Взрывоопасная концентрация водорода в воздухе

Газоанализаторы водорода.

Водород (H 2 ), его воздействие на человека и приборы, контролирующие его содержание в воздухе.

Водород (Н ₂ ) — химический элемент с атомным номером 1, в обычных условиях бесцветный газ, без вкуса и запаха, по виду не отличающийся от воздуха. Водород (Н ₂ ) — самый распространённый элемент во Вселенной. На его долю приходится около 92 % всех атомов (8 % составляют атомы гелия, доля всех остальных вместе взятых элементов — менее 0,1 %). Таким образом, водород (Н ₂ ) — основная составная часть звёзд и межзвёздного газа. В условиях звёздных температур (например, температура поверхности Солнца

6000 °C) водород (Н ₂ ) существует в виде плазмы, в межзвёздном пространстве этот элемент существует в виде отдельных атомов и ионов. Водород Н ₂ ) входит в состав практически всех органических веществ и присутствует во всех живых клетках. В живых клетках по числу атомов на водород (Н ₂ ) приходится почти 50 %.

Водород (Н ₂ ) при смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь — так называемый гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при объёмном отношении водорода (Н ₂ ) и кислорода 2:1, или водорода (Н ₂ ) и воздуха приближённо 2:5, так как в воздухе кислорода содержится примерно 21 %. Взрывоопасные концентрации водорода (Н ₂ ) с кислородом возникают от 4 % до 96 % объёмных. При смеси с воздухом от 4 % до 75(74) % объёмных.

Основные виды сырья для промышленного производства водорода (Н2) — природный газ (метан), жидкие и твердые горючие ископаемые, вода. Наибольшее количество водорода (Н ₂ ) получают паровой конверсией природного газа.

Нижний концентрационный предел распространения пламени НКПР водорода (Н ₂ ) — 4,09 % об.

Верхний концентрационный предел распространения пламени ВКПР водорода (Н ₂ ) — 75 % об.

Перечень приборов, контролирующих содержание водорода (Н 2 ) достаточно широк. Чтобы сделать оптимальный выбор, Вам нужно понимать следующее:

• если Вам нужен постоянный контроль в каком-либо помещении, то это должен быть стационарный газоанализатор или газосигнализатор водорода (Н ₂ );
• если Вы хотите вести периодический контроль загазованности и не зависеть от источников питания, то Вам надо выбирать переносных моделей газоанализаторов / газосигнализаторов;
• если Вам необходим точный контроль содержания водорода (Н ₂ ), то выбирать нужно среди газоанализаторов;
• если Вам будет достаточно, того, что прибор сигнализирует при достижении опасного порога, то обратите свое внимание на сигнализаторы и газосигнализаторыводорода (Н ₂ ).

Стационарными газоанализаторами / газосигнализаторами на водород (Н ₂ ) оснащаются помещения, где хранятся мощные аккумуляторы (аккумуляторные, зарядные). Так как при хранении аккумуляторных батарей выделяется водород (Н ₂ ) и скапливается под потолком, создавая взрывоопасную ситуацию.

Согласно требованиям нормативных документов ТУ-ГАЗ-86 «Требования к установке датчиков сигнализаторов и газоанализаторов» и ВСН 64-86 «Методические указания по установке сигнализаторов и газоанализаторов контроля довзрывоопасных и предельно допустимых концентраций химических веществ в воздухе производственных помещений», количество необходимых датчиков рассчитывается исходя из формулы — 1 датчик на 100 м2 для горючих газов, но не менее 1-го датчика на помещение.

Довзрывная концентрация (ДВК) содержания водорода (Н ₂ ) в воздухе рабочей зоны контролируется 2-мя порогами сигнализации: первый порог ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЙ — 0,4 %об. (10 %НКПР) и второй порог АВАРИЙНЫЙ 0,8 %об. (20 %НКПР).

