ICS 13.300 SN A 80 中华人民共和国出入境检验检疫行业标准 SN/T 5162—2019 易燃气体和蒸汽的限定氧浓度测定 Determination of the limiting oxygen concentration(LOC)for flammable gases and vapours (NF EN 14756-2007,IDT) 2019-10-25发布 2020-05-01实施 中华人民共和国海关总署 HG944440038849 发布 SN/T 51622019 前言 本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。 本标准等同采用NFEN14756--2007《易燃气体和蒸汽的限定氧浓度测定》（英文版）。 本标准由中华人民共和国海关总署提出并归口。 本标准起草单位：中华人民共和国天津海关。 本标准主要起草人：于艳军、韩伟、何成、张媛媛、熊中强、胡新功、杜宇、张颖、赵臣。 SN/T5162—2019 易燃气体和蒸汽的限定氧浓度测定 1范围 本标准规定了由易燃气体或蒸汽、空气和惰性气体组成混合物的限定氧浓度（LOC)测定的试验原 理、试验设备和试验步骤， 本标准适用于标准大气压下、环境温度到200℃之间的易燃气体和蒸汽的限定氧浓度（LOC)的 测定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。 BSEN1839气体和蒸气爆炸极限的测定（Determinationofexplosionlimitsofgasesand vapours) 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 限定空气浓度limitingairconcentration；LAC 可燃物质、空气和惰性气体混合物在特定的试验条件下，不会发生爆炸的最大空气浓度。 3.2 限定氧浓度limitingoxygenconcentration；LOC 可燃物质、空气和情性气体混合物在特定的试验条件下，不会发生爆炸的最大氧浓度。 3.3 试验物质testsubstance 用于测定LOC的物质或混合物质。 3.4 试验混合物testmixture 试验物质、空气和情性气体的混合物。 3.5 情性气体inertgas 与试验物质或氧气不发生反应的气体。 3.6 爆炸范围 explosionrange 在空气中易燃物质或混合物发生爆炸的浓度范围。 3.7 爆炸极限 explosionlimit 爆炸范围或爆炸区域的界限。 I SN/T 5162—2019 3.8 爆炸区域explosionarea 在与空气和情性气体的各种混合物中的易燃物质爆炸极限形成的边界曲线内的区域。 3.9 最低爆炸极限lowerexplosionlimit;LEL 能引起爆炸的最小爆炸范围或爆炸区域界限。 3.10 最高爆炸极限 upperexplosionlimit;UEL 发生爆炸的最大爆炸范围或爆炸区域界限。 4 方法原理 根据BSEN1839管式方法(T)或球式方法(B)定义的测试混合物的点火路径，以获得的爆炸区域 或一个由试验物质、空气和情性气体组成的三元系统的爆炸区域的一部分（见图1）。通过增加增量试 验混合物中的惰性气体组分浓度，便可得到限定空气浓度（LAC)。 (TS) XIN 50 UEL XTS LEL 100 ,a100 (IN) 50 0 LAC 说明： 爆炸区域； IN -- 一情性气体； 1 2 项点； TS-- 试验物质； 计量线； 3 空气。 摩尔分数，%； 图1试验物质、空气和情性气体三元体系的爆炸区域 限定氧浓度(LOC)与限定空气浓度(LAC)计算关系如式(1)： LOC=0.209XLAC (1) 2 SN/T5162-2019 式中： LOC-- 限定氧浓度； LAC 一限定空气浓度。 5设备与材料 5.1设备 BSEN1839管式方法(T)或球式方法(B)所使用的试验装备。这两种方法均可以测定LOC，但由 于测量值受装备和测试程序影响，应在报告中注明所采用试验装备，并按照BSEN1839附录E对仪器 进行校准。 5.2氧分析器 测试精度为0.1%(摩尔分数)的氧分析器，如顺磁式氧分析仪或气相色谱等。氧分析器的测试范围 为0%～21%，与式(1)计算的LOC偏差不得超过土0.2%（摩尔分数）。 5.3空气 空气应去除水和油。如果使用合成空气，则应在报告中记录。 5.4情性气体 情性气体或性气体混合气的纯度≥99.8%（摩尔分数）。如果使用情性气体混合气，则应在报告 中记录气体组成。 