límites explosivos inferiores y superiores para Gases y vapores inflamables
Qué es %Lel / %uel / PID
antes de que pueda ocurrir un incendio o explosión, se deben cumplir tres condiciones simultáneamente.
a fuel (ie. gas combustible) y oxígeno (aire) deben existir en ciertas proporciones, junto con una fuente de ignición, como una chispa o llama., La relación de combustible y oxígeno que se requiere varía con cada gas combustible o vapor.
la concentración mínima de un gas o vapor combustible particular necesario para apoyar su combustión en el aire se define como el límite explosivo inferior (LEL) para ese gas. Por debajo de este nivel, la mezcla es demasiado «magra» para quemarse. La concentración máxima de un gas o vapor que se quemará en el aire se define como el límite explosivo superior (UEL). Por encima de este nivel, la mezcla es demasiado «rica» para quemar. El rango entre el LEL y el UEL se conoce como el rango inflamable para ese gas o vapor.,
metano – Lel: 5% por volumen en aire / UEL: 17% por volumen en aire
Ejemplo Visual para mostrar dónde en la escala se mide % de LEL
límites explosivos inferiores y superiores
los valores que se muestran en la tabla a continuación son válidos solo para las condiciones en las que se determinaron (generalmente temperatura ambiente y presión atmosférica usando un tubo de 2 pulgadas con encendido por chispa). El rango de inflamabilidad de la mayoría de los materiales se expande a medida que aumenta la temperatura, la presión y el diámetro del contenedor. Todas las concentraciones en Porcentaje en volumen.,
| Gas | LEL | UEL |
| Acetone | 2.6 | 13 |
| Acetylene | 2.5 | 100 |
| Acrylonitrile | 3 | 17 |
| Allene | 1.5 | 11.5 |
| Ammonia | 15 | 28 |
| Benzene | 1.3 | 7.9 |
| 1.3 Butadiene | 2 | 12 |
| Butane | 1.8 | 8.4 |
| n Butanol | 1.,7 | 12 |
| 1 Butene | 1.6 | 10 |
| Cis 2 Butene | 1.7 | 9.7 |
| Trans 2 Butene | 1.7 | 9.7 |
| Butyl Acetate | 1.4 | 8 |
| Carbon Monoxide | 12.5 | 74 |
| Carbonyl Sulfide | 12 | 29 |
| Chlorotrifluoro ethylene | 8.4 | 38.7 |
| Cumene | 0.9 | 6.5 |
| Cyanogen | 6.6 | 32 |
| Cyclohexane | 1.,3 | 7.8 |
| Cyclopropane | 2.4 | 10.4 |
| Deuterium | 4.9 | 75 |
| Diborane | 0.8 | 88 |
| Dichlorosilane | 4.1 | 98.8 |
| Diethylbenzene | 0.8 | |
| 1.1 Difluoro 1 Chloroethane | 9 | 14.8 |
| 1.1 Difluoroethane | 5.1 | 17.1 |
| 1.1 Difluoro ethylene | 5.5 | 21.3 |
| Dimethylamine | 2.8 | 14.,4 |
| Dimethyl Ether | 3.4 | 27 |
| 2.2 Dimethyl propane | 1.4 | 7.5 |
| Ethane | 3 | 12.4 |
| Ethanol | 3.3 | 19 |
| Ethyl Acetate | 2.2 | 11 |
| Ethyl Benzene | 1 | 6.7 |
| Ethyl Chloride | 3.8 | 15.4 |
| Ethylene | 2.7 | 36 |
| Ethylene Oxide | 3.6 | 100 |
| Gasoline | 1.2 | 7.,1 |
| Heptane | 1.1 | 6.7 |
| Hexane | 1.2 | 7.4 |
| Hydrogen | 4 | 75 |
| Hydrogen Cyanide | 5.6 | 40 |
| Hydrogen Sulfide | 4 | 44 |
| Isobutane | 1.8 | 8.4 |
| Isobutylene | 1.8 | 9.6 |
| Isopropanol | 2.2 | |
| Methane | 5 | 17 |
| Methanol | 6.,7 | 36 |
| Methylac etylene | 1.7 | 11.7 |
| Methyl Bromide | 10 | 15 |
| 3 Methyl 1 Butene | 1.5 | 9.1 |
| Methyl Cellosolve | 2.5 | 20 |
| Methyl Chloride | 7 | 17.4 |
| Methyl Ethyl Ketone | 1.9 | 10 |
| Methyl Mercaptan | 3.9 | 21.8 |
| Methyl Vinyl Ether | 2.6 | 39 |
| Monoethy lamine | 3.,5 | 14 |
| Monomethy lamine | 4.9 | 20.7 |
| Nickel Carbonyl | 2 | |
| Pentane | 1.4 | 7.8 |
| Picoline | 1.4 | |
| Propane | 2.1 | 9.5 |
| Propylene | 2.4 | 11 |
| Propylene Oxide | 2.8 | 37 |
| Styrene | 1.,1 | |
| Tetrafluoro ethylene | 4 | 43 |
| Tetrahydrofuran | 2 | |
| Toluene | 1.2 | 7.1 |
| Trichloro ethylene | 12 | 40 |
| Trimethylamine | 2 | 12 |
| Turpentine | 0.7 | |
| Vinyl Acetate | 2.6 | |
| Vinyl Bromide | 9 | 14 |
| Vinyl Chloride | 4 | 22 |
| Vinyl Fluoride | 2.6 | 21.,7 |
| Xileno | 1.1 | 6.6 |
| Gas | LEL | UEL |
Principios de Detección de Gas
Uno de los muchos requisitos para entrar en espacios confinados es la medición de gases inflamables. Antes de entrar en un espacio confinado, el nivel de gases inflamables debe ser inferior al 10% de LEL.