Чтобы определить на какой высоте нужно устанавливать датчик, нужно рассчитать молярную массу вещества по химической формуле. Значения относительных атомных масс для расчета: H=1, C=12, N=14, O=16 г/моль. Молярная масса воздуха, состоящего из 20,9 % объемных долей кислорода O2 (M = 2*16 = 32 г/моль) и 79,1 % объемных долей азота N2 (M = 2*14 = 28 г/моль), составляет 0,209*32 + 0,791*28 = 28,836 г/моль. Значит любое вещество с молярной массой менее 28,836 г/моль легче воздуха. Молярная масса ВОДОРОДА (его формула H₂ ) M=1*2=2 г/моль. Водород значительно легче воздуха (плавучий газ), поэтому он будет подниматься в верхнюю часть помещения и датчики надо ставить вблизи потолка.

Ниже в таблице представлены модели газоанализаторов, газосигнализаторов, сигнализаторов, датчиков контролирующих содержание водорода (Н ₂ ) в воздухе.

Доставка приборов осуществляется по территории Российской Федерации посредством транспортных компаний Деловые Линии и ЖелДорЭкспедиция, в отдельных случаях — службами доставки Даймекс или PONY EXPRESS.

На всю представленную продукцию распространяются гарантийные обязательства Завода — Производителя.

ДОСТАВКА ПО РОССИИ

Уфа
Москва
Санкт-Петербург
Абакан
Адлер
Альметьевск
Ангарск
Апатиты
Анадырь
Анапа
Арзамас
Армавир
Архангельск
Асбест
Астрахань
Ачинск
Балаково
Балашиха
Барнаул
Белгород
Белорецк
Бердск
Белогорск
Березники
Бийск
Биробиджан
Благовещенск
Борисоглебск
Боровичи
Братск
Брянск
Бузулук
Великие Луки
Великий Новгород
Владивосток
Владикавказ
Владимир
Волгоград
Волгодонск
Волжский
Вологда
Воркута
Воронеж
Воскресенск
Воткинск
Всеволожск
Выборг
Гатчина
Глазов
Грозный
Дзержинск
Димитровград
Дмитров
Ейск
Екатеринбург
Зеленоград
Златоуст
Иваново
Ижевск
Иркутск
Ишимбай
Йошкар-Ола
Казань
Калининград
Калуга
Каменск-Уральский
Каменск-Шахтинский
Камышин
Качканар
Кемерово
Керчь
Кипарисово
Киров
Кирово-Чепецк
Клин
Клинцы
Ковров
Коломна
Комсомольск-на-Амуре
Кострома
Котлас
Красногорск
Краснодар
Краснокамск
Кузнецк
Курган
Курск
Кызыл
Лабытнанги
Ленинск-Кузнецкий
Ливны
Липецк
Магадан
Магнитогорск
Майкоп
Махачкала
Миасс
Мурманск
Муром
Набережные Челны
Находка
Нальчик
Нерюнгри
Нефтекамск
Нефтеюганск
Нижневартовск
Нижнекамск
Нижний Тагил
Нижний Новгород
Новокузнецк
Новомосковск
Новороссийск
Новосибирск
Новочебоксарск
Новочеркасск
Новый Уренгой
Ногинск
Ноябрьск
Обнинск
Октябрьский
Омск
Оренбург
Орск
Орёл
Пенза
Первоуральск
Пермь
Петрозаводск
Подольск
Петропавловск
Псков
Пятигорск
Рославль
Россошь
Ростов-на-Дону
Рыбинск
Рубцовск
Рязань
Салават
Салехард
Самара
Саранск
Саратов
Сахалинск
Севастополь
Северодвинск
Сергиев Посад
Серов
Серпухов
Симферополь
Смоленск
Солнечногорск
Сосногорск
Сочи
Ставрополь
Старый Оскол
Стерлитамак
Сургут
Сызрань
Сыктывкар
Таганрог
Тамбов
Тверь
Тобольск
Тольятти
Томск
Тула
Тюмень
Улан-Удэ
Ульяновск
Усинск
Уссурийск
Усть-Кут
Усть-Илимск
Ухта
Хабаровск
Ханты-Мансийск
Чайковский
Чебоксары
Челябинск
Череповец
Чехов
Черкесск
Чита
Шахты
Энгельс
Южно-Сахалинск
Якутск
Ялта
Ярославль

