Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6550-2:2008 - ISO 10156-2:2005 trình bày nội dung về chai chứa khí – khí và hỗn hợp khí – phần 2: xác định khả năng oxy hóa của các khí và hỗn hợp khí độc hại và ăn mòn. Mời các bạn cùng tham khảo.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6550-2 : 2008 ISO 10156-2 : 2005 CHAI CHỨA KHÍ – KHÍ VÀ HỖN HỢP KHÍ – PHẦN 2: XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG OXY HĨA CỦA CÁC KHÍ VÀ HỖN HỢP KHÍ ĐỘC HẠI VÀ ĂN MÒN Gas cylinders – Gases and gas mixtures – Part 2: Determination of oxidizing ability of toxic and corrosive gases and gas mixtures Lời nói đầu TCVN 6550-2 : 2008 hoàn toàn tương đương với ISO 10156-2 : 2005 TCVN 6550-2 : 2008 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 58 Chai chứa khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Cơng nghệ cơng bố CHAI CHỨA KHÍ – KHÍ VÀ HỖN HỢP KHÍ – PHẦN 2: XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG OXY HĨA CỦA CÁC KHÍ VÀ HỖN HỢP KHÍ ĐỘC HẠI VÀ ĂN MỊN Gas cylinders – Gases and gas mixtures – Part 2: Determination of oxidizing ability of toxic and corrosive gases and gas mixtures CẢNH BÁO 1: Có thể có rủi ro nổ thực phép thử quy định tiêu chuẩn Khi xử lý khí độc hại ăn mòn phải đặc biệt ý thận trọng Các nhân viên phải nhận biết mối nguy hiểm tiềm tàng phải có đề phòng cần thiết Thiết bị thử phải lắp đặt tủ thơng khí phòng thí nghiệm CẢNH BÁO 2: Khí nhiên liệu khí oxy hóa thử khơng trộn với mơi trường có áp suất chai chứa khí, trừ trường hợp qui trình xác định an tồn người có đủ lực thực Tiêu chuẩn không đưa hỗn hợp khí oxy hóa sản xuất an tồn thành cơng; trách nhiệm nhà sản xuất hỗn hợp khí sử dụng cơng nghệ qui trình xác lập để bảo đảm an tồn cho người, thiết bị mơi trường xung quanh Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phép thử phương pháp tính tốn sử dụng để xác định loại khí (hoặc hỗn hợp khí) có khả oxy hóa mạnh so với khơng khí Tiêu chuẩn áp dụng cho khí hỗn hợp khí độc hại ăn mòn Phương pháp thử 2.1 Ngun lý Khí hỗn hợp khí cần đánh giá (X) trộn theo tỷ lệ cố định với nitơ (N) để tạo thành hỗn hợp (XN) Tỷ lệ cố định phải tương tự tỷ lệ hỗn hợp giới hạn (NA) nitơ khơng khí (A) để khơng trợ giúp cho cháy nhiên liệu chuẩn “etan” (C) (xem Hình 1) Với việc sử dụng thiết bị mô tả 2.2, hỗn hợp XN trộn với lượng gia tăng nhiên liệu chuẩn (C) để tạo thành hỗn hợp thử (XNC) Bằng cách áp dụng quy trình tiêu chí xác định tính dễ cháy cần quan sát xem hỗn hợp thử dễ cháy Nếu hỗn hợp XN C dễ cháy khí đánh giá (X) xem có khả oxy hóa mạnh khơng khí Nếu khơng quan sát tính dễ cháy phạm vi hàm lượng khí cháy đạt tới giá trị lớn (cmax) khí cần đánh giá xem khơng có khả oxy hóa mạnh khơng khí CHÚ DẪN X khơng khí, tính % mol (phân tử gam) Y etan, tính % mol (phân tử gam) Z nitơ, tính % mol (phân tử gam) phạm vi nổ đường tỷ số khơng đổi chất oxy hóa/nitơ tỷ lệ giới hạn chất oxy hóa, LOF = 43,4 % mol khơng khí Hình – Xác định tỷ lệ giới hạn chất oxy hóa khơng khí nitơ, tỷ lệ không hỗ trợ cho cháy etan 2.2 Thiết bị vật liệu 2.2.1 Mô tả Thiết bị (xem Hình 2) bao gồm: - bình thử kín có máy khuấy; - hệ thống đánh lửa; - hai hệ thống đo áp suất; - hệ thống để kiểm tra thành phần khí thử 2.2.2 Bình thử Bình thử phải làm thép khơng gỉ thiết kế để chịu áp lớn tối thiểu 30 bar (3 MPa) Diện tích bình tối thiểu phải 0,005 m Bình hình trụ có đáy lồi hình cầu Nếu sử dụng bình hình trụ tỷ số chiều dài đường kính phải Bình phải gắn với máy khuấy có lỗ thích hợp để nạp, tạo chân khơng làm bình Bình phải trang bị đo nhiệt độ thích hợp 2.2.3 Hệ thống đánh lửa Bộ phận đánh lửa phải kiểu dây chảy Bộ phận đánh lửa tạo hồ quang điện dòng điện chạy qua đoạn dây NiCr thẳng nối hai kim loại Các kim loại (có đường kính tối thiểu mm) phải song song với cách (5 ± 1) mm Đường kính dây phải khoảng từ 0,05 mm đến 0,2 mm Cơng suất điện để làm nóng chảy dây tạo hồ quang cung cấp từ máy biến áp xoay chiều cách ly (công suất 0,7kVA đến 3,5 kVA; điện áp thứ cấp 230 V) Cuộn dây thứ cấp máy biến áp nối tới chuyển mạch điện tử cho phép điều chỉnh lượng đánh lửa 10 J 20 J Việc điều chỉnh đạt điều khiển góc-pha điện áp thứ cấp phần tử chuyển mạch thyristor Dây chảy phải bố trí tâm bình thử 2.2.4 Hệ thống đo áp suất Hệ thống đo áp suất áp suất nổ bao gồm truyền áp suất, khuếch đại hệ thống ghi liệu Bộ truyền áp suất khuếch đại phải có độ phân giải thời gian ms Bộ truyền áp suất phải chịu áp suất tối thiểu 30 bar (3 MPa) với thang phạm vi đo 10 bar Hệ thống thị áp suất để chuẩn bị hỗn hợp thử theo phương pháp áp suất riêng phần (các truyền áp suất áp kế) phải có phạm vi đo tối đa bar (200 kPa) Cả hai hệ thống đo áp suất phải có độ xác 0,50 % tồn thang đo cao 2.2.5 Hệ thống để kiểm tra thành phần khí Hỗn hợp XN XNC phải phân tích máy sắc ký khí máy phân tích thích hợp khác CHÚ DẪN nguồn cung cấp khí oxy hóa có áp nguồn cung cấp khí nitơ có áp nguồn cung cấp khí etan có áp bình thử làm thép khơng gỉ có máy khuấy từ tính thiết bị ghi tăng áp bên bình đánh lửa phận đánh lửa kiểu dây chảy thiết bị điều khiển điện tử báo áp suất cho chuẩn bị hỗn hợp thử bơm chân khơng a khí thải Hình – Ví dụ thiết bị để xác định khả oxy hóa khí độc hại ăn mòn 2.2.6 Vật liệu Etan (độ tinh khiết > 99,5 %) phải sử dụng làm nhiên liệu chuẩn (C) Etan chọn làm nhiên liệu chuẩn có liên kết cacbon-hyđro cacbon-cacbon hầu hết vật liệu dễ cháy thường có Các phạm vi tính dễ bốc cháy etan với nhiều khí oxy hóa biết đến Hỗn hợp (XN) phải bao gồm (43 ± 1) % mol khí đánh giá (57 ± 1) % mol nitơ có độ tinh khiết 99,995 % Có thể chuẩn bị XN trực tiếp bình thử theo áp suất riêng phần thành phần Cũng tạo hỗn hợp có áp suất (XN) chai chứa khí rút chân khơng với trợ giúp cấu đo bổ sung thêm sử dụng khí trộn sơ cho quy trình tiếp sau Hỗn hợp (XN) hỗn hợp (XNC) phải phân tích hỗn hợp trực tiếp tạo nồi hấp Hàm lượng ẩm khí phải nhỏ 10µl/l Nếu lý (ví dụ, khí hút ẩm khí chưa biết) mà khơng thể đạt hàm lượng ẩm nguyên nhân không đạt phải ghi vào báo cáo thử 2.3 Tiến hành thử Các phép thử phải thực nhiệt độ phòng áp suất khí Hỗn hợp thử (XNC) phải chuẩn bị bình thử theo áp suất riêng phần tới áp suất nạp cuối bar (100 kPa) Etan thêm vào hỗn hợp (XN) dần bước Đối với bước lại bắt đầu đốt cháy quan sát xem xảy phản ứng hay chưa Phản ứng báo tăng áp suất 10 % áp suất ban đầu sau đốt cháy Các phép thử bắt đầu tỷ lệ etan % mol Nếu khơng có phản ứng xảy phần trăm etan tăng lên theo bước % mol phản ứng xảy tới phần trăm etan lớn 20 % mol 2.4 Kết Nếu quan sát phản ứng phép thử, khí hỗn hợp khí đánh giá có khả oxy hóa cao khơng khí xem “oxy hóa cao” Phương pháp tính tốn 3.1 Quy trình chung Phương pháp áp dụng cho hỗn hợp khí có số lượng nhỏ chai Không xem xét đến ảnh hưởng khí trơ khác nitơ Nếu khí oxy hóa trộn với He, Ar, Ne, Kr Xe hệ số tương ứng đương lượng oxy phải nhân với 3.2 Nguyên lý Một hỗn hợp khí xem có khả oxy hóa mạnh khơng khí thỏa mãn điều kiện sau đây: i x i Ci 21 % (1) Trong đó: xi hàm lượng thành phần oxy hóa (% mol); Ci hệ số đương lượng oxy 3.3 Các hệ số đương lượng oxy (Ci) Các hệ số đương lượng oxy (Ci) khí oxy hóa suy từ phạm vi nổ khí oxy hóa hỗn hợp với nitơ etan Để xác định C i cần quan tâm đến tỷ phần chất oxy hóa tỷ số giới hạn chất oxy hóa/nitơ (xem Hình 1) Tỷ phần giới hạn chất oxy hóa (LOF) tỷ lệ nghịch với Ci Bảng – Các hệ số đương lượng oxy (Ci) khí độc hại ăn mòn Khí Ci Bis-trifloromethylperoxit 40 a Brom pentaflorua 40 a Brom triflorua 40 a Clo 0,7 Clo pentaflorua 40 a Clo triflorua 40 a Flo 40 a Iot pentaflorua 40 a Nitơ oxit 0,3 Nitơ đioxit 1b Nitơ triflorua 1,6 Nitơ trioxit 40 a Oxy điflorua 40 a Ozon 40 a Tetraflohyđrazin 40 a a Đối với khí oxy hóa khơng thử giá trị Ci giữ cố định 40 b Được dẫn xuất từ nitơ oxit nitơ triflorua Ci đặc trưng cho khí oxy hóa Theo định nghĩa, C i oxy 1,0 Hệ số 9,07 rút từ giá trị LOF khơng khí sử dụng định nghĩa C i (oxy) = Bảng giới thiệu giá trị rút từ LOF thực nghiệm [1] Đối với khí khơng thử, C i giữ cố định 40 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] SCHRŐDER V., MACKRODT, B and DIETLEN, S “Determination of oxidizing ability of gases and gas mixtures”, ASTM STP 1395, Flammability and Sensitivity of Materials in OxygenEnriched Atmosphere: Ninth Volume (2000) (“Xác định khả oxy hóa khí hỗn hợp khí”, ASTM STP 1395, tính dễ cháy tính nhạy cảm vật liệu môi trường giàu oxy: tập thứ (2000)) ... Thiết bị vật liệu 2.2.1 Mô tả Thiết bị (xem Hình 2) bao gồm: - bình thử kín có máy khuấy; - hệ thống đánh lửa; - hai hệ thống đo áp suất; - hệ thống để kiểm tra thành phần khí thử 2.2.2 Bình thử... khiết > 99,5 %) phải sử dụng làm nhiên liệu chuẩn (C) Etan chọn làm nhiên liệu chuẩn có liên kết cacbon-hyđro cacbon-cacbon hầu hết vật liệu dễ cháy thường có Các phạm vi tính dễ bốc cháy etan... cho chuẩn bị hỗn hợp thử bơm chân khơng a khí thải Hình – Ví dụ thiết bị để xác định khả oxy hóa khí độc hại ăn mòn 2.2.6 Vật liệu Etan (độ tinh khiết > 99,5 %) phải sử dụng làm nhiên liệu chuẩn