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教科書

第30章 引火点・発火点・燃焼範囲

引火点と発火点の違い、燃焼範囲(爆発範囲)の下限・上限の読み方と計算、自然発火のしくみ。

1. 引火点 … 火を近づけると燃える最低の液温

引火点とは、液体の表面に、火を近づけたときに燃え出すだけの濃さの蒸気が出る、いちばん低い液温のことです。
言いかえると、液面付近の蒸気の濃さが、燃焼範囲の下限値に達するときの液温です。

・引火点が低い物ほど、低い温度でも引火する=危険
・液温が引火点より低ければ、火を近づけても燃えない(燃えるだけの蒸気が出ていない)

例(職場のあんぜんサイト モデルSDS、密閉式の値)
・ジエチルエーテル … −45℃
・アセトン … −20℃
・エタノール … 13℃
・灯油 … 37〜65℃(製品により幅がある)
ガソリンは −40℃程度(東京消防庁)と、冬の屋外でも引火します。

引火点より少し高い温度で、火をつけると燃え続ける温度を『燃焼点』といいます。

2. 発火点 … 火がなくても自分で燃え出す温度

発火点とは、火(点火源)を近づけなくても、加熱するだけで自分から燃え出す、いちばん低い温度のことです。SDSでは『自然発火温度』『自然発火点』と書かれています。

例(職場のあんぜんサイト モデルSDS)
・二硫化炭素 … 90℃(とても低い)
・灯油 … 220℃程度(資料により220〜254℃)
・エタノール … 363℃

引火点と発火点の大小は一致しません。エタノールは引火点(13℃)が灯油(37〜65℃)より低いのに、発火点(363℃)は灯油(220℃程度)より高くなっています。『引火しやすい物は発火もしやすい』とは限らない、というのがひっかけの定番です。

ふつう、同じ物では『引火点 < 発火点』です。

3. 燃焼範囲(爆発範囲)

可燃性の蒸気は、空気とまざっていれば必ず燃えるわけではありません。燃えることのできる蒸気の濃さ(空気との混合気中の体積%)の範囲を燃焼範囲(爆発範囲)といいます。

・低いほうの限界 … 下限値(燃焼下限界)。これより薄いと燃えない
・高いほうの限界 … 上限値(燃焼上限界)。これより濃いと酸素が足りず燃えない

例(職場のあんぜんサイト モデルSDS)
・ジエチルエーテル … 1.7〜48 vol%
・エタノール … 3.3〜19 vol%
・メタノール … 6.0〜36.5 vol%

危険性の見方:
・下限値が低いほど危険(少し漏れただけで燃える濃さになる)
・燃焼範囲の幅が広いほど危険(燃える条件が広い)
ジエチルエーテルは、下限が低く幅も広い、とても危険な物質です。

引火点と発火点のちがい、燃焼範囲の見方(数値は職場のあんぜんサイト モデルSDS)
引火点と発火点のちがい、燃焼範囲の見方(数値は職場のあんぜんサイト モデルSDS)

4. 濃度の計算

蒸気の濃度(vol%)は、『蒸気の体積 ÷(蒸気の体積+空気の体積)× 100』で求めます。分母は空気だけではなく、蒸気もふくめた全体です。

例:エタノールの蒸気 10L と空気 190L をまぜた
10 ÷(10+190)× 100 = 10 ÷ 200 × 100 = 5.0 vol%
エタノールの燃焼範囲は 3.3〜19 vol% なので、範囲内 → 点火源があれば燃える

例:メタノールの蒸気 4L と空気 96L をまぜた
4 ÷ 100 × 100 = 4.0 vol%
メタノールの下限は 6.0 vol% なので、範囲外(薄すぎる)→ 燃えない

5. 自然発火

自然発火とは、物が空気中でゆっくり発熱し、その熱がたまって温度が上がり、やがて発火点に達して燃え出す現象です。発熱の原因によって分けられます。

・酸化熱 … 油のしみた布やウエス(とくに乾性油)、石炭
・分解熱 … セルロイド、ニトロセルロース
・吸着熱 … 活性炭など
・発酵熱(微生物)… 堆肥、干し草

熱がこもりやすい(風通しが悪い・積み重ねている)、温度が高い、空気とふれる面積が大きいと自然発火しやすくなります。油のしみたウエスを丸めて放置しないのはこのためです。

POINT

6. ここだけは覚える

・引火点=点火源で燃え出す最低の液温(液面の蒸気が燃焼範囲の下限に達する温度)
・発火点=点火源なしで加熱だけで燃え出す最低の温度
・引火点が低い物が発火点も低いとは限らない(例:エタノールと灯油)
・燃焼範囲は下限が低いほど・幅が広いほど危険
・濃度=蒸気÷(蒸気+空気)×100。分母に蒸気を入れ忘れない
・自然発火の原因:酸化熱・分解熱・吸着熱・発酵熱

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確認問題で定着させると、グッと身につきます。

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