在上方,或以下运行大气压。

这是在Fauske的易燃性分裂的意见,并将E918与方法的准确性,多功能性和安全性更好,即不锈钢容器的测试可以提供。

ASTM E918具有更大的精度,因为点火的分辨率由通过校准压力传感器测量的压力增加的既定百分比确定。在美国,绝对压力的7.0%升起构成点火。在14.7psia的环境压力下,7.0%的上升等于压力增加1psia。欧洲人使用5.0%的压力上升标准作为点火的定义阈值,如瑞典标准研究所在SS-EN 1839中所述。

下面是一个图表,显示了确定甲烷LFL的五个测试数据集。黄色突出显示的细胞显示了5.11%的压力升高(测试#5)。这将被认为是欧洲的点火,甲烷的LFL将报告为4.7%的燃料(假设测试4.6%导致非点燃)。然而,在美国,测试#2发生在其中的增加7.56%,将被视为点火,并且将报告4.8%的燃料作为LFL(蓝色突出显示的细胞)。


概念7.0%的压力上升和5.0%的压力上升并非没有争议。今天仍讨论被用作点火阈值的那些数字的推理仍然存在。但是,使用7.0%的压力上升,美国每个实验室都有一致性,欧洲实验室的一致性使用5.0%点火指示。 LFL数据的最终用户需要了解用于确定的精确方法。

虽然E918具有目标,清晰,但不同的点火定义,但E681依赖于主观视觉观察,以使点火和非点燃之间的区别。第3.1.2节中的标准状态,“火焰传播 - 如本试验方法所用,[是]火焰前面与点火源向上和向外移动到血管壁或至少在13毫米内墙壁,由视觉观察确定。“这在确定“什么是不是点火器时,这会产生偏见。一个人可以将哪个人解释为点火,另一个人可能不同意。这里的结束结果是不确定性。

以下是比较使用每个标准的甲烷的LFL结果的图表。顶部图表具有来自ASTM E918的数据,底部图表从ASTM E681获得。请注意燃料百分比的差异,与最低点火相对应。使用ASTM E918报告的LFL是4.83%。使用ASTM E681在玻璃烧瓶中的结果较高约0.2%。

5L不锈钢容器中甲烷易燃极限


5L玻璃容器中甲烷的易燃极限

相关性不等于因果关系,因此,结果的差异可能不会源于标准的差异。但是,根据顶部图中的数据使用7.0%上升作为点火阈值,我们可以清楚地区分从非点火点的点火。下图更加暧昧。

即使在使用视频记录E681的测试时,结果并不总是可靠的,因为标准描述了。

在这张照片中,我们的点火源被触发。 它
似乎火焰在一开始
繁殖的阶段。

 

 

 

 

 

 

 

这里已经确定了火焰。 但是,它
必须向上和向外传播
被认为是点火。

 

上面的图片描绘了根据ASTM E681的典型测试。虽然该测试比在图表上看线移动更有视觉上吸引力,但它可能难以查看和解释。具体地选择这些图片以说明目视确定点火的难度。这不是一个罕见的情景。

可以在分解中产生残留物或固体产物的任何材料,例如用盐碱或产生烟灰碱或焦油的化学物质,将降低技术人员的可见性并损害它们区分点火和非点火的能力。

E918还具有更多功能性,可以通过能够达到更高的压力和温度来复制更多过程。在Fauske和Associates使用E918,我们已经能够在300 psia上方进行测试。其他方法不能以高于环境水平的压力测试。根据E681,5-L玻璃瓶用橡胶塞密封真空。

在顶部:E681设置图,带有橡胶塞密封玻璃烧瓶
在底部:不锈钢5-L血管密封,用不锈钢盖子密封

如果高于环境压力,将弹出橡胶塞,并且测试混合物会受到损害。不仅将重复该测试,如果样品是危险的,则现在存在安全问题。


最后从安全的角度来看,在完全密封的不锈钢容器中的测试压倒性地优选在依赖于真空密封橡胶塞的玻璃瓶中进行测试。


不锈钢不会破裂或破碎;玻璃可能。虽然工程师和技术人员在避免危险场景时受过培训,但可能仍然存在。我们正在点燃可能导致高压爆炸的化学品。它不在领域可能是玻璃烧瓶裂缝或破裂。

如前所述,可以加压钢容器。这对于在测试后吹扫血管也非常重要。通过用氮气加压容器,然后将任何危险的分解产物吹扫,然后抽在擦洗系统中或进入通风橱中。这不能在玻璃烧瓶中完成。一旦烧瓶内的压力变成
大于烧瓶外的大气,橡胶塞将与玻璃烧瓶破坏其密封,并且危险气体或蒸汽将以不受控制的方式从烧瓶中喷射到周围环境中。因此,清洗过程必须依赖于单独的真空吹扫,这很可能会增加时间来完全吹扫。这增加了总数
测试的周转时间和成本增加。


E681有益处。它在视觉上更具吸引力,因为一个人实际上可以看到船只的反应。此外,E681的设备较便宜,执行测试可能更便宜。

在选择测试标准时,了解利弊总是很重要。有关可燃性测试的更多信息,请转到我们的可燃性测试页面,其中包含有关FAI的测试方法以及其他可燃性测试资源的信息。