موضوع مقاله: احتراق‌پذیری و اشتعال‌پذیری | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # احتراق‌پذیری و اشتعال‌پذیری | مقدمه: یک ماده قابل احتراق ماده ای است که می‌تواند در شرایط خاصی در هوا بسوزد (یعنی شعله را حفظ کند). | ## بخش 1: احتراق‌پذیری و اشتعال‌پذیری | به عبارت دیگر، یک ماده سوختنی با اعمال مقداری انرژی (مانند جرقه یا حرارت) آتش می‌گیرد، در حالی که یک ماده قابل اشتعال بلافاصله در تماس با شعله مشتعل می‌شود. درجه اشتعال پذیری در هوا تا حد زیادی به فرار بودن مواد بستگی دارد این به فشار بخار خاص ترکیب آن مربوط می‌شود که به دما بستگی دارد. مقدار بخار تولید شده می‌تواند با افزایش سطح تماس ماده و تشکیل مه یا گرد افزایش یابد. غبار چوب با دانه‌بندی ریز می‌تواند دچار شعله‌های انفجاری شود و موج انفجاری ایجاد کند. یک میز بلوطی سنگین بسیار سخت‌تر مشتعل می‌شود، حتی با اینکه الیاف چوب در هر سه ماده یکسان است. درک عمومی (و حتی اجماع علمی تا میانه‌های قرن هجدهم) بر این بود که ماده هنگام سوختن «ناپدید» می‌شود، زیرا تنها خاکستر باقی می‌ماند. با این حال، پژوهش‌های علمی بعدی نشان دادند که قانون بقای جرم در واکنش‌های شیمیایی صادق است. آنتوان لاووازیه، یکی از پیشگامان این بینش‌های اولیه، اظهار داشت: «هیچ چیز گم نمی‌شود، هیچ چیزی خلق نمی‌شود، همه چیز دگرگون می‌شود.» سوزاندن یک ماده جامد ممکن است باعث کاهش وزن شود اگر جرم گازهای احتراق (مانند دی‌اکسید کربن و بخار آب) در نظر گرفته نشود. جرم اولیه مادهٔ قابل اشتعال و جرم اکسیژن مصرف شده (که معمولاً از هوای اطراف تأمین می‌شود) با جرم محصولات احتراق (خاکستر، آب، دیاکسید کربن و سایر گازها) برابر است. لاووازیه از این واقعیت تجربی که برخی فلزات پس از سوختن جرمشان افزایش می‌یافت، برای اثبات نظریه‌هایش استفاده کرد (زیرا در این واکنشهای شیمیایی، اتمهای اکسیژن در ترکیبات جامد به دام می‌افتند، نه در قالب گازهایی مانند آب). اصطلاح «قابل اشتعال» به مواد سوختنی اطلاق می‌شود که به آسانی مشتعل شده و بنابراین خطرناک‌تر بوده و مقررات سخت‌گیرانه‌تری بر آنها اعمال می‌شود. مواد سوختنی که سخت‌تر مشتعل شده و با شدت کمتری می‌سوزند، در دسته «سوختنی» قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، در ایالات متحده، مایعات قابل اشتعال، طبق تعریف، دارای نقطه اشتعال زیر هستند - جایی که مایعات قابل احتراق دارای نقطه اشتعال بالای هستند. جامدات قابل اشتعال جامداتی هستند که به آسانی قابل احتراق هستند یا ممکن است از طریق اصطکاک باعث آتش‌سوزی شوند یا به آن کمک کنند. جامدات قابل احتراق مواد پودری، دانه ای یا خمیری هستند که به راحتی در اثر تماس کوتاه با منبع احتراق مانند کبریت در حال سوختن مشتعل شده و شعله به سرعت پخش می‌شود. تعاریف فنی بین کشورها متفاوت است، بنابراین سازمان ملل متحد سیستم جهانی هماهنگ طبقه‌بندی و برچسب گذاری مواد شیمیایی را ایجاد کرد که دمای نقطه اشتعال مایعات قابل اشتعال را بین ۰ تا تعریف می‌کند. اشتعال پذیری اشتعال‌پذیری به سهولت