Взрывоопасная концентрация водорода в воздухе

ГОСТ Р 51673-2000

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОДОРОД ГАЗООБРАЗНЫЙ ЧИСТЫЙ

Gaseous pure hydrogen.
Specifications

Дата введения 2002-01-01

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт химического машиностроения» (ФГУП НИИХИММАШ), Закрытым акционерным обществом «Научно-техническое агентство «Наука»» (ЗАО НТА «Наука»), Акционерным обществом «Государственный институт азотной промышленности» (АО «ГИАП»)

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 294 «Водород»

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 28 ноября 2000 г. N 318-ст

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на газообразный чистый водород, применяемый в ракетно-космической технике, в хроматографии, в процессах термообработки металлопродукции, при получении ультрадисперсных металлических порошков и особо чистых металлов, спекании изделий из порошковых материалов, изготовлении изделий электронной техники, нейтрализаторов выхлопных газов автомобилей и других отраслях промышленности и научных исследованиях.

Молекулярная масса (по международным атомным массам 1987 г.) — 2,016.

Требования по безопасности изложены в 4.4 и 4.5.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.010-76 Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.011-78* Система стандартов безопасности труда. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний

* На территории Российской Федерации действуют ГОСТ Р 51330.11-99, ГОСТ Р 51330.2-99, ГОСТ Р 51330.5-99 и ГОСТ Р 51330.19-99, здесь и далее по тексту. — Примечание «КОДЕКС».

ГОСТ 12.1.018-93 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.4.124-83 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования

ГОСТ 949-73 Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на 19,6 МПа (200 кгс/см ). Технические условия

ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия

ГОСТ 3022-80 Водород технический. Технические условия

ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 12247-80 Баллоны стальные бесшовные большого объема для газов на 31,4 и 39,2 МПа (320 и 400 кгс/см ). Технические условия

ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов

ГОСТ 17433-80 Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности

ГОСТ 19433-88 Грузы опасные. Классификация и маркировка

3 Определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применяют следующий термин с соответствующим определением:

контейнер: Пакет баллонов, объединенных общим коллектором и установленных на общей раме, изготовленных в соответствии с конструкторской документацией, утвержденной в установленном порядке.

3.2 В настоящем стандарте применяют следующее сокращение:

об. — объемная доля.

4 Технические требования

4.1 Газообразный чистый водород должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

4.2 Характеристики

4.2.1 Газообразный чистый водород в сжатом состоянии выпускают высшего, первого и второго сортов. Коды ОКП приведены в приложении А.

4.2.2 Газообразный чистый водород по физико-химическим показателям должен соответствовать значениям, указанным в таблице 1.

1 Объемная доля водорода в пересчете на сухой газ, %, не менее

2 Суммарная объемная доля кислорода и аргона, %, не более

3 Объемная доля азота, %, не более

4 Объемная доля метана, %, не более

5 Объемная доля паров воды, %, не более

4.3 Сырьем для получения газообразного чистого водорода является технический водород по ГОСТ 3022, получаемый электролитическим разложением воды с последующим его сжатием и очисткой.

4.4 Маркировка

4.4.1 Маркировка и окраска баллонов (контейнеров) должны соответствовать требованиям [1].

4.4.2 Транспортная маркировка — по ГОСТ 14192 с нанесением на маркировочный ярлык манипуляционного знака «Беречь от нагрева», а также знаков опасности по ГОСТ 19433 (класс опасности 2, подкласс 2.3, классификационный шифр 2311), номер ООН — 1049.

