Температура вспышки — физико-химическое свойство веществ¶
Температура вспышки — это наименьшая температура, при которой пары горючего вещества образуют с воздухом смесь, способную вспыхнуть при кратковременном воздействии источника зажигания (открытого пламени, электрической искры). Температура вспышки является одним из ключевых показателей пожарной опасности жидких, твёрдых и газообразных веществ и материалов, а также одним из основных параметров, по которым осуществляется их транспортировка, хранение и эксплуатация.
¶Физическая сущность явления
При нагреве горючего вещества интенсивность испарения (или десорбции газов) растёт, и над поверхностью формируется облако паров, смешивающихся с воздухом. Если концентрация паров достигает нижнего предела воспламенения (НПВ), а температура смеси достаточно высока, заземляющий разряд или открытое пламя вызывают вспышку. Температура вспышки фиксируется именно в момент первого появления пламени в испытательной камере.
Важно отличать температуру вспышки от температуры самовоспламенения — это температура, при которой вещество воспламеняется без внешнего источника зажигания. Температура самовоспламенения, как правило, значительно выше температуры вспышки (иногда на сотни градусов).
¶Методы определения
Стандартные методы измерения температуры вспышки регламентированы в России ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения», а также рядом международных стандартов (ASTM D92, EN ISO 3679 и др.).
Основные методы:
| Метод | Особенности | Применение |
|---|---|---|
| Открытый тигель (Купмена) | Тигель с образцом нагревается с постоянной скоростью, над поверхностью проводят зажигание через заданные интервалы | Масла, топлива, большинство жидких нефтепродуктов |
| Закрытый тигель (Пенски — Мартенса) | Закрытая камера с механическим перемешиванием; зажигание подаётся в закрытом объёме | Лаки, краски, растворители, вещества с высокой летучестью |
| Самоиспаряющиеся жидкости (Абеля — Пенски) | Определение вспышки в закрытом тигле при фиксированной температуре | Лёгкие бензины, авиационное топливо |
| Воспламенение от горячего стержня | Образец подвергают контакту с раскалённым стержнем | Вязкие и твёрдые вещества |
Результаты, полученные разными методами, могут существенно различаться, поэтому при сравнении данных всегда указывают метод испытания.
¶Классификация веществ по температуре вспышки
По температуре вспышки вещества делятся на категории пожарной опасности. В Российской Федерации принята следующая классификация (ГОСТ 12.1.044-89):
- Чрезвычайно пожароопасные — температура вспышки ниже 23 °C;
- Высокопожароопасные — от 23 до 66 °C;
- Умеренопожароопасные — от 66 до 93 °C;
- Низкопожароопасные — 93 °C и выше.
Эта классификация напрямую определяет требования к транспортировке, хранению и эксплуатации веществ. Например, жидкости с температурой вспышки ниже 23 °C в международной практике перевозки относятся к классу 3 «Легковоспламеняющиеся жидкости» и требуют специальной упаковки и маркировки.
¶Примеры значений
Температура вспышки существенно зависит от химического состава вещества:
| Вещество | Температура вспышки, °C |
|---|---|
| Диэтиловый эфир | −45 |
| Бензин (АИ-95) | −40…−20 |
| Ацетон | −18 |
| Этиловый спирт (96 %) | 13 |
| Дизельное топливо | 55–65 |
| Мазут | 100–110 |
| Керосин | 40–60 |
| Масло трансформаторное | 130–160 |
| Касторовое масло | 220–240 |
Как видно из таблицы, диапазон значений очень широк — от отрицательных температур (эфир, бензин) до нескольких сотен градусов (растительные масла).
¶Значение в промышленности и безопасности
Температура вспышки применяется при:
- Проектировании производственных помещений — определении категории взрывопожарной опасности зданий и сооружений;
- Выборе электрооборудования — для взрывозащищённого оборудования;
- Транспортировке — оформлении документов на перевозку опасных грузов (паспорт безопасности, аварийная карта);
- Хранении — определении допустимых условий и температурных режимов;
- Разработке средств пожаротушения — выборе огнетушащих веществ и систем.
В документах по безопасности (паспортах безопасности SDS) температура вспышки указывается в обязательном порядке наряду с нижним и верхним пределами воспламенения, температурой самовоспламенения и другими показателями.
¶Отличие от смежных понятий
Для корректного использования параметра важно различать несколько близких величин:
- Температура вспышки — минимальная температура образования воспламеняющейся паровоздушной смеси при кратковременном воздействии источника зажигания;
- Температура самовоспламенения — температура, при которой вещество воспламеняется без внешнего источника;
- Нижний предел воспламенения (НПВ) — минимальная концентрация паров в воздухе, при которой смесь воспламеняется;
- Температура горения — температура продуктов горения в пламени;
- Температура воспламенения — температура, при которой пары воспламеняются при непрерывном источнике зажигания (всегда не ниже температуры вспышки).
¶Историческая справка
Первые методики определения температуры вспышки появились в конце XIX века в связи с ростом нефтепереработки и необходимостью оценки пожарной опасности бензинов и керосинов. Аппарат Купмена (открытый тигель) был предложен в 1860-х годах и с небольшими модификациями используется до сих пор. Закрытый тигель Пенски — Мартенса разработан в Германии в 1870-х годах. В СССР единая нормативная база по определению температуры вспышки была создана в 1970-е годы с выходом соответствующих ГОСТ.
Источники:
- ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов»
- ГОСТ Р 51074-2003 «Топливо автомобильное. Требования к качеству»
- Справочник «Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов» (под ред. А. Я. Королёва)
- Правила перевозки опасных грузов (ДОПОГ / ОДН)