اشتعال یک ماده سوختنی اشاره دارد که می‌تواند منجر به آتش‌سوزی یا احتراق یا حتی انفجار شود. در سطح بین‌المللی، انواع پروتکل‌های آزمایشی برای تعیین کمیت اشتعال پذیری وجود دارد. رتبه‌بندی‌های به‌دست‌آمده در قوانین ساختمان، الزامات بیمه، کدهای آتش‌سوزی و سایر مقررات حاکم بر استفاده از مصالح ساختمانی و همچنین ذخیره‌سازی و جابجایی مواد بسیار قابل اشتعال در داخل و خارج سازه‌ها و در حمل‌ونقل سطحی و هوایی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، تغییر محل سکونت با تغییر اشتعال پذیری محتویات، مالک ساختمان را ملزم می‌کند که برای مجوز ساختمان درخواست کند تا مطمئن شود که اساس طراحی حفاظت آتش‌سوزی کلی تأسیسات می‌تواند این تغییر را در نظر بگیرد. طبقه‌بندی قابلیت اشتعال سیستم جهانی هماهنگ طبقه‌بندی و برچسب گذاری مواد شیمیایی از یک سیستم چهار دسته برای طبقه‌بندی مایعات قابل اشتعال با استفاده از نقطه اشتعال و دمای نقطه جوش استفاده می‌کند.29 CFR 1910.106(a 19) این سیستم در سطح بین‌المللی برای ارزیابی و مرتب‌سازی مواد در کاربردهای صنعتی، محیط‌های کاری و محصولات توزیع شده بین مصرف‌کنندگان استفاده می‌شود. +GHS طبقه‌بندی مایعات قابل اشتعالدسته‌بندیدسته ۱دسته ۲دسته ۳دسته ۴نقطه اشتعال< < ≥ - ≤ > - ≤ نقطه جوش≤ > - -مایعات نمونهبنزین (بنزین)، دی اتیل اتراتانول، ایزوپروپیل الکلنفت سفید، ۱-بوتانولسوخت دیزل، اسید فرمیککلمه سیگنال GHS و بیانیه خطرخطر - مایع و بخار بسیار قابل اشتعالخطر - مایع و بخار بسیار قابل اشتعالهشدار - مایع و بخار قابل اشتعالهشدار - مایع قابل احتراق قبل از سال ۲۰۱۲، طبقه‌بندی OSHA از مایعات قابل اشتعال و احتراق در مقررات ۱۹۱۰٫۱۰۶، تقریباً با کد مایعات قابل اشتعال و احتراق ملی NFPA (NFPA), NFPA 30 یکسان بود. +NFPA 30 - کد مایعات قابل اشتعال و احتراقکلاسIAIBICIIIII-AIII-Bنقطه فلاش< < ≥ - < ≥ - ≤ ≥ - < ≥ نقطه جوش< ≥ - - - -مایعات مثالبنزین (بنزین)، دی اتیل اتراتانول، ایزوپروپیل الکلبوتیل الکل، سقزسوخت دیزل، ارواح معدنیروغن سوخت، اسید فرمیکروغن زیتون، رنگ‌های روغنی سیستم‌های دیگری برای طبقه‌بندی مایعات قابل اشتعال برای کاربردهای تخصصی‌تر وجود دارد، مانند NFPA 704، که از پنج دسته استفاده می‌کند، که برای نیروهای امدادی در نظر گرفته شده است تا خطرات ناشی از یک ماده را در مواقع اضطراری، مانند نشت، درک کنند. علاوه بر GHS، طبقه‌بندی‌های قابل اشتعال در سیستم‌های مختلفی که برای ارتباط خطرات فیزیکی و سلامتی در محیط‌های کار طراحی شده‌اند، گنجانده شده‌اند. مانند سیستم شناسایی مواد خطرناک انجمن پوشش‌های آمریکا (HMIS) و راهنمای شناسایی مواد خطرناک آزمایشگاهی (HMIG). | ## بخش 2: احتراق‌پذیری و اشتعال‌پذیری | نمونه‌هایی از مواد قابل اشتعال مواد قابل اشتعال شامل موارد زیر است (اما محدود به این موارد نیست): بنزین - بنزین / مخلوط پیچیده‌ای از هیدروکربن‌ها که شامل ایزومرهای اکتان C 8 H 18 است اتانول / CH 3 CH 2 OH لاستیک ایزوپروپیل الکل / CH 3 CH(OH)CH 3 متانول / CH 3 OH چوب استون / CH 3 COCH 3 کاغذ نیترومتان / CH 3 NO 2 نمونه‌هایی از مواد غیرقابل اشتعال آب تتراکلرید کربن آهن سرامیک اشتعال پذیری اثاثیه منزل اشتعال پذیری اثاثیه منزل نگران کننده است زیرا تصادف سیگار و شمع می‌تواند باعث آتش‌سوزی خانگی شود. در سال ۱۹۷۵، کالیفرنیا اجرای بولتن فنی 117 (TB ۱۱۷) را آغاز کرد، که طبق آن موادی مانند فوم پلی یورتان که برای پر کردن مبلمان استفاده می‌شود، می‌توانست حداقل ۱۲ ثانیه در برابر شعله باز کوچک، معادل یک شمع مقاومت کند. در فوم پلی اورتان، سازندگان مبلمان معمولاً TB 117 را با مواد افزودنی بازدارنده شعله آلی هالوژنه ملاقات می‌کنند. هیچ ایالت دیگر ایالات متحده استانداردهای مشابهی نداشت، اما از آنجایی که کالیفرنیا بازار بزرگی دارد، تولیدکنندگان در محصولاتی که در سرتاسر ایالات متحده توزیع می‌کنند، TB 117 را رعایت می‌کنند. تکثیر بازدارنده‌های شعله و به‌ویژه بازدارنده‌های آلی هالوژنه در مبلمان در سراسر ایالات متحده به شدت با TB 117 مرتبط است. هنگامی که آشکار شد که نسبت ریسک به فایده این رویکرد نامطلوب است و صنعت از اسناد جعلی استفاده کرده است (به عنوان مثال دیوید هایمباخ را ببینید) برای استفاده از بازدارنده‌های شعله، کالیفرنیا TB 117 را اصلاح کرد تا ملزم شود که پارچه‌ای که مبلمان روکش شده را می‌پوشاند، با آزمایش دودتر جایگزین آزمایش شعله باز شود. قابلیت اشتعال پارچه منسوجات سبک با سطوح متخلخل، قابل اشتعال‌ترین پارچه‌ها هستند. پلی استر و نایلون در برابر اشتعال مقاومت می‌کنند و به جای آتش گرفتن ذوب می‌شوند. روش‌های تست استاندارد انجمن ملی حفاظت از آتش NFPA 287 برای اندازه‌گیری قابلیت اشتعال مواد در اتاق‌های تمیز با استفاده از دستگاه انتشار آتش (FPA) NFPA 701: روش‌های استاندارد آزمایش آتش برای انتشار شعله پارچه‌ها و فیلم‌ها NFPA 850: تمرین توصیه شده برای حفاظت در برابر آتش برای نیروگاه‌های تولید برق و ایستگاه‌های مبدل جریان مستقیم ولتاژ بالا قابلیت احتراق احتراق‌پذیری معیاری است که نشان می‌دهد چگونه یک ماده از طریق آتش یا احتراق به راحتی شعله می‌گیرد. هنگامی که یک ماده برای ساخت و ساز استفاده می‌شود یا در حال ذخیره‌سازی است، این یک ویژگی مهم به‌شمار می‌رود. همچنین در فرآیندهایی که مواد قابل احتراق را به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌کنند، مهم است. معمولاً برای موادی که به راحتی قابل احتراق هستند، اقدامات احتیاطی خاصی لازم است. مواد با قابلیت اشتعال پایین ممکن است برای ساخت‌وساز در مکان‌هایی که خطر آتش‌سوزی باید کاهش یابد (مانند آپارتمان‌ها، خانه‌ها یا ادارات) انتخاب شوند. مواد غیرقابل احتراق ماده غیرقابل احتراق ه ماده‌ای اطلاق می‌شود که در شکل مورد استفاده و تحت شرایط پیش‌بینی شده، در مواجهه با آتش یا حرارت مشتعل نشود، نسوزد، احتراق را پشتیبانی نکند یا بخارات قابل اشتعال آزاد نکند. هر ماده جامدی که مطابق با هر یک از دو مجموعه معیارهای پذیرش ذکر شده در بخش ۸ استاندارد ASTM E 136 باشد و هنگام آزمایش طبق روش مشخص شده در این استاندارد، شرایط