چگونه نقطه اشتعال مواد را به‌درستی بسنجیم؟
ایمنی صنعتی و کیفیت فرآورده‌های نفتی و شیمیایی، ارتباط مستقیمی با شناخت ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها دارد. یکی از شاخص‌های کلیدی در این حوزه، نقطه اشتعال است؛ دمایی که بخارات متصاعد از مایع، در حضور یک منبع حرارتی مشخص، به‌طور لحظه‌ای شعله‌ور می‌شوند. اندازه‌گیری این ویژگی نه تنها معیار مهمی برای دسته‌بندی مواد بر اساس خطرپذیری محسوب می‌شود، بلکه در تدوین دستورالعمل‌های ایمنی و الزامات قانونی نیز نقش تعیین‌کننده‌ای دارد.
اهمیت این شاخص زمانی بیشتر مشخص می‌شود که بدانیم حتی اختلاف چند درجه‌ای در نقطه اشتعال می‌تواند بر روش‌های حمل، نگهداری و استفاده از یک ماده اثرگذار باشد. به همین دلیل، استانداردهای بین‌المللی مانند ASTM روش‌های دقیقی را برای تعیین نقطه اشتعال تدوین کرده‌اند. دستگاه‌های آزمایشگاهی مورد استفاده برای این آزمون، در دو گروه کلی دستگاه تست نقطه اشتعال بسته و دستگاه تست نقطه اشتعال باز قرار می‌گیرند.
هر یک از این روش‌ها بر اساس نوع نمونه، شرایط کاری و هدف آزمون انتخاب می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با تعریف علمی و دقیق این ویژگی، پیشنهاد می‌شود مقاله «نقطه اشتعال چیست؟» را مطالعه کنید. در ادامه، ضمن معرفی هر دو دستگاه و شرح کاربردهای نتایج آزمون، به بررسی نکات ایمنی و نگهداری تجهیزات نیز خواهیم پرداخت.
تعریف و اهمیت تعیین نقطه اشتعال
نقطه اشتعال، مرزی است که در آن مایع از یک حالت نسبتاً ایمن به یک شرایط بالقوه خطرناک منتقل می‌شود. این دما، پایین‌ترین نقطه‌ای است که در آن، بخارات ماده در مجاورت شعله کوچک، مشتعل می‌گردند.
اهمیت تعیین آن در حوزه‌های مختلف صنعتی و تحقیقاتی آشکار است:
- پیشگیری از بروز حوادث ناشی از اشتعال ناخواسته
- کمک به طراحی سیستم‌های ایمنی در واحدهای تولیدی
- ارزیابی تغییرات کیفیت محصول در طول زمان
- اطمینان از انطباق محصول با استانداردهای جهانی
آگاهی از نقطه اشتعال، امکان انتخاب ظروف مناسب، سیستم تهویه ایمن و شیوه‌های حمل‌ونقل استاندارد را فراهم می‌آورد.
دستگاه تست نقطه اشتعال بسته (Closed Cup)
روش بسته، با محدود کردن تماس نمونه با هوا، نتایج دقیقی برای موادی که تبخیر سریع دارند فراهم می‌کند. این آزمون بر اساس استاندارد ASTM D93 و با استفاده از دستگاه پنسکی–مارتنز انجام می‌شود. نمونه در کاپ فلزی بسته قرار می‌گیرد و با نرخ گرمایش استاندارد گرم می‌شود. در فواصل مشخص، شعله کوچک از طریق دریچه وارد شده و واکنش بخارات بررسی می‌شود.
این روش مناسب است برای:
- روغن‌های روانکار مصرف‌شده
- سوخت‌های برگشتی
- مایعات با گرانروی بالا
دستگاه تست نقطه اشتعال بسته پارسیان تکنولوژی، با دقت بالا و طراحی مقاوم، در بسیاری از آزمایشگاه‌ها به عنوان مرجع آزمون استفاده می‌شود.
دستگاه تست نقطه اشتعال باز (Open Cup)
در این روش، مطابق ASTM D92، نمونه در یک کاپ باز تحت هوای آزاد گرم می‌شود. شعله کوچک در فواصل زمانی از سطح نمونه عبور داده می‌شود تا دمای اشتعال ثبت گردد. این روش علاوه بر تعیین نقطه اشتعال، قابلیت اندازه‌گیری نقطه آتش‌گیری را هم دارد.
ویژگی اصلی آن، شبیه‌سازی شرایط نزدیک به محیط واقعی است، که آن را برای مایعات با دمای اشتعال بالا یا ویسکوزیته زیاد مناسب می‌کند. دستگاه تست نقطه اشتعال باز پارسیان تکنولوژی با سیستم کنترل گرمایش دقیق و طراحی ایمن، امکان دستیابی به نتایج پایدار و قابل اعتماد را فراهم می‌آورد.
کاربردهای عملی نتایج تست نقطه اشتعال
نتایج این آزمون، نقش محوری در سیاست‌گذاری ایمنی و تصمیم‌گیری‌های فنی دارند. مهندسان، این داده‌ها را برای انتخاب مواد اولیه، طراحی فرآیندهای صنعتی و تعیین روش‌های ذخیره‌سازی استفاده می‌کنند. در بخش حمل‌ونقل، دانستن نقطه اشتعال یک ماده تعیین می‌کند که آیا باید از تانکرهای عایق‌بندی‌شده یا سیستم تهویه خاص استفاده شود.
علاوه بر این، کنترل کیفیت محصولات شیمیایی و نفتی، به‌ویژه در صنایع تولید روغن موتور، سوخت‌های صنعتی و حلال‌ها، وابسته به این آزمون است. شرکت‌ها با پایش دوره‌ای نقطه اشتعال، می‌توانند تغییرات احتمالی ناشی از آلودگی یا افت کیفیت را شناسایی کنند.در تحقیقات دانشگاهی، داده‌های حاصل از این آزمون به مدل‌سازی رفتار حرارتی مواد کمک می‌کند و مبنایی برای توسعه ترکیبات ایمن‌تر فراهم می‌آورد.
همچنین، سازمان‌های مقررات‌گذار از این نتایج برای طبقه‌بندی مواد خطرناک استفاده می‌کنند تا قوانین حمل‌ونقل و انبارداری را تدوین کنند.بنابراین، آزمون نقطه اشتعال، ابزاری صرفاً آزمایشگاهی نیست، بلکه پلی میان علم و کاربردهای عملی است که در نهایت منجر به ارتقای ایمنی، کاهش خسارات و افزایش بهره‌وری صنعتی می‌شود.
نکات ایمنی و نگهداری کلی دستگاه‌ها
برای اطمینان از صحت نتایج و افزایش طول عمر تجهیزات، رعایت مجموعه‌ای از اقدامات ایمنی ضروری است. نخست، محیط آزمایش باید تهویه مناسب داشته باشد تا از تجمع بخارات قابل اشتعال جلوگیری شود. همچنین، استفاده از تجهیزات حفاظت فردی مانند عینک ایمنی، دستکش مقاوم در برابر حرارت و پیش‌بند آزمایشگاهی، الزامی است.پیش از شروع آزمون، دستگاه باید از نظر سلامت کابل‌ها، اتصالات و سیستم گرمایش بررسی شود.
هرگونه نشتی گاز یا آسیب‌دیدگی قطعات، پیش از کار باید برطرف گردد. دمای محیط نیز نباید از محدوده توصیه‌شده سازنده خارج شود، زیرا می‌تواند بر دقت اندازه‌گیری اثر منفی بگذارد.پس از هر بار استفاده، کاپ نمونه باید کاملاً تمیز و خشک شود تا باقی‌مانده مواد قبلی باعث ایجاد خطا در آزمون بعدی نشود. دستگاه باید در محل خشک و بدون گرد و غبار نگهداری شود و کالیبراسیون ترمومتر طبق برنامه دوره‌ای انجام گیرد.آموزش کامل کاربران در زمینه کار با دستگاه و واکنش در شرایط اضطراری نیز بخشی جدایی‌ناپذیر از فرآیند ایمن‌سازی است.
ثبت و مستندسازی هر آزمون، به‌ویژه در محیط‌های صنعتی، نه تنها به ردیابی کیفیت کمک می‌کند، بلکه در صورت بروز حادثه، شواهد فنی معتبری فراهم می‌آورد.
جمع‌بندی
آزمون نقطه اشتعال، یکی از مهم‌ترین ارکان ارزیابی ایمنی مواد قابل اشتعال است که با استفاده از دستگاه‌های باز و بسته، مطابق استانداردهای معتبر انجام می‌شود. انتخاب روش مناسب، به ماهیت ماده، هدف آزمون و شرایط عملیاتی بستگی دارد.روش بسته، برای موادی با فراریت بالا و حساسیت بیشتر مناسب است و دقت اندازه‌گیری بالاتری ارائه می‌دهد. در مقابل، روش باز، شرایط واقعی‌تری را شبیه‌سازی کرده و برای مایعات با نقطه اشتعال بالا کاربرد دارد.
استفاده از تجهیزات استاندارد، نگهداری صحیح و آموزش کاربران، سه عامل کلیدی در اطمینان از صحت نتایج و ایمنی کار محسوب می‌شوند. با رعایت این اصول، داده‌های به‌دست‌آمده نه تنها به ارتقای ایمنی کمک می‌کنند، بلکه در بهبود کیفیت محصولات و فرآیندهای صنعتی نیز نقش تعیین‌کننده‌ای خواهند داشت.