5.5易燃物质 易燃物质可以是单一物质或确定的混合物质，以及一个加工过程的样本（组成已知或者未知）。使 用单一物质或混合物质时，每种物质的纯度应≥99.8%（摩尔分数）；使用混合物质或者组分已知的加工 过程样本，应在报告中准确记录组分；使用组分未知的加工过程样本，应对样本进行全面限定和描述，如 加工条件、最低爆炸极限等。如果来自含有多个组分的液体的易燃气体，其气相组合物可以不同于液相 的组合物。当大量的气体被排出时，液体和气体相的组合物可以随时间变化。为此，试验样品应取自 液相。 6试验方法 6.1概述 限定空气浓度（LAC)可采用简短程序和扩展程序两种方法来确定。大多数情况下，LAC都处在爆 炸区域的顶点，可采用简短程序法来测定。当LAC根据最高爆炸极限（UEL)分支的切线来确定时，应 采用扩展程序法。采用简短程序法还是扩展程序法可通过式（2)进行分类确定。 UEL≤0.8X(100-xair,L) (2) 式中： 爆炸极限的空气浓度（用摩尔分数表示），%。 C air, L" UEL和air,L由6.2.1和6.2.2确定。 3 SN/T51622019 6.2试验步骤 6.2.1若最低爆炸极限（LEL)和UEL未知，首先需要根据BSEN1839在不加人任何惰性气体的情况 下确定爆炸极限。LEL和UEL应该在同一温度下测定。 6.2.2确定沿顶点附近的化学计量线的爆炸极限。若惰性气体为氮气，且化学计量线是未知的，试验 物质浓度应进行修正Ts=1.2LEL。通过改变空气和情性组分可得到爆炸极限。首先，惰性组分应设 定为50%（摩尔分数），第-增量为5%（摩尔分数），接近爆炸极限的空气分数的增量应降低到至少 0.5%（摩尔分数），此时爆炸极限对应的情性组分浓度为αIN,L，空气组分浓度air,L。若化学计量线是 未知的且情性组分的热容与空气热容偏差较大，则应选择扩展程序法来测定。根据BSEN1839进行4 次试验，最终确定LAC的数值。 6.3简短程序法 6.3.1若满足式（2)的要求，则选择简短程序法。此时，只需考虑顶点附近区域，见图2。完成6.2.1和 6.2.2后，进行6.3.2和6.3.3。 (TS) 0 100 50 50 UEL XTS 3 LEL 0 2 100 50 a 100 0 (IN) LAC 说明： 爆炸区域； TS- 试验物质； 2 线Ts=1.2LEL 空气； 计量线； . 未爆炸； 3 爆炸； 摩尔分数，%； r IN- 情性气体； ar,处附加试验。 图2简短程序法确定LAC的框图 6.3.2保持空气含量工.L恒定，改变试验物质的浓度进行附加试验。当试验物质组分<5%时，试验增 量设置为0.2%（摩尔分数)；当试验物质组分≥5%时，试验增量设置为0.5%。在可能的顶点上下，均应 分别进行2个附加试验。如果在附加试验中观察到点火，则6.2.2和本步骤的程序将被重复在相应的测 试物质分数，直到确定顶点的位置。 4 SN/T5162—2019 6.3.3确认LAC在爆炸区域的顶点肯定存在，还应测定情性组分浓度为0.8IN.L的爆炸极限。 6.4扩展程序法 6.4.1若不满足式(2)的要求，LAC不在整个爆炸区域内（没有落在顶点），但临近UEL分支，则应该在 完成6.2.1和6.2.2后进行6.4.2、6.4.3和6.4.4，选择扩展程序法确定LAC，见图3。 (TS) 100 UEL 50 50 XTS LELJ A 100 a100 50 0 (IN) Xa 说明： 1 煤炸区域； 空气； 线TS=1.2LEL， 未爆炸； 摩尔分数，%； 爆炸； IN- 情性气体； X--文r.L处附加试验。 SL 试验物质； 图3扩展程序法确定LAC的框图 6.4.2应在沿UEL分支至少测定额外4个间隔相同点的爆炸极限。这些爆炸极限应通过改变空气浓 度而保持惰性组分浓度不变，试验增量设置为0.5%（摩尔分数），见图3。 6.4.3通过在三角图上绘制通过试验点曲线的方法确定UEL分支的位置，可以通过数学上使用的样 条差值程序或图形化方法实现。如果使用数学化的方法，计算出的曲线通过试验点则应使用一个点进 行校对。通过绘制UEL分支的切线就可以确定LAC，它平行于情性物质轴线。 6.4.4通过6.4.3获得的LAC应经过5个附加试验的确证，附加试验应通过改变易燃物质的量而确保 空气组分ir，L保持不变（见图3）。试验物质的增量设置为2.5%（摩尔分数）。附加试验应在切线切点 上下（见6.4.3)5%摩尔分数的浓度范围。如果发现点火，则应在相应的试验物质含量下重复差值过程， 增加测量一个爆炸极限。 5