را دارا باشد، غیرقابل اشتعال محسوب می‌شود. گرد و غبار قابل احتراق تعدادی از فرآیندهای صنعتی گرد و غبار قابل احتراق را به عنوان محصول جانبی تولید می‌کنند. گرد و غبار قابل احتراق به این صورت تعریف شده است: ماده جامدی متشکل از ذرات یا قطعات متمایز، بدون توجه به اندازه، شکل یا ترکیب شیمیایی، که در صورت معلق شدن در هوا یا سایر محیط‌های اکسید کننده در محدوده ای از غلظت‌ها، خطر آتش‌سوزی یا آتش‌سوزی ایجاد می‌کند. علاوه بر چوب، غبارهای قابل احتراق شامل فلزات، به ویژه منیزیم، تیتانیوم و آلومینیوم، و همچنین سایر غبارهای مبتنی بر کربن است. , در حالی که ذرات موجود در یک گرد و غبار قابل احتراق ممکن است به هر اندازه ای باشند، معمولاً قطر آنها کمتر از ۴۲۰ است. گرد و غبار انباشته شده، حتی زمانی که در هوا معلق نباشد، همچنان یک خطر آتش‌سوزی است. انجمن ملی حفاظت از آتش (ایالات متحده) به‌طور خاص به پیشگیری از آتش‌سوزی و انفجار گرد و غبار در تأسیسات محصولات کشاورزی و غذایی در بخش کد NFPA 61، و سایر صنایع در بخش کد NFPA 651-664 می‌پردازد. بررسی ۲۰۰ انفجار گرد و غبار و آتش‌سوزی، بین سال‌های ۱۹۸۰ و ۲۰۰۵، تقریباً ۱۰۰ کشته و ۶۰۰ مجروح را نشان داد. در ژانویه ۲۰۰۳، انفجار پودر پلی اتیلن و آتش‌سوزی در کارخانه خدمات دارویی غرب در کینستون، کارولینای شمالی منجر به کشته شدن ۶ کارگر و زخمی شدن ۳۸ نفر دیگر شد. ویژگی‌های مهم نقطه اشتعال نقطه اشتعال یک ماده معیاری است که نشان می‌دهد چقدر آسان است که بخار مواد را در حین تبخیر شدن در جو مشتعل کنید. این به عنوان کمترین دمای ماده مورد نیاز برای روغن‌های کوره در مواد تعریف می‌شود تا شروع به خروج بخارات قابل اشتعال به مقدار کافی برای پشتیبانی از جرقه آتش در هنگام مشتعل شدن توسط یک منبع خارجی کنند. | ## بخش 3: احتراق‌پذیری و اشتعال‌پذیری | مواد با نقطه اشتعال زیر در ایالات متحده توسط OSHA به عنوان خطرات بالقوه محل کار تنظیم می‌شوند. نقطه شعله نقطه شعله یک ماده، مقدار دمایی است که در آن پس از اشتعال توسط یک منبع خارجی، شعله پایدار می‌تواند بر روی ماده تداوم یابد. هنگامی که ماده به نقطه اشتعال خود می‌رسد، به اندازه کافی بخارات سوختی یا روغن تولید می‌کند تا احتراق پیوسته را حفظ نماید. قابلیت اشتعال یا محدوده انفجار حد پایین اشتعال پذیری یا حد پایین‌تر انفجار (LFL/LEL) نشان دهنده کمترین غلظت بخار هوا به سوخت مورد نیاز برای احتراق هنگام احتراق توسط یک منبع خارجی، برای هر ماده شیمیایی خاص است. حد بالایی اشتعال پذیری یا حد بالایی انفجار (UFL/UEL) نشان دهنده بالاترین غلظت بخار هوا برای سوخت است که در آن احتراق می‌تواند در هنگام مشتعل شدن توسط یک منبع خارجی انجام شود. هر مخلوط سوخت و هوا بالاتر از این بیش از حد متمرکز خواهد بود که منجر به احتراق نمی‌شود. در این آستانه، یک منبع اشتعال خارجی بدهید، احتراق سوخت خاص احتمالاً اتفاق می‌افتد. فشار بخار فشار بخار یک مایع که با دمای آن تغییر می‌کند، معیاری از میزان تمایل بخار مایع به تمرکز در هوای اطراف هنگام تبخیر