ICS 13.300 CCS A 80
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T42368—2023
高温高压条件下可燃气体（蒸气）
爆炸极限测定方法
Determination of explosion limits of combustible vapors and gases at elevated
temperatureandpressure
2023-10-01实施
2023-03-17发布
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T42368—2023
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国危险化学品管理标准化技术委员会（SAC/TC251)提出并归口。 本文件起草单位：应急管理部天津消防研究所、中国安全生产科学研究院、中石化安全工程研究院
有限公司、吉林市宏源科学仪器有限公司、爱迪赛恩（北京）科技有限公司、杭州仰仪科技有限公司。
本文件主要起草人：任常兴、陈思凝、王玥、魏利军、张网、张欣、王振刚、孔祥北、罗艾民、姜杰、 管长勇、吕文涛、邱文泽。 GB/T42368—2023
引言
高温高压条件下可燃气体（蒸气）爆炸极限是表征可燃气体（蒸气）在给定初始温度和初始压力条件下的爆炸特性参数。实验室测定的结果与以下因素有关：
a） 可燃气体（蒸气）的化学性质； b) 可燃气体（蒸气）的纯度； c） 可燃气体（蒸气）和空气混合气的均勾性： d) 引火源的形式、能量和点火位置； e） 爆炸反应容器的尺寸和容积； f) 可燃气体（蒸气）与空气混合后气体样品的温度、压力和湿度高温高压条件下可燃气体（蒸气）爆炸极限是在相对洁净无杂质的试验装置容器内测定。石油化工
工艺装置的反应容器内可能存在表面积碳、其他材料或杂质等，可能影响容器内可燃气体（蒸气）是否发生爆炸。为此，实验室测定的爆炸极限数据不能完全应用于实际的石油化工工艺环境
高温高压条件下可燃气体（蒸气）爆炸极限试验测定时，待测样品具有易燃易爆特性，试验装置存在高温和高压等安全风险，试验前需要预估待测样品的危险性，并采取有效的安全防护措施。
II GB/T42368—2023
高温高压条件下可燃气体（蒸气）
爆炸极限测定方法
警示一一按照本文件规定的方法点燃可燃气体（蒸气）和空气混合气后，即使未形成火焰蔓延，也不
能完全认为该混合气不会发生爆炸，
警示一一使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件
1范围
本文件描述了在给定初始温度和初始压力条件下，可燃气体（蒸气）与空气形成可燃混合气的爆炸极限的测定方法。
本文件适用于初始温度200℃以下.初始压力1.0MPa（绝对压力）以下，且最大爆炸压力不大于
15.0MPa（绝对压力）条件下可燃气体（蒸气）爆炸极限的测定。
本文件不适用于化学不稳定性气体或各组分相互间会发生反应的混合气体爆炸极限测定。
：规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。
GB/T12474空气中可燃气体爆炸极限测定方法 GB/T16425粉尘云爆炸下限浓度测定方法 GB/T21844化合物（蒸气和气体）易燃性浓度限值的标准试验方法
：术语和定义
3
GB/T12474界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
爆炸下限 lower explosion limit LEL 可燃气体（蒸气）和空气组成的混合气遇火源即能发生爆炸的可燃气体（蒸气）最低浓度。 ［来源：GB/T12474—2008，3.1，有修改」
3.2
爆炸上限 upper explosion limit UEL 可燃气体（蒸气）和空气组成的混合气遇火源即能发生爆炸的可燃气体（蒸气）最高浓度。 ［来源：GB/T12474—2008，3.2，有修改］
