Inferiore e Superiore) Limiti di esplosione per presenza di Gas e Vapori

Prima di un incendio o di esplosione può verificarsi tre condizioni devono essere soddisfatte contemporaneamente.
Un carburante (es. gas combustibile) e ossigeno (aria) devono esistere in determinate proporzioni, insieme a una fonte di accensione, come una scintilla o una fiamma., Il rapporto tra carburante e ossigeno richiesto varia a seconda di ciascun gas o vapore combustibile.

La concentrazione minima di un particolare gas combustibile o vapore necessario per sostenere la sua combustione in aria è definita come il Limite di esplosività inferiore (LEL) per quel gas. Al di sotto di questo livello, la miscela è troppo “magra” per bruciare. La concentrazione massima di un gas o vapore che brucerà nell’aria è definita come Limite superiore di esplosivo (UEL). Sopra questo livello, la miscela è troppo “ricca” per bruciare. L’intervallo tra LEL e UEL è noto come intervallo infiammabile per quel gas o vapore.,

Inferiore e Superiore Limiti di Esplosività:

I valori indicati nella tabella di seguito sono valide solo per le condizioni che ne avevano determinato (di solito a temperatura ambiente e a pressione atmosferica con un 2 pollici di tubo con accensione a scintilla). La gamma di infiammabilità della maggior parte dei materiali si espande all’aumentare della temperatura, della pressione e del diametro del contenitore. Tutte le concentrazioni in percentuale in volume.,

Principi di Rilevamento dei Gas

Uno dei tanti requisiti per entrare in spazi ristretti, è la misura per la presenza di gas infiammabili. Prima di entrare in uno spazio ristretto, il livello di gas infiammabili deve essere inferiore al 10% di LEL.

Il sensore più comune utilizzato per misurare LEL è il sensore Wheatstone bridge/catalytic bead/pellistor (“Wheatstone bridge”).,

LEL Sensors Explained

Un sensore Wheatstone bridge LEL è semplicemente una piccola stufa elettrica con due elementi di bruciatore. Un elemento ha un catalizzatore (come il platino) e uno non lo fa. Entrambi gli elementi sono riscaldati ad una temperatura che normalmente non supporta la combustione.

Tuttavia, l’elemento con il catalizzatore “brucia” il gas a un livello basso e si riscalda rispetto all’elemento senza il catalizzatore. L’elemento più caldo ha più resistenza e il ponte di Wheatstone misura la differenza di resistenza tra i due elementi, che è correlata a LEL.,

Sfortunatamente, i sensori del ponte di Wheatstone non riescono a uno stato non sicuro; quando falliscono, indicano livelli sicuri di gas infiammabili. Il guasto e / o l’avvelenamento del sensore LEL del ponte di Wheatstone possono essere determinati solo attraverso sensori di ponte di Wheatstone impegnativi con gas di calibrazione.,

Limitazioni dei sensori LEL

Due meccanismi influenzano le prestazioni dei sensori LEL di Wheatstone bridge e riducono la loro efficacia se applicati a tutti tranne al metano:

1. I gas bruciano con diverse uscite di calore
   Alcuni gas bruciano caldi e alcuni bruciano relativamente freddi. Queste diverse caratteristiche fisiche portano a difficoltà nell’utilizzo dei sensori LEL. Ad esempio, il 100% di metano LEL (5% metano in volume) brucia con il doppio del calore del 100% di propano LEL (2,0 propano in volume).,
2. I vapori di idrocarburi più pesanti hanno difficoltà a diffondersi nei sensori LEL e ridurre la loro uscita
   Alcuni vapori di idrocarburi più pesanti hanno difficoltà a diffondersi attraverso il parafiamma metallico sinterizzato sui sensori LEL. Questo parafiamma è necessario per impedire al sensore stesso di innescare un incendio e non impedisce a gas come metano, propano ed etano di raggiungere il ponte di Wheatstone. Tuttavia, gli idrocarburi come benzina, diesel, solventi, ecc., si diffondono attraverso lo scaricatore di fiamma più lentamente in modo che meno vapore raggiunga il ponte di Wheatstone e il sensore dia meno uscita.,

Perché non utilizzare un monitor LEL?

Molti composti organici volatili (VOC) sono infiammabili e possono essere rilevati dai sensori LEL o gas combustibili presenti praticamente in ogni monitor multigas. Tuttavia, i sensori LEL non sono particolarmente utili nella misurazione della tossicità perché non hanno abbastanza sensibilità.

Quali sono alcuni VOC comuni?,

Cov sono composti chimici che mantengono industria e includono:

• Carburanti
• Oli °reasers, Fluidi per il Trasferimento termico
• Solventi, Vernici
• materie Plastiche, Resine e dei loro precursori
• e molti altri

Cov sono presenti in tutta l’industria, le ovvie applicazioni in petro-chem industria non così evidente applicazioni come la salsiccia di produzione.

Cosa si intende per PPM?

Parti per milione (ppm) è un’unità di concentrazione comunemente usata per piccoli valori., Una parte per milione è una parte di soluto per un milione di parti solvente o 10-6. Parti per milione e altre notazioni” parti per ” (ad esempio, parti per miliardo o parti per trilione) sono quantità adimensionali senza unità. I metodi preferiti per esprimere parti per milione includono µV/V (microvolume per volume), µL/L (microlitri per litro), mg/kg (milligrammo per chilogrammo), µmol/mol (micromole per mole) e µm/m (micrometro per metro).,

La notazione “parti per” è usata per descrivere soluzioni diluite in chimica e ingegneria, ma il suo significato è ambiguo e non fa parte del sistema di misura SI. Il motivo per cui il sistema è ambiguo è perché la concentrazione dipende dalla frazione unitaria originale utilizzata. Ad esempio, confrontare un millilitro di un campione con un milione di millilitri è diverso dal confrontare una talpa con un milione di talpe o da un grammo a un milione di grammi.