است. فشار بخار عامل اصلی تعیین‌کننده نقطه اشتعال و نقطه شعله است، به‌طوری که فشارهای بخار بالاتر منجر به نقاط اشتعال پایین‌تر و درجه‌های اشتعال‌پذیری بالاتر می‌شوند. کدهای ایمنی در برابر آتش شورای بین‌المللی کد (ICC) الزامات کد آتش‌نشانی را برای ارائه حفاظت کافی از ساختمان و ساکنان ایجاد کرد. این کدها درجه احتراق برای مواد، الزامات ورودی و خروجی، و همچنین الزامات حفاظت فعال در برابر آتش و موارد متعدد دیگر را مشخص می‌کنند. در ایالات متحده، آژانس‌های دیگر نیز کدهای ساختمانی را ایجاد کرده‌اند که رتبه‌بندی‌های احتراق مانند نهادهای حاکمیتی ایالتی و/یا شهرستانی را مشخص می‌کنند. رعایت الزامات این کدهای آتش‌نشانی برای ساختمان‌های با اشغال بالاتر بسیار مهم است. برای ساختمان‌های موجود، قوانین آتش‌نشانی بر حفظ اشغال‌ها همان‌طور که در ابتدا در نظر گرفته شده بود، تمرکز دارد. به عبارت دیگر، اگر بخشی از ساختمان به عنوان آپارتمان طراحی می‌شد، نمی‌توان ناگهان آن را با مایعات قابل اشتعال بارگیری کرد و آن را به محل ذخیره گاز تبدیل کرد، زیرا بار آتش‌سوزی و توسعه دود در آن یک آپارتمان به قدری زیاد خواهد بود که بر حفاظت فعال در برابر آتش و همچنین وسایل حفاظت غیرفعال در برابر آتش برای ساختمان اضافه می‌شود. جابجایی و استفاده از مواد قابل اشتعال در داخل ساختمان مشروط به قوانین آتش‌نشانی محلی است که معمولاً توسط افسر محلی پیشگیری از حریق اجرا می‌شود. در قوانین ملی ساختمان کانادا به شرح زیر تعریف شده است: قابل احتراق: ماده ای که معیارهای پذیرش CAN/ULC-S114، روش استاندارد تست برای تعیین عدم احتراق در مصالح ساختمانی را برآورده نمی‌کند. غیرقابل احتراق: به این معنی است که یک ماده با معیارهای پذیرش CAN4-S114، "روش استاندارد آزمایش برای تعیین عدم احتراق در مصالح ساختمانی " مطابقت دارد. BS 476-4:1970 آزمایشی را برای احتراق تعریف می‌کند که در آن یک تکنسین سه نمونه از یک ماده را در یک کوره گرم می‌کند. مواد قابل احتراق موادی هستند که هر یک از سه نمونه برای آنها: باعث می‌شود که خواندن دما از هر یک از دو ترموکوپل تا ۵۰ درجه سانتیگراد یا بیشتر بالاتر از دمای اولیه کوره افزایش یابد. معمولاً این ماده نباید از احتراق پشتیبانی کند و بیش از مقدار معینی از جرم خود را از دست ندهد. به عنوان یک قاعده کلی، بتن، فولاد و سرامیک - به عبارت دیگر مواد معدنی - این آزمایش‌ها را با موفقیت پشت سر می‌گذارند، بنابراین قوانین ساختمانی آنها را به عنوان مناسب فهرست می‌کنند و حتی گاهی اوقات استفاده از آنها را در کاربردهای خاص الزامی می‌کنند. طبقه‌بندی مصالح ساختمانی مواد را می‌توان از نظر درجه اشتعال پذیری و احتراق مطابق با DIN 4102 آلمان آزمایش کرد. DIN 4102 و همچنین پسر عموی انگلیسی آن BS 476 برای آزمایش سیستم‌های حفاظت آتش غیرفعال و همچنین برخی از مواد تشکیل دهنده آن گنجانده شده است. | ## جمع‌بندی | مواد درجه‌بندی B3 یا F را نمی‌توان در ساختمان استفاده کرد مگر اینکه با مواد دیگری ترکیب شوند که اشتعال پذیری آن مواد را کاهش دهد.