انواع روش های اندازه گیری نقطه اشتعال:

یکی از مخاطرات جدی در جابجایی و انبارش مواد که در قوانین ایمنی و مقررات حمل و نقل مورد توجه ویژه قرار دارد ویژگی آتشگیری مواد است، در مورد مواد خالص و دارای ترکیب شیمیایی مشخص، این ارزیابی با توجه به ویژگی های شیمیایی ماده مورد نظر یا حتی رجوع به دستنامه های مربوطه میسر خواهد بود؛ اما در مواجه با نمونه های ناخالص و برش های نفتی، یک مخلوط با ترکیب اجزا نامشخص مورد ارزیابی قرار دارد و لازم است که آزمون یا آزمون هایی مستقیما برای تعیین یا برآورد ضریب خطر آتش گیری محموله بکار گرفته شوند.

آزمون اندازه گیری نقطه اشتعال (Flash point) از آن دست آزمون هایی است که می تواند معیاری از دمای آتشگیری و یا تشکیل مخلوط بخار قابل اشتعال نمونه در هوا را مشخص کند. دمای آتشگیری یک نمونه دمایی است که مخلوط بخار قابل اشتعال در هوا در سطح نمونه تشکیل می شود.

برای انجام آزمون اندازه گیری نقطه اشتعال (دمای اشتعال) روش های متعددی طراحی شده و روش اجرای هریک بصورت استانداردهای ملی یا بین المللی تدوین و ارائه شده اند. علی رغم شباهت و همپوشانی دامنه کاربرد برخی از روش های اندازه گیری نقطه اشتعال با هم، در انتخاب روش درست باید توجه کرد زیرا روش آزمون نقطه اشتعال ذاتا روشی دینامیک است و با توجه به سرعت گرم کردن نمونه، دقت آن تغییر خواهد کرد؛ در مواردی که نمونه هدایت حرارتی پایینی داشته باشد لازم است روش آزمون با سرعت گرم‌کردن کم تر بکار گرفته شود تا شرایط آزمون به شرایط تعادلی نزدیک تر باشد.

در مورد یک نمونه یکسان مقادیر نتیجه آزمون نقطه اشتعال به طراحی دستگاه مورد استفاده، نحوه استفاده از دستگاه و شرایط اجرای آزمون بستگی داشته و در گزارش نقطه اشتعال باید روش استاندارد آن مشخص باشد. بنابراین نمی توان رابطه عمومی و قابل اطمینانی بین نتایج به دست آمده از یک روش و سایر روش های آزمون یا دستگاه های متفاوت آزمون برقرار نمود.
بطور کلی شیوه های اندازه گیری نقطه اشتعال را می توان به دو دسته روش های روباز و روش های سربسته تقسیم کرد.
در ادامه مقاله به بررسی ویژگی های برخی از متداول ترین روش های اندازه گیری نقطه اشتعال می پردازیم:

  • استانداردملی ۱۹۸- IP36 – ISO 2592 – ASTM D92
    استاندارد اندازه گیری نقطه اشتعال با دستگاه رو باز کلیولند (Clevland open-cup method) برای اندازه گیری نقطه اشتعال روباز انواع فرآورده های نفتی با نقطه اشتعال باز در محدوده دمایی حداقل ۷۹ و حداکثر ۴۰۰ درجه سانتیگراد، بجز نفت کوره، کاربرد دارد.
    در این روش آزمون از دماسنج ASTM 11C/IP 28C یا یک دستگاه الکترونیک اندازه گیری دما نظیر دماسنج مقاومتی یا ترموکوپل یا نظایر آن استفاده می شود. به شرط آنکه سنجش دمایی یکسانی با دماسنج های جیوه ای داشته باشد.