3.3
火焰蔓延 propagation of flames 当可燃气体（蒸气）被点燃后爆炸压力增量大于或等于给定初始压力的5%时，判定为混合气体发
1 GB/T42368—2023
生了爆炸。 3.4
化学不稳定性气体chemicallyunstablegases 在即使没有空气或氧气的条件下也能发生剧烈反应的易燃气体。 注：各组分相互将发生危险反应的混合气体（如易燃气体和氧化性气体），不认为是本文件中所指的化学不稳定性
气体。 ［来源：GB/T34711—2017,3.2]
4试验原理
在给定的初始温度和初始压力条件下，将一定体积分数的可燃气体（蒸气）与空气预先混合于爆炸
反应容器内，以电火花或电热丝进行引燃，通过爆炸压力的升高值（不小于给定初始压力的5%)来判断是否发生爆炸，系统地改变可燃气体（蒸气）的浓度直至测得发生爆炸的最低、最高浓度。
5试验装置
5.1通则
爆炸极限试验装置主要由爆炸反应容器、点火装置、压力测定单元、配气单元、控温单元等组成，试验装置示意图参见附录A。 5.2 2爆炸反应容器 5.2.1爆炸反应容器为类球体形状或长径比为1的圆柱形且耐高温高压的试验容器，容积应不小于 1L且宜为20L、12L或5L，形状规格分别符合GB/T16425、GB/T21844相关试验装置的规定。 5.2.2爆炸反应容器在初始压力条件下的预期运行温度应不小于200℃，耐爆炸压力应能承受最大爆炸压力不低于15.0MPa（绝对压力）且不会产生永久变形 5.2.3高温高压条件下可燃气体（蒸气）的最大爆炸压力不得高于爆炸反应容器的最大工作压力。 5.2.4氨、卤化物质和某些胺类等低可燃性物质的爆炸极限测定宜采用20L球形不锈钢爆炸罐或更大直径的爆炸反应容器。 5.2.5爆炸反应容器中应配置无油搅拌装置。 5.2.6爆炸反应容器和高压气瓶之间的连接管件采用承压不低于4.0MPa（绝对压力）的316不锈钢管材，所有与爆炸反应容器连接的管路和接头能承受的压力应不低于15.0MPa（绝对压力）。 5.3点火装置 5.3.1 可燃气体（蒸气）和空气混合气体可采用电火花引燃，也可采用电熔丝或高温热丝引燃 5.3.2点火装置的引燃能量应足够引燃待测可燃气体混合物，且点火源对混合气体的压力提升量不应大于初始压力的0.5%。 5.4压力测定单元 5.4.1爆炸反应容器内设置低压量程、高压量程压力传感器，并应能耐受试验期间200℃持续高温。 高压量程压力传感器响应频率不低于10kHz，宜采用齐平式安装，非齐平式安装的传感器探头顶部距容器内壁应不超过10cm。 5.4.2低压量程压力传感器用于配气过程不同组分气体的分压测定，低压量程压力传感器量程的下限应达到0.07kPa（绝对压力），读数误差不超过1%，并应能满足配气精度要求。高压量程压力传感器的
2 GB/T 42368—2023
量程应能满足最大爆炸压力测定要求，并应能检测判定是否发生爆炸现象。 5.5配气单元 5.5.1配气单元采用无油真空泵，并实现将爆炸反应容器抽真空至0.002MPa绝对压力）以下。 5.5.2配气精度应不低于体积分数0.1%。 5.6控温单元
爆炸反应容器内的环境温度采用k型热电偶测量，可控温度范围为室温至200℃，控温精度为士2℃。
6试验步骤
警示—爆炸反应容器严禁带压进行拆卸操作。 6.1试验准备 6.1.1对于未知或混合物的待测样品，试验前应先确定待测样品常温常压下可燃气体的爆炸极限，以预估待测定高温高压条件下可燃气体的爆炸极限。常温常压下可燃气体爆炸极限的测定按照 GB/T12474或GB/T21844规定的试验方法。高温常压条件下可燃气体（蒸气）的爆炸极限按照 GB/T21844规定的试验方法进行测定。 6.1.2试验前应清洗干燥试验装置和气体连接管路。
注：若装置残留油脂和其他可燃物，可能影响测试结果，同时增加爆炸风险 6.1.3爆炸反应容器气密性采用负压检测，抽真空至0.04MPa（绝对压力），5min内压力上升应不大于300Pa。 6.1.4使用情性气体或压缩空气吹扫试验装置及管路并排空。 6.1.5测试过程中不应使用氧化性比空气强的气体作为稀释剂。 6.2常温高压条件下爆炸极限的测定
6.2.1依照待测样品常温常压下的爆炸极限数据，采用逐步升压方法进行测定。升压级差应不高于 0.1MPa。测试过程中混合气体的最大爆炸压力接近爆炸反应容器的最大工作压力时，应立即停止测定试验。 6.2.2试验设定初始压力和可燃气体（蒸气）的体积分数，打开低压量程压力传感器并开始记录，采用分压法确定待测样品的分压值，此过程爆炸反应容器内温度应稳定在试验设定初始温度土2℃以内。 6.2.3充入待测样品前，应以情性气体或空气吹扫连接管路并抽真空，确保管路内无残留可燃气体（蒸气）。 6.2.4待测可燃气体样品充人爆炸反应容器完毕后，快速充人压缩空气至试验设定初始压力，此过程爆炸反应容器内温度应稳定在试验设定初始温度土2℃以内。打开无油搅拌装置搅拌5min，使爆炸反应容器内可燃气体与空气混合均匀。若测定多种不同浓度可燃气体混合气时，按待测可燃气体浓度从低到高依次充入爆炸反应容器内至设定分压值 6.2.5关闭低压量程压力传感器与爆炸反应容器连接管路上的保护阀。 6.2.6打开高压量程压力传感器，用于记录爆炸反应容器内压力。 6.2.7混合搅拌结束静置2min后点火，高压量程压力传感器测定并记录点火后爆炸反应容器内压力随时间变化值，对比点火前后最大爆炸压力变化情况，依据7.1分析判断是否发生爆炸。 6.2.8点火测试后，打开爆炸反应容器内排气阀，释放试验废气至室外，并以情性气体吹扫爆炸反应容
3 GB/T42368—2023
8安全措施
8.1开始试验前需要先检查气瓶、阀门及管件等是否紧密连接，保证在最大试验压力条件下不会漏气，试验开始过程中在确定无人员靠近试验装置的前提下，逐步打开阀门并不断观察管路系统是否有异常，试验结束后应关闭气瓶阀门并排空管内可燃气体 8.2采用逐步升温升压法测定待测可燃气体（蒸气）高温高压条件下的爆炸极限，压力级差应不高于 0.1MPa且温度级差应不高于50℃。当混合气体的最大爆炸压力达到15.0MPa（绝对压力）时，应停止试验。 8.3待测可燃气体（蒸气)不应含强氧化剂组分，当其最大爆炸压力出现明显提升时，应缩小可燃气体（蒸气）浓度改变量，再次进行测定 8.4当待测可燃气体（蒸气)混合物出现化学分解反应或氧化反应等引发自燃导致压力突然变化时，应立即停止试验并采取相应的防护措施。 8.5试验装置与操作人员之间应设置防爆屏障，防止爆炸反应容器破裂导致人员伤亡。 8.6点火装置应具备联锁与远程控制功能，应确保操作人员位于防爆屏障外侧安全区时方可启动点火。 8.7试验装置如配置恒温箱体，则箱体应安装向外开启的防爆泄压片，且充入情性气体以防止待测混合气体意外泄漏导致爆炸。 8.8试验结束后的废气要及时排至室外，并按安全环保要求处理。 8.9试验操作人员应严格按操作规程开展试验，并应采用必要的防护器具，避免待测混合气体或爆炸产物对人体造成伤害。 8.10实验室应准备必要的安全应急物资。
9 试验装置的标定
9.1试验装置的压力传感器和温度传感器应按其说明书要求进行定期检定，检定周期不超过3个月。 9.2试验装置进行正式试验前，用纯度不低于99.9%的乙烯标定，50℃且0.3MPa（绝对压力）初始条件下爆炸下限值为2.6%，爆炸上限值为40.0%。若测定结果符合下列规定，即认为装置运行正常：
a）同一实验室测得的重复试验结果，误差应不大于5%； b）不同实验室测得的重复试验结果，误差应不大于10%。
10 试验报告
试验报告应包括以下内容： a） 待测可燃气体（蒸气)种类、纯度及主要物理化学性质； b) 惰性气体种类及其纯度，空气的组分、纯度、来源等； c) 本文件编号； d) 试验时环境条件； e) 试验装置容器形状、容积及点火方式等； f) 试验初始温度、初始压力； g) 可燃气体（蒸气）混合气体测定条件下的爆炸极限值； h) 若试验操作与本文件规定有偏离应加以说明： i) 试验日期、试验报告出具日期、实验室名称和地址
5