Температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения, застывания, плавления, размягчения
Температура вспышки — это температура, при которой нагреваемый в стандартных условиях нефтепродукт выделяет такое количество паров, которое образует с окружающим воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.
Этот показатель тесно увязан с температурой кипения, т.е. с испаряемостью. Чем легче нефтепродукт, тем лучше он испаряется, тем ниже его температура вспышки. Например, бензиновые фракции имеют отрицательные температуры вспышки (до -40°С), керосиновые фракции имеют температуры вспышки в пределах 28-60°С, фракции дизельного топлива — 50-80°С, более тяжелые, масляные фракции — 130-325°С. Температуры вспышки различных нефтей могут быть как положительными, так и отрицательными.
Наличие влаги в нефтепродуктах приводит к снижению температуры вспышки. Поэтому при определении ее в лабораторных условиях нефтепродукт должен быть освобожден от воды. Существуют два стандартных метода определения температуры вспышки: в открытом (ГОСТ 4333-87) и закрытом (ГОСТ 6356-75) тигле. Разница в определении температуры вспышки между ними составляет 20-30°С. При определении вспышки в открытом тигле часть образовавшихся паров улетает в воздух, и требуемое их количество, необходимое для вспышки, накапливается позднее, чем в закрытом тигле.
Поэтому температура вспышки одного и того же нефтепродукта, определенная в открытом тигле, будет выше, чем в закрытом тигле. Как правило, температуру вспышки в открытом тигле определяют для высококипящих фракций нефти (масла, мазуты). За температуру вспышки принимают ту температуру, при которой на поверхности нефтепродукта появляется и сразу гаснет первое синее пламя. По температуре вспышки судят о взрывоопасных свойствах нефтепродукта, т.е. о возможности образования взрывчатых смесей его паров с воздухом. Различают нижний и верхний пределы взрываемости.
Если концентрация паров нефтепродукта в смеси с воздухом ниже нижнего предела, взрыв не произойдет, так как имеющийся избыток воздуха поглощает выделившееся в точке взрыва тепло и таким образом препятствует возгоранию других частей горючего.
При концентрации паров нефтепродукта в смеси с воздухом выше верхнего предела взрыва не происходит из-за недостатка кислорода в смеси.
Температура воспламенения. При определении температуры вспышки наблюдается явление, когда нефтепродукт вспыхивает и сразу гаснет. Если нефтепродукт нагреть еще выше (на 30-50°С) и снова поднести источник огня к поверхности нефтепродукта, то он не только вспыхнет, но и будет спокойно гореть. Минимальная температура, при которой нефтепродукт вспыхивает и начинает гореть, называется температурой воспламенения.
Температура самовоспламенения. Если нефтепродукт нагреть до высокой температуры без контакта с воздухом, а далее обеспечить такой контакт, то нефтепродукт может воспламениться самопроизвольно.
Минимальная температура, соответствующая этому явлению, называется температурой самовоспламенения. Она зависит от химического состава. Наиболее высокими температурами самовоспламенения обладают ароматические углеводороды и богатые ими нефтепродукты, далее следуют нафтены и парафины.
Чем легче нефтепродукт, тем выше его температура самовоспламенения. Так, для бензинов она находится в пределах 400-450°С, для газойлей - 320-360°С.
Самовоспламенение нефтепродуктов часто является причиной пожаров на заводах. Любая разгерметизация фланцевых соединений в колоннах, теплообменных аппаратах, трубопроводах и т.д. может привести к пожару.
Облитый нефтепродуктом изоляционный материал необходимо удалять, поскольку его каталитическое воздействие может вызвать самовоспламенение нефтепродукта при значительно более низких температурах.
Температура застывания. При транспортировке нефтепродуктов по трубопроводам и применении их в области низких температур в авиации большое значение имеет их подвижность и хорошая прокачиваемость в этих условиях. Температура, при которой нефтепродукт в стандартных условиях испытаний теряет подвижность, называется температурой застывания.
Потеря подвижности нефтепродукта может происходить за счет двух факторов: или повышения вязкости нефтепродукта, или за счет образования кристаллов парафина и загустевания всей массы нефтепродукта.