    شماره دماسنج  گستره دماسنجی
    ASTM 11C/IP 28C ۶- تا ۴۰۰+ درجه سانتیگراد

    در این روش آزمون نرخ گرم کردن نمونه بگونه ای است که از ۲۸ درجه سانتیگراد پایینتر از نقطه اشتعال مورد انتظار دمای آزمونه با سرعت ۵ تا ۶ درجه سانتیگراد در دقیقه بالا رفته و با هر ۲ درجه سانتیگراد افزایش دما منبع اشتعال را از روی آزمونه عبور می دهند.

  • استانداردملی ۱۹۶۹۵ASTM D93– ISO 2719 – IP34
    استاندارد اندازه گیری نقطه اشتعال با دستگاه سربسته پنسکی-مارتنز(Pensky-Martens closed-cup method) برای اندازه گیری نقطه اشتعال بسته در محدوده دمایی حداقل ۴۰ و حداکثر ۳۷۰ درجه سانتیگراد بکار می رود. همچنین این روش برای اندازه گیری نقطه اشتعال بسته بیودیزل در محدوده دمایی ۶۰ تا ۱۹۰ درجه سانتیگراد با استفاده از دستگاه اتوماتیک پنسکی- مارتنز کاربرد دارد. از این روش آزمون برای تعیین آغشتگی مواد غیر فرار یا غیرقابل اشتعال به مواد فرار یا قابل اشتعال استفاده می شود.
    در موارد زیر بدلیل نامعین بودن دقت نتایج آزمون کاربرد این روش آزمون توصیه نمی شود:

الف- برای نمونه هایی با نقطه اشتعال بسته بیشتر از ۲۵۰ درجه سانتیگراد
ب- برای نفت کوره باقی ماند ه با دمای اشتعال بیشتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد
ج- برای روانکارهای در حال کار
د- برای نمونه هایی با نقطه اشتعال بسته کمتر از ۴۰ درجه سانتیگراد

در این روش آزمون از دماسنج های زیر یا یک دستگاه الکترونیک اندازه گیری دما نظیر یک دماسنج مقاومتی یا ترموکوپل یا نظایر آن به شرط آن که سنجش دمایی یکسان با دماسنج های جیوه ای داشته باشد استفاده می شود:

 شماره IP دماسنج  گستره دما سنجی  شماره ASTM دماسنج  گستره دما سنجی
 IP 15C  ۵- تا ۱۱۰+ درجه سانتیگراد  ASTM 9C  ۵- تا ۱۱۰+ درجه سانتیگراد
 IP 101C  ۲۰+ تا ۲۰۰+ درجه سانتیگراد  ASTM 88C  ۱۰+ تا ۲۰۰+ درجه سانتیگراد
 IP 16C  ۹۰+ تا ۳۷۷۰+ درجه سانتیگراد  ASTM 10C  ۹۰+ تا ۳۷۰+ درجه سانتیگراد

روش کار (الف) این استاندارد روش آزمون، برای تعیین نقطه اشتعال سوخت های حاصل از تقطیر (نفت سفید، نفت گاز، مخلوط های بیودیزل، سوخت توربین، روغن حرارتی)، روغن های روانکار نو و درحال کار و سایر مایعات نفتی یکنواخت، بجز موارد بیان شده در دامنه روش کارهای (ب) و (ج)، کاربرد دارد؛ و اساس آن همزدن آزمونه با سرعت ۹۰ تا ۱۲۰ دور در دقیقه در زمان آزمون و تنظیم سرعت گرم شدن آزمونه از ۲۸ درجه سانتیگراد پایین تر از نقطه اشتعال مورد انتظار با نرخ ۵ تا ۶ درجه سانتیگراد در دقیقه می باشد.