4.5 Упаковка

4.5.1 Газообразным чистым водородом соответствующего сорта наполняют специально подготовленные баллоны вместимостью 40 и 50 дм по ГОСТ 949 под давлением (14,7±0,5) МПа [(150±5) кгс/см ] при 20 °С или стальные бесшовные баллоны большого объема по ГОСТ 12247 под давлением (39,2±1,0) МПа [(400±10) кгс/см ] при 20 °С, или контейнеры.

Давление газа в баллоне (контейнере) измеряют манометром по ГОСТ 2405 класса точности не ниже 1,5.

4.5.2 Для газообразного чистого водорода используют баллоны с мембранными или сальниковыми вентилями.

5 Требования безопасности

5.1 Водород — бесцветный горючий газ без запаха. Плотность водорода при нормальных условиях — 0,0899 кг/м , плотность по воздуху — 0,0695.

Водород физиологически инертен, при высоких концентрациях вызывает удушье; коррозионно неактивен, диффундирует через нагретые металлы и растворяется в них; при нормальных условиях химически малоактивен, термически устойчив. Химическая активность водорода увеличивается при повышении температуры, под действием ультрафиолетового и радиоактивного излучений.

5.2 В смеси с воздухом и кислородом водород пожаровзрывоопасен, что обусловлено низким значением минимальной энергии зажигания водородно-воздушной смеси (0,017 мДж), высоким значением минимальной теплоты сгорания (121000 кДж/кг) и широкой областью горения и детонации.

Концентрационные пределы распространения пламени для водородно-воздушной смеси — 4,12%-75% об., для водородно-кислородной смеси — 4,1%-96% об.

Температура самовоспламенения водородно-воздушной смеси — 510 °С.

Смеси водорода с воздухом относятся к категории взрывоопасности IIC, группе взрывоопасности Т1 по ГОСТ 12.1.011.

5.3 Показатели пожаровзрывоопасности водорода определены по ГОСТ 12.1.044.

5.4 Взрывобезопасность производственных процессов, включая транспортирование и хранение, — по ГОСТ 12.1.010.

5.5 Пожарная безопасность процессов производства, переработки, хранения и транспортирования — по ГОСТ 12.1.004.

5.6 Электробезопасность производственных процессов — по ГОСТ 12.1.019.

5.7 Пожаровзрывобезопасность статического электричества — по ГОСТ 12.1.018.

5.8 Средства защиты от статического электричества — по ГОСТ 12.4.124.

6 Требования охраны окружающей среды

6.1 Газообразный чистый водород не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.

7 Правила приемки

7.1 Газообразный чистый водород принимают партиями. Партией считают любое количество однородного по своим показателям качества продукта в одном баллоне (контейнере), сопровождаемого одним документом о качестве.

7.2 Документ о качестве должен содержать:

— наименование предприятия-изготовителя или его товарный знак;

С чем водород образует взрывчатую смесь?

Водород

Водород — бесцветный горючий газ без запаха. Плотность водорода при нормальных условиях равна 0,09 кг/м3; плотность по воздуху — 0,07 кг/м3; теплота сгорания-28670 ккал/кг; минимальная энергия зажигания — 0,017 мДж. С воздухом и кислородом образует взрывоопасную смесь. Смесь с хлором (1:1) на свету взрывается; с фтором водород соединяется со взрывом в темноте; смесь с кислородом (2:1)-гремучий газ. Пределы взрываемости: с воздухом 4 — 75 об. %, с кислородом 4,1 — 96 об. %.

В день, когда его запасы иссякнут, жизнь во Вселенной прекратится. Вещество, без которого жизнь невозможна, «сидит» в самом центре нашей планеты — в ядре и вокруг него, и оттуда «мигрирует» наружу. Этот газ — начало всех начал. Его название — «водород».
Водород находится в самом центре нашей планеты – в ядре и вокруг него. Далее идет плотная мантия. Но этот газ спокойно мигрирует через толщу горных пород. Когда Земля была молода, водорода в глубинах имелось значительно.

