引火点
物質の引火点とは、「ある標準化された条件下で、液体が可燃性の蒸気/空気混合物を形成できる量の蒸気を放出する最低の液体温度」である。[ 1 ]
引火点は、自然発火を引き起こす温度である自然発火温度と混同されることがあります。発火点は、発火源が除去された後も蒸気が燃焼し続ける最低温度です。発火点は引火点よりも高い温度です。これは、引火点では蒸気が燃焼を維持するのに十分な速度で生成されない可能性があるためです。[ 2 ]引火点も発火点も発火源の温度に直接依存するわけではありませんが、発火源の温度は引火点や発火点よりもはるかに高く、燃料の温度を通常の周囲温度よりも高くすることで発火を促進する可能性があります。
燃料
引火点は、ガソリンなどの可燃性燃料とディーゼルなどの可燃性燃料を区別するために使用される記述特性です。
また、燃料の火災危険性を特徴付けるためにも用いられます。引火点が37.8℃（100.0℉）未満の燃料は可燃性燃料と呼ばれ、引火点が37.8℃を超える燃料は可燃性燃料と呼ばれます。[ 3 ]
機構
すべての液体には特定の蒸気圧があり、これはその液体の温度の関数で、ボイル・マリオットの法則に従います。温度が上昇すると、蒸気圧も上昇します。蒸気圧が上昇すると、空気中の可燃性または燃焼性液体の蒸気濃度が上昇します。したがって、温度によって、空気中の可燃性液体の蒸気濃度が決まります。空気中で燃焼を継続させるには、可燃性または燃焼性蒸気の特定の濃度、つまり燃焼下限値が必要であり、その濃度は各可燃性または燃焼性液体に固有です。引火点とは、点火源が適用されたときに、燃焼を維持するのに十分な可燃性蒸気が存在する最低温度です。
測定
引火点測定には、基本的に開放カップ式と密閉カップ式の2種類があります。[ 4 ]開放カップ式では、試料は開放カップに入れられ、加熱され、一定間隔で表面に炎が当てられます。測定される引火点は、実際には液面からの炎の高さによって変化し、十分な高さであれば、測定された引火点温度は発火点と一致します。最もよく知られている例は、クリーブランド開放カップ（COC）です。[ 5 ]
密閉カップ試験装置には、ペンスキー・マルテンス式などの非平衡型と、蒸気が液体と温度平衡状態にあるとみなされる平衡型の 2 種類があります。どちらのタイプも、カップは蓋で密閉されており、そこから発火源を投入することができます。密閉カップ試験装置では通常、開放型よりも引火点の値が低く (通常 5～10 °C または 9～18 °F 低い)、蒸気圧が可燃下限値に達する温度により近似します。ペンスキー・マルテンス式引火点試験装置に加えて、TAG や Abel などの非平衡型試験装置があり、どちらも低引火点物質のサンプルを周囲温度より低く冷却できます。 TAG 引火点試験装置は ASTM D56 に準拠しており、撹拌機がありません。一方、Abel 引火点試験装置は IP 170 および ISO 13736 に準拠しており、撹拌モーターを備えているため、試験中にサンプルが撹拌されます。
引火点は、基本的な物理的パラメータではなく、経験的な測定値です。測定値は、機器や試験プロトコル（自動試験装置における昇温速度、サンプルの平衡化に要する時間、サンプル量、サンプルの撹拌の有無など）によって異なります。
液体の引火点測定方法は多くの規格で規定されています。例えば、ペンスキー・マルテンス密閉カップ法による試験は、 ASTM D93、IP34、ISO 2719、DIN 51758、JIS K2265、AFNOR M07-019に詳細が記載されています。小型密閉カップ法による引火点測定は、ASTM D3828およびD3278、EN ISO 3679および3680、IP 523および524に詳細が記載されています。
CEN/TR 15138 引火点試験ガイドおよび ISO TR 29662 引火点試験ガイダンスでは、引火点試験の主要な側面について説明しています。
例
| 燃料 | 引火点 | 自然発火温度 |
|---|---|---|
| エタノール（70％） | 16.6℃（61.9℉）[ 6 ] | 363℃（685℉）[ 6 ] |
| コールマン燃料（ホワイトガス） | −4℃（25℉）[ 7 ] | 215℃（419℉）[ 7 ] |
| ガソリン | −43℃（−45℉）[ 8 ] | 280℃（536℉）[ 9 ] |
| ディーゼル（2D） | >52℃（126℉）[ 8 ] | 210℃（410℉）[ 9 ] |
| ジェット燃料（A/A-1） | >38℃（100℉） | 210℃（410℉） |
| 灯油 | >38℃（100℉） | 210℃（410℉） |
| 植物油（キャノーラ油） | 327℃（621℉） | 424℃（795℉）[ 10 ] |
| バイオディーゼル | >130℃（266℉） |
ガソリンは、火花点火エンジンで使用される燃料です。燃料は可燃性限界内で空気と混合され、圧縮加熱され、ボイルの法則に従って引火点以上まで加熱された後、点火プラグによって点火されます。点火するには、燃料の引火点は低くなければなりませんが、高温の燃焼室内の残留熱による過早着火を避けるため、燃料は高い自然発火温度を有していなければなりません。
ディーゼル燃料の引火点は52～96℃（126～205℉）です。ディーゼルは圧縮着火エンジンに適しています。空気は燃料の自己発火温度を超えるまで圧縮され、高圧噴霧として噴射されます。これにより、燃料と空気の混合気が可燃性限界内に保たれます。ディーゼル燃料エンジンには点火源（ガソリンエンジンのスパークプラグなど）がないため、ディーゼル燃料の引火点は高くても構いませんが、自己発火温度は低くなければなりません。
ジェット燃料の引火点は燃料の組成によっても異なります。Jet AとJet A-1の引火点はどちらも38～66℃（100～151°F）で、市販の灯油の引火点に近いです。一方、Jet BとJP-4の引火点はどちらも-23～-1℃（-9～30°F）です。
標準化
物質の引火点は、1938年にサウスシールズのTLエインズリー（T.L. Ainsley）が出版した「石油の海上輸送」（P. Jansen船長）に記載・定義された標準試験方法に従って測定されます。この試験方法では、測定に必要な装置、主要な試験パラメータ、操作者または自動装置が従う手順、そして試験方法の精度が規定されています。標準試験方法は、多くの国内外の委員会や組織によって策定・管理されています。主要な3つの機関は、CEN/ISO引火点合同作業部会（JWG-FP）、ASTM D02.8B可燃性セクション、そして米国エネルギー協会のTMS SC-B-4可燃性パネルです。
参照
参考文献
- ^ 「IEC 60079-10-1:2020」。
- ^海上石油輸送、ジャンセン・アンド・ヘイズ、エインズリー、サウス・シールズ 1938年
- ^ 「可燃性液体の使用と保管｜環境衛生安全｜アイオワ州立大学」 www.ehs.iastate.edu 2021年11月10日閲覧。
- ^ジャンセンとハイアムズ.pp62
- ^「クリーブランドオープンカップ試験機による引火点および発火点の標準試験方法」 ASTM.org
- ^ a b「エタノールMSDS」（PDF）Nafaa.org。2019年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年1月4日閲覧。
- ^ a b「コールマン燃料MSDS」（PDF） farnell.com/。2019年11月3日閲覧。
- ^ a b「引火点 — 燃料」 . Engineeringtoolbox.com . 2014年1月4日閲覧。
- ^ a b「燃料と化学物質 - 自動発火温度」 . Engineeringtoolbox.com . 2014年1月4日閲覧。
- ^ Buda-Ortins, Krystyna. 「調理油の自動着火」（PDF） . Drum.lib.umd.edu .