El sensor más común utilizado para medir LEL es el sensor Wheatstone bridge / catalytic bead / pellistor («Wheatstone bridge»).,
explicación de los sensores Lel
Un sensor Lel Wheatstone bridge es simplemente una pequeña estufa eléctrica con dos elementos de quemador. Uno de los elementos tiene un catalizador (como el platino) y uno no. Ambos elementos se calientan a una temperatura que normalmente no sostiene la combustión.
sin embargo, el elemento con el catalizador «quema» gas a un nivel bajo y se calienta en relación con el elemento sin el catalizador. El elemento más caliente tiene más resistencia y el Puente de Wheatstone mide la diferencia de resistencia entre los dos elementos, que se correlaciona con LEL.,
desafortunadamente, los sensores del puente Wheatstone fallan en un estado inseguro; cuando fallan, indican niveles seguros de gases inflamables. El fallo y / o envenenamiento del sensor Lel del Puente de Wheatstone solo se puede determinar a través de sensores de Puente de Wheatstone desafiantes con gas de calibración.,
limitaciones de los sensores Lel
dos mecanismos afectan el rendimiento de los sensores Lel del Puente de Wheatstone y reducen su eficacia cuando se aplican a todos menos al Metano:
- Los Gases se queman con diferentes salidas de calor
algunos gases se queman calientes y otros se queman relativamente fríos. Estas características físicas diferentes conducen a dificultades cuando se utilizan sensores LEL. Por ejemplo, el 100% del metano LEL (5% de metano en volumen) se quema con el doble de calor que el 100% del propano Lel (2.0 propano en volumen)., - Los vapores de hidrocarburos más pesados tienen dificultades para difundirse en los sensores LEL y reducen su salida
algunos vapores de hidrocarburos más pesados tienen dificultades para difundirse a través del supresor de llama de metal sinterizado en los sensores Lel. Este supresor de llama es necesario para evitar que el propio sensor inicie un incendio y no impide que gases como el metano, el propano y el etano lleguen al Puente de Wheatstone. Sin embargo, los hidrocarburos como la gasolina, el diesel, los solventes, etc., se difunden a través del supresor de llama más lentamente para que menos vapor llegue al puente de Wheatstone y el sensor dé menos salida.,
¿por qué no usar un Monitor LEL?
muchos compuestos orgánicos volátiles (COV) son inflamables y pueden ser detectados por el LEL o sensores de gas combustible que se encuentran en prácticamente todos los monitores multigas. Sin embargo, los sensores LEL no son particularmente útiles para medir la toxicidad porque no tienen suficiente sensibilidad.
¿Cuáles son algunos COV comunes?,
los COV son los compuestos químicos que mantienen la industria e incluyen:
- combustibles
- aceites, ° reasers, fluidos de transferencia de calor
- disolventes, pinturas
- plásticos, resinas y sus precursores
- y muchos otros
los COV se encuentran en toda la industria, desde las aplicaciones obvias en la industria petroquímica hasta aplicaciones no tan obvias como la fabricación de salchichas.