Этот газ находится в самом центре нашей планеты – в ядре и вокруг него. Далее идет плотная мантия. Но этот газ спокойно мигрирует через толщу горных пород. Когда Земля была молода, водорода в глубинах имелось значительно больше, и из глубин он уходил наружу по всей Земле. Когда же его стало меньше, процесс относительно стабилизировался, и он стал «выходить» по особым зонам, вдоль разломов океанических хребтов.

Конечно, современная жизнь на Земле возникла при определенном потенциале кислорода. Но если быть объективным, то началом всех начал на нашей планете мы обязаны водороду. Именно процесс его поступления из недр Земли, а не углерода, как было принято считать раньше, и стал источником зарождения жизни.

Водород и Вселенная

Обычно для того, чтобы подчеркнуть значение того или иного элемента, говорят: если бы его не было, то случилось бы то-то и то-то. Но, как правило, это не более чем риторический прием. А вот водорода может когда-нибудь действительно не.

Введение

Водород – в нормальных условиях представляет собой горю¬чий газ без цвета и запаха. Это один из самых легких газов, он в 14,5 раза легче воздуха. С воздухом и кислородом водород может образовывать взрывчатую смесь (так называемый гремучий газ).

Получают водород электролизом воды, методом глубокого охлаждения газовых смесей, содержащих водород, разложением водяного пара при пропускании его через слой раскаленного железа и другими способами. Также возможно его получение в специальных водородных генераторах путем воздействия серной кислоты на железную стружку и цинк.

Водород, применяемый для сварочных работ, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 3022-80.

Водородно-кислородное пламя – синего цвета и не имеет четких очертаний характерных зон, что затрудняет его регулировку.

В чистом виде водород для газопламенной обработки металлов применяется сравнительно редко. Чаще всего он является одним из компонентов составного горючего газа.

Общие сведения и методы получения

Водород (Н) — химический элемент, расположенный в Периодической системе или в 1, или в VII группах. Двойственное положение водорода определяется особенностями его электронного строения и проявляемыми в соединениях степенями окисления (см. Физические свойства). В связи с тем что при степени окисления +1 водород не является аналогом подгруппы лития, мы приняли решение поместить его в VII группу.

В обычных условиях водород — газ без цвета, запаха и вкуса.

В трудах химиков XVI и XVII вв. неоднократно упоминалось о вы делении горючего газа при действии кислот на металлы. В 1766 г. Ка-вендиш (Англия) собрал и исследовал выделяющийси газ, назвав его «горючий воздух». В 1787 г. Лавуазье определил «горючий воздух» как новый химический элемент. Современное русское название «водород» было предложено Соловьевым в 1824 г.

Широко распространен в природе. Соединения водорода в земной коре (литосфера и гидросфера) составляют 1 % (по.

ВОДОРОД (лат. Hydrogenium), H, химический элемент с атомным номером 1, атомная масса 1,00794. Химический символ водорода Н читается в нашей стране «аш», как произносится эта буква по-французски.

Природный водород состоит из смеси двух стабильных нуклидов с массовыми числами 1,007825 (99,985 % в смеси) и 2,0140 (0,015 %). Кроме того, в природном водороде всегда присутствуют ничтожные количества радиоактивного нуклида — трития 3Н (период полураспада Т1/2=12,43 года). Так как в ядре атома водорода содержится только 1 протон (меньше в ядре атома элемента протонов быть не может), то иногда говорят, что водород образует естественную нижнюю границу периодической системы элементов Д. И. Менделеева (хотя сам элемент водород расположен в самой верхней части таблицы). Элемент водород расположен в первом периоде таблицы Менделеева. Его относят и к 1-й группе (группе IА щелочных металлов), и к 7-й группе (группе VIIA галогенов).