L’Università del Minnesota fornisce alcune altre analogie che possono aiutare a visualizzare la scala coinvolta con PPM.,

Uno ppm è come:

• una pollici in 16 miglia
• un secondo 11.5 giorni
• un minuto in due anni
• una macchina nel paraurti a paraurti traffico da Cleveland a San Francisco

Altri di visualizzazione della scala coinvolti con PPB

nel PPB è come:

• aggiunta di un pizzico di sale per 10 ton sacchetto di patatine
• Uno ppb è come un foglio in un rotolo di carta igienica che si estende da New York a Londra.,

I sensori LEL misurano l’esplosività, non la tossicità

I sensori LEL misurano la percentuale di LEL. Ad esempio, la benzina ha un LEL dell ‘ 1,4%. Pertanto, il 100% di LEL è 14.000 ppm di benzina, il 10% di LEL è 1.400 ppm di benzina e l ‘ 1% di LEL è 140 ppm di benzina.

140 ppm di benzina è la più bassa quantità di vapore che il monitor LEL può “vedere.”La benzina ha un TWA di 300 ppm e uno STEL di 500 ppm; questo non rende i sensori LEL adatti per misurare i vapori di benzina perché semplicemente non forniscono una risoluzione adeguata.

I sensori LEL misurano l’esplosività, non la tossicità., Molti VOC sono potenzialmente tossici a livelli che sono ben al di sotto dei loro livelli esplosivi e al di sotto della sensibilità dei sensori LEL.

Come descritto sopra:

Uno dei molti requisiti per entrare in spazi confinati chiamato è la misurazione di spazi confinati per gas infiammabili.

Prima di entrare in uno spazio ristretto, il livello di gas infiammabili deve essere inferiore al 10% di LEL.

Il sensore più comune utilizzato per misurare LEL è il sensore Wheatstone bridge/catalytic bead/pellistor (“Wheatstone bridge”).,

Mentre utile in una vasta gamma di applicazioni, in alcune impostazioni Wheatstone ponte LEL sensori o non hanno abbastanza sensibilità ad una particolare sostanza chimica, o prodotti chimici utilizzati nell”ambiente può rendere il sensore ponte Wheatstone inutilizzabile.

In questi tipi di circostanze, i PIDS (rivelatori di fotoionizzazione) possono fornire un mezzo alternativo, altamente accurato e privo di veleno per misurare il 10% di LEL per l’ingresso in spazi ristretti.

Che cos’è un PID?,

Un rilevatore di fotoionizzazione misura VOC e altri gas tossici in basse concentrazioni da ppb (parti per miliardo) fino a 10.000 ppm (parti per milione o 1% in volume).

Un PID è un monitor ad ampio spettro molto sensibile, come un “monitor LEL di basso livello. Un rivelatore di fotoionizzazione misura VOC e altri gas tossici in basse concentrazioni da ppb (parti per miliardo) fino a 10.000 ppm (parti per milione o 1% in volume). Un PID è un monitor ad ampio spettro molto sensibile, come un “monitor LEL di basso livello.

Come funziona un PID?,

Un rilevatore di ionizzazione fotografica (PID) utilizza una sorgente luminosa ultravioletta (UV) (Foto= luce) per abbattere le sostanze chimiche in ioni positivi e negativi (ionizzazione) che possono essere facilmente contati con un rilevatore. La ionizzazione si verifica quando una molecola assorbe la luce UV ad alta energia, che eccita la molecola e provoca la perdita temporanea di un elettrone caricato negativamente e la formazione di ioni caricati positivamente.

Il gas viene caricato elettricamente., Nel rivelatore queste particelle cariche producono una corrente che viene poi amplificata e visualizzata sul misuratore come ” ppm “(parti per milione) o anche in” ppb ” (parti per miliardo).

Gli ioni si ricombinano rapidamente dopo gli elettrodi nel rivelatore per “riformare” la loro molecola originale.

I PID non sono distruttivi; non “bruciano” o alterano permanentemente il gas del campione, il che consente loro di essere utilizzati per la raccolta del campione.

Cosa misura un PID?

Il più grande gruppo di composti misurati da un PID sono i composti organici: composti contenenti atomi di carbonio (C).,s containing a benzene ring including benzene, toluene, ethyl benzene and xylene

Ketones and Aldehydes – compounds with a C=O bond including acetone, methyl ethyl ketone (MEK) and acetaldehyde

Amines and Amides – Carbon compounds containing nitrogen, like diethylamine

Chlorinated hydrocarbons – trichloroethylene (TCE), perchloroethylene (PERC)

Sulfur compounds – mercaptans, sulfides

Unsaturated hydrocarbons – like butadiene and isobutylene

Alcohol”s- like isopropanol (IPA) and ethanol

Saturated hydrocarbons – like butane and octane., Oltre ai composti organici, i PID possono essere utilizzati per misurare alcuni inorganici. Questi sono composti senza carbonio e includono:

Ammoniaca

Gas semiconduttori: Arsina, fosfina

Idrogeno solforato

Ossido nitrico

Bromo e iodio

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