燃焼(爆発)範囲.引火点と引火性.発火点(着火温度)

~乙種第4類危険物取扱者試験の引火点と引火性・発火点~

乙4試験で出題される、燃焼範囲(爆発範囲)・引火点と引火性・発火点(着火温度)について解説しています。

~燃焼範囲(爆発範囲)~

可燃性蒸気(気体)と空気を混合したものに点火すると、急激な燃焼が起こり、時には爆発することもある。しかしこの混合気が燃焼するためには、蒸気と空気の混合割合がある一定範囲内にならなければならず、蒸気の量が濃すぎても、薄すぎても燃焼は起こらない。この混合割合のことを燃焼範囲(爆発範囲)といい、可燃性蒸気が全体に対して占める容量(%)で表す。
すなわち燃焼範囲(爆発範囲)とは、空気中で可燃性蒸気が燃焼するのに必要な、蒸気の濃度範囲のことである。
そしてその希薄な限界を下限界又は下限値、濃厚な限界を上限界又は上限値と称し、物質によっておおよそきまっている。
・燃焼範囲の広いものほど危険性は大きい。
・下限値の低いものほど危険性は大きい。

海面上における蒸気層
海面上における蒸気層

(参考)ガソリンに入っていた空ドラム缶の危険性
ガソリンの入っていたドラム缶は、空になっても危険であるといわれるが、これはドラム缶内に残存するわずかのガソリンが蒸発し、缶内に燃焼範囲の混合気(爆発混合気という)ができるからである。また、ガソリンの入っていたタンクに灯油を注入する場合にも危険性が増大するといわれるが、これはタンク内に残存するガソリン蒸気(一般に燃焼範囲の上限値以上の濃い濃度)が灯油に溶解吸収され、ガソリン蒸気の濃度がうすくなって燃焼範囲の混合気をつくるからで、一方、灯油注入時には静電気が発生しやすく、その放電火花により爆発が起こりやすい。

引火点と引火性

可燃性液体は、常に液表面からその液温に相当する可燃性蒸気を発生し液温が高くなると、発生する蒸気も多くなり、液温が低くなると、発生する蒸気も少なくなる。
ちょうど、燃焼範囲の下限に相当する濃度の蒸気を発生するときの液体の温度を引火点といい、その温度は物質によって異なる。いいかえると、引火点とは可燃性液体が、点火源によって燃え出すのに必要な(最低の)濃度の蒸気を、液面上に発生する最低の液温である。
ある液体の温度がその液体のの引火点であれば、いつでも点火源により引火するが、液体の温度が引火点より低いときは、可燃性蒸気が希薄すぎて引火しない。
すなわち、引火点の低いものは引火しやすく(引火性が大きい)引火点の高いものは引火しにくい(引火性が小さい)といえる。
一般に引火点が常温以下のものは点火源によってたやすく引火し、引火点が常温以上のものは点火源があっても引火しにくい。
たとえば、二硫化炭素の引火点は-30℃で、二硫化炭素が-30℃以上のときは、マッチなどを近づけると容易に引火するが、-30℃未満のときは引火しにくい。ところが、国内で二硫化炭素を使用するときは、二硫化炭素の液温は一般に-30℃以上の温度であるから、二硫化炭素は常に引火しやすいと考えられる。

発火点(着火温度)

可燃物を空気又は酸素中で加熱すると、点火源によらないで、自ら燃焼をはじめるが、このときの着火する可燃物の最低温度を発火点(着火温度)という。
この温度の低いものは特に注意が必要で、二硫化炭素は90℃であるから、赤熱体でないものでも十分に混合気を発火点以上に上昇させることができるので危険である。すなわち、使用中の電熱器を切った直後、ニクロム線が赤くなくなっても、二硫化炭素の蒸気がこれに触れて発火することがある。
物質の引火点及び発火点


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