¿Qué se entiende por PPM?
partes por millón (ppm) es una unidad de concentración comúnmente utilizada para valores pequeños., Una parte por millón es una parte de soluto por un millón de partes de disolvente o 10-6. Partes por millón y otras notaciones «partes por» (por ejemplo, partes por billón o partes por billón) son cantidades adimensionales sin unidades. Los métodos preferidos para expresar partes por millón incluyen µV/V (microvolumen por volumen), µL/L (microlitros por litro), mg/kg (miligramo por kilogramo), µmol/mol (micromol por MOL) y µm/m (micrómetro por metro).,
la notación «partes por» se usa para describir soluciones diluidas en Química e ingeniería, pero su significado es ambiguo y no es parte del sistema de medición del SI. La razón por la que el sistema es ambiguo es porque la concentración depende de la fracción unitaria original que se utiliza. Por ejemplo, comparar un mililitro de una muestra con un millón de mililitros es diferente de comparar un mol con un millón de moles o un gramo con un millón de gramos.
La Universidad de Minnesota proporciona algunas otras analogías que pueden ayudarlo a visualizar la escala involucrada con PPM.,
Un ppm es como:
- una pulgada en 16 millas
- Un segundo en 11.5 días
- Un minuto en dos años
- Un coche en el tráfico de parachoques a parachoques de Cleveland a San Francisco
otra visualización de la escala involucrada con PPB
Un PPB es como:
- agregar una pizca de sal a una bolsa de 10 toneladas de papas fritas
- Un ppb es como una hoja en un rollo de papel higiénico que se extiende desde Nueva York hasta Londres.,
los sensores LEL miden la explosividad, no la toxicidad
Los sensores Lel miden el porcentaje de LEL. Por ejemplo, la gasolina tiene un LEL de 1.4%. Por lo tanto, el 100% de LEL es 14,000 ppm de gasolina, el 10% de LEL es 1,400 ppm de gasolina y el 1% de LEL es 140 ppm de gasolina.
140 ppm de gasolina es la menor cantidad de vapor que el monitor LEL puede «ver».»La gasolina tiene un TWA de 300 ppm y un STEL de 500 ppm; esto no hace que los sensores LEL sean muy adecuados para medir vapores de gasolina porque simplemente no proporcionan una resolución adecuada.
Los sensores LEL miden la explosividad, no la toxicidad., Muchos COV son potencialmente tóxicos a niveles que están muy por debajo de sus niveles explosivos y por debajo de la sensibilidad de los sensores LEL.
como se describió anteriormente:
uno de los muchos requisitos para entrar en espacios confinados llamados es la medición de espacios confinados para gases inflamables.
antes de entrar en un espacio confinado, el nivel de gases inflamables debe ser inferior al 10% de LEL.
El sensor más común utilizado para medir LEL es el sensor Wheatstone bridge / catalytic bead / pellistor («Wheatstone bridge»).,
si bien son útiles en una amplia variedad de aplicaciones, en algunos entornos los sensores Lel de Wheatstone bridge no tienen suficiente sensibilidad a un producto químico en particular, o los productos químicos utilizados en el entorno pueden hacer que el sensor de Wheatstone bridge no funcione.
en este tipo de circunstancias, los PIDs (detectores de fotoionización) pueden proporcionar un medio alternativo, altamente preciso y libre de veneno para medir el 10% de LEL para la entrada en espacios confinados.
¿Qué es un PID?,
Un Detector de fotoionización mide COV y otros gases tóxicos en bajas concentraciones desde ppb (partes por billón) hasta 10.000 ppm (partes por Millón o 1% en volumen).
un PID es un monitor de amplio espectro muy sensible, como un «monitor Lel de bajo nivel». Un Detector de foto-ionización mide COV y otros gases tóxicos en bajas concentraciones de ppb (partes por billón) hasta 10,000 ppm (partes por Millón o 1% por volumen). Un PID es un monitor de amplio espectro muy sensible, como un «monitor Lel de bajo nivel».
¿cómo funciona un PID?,
Un detector de foto ionización (PID) utiliza una fuente de luz ultravioleta (UV) (foto = luz) para descomponer los productos químicos en iones positivos y negativos (ionización) que se pueden contar fácilmente con un Detector. La ionización ocurre cuando una molécula absorbe la luz UV de alta energía, lo que excita la molécula y resulta en la pérdida temporal de un electrón con carga negativa y la formación de iones con carga positiva.
El gas se vuelve cargada de electricidad., En el Detector, estas partículas cargadas producen una corriente que luego se amplifica y se muestra en el medidor como «ppm» (partes por Millón) o incluso en «ppb» (partes por mil millones).
Los iones se recombinan rápidamente después de los electrodos en el detector para» reformar » su molécula original.
Los PID no son destructivos; no «queman» ni alteran permanentemente el gas de la muestra, lo que les permite ser utilizados para la recolección de muestras.
¿qué mide un PID?
el grupo más grande de compuestos medidos por un PID son los orgánicos: compuestos que contienen átomos de carbono (C).,s containing a benzene ring including benzene, toluene, ethyl benzene and xylene