روش کار (ب) این استاندارد روش آزمون، برای تعیین نقطه اشتعال سوخت های باقیمانده، باقیمانده برگشتی، روغن های روانکار کارکرده و مایعات نفتی دارای ذرات جامد، سیالات نفتی که در شرایط آزمون فیلم سطحی تشکیل می دهند و یا سیالات نفتی که بدلیل گرانروی زیاد در شرایط گرم کردن و همزدن روش کار (الف) نتوانند بطور یکنواخت گرم شوند، کاربرد دارد؛ اساس آن همزدن آزمونه با سرعت ۲۵۰ دور در دقیقه در زمان آزمون و تنظیم سرعت گرم شدن آزمونه از ۲۸ درجه سانتیگراد پایین تر از نقطه اشتعال مورد انتظار با نرخ ۱  تا ۱٫۶ درجه سانتیگراد در دقیقه می باشد.

روش کار (ج) این استاندارد روش آزمون برای تعیین نقطه اشتعال بیودیزل (B100) کاربرد دارد و مشابه روش کار (الف) بوده با این تفاوت که با نرخ گرم شدن ۲٫۵ تا ۳٫۵ درجه سانتیگراد در دقیقه اجرا می شود. اگر نقطه اشتعال مورد انتظار آزمونه کمتر از ۱۱۰ درجه سانتیگراد باشد، از ۲۳ درجه سانتیگراد پایین تر از نقطه اشتعال مورد انتظار در هر ۱ درجه سانتیگراد افزایش دما با بکارگیری منبع اشتعال آزمون اشتعال انجام می شود و در صورتیکه دمای اشتعال مورد انتظار بیشتر از ۱۱۰ درجه سانتیگراد باشد در هر ۲ درجه سانتیگراد افزایش دما این آزمون انجام خواهد شد.

  • استانداردملی ۱۲۶۹۱- IP170 – ISO 13736
    استاندارد اندازه گیری نقطه اشتعال با دستگاه سربسته ابل (Abelclosed-cup method) برای اندازه گیری نقطه اشتعال بسته مایعات اشتعال پذیر با نقطه اشتعال بسته در محدوده دمایی حداقل ۳۰- و حداکثر ۷۵ درجه سانتیگراد کاربرد دارد. در این روش از دماسنج IP75C و IP74C یا وسایل اندازه گیری دمایی که سنجش دمایی یکسان با دماسنج های جیوه ای نام برده داشته باشند، استفاده می شود.

در این روش، آزمون از حداقل ۱۷ درجه سانتیگراد پایینتر از نقطه اشتعال مورد انتظار نرخ گرم کردن به گونه ای است که دمای آزمونه با سرعت تقریبی ۱ درجه سانتیگراد در دقیقه تا پایان آزمون افزایش یابد. همزن با سرعت ۵ تا ۳۰ دور در دقیقه بکار گرفته می شود و با هر ۰٫۵ درجه سانتیگراد افزایش دما، آزمون اشتعال انجام می گیرد. نکته مهم دیگر اینکه، اگر نمونه برداری از فرآورده مورد ارزیابی درست انجام نشود یا ظروف نمونه برداری، حجم نمونه برداری و یا شرایط نگه داری و جابه جایی نمونه مطابق الزامات استاندراد نمونه مورد نظر برای آزمون نقطه اشتعال نباشد، از آزمون نقطه اشتعال نتایجی معتبر و قابل اطمینان برای آن نمونه حاصل نخواهد شد.

در پایان خاطر نشان می شود که برای تعیین نقطه اشتعال یک نمونه استانداردها و روش های دیگری نیز همچون روش سریع، روش تگ و غیره وجود دارند که در سطرهای این مقاله به آن اشاره نشده است و لازم است کاربر این آزمون انتخاب روش را با توجه به استاندارد ویژگی های آن نمونه (درصورت وجود) انجام دهد تا نتیجه ای درست برای نقطه اشتعال نمونه مورد بررسی گزارش شود.

نویسنده:
مهندس حسن بیگلری
کارشناس مسؤل آزمایشگاه فرآورده های نفتی و روانکارها
پژوهشگاه استاندارد

دریافت فایل اصلی

ارسال پاسخ

Please enter your comment!
Please enter your name here