Массы атомов у изотопов водорода различаются между.

Взрывоопасная смесь водорода с воздухом в аппаратуре образовалась в результате того, что во время пуска печи синтеза хлористого водорода в абсорбер был подан газ, содержащий большеэ количество водорода.

Взрывоопасная смесь водорода с Еоздухом и аппаратуре образовалась в результате того, что во время пуска печи синтеза хлористого водорода в абсорбер был подан газ, содержащий большее количество водорода.

Взрывоопасные смеси водорода с воздухом могут образоваться в катодном пространстве электролизеров, коллекторах для водорода и в аппаратах, заполняемых водородом в период пуска группы или серии электролизеров.

Взрывоопасные смеси водорода с хлором могут образоваться в процессе гидролиза хлора, протекающем при заполнении жидким хлором танков и передвижной тары, неосушенных или недостаточно хорошо осушенных от влаги в процессе подготовки к проведению сливо-наливных операций. Взрывоопасные газовые смеси образуются также при содержании в жидком хлоре больших.

Водород — горючий газ, он может сгорать на воздухе. В смеси водорода с кислородом при комнатной температуре реакция не протекает. Однако при поджигании смеси происходит реакция со взрывом. Если объемы водорода и кислорода находятся в соотношении 2:1, то происходит сильный взрыв. Такую смесь называют гремучим газом.

Чистый водород в пробирке сгорает с тихим звуком. Если же водород смешан с воздухом, то он взрывается с лающим звуком, такая смесь опасна. При поджигании водорода пробирку держат вверх дном, так как водород легче воздуха.

При горении водорода температура поднимается до 3000 °C.

В результате реакции горения водорода образуется вода:

Помимо кислорода при нагревании водород реагирует с такими неметаллами как хлор, сера, углерод:

H2 + S = H2S (сероводород)

При действии катализаторов и повышенном давлении водород реагирует с азотом.

Водород способен замещать металлы в ряде оксидов, тем самым.

ГОСТ Р 51673-2000 Водород газообразный чистый. Технические условия

ГОСТ Р 51673-2000

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОДОРОД ГАЗООБРАЗНЫЙ ЧИСТЫЙ

Технические условия

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт химического машиностроения» (ФГУП НИИХИММАШ), Закрытым акционерным обществом «Научно-техническое агентство «Наука»» (ЗАО НТА «Наука»), Акционерным обществом «Государственный институт азотной промышленности» (АО «ГИАП»)

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 294 «Водород»

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 28 ноября 2000 г. № 318-ст

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения . 1

2 Нормативные ссылки . 2

3 Определения и сокращения . 2

4 Технические требования . 2

5 Требования безопасности . 3

6 Требования охраны окружающей среды .. 3

7 Правила приемки . 3

8 Методы контроля . 4

9 Транспортирование и хранение . 5

10 Указания по применению .. 5

11 Гарантии изготовителя . 6

Приложение А Коды ОКП газообразного чистого водорода . 6

Приложение Б Библиография . 6

ГОСТ Р 51673-2000

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОДОРОД ГАЗООБРАЗНЫЙ ЧИСТЫЙ

Технические условия

Gaseous pure hydrogen.
Specifications

Дата введения 2002-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на газообразный чистый водород, применяемый в ракетно-космической технике, в хроматографии, в процессах термообработки металлопродукции, при получении ультрадисперсных металлических порошков и особо чистых металлов, спекании изделий из порошковых материалов, изготовлении изделий электронной техники, нейтрализаторов выхлопных газов автомобилей и других отраслях промышленности и научных исследованиях.

Молекулярная масса (по международным атомным массам 1987 г.) — 2,016.

Требования по безопасности изложены в 4.4 и 4.5.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.010-76 Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.011-78 Система стандартов безопасности труда. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний

ГОСТ 12.1.018-93 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.4.124-83 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования

ГОСТ 949-73 Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Р _p £ 19,6 МПа (200 кгс/см 2 ). Технические условия

ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия

ГОСТ 3022-80 Водород технический. Технические условия

ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 12247-80 Баллоны стальные бесшовные большого объема для газов на Р _p 31,4 и 39,2 МПа (320 и 400 кгс/см 2 ). Технические условия

ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов

ГОСТ 17433-80 Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности

ГОСТ 19433-88 Грузы опасные. Классификация и маркировка

3 Определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применяют следующий термин с соответствующим определением:

контейнер: Пакет баллонов, объединенных общим коллектором и установленных на общей раме, изготовленных в соответствии с конструкторской документацией, утвержденной в установленном порядке.

3.2 В настоящем стандарте применяют следующее сокращение:

об. — объемная доля.

4 Технические требования

4.1 Газообразный чистый водород должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

4.2 Характеристики

4.2.1 Газообразный чистый водород в сжатом состоянии выпускают высшего, первого и второго сортов. Коды ОКП приведены в приложении А.

4.2.2 Газообразный чистый водород по физико-химическим показателям должен соответствовать значениям, указанным в таблице 1.

1 Объемная доля водорода в пересчете на сухой газ, %, не менее

2 Суммарная объемная доля кислорода и аргона, %, не более

3 Объемная доля азота, %, не более

4 Объемная доля метана, %, не более

5 Объемная доля паров воды, %, не более

4.3 Сырьем для получения газообразного чистого водорода является технический водород по ГОСТ 3022, получаемый электролитическим разложением воды с последующим его сжатием и очисткой.

4.4 Маркировка

4.4.1 Маркировка и окраска баллонов (контейнеров) должны соответствовать требованиям [ 1].

4.4.2 Транспортная маркировка — по ГОСТ 14192 с нанесением на маркировочный ярлык манипуляционного знака «Беречь от нагрева», а также знаков опасности по ГОСТ 19433 (класс опасности 2, подкласс 2.3, классификационный шифр 2311), номер ООН — 1049.

4.5 Упаковка

4.5.1 Газообразным чистым водородом соответствующего сорта наполняют специально подготовленные баллоны вместимостью 40 и 50 дм 3 по ГОСТ 949 под давлением (14,7±0,5) МПа [(150±5) кгс/см 2 ] при 20 ° С или стальные бесшовные баллоны большого объема по ГОСТ 12247 под давлением (39,2±1,0) МПа [(400±10) кгс/см 2 ] при 20 ° С, или контейнеры.

Давление газа в баллоне (контейнере) измеряют манометром по ГОСТ 2405 класса точности не ниже 1,5.

4.5.2 Для газообразного чистого водорода используют баллоны с мембранными или сальниковыми вентилями.

5 Требования безопасности

5.1 Водород — бесцветный горючий газ без запаха. Плотность водорода при нормальных условиях — 0,0899 кг/м 3 , плотность по воздуху — 0,0695.

Водород физиологически инертен, при высоких концентрациях вызывает удушье; коррозионно неактивен, диффундирует через нагретые металлы и растворяется в них; при нормальных условиях химически малоактивен, термически устойчив. Химическая активность водорода увеличивается при повышении температуры, под действием ультрафиолетового и радиоактивного излучений.

5.2 В смеси с воздухом и кислородом водород пожаровзрывоопасен, что обусловлено низким значением минимальной энергии зажигания водородно-воздушной смеси (0,017 мДж), высоким значением минимальной теплоты сгорания (121000 кДж/кг) и широкой областью горения и детонации.

Концентрационные пределы распространения пламени для водородно-воздушной смеси — 4,12 % — 75 % об., для водородно-кислородной смеси — 4,1 % -96 % об.

Температура самовоспламенения водородно-воздушной смеси — 510 °С.

Смеси водорода с воздухом относятся к категории взрывоопасности IIC , группе взрывоопасности Т1 по ГОСТ 12.1.011.

5.3 Показатели пожаровзрывоопасности водорода определены по ГОСТ 12.1.044.

5.4 Взрывобезопасность производственных процессов, включая транспортирование и хранение, — по ГОСТ 12.1.010.

5.5 Пожарная безопасность процессов производства, переработки, хранения и транспортирования — по ГОСТ 12.1.004.

5.6 Электробезопасность производственных процессов — по ГОСТ 12.1.019.

5.7 Пожаровзрывобезопасность статического электричества — по ГОСТ 12.1.018.

5.8 Средства защиты от статического электричества — по ГОСТ 12.4.124.

6 Требования охраны окружающей среды

6.1 Газообразный чистый водород не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.

7 Правила приемки

7.1 Газообразный чистый водород принимают партиями. Партией считают любое количество однородного по своим показателям качества продукта в одном баллоне (контейнере), сопровождаемого одним документом о качестве.

7.2 Документ о качестве должен содержать:

— наименование предприятия-изготовителя или его товарный знак;

— наименование продукта, сорт;

— номер баллона (контейнера);

— объем газообразного чистого водорода, м 3 ;

— давление в пересчете на 20 °С;

— результаты анализов или подтверждение о соответствии продукта требованиям настоящего стандарта;

— обозначение настоящего стандарта.

7.3 Показатели качества продукта по таблице 1 и давление определяют в каждом баллоне (контейнере).

7.4 При получении неудовлетворительных результатов хотя бы по одному из показателей проводят повторный анализ продукта. При получении неудовлетворительных результатов при повторном анализе партию продукта бракуют.

8 Методы контроля

8.1 Отбор проб

Пробу водорода для анализа отбирают из баллона (контейнера) непосредственно в прибор для анализа посредством сильфонного, мембранного или с обдуваемым сальником регулирующего устройства и соединительной трубки из нержавеющей стали.

8.2 Определение объемной доли водорода в пересчете на сухой газ

Объемную долю водорода в пересчете на сухой газ X, %, вычисляют по разности между 100 и суммой объемных долей примесей по формуле

, (1)

где Х₁ — суммарная объемная доля кислорода и аргона, %;

Х ₂ — объемная доля азота, %;

Х ₃ — объемная доля метана, %.

8.3 Определение суммарной объемной доли кислорода и аргона, объемных долей азота и метана хроматографическим методом

8.3.1 Хроматографический метод

8.3.1.1 Сущность метода

Метод основан на предварительном извлечении и концентрировании из анализируемого газа определяемых примесей низкотемпературной адсорбцией, последующем газохроматографическом разделении и детектировании по теплопроводности.

В качестве газа-носителя используют анализируемый газ.

8.3.1.2 Аппаратура и материалы

Хроматограф для анализа микропримесей в водороде серии «Луч», оснащенный:

— детектором по теплопроводности;

— персональным компьютером с программным обеспечением для регистрации и обработки хроматографической информации методом абсолютной градуировки.

Азот жидкий технический по ГОСТ 9293, первый сорт.

Воздух сжатый, класс загрязненности 1 по ГОСТ 17433.

Метан газообразный [ 2].

8.3.1.3 Подготовка к анализу

Подготовку к анализу проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматографа:

— регенерируют в токе воздуха концентрирующую колонку при температуре (473±5) К и разделительную — при температуре (623±5) К;

— градуируют хроматограф путем ввода в разделительную колонку микродоз воздуха и метана;

— определяют градуировочные коэффициенты по площадям зарегистрированных пиков кислорода с аргоном, азота и метана.

8.3.1.4 Проведение анализа

В хроматограф подают анализируемый водород и вводят в разделительную колонку примеси, сконцентрированные из объема пробы номинальным значением 150 см 3 . Регистрируют информационные параметры пиков аналогично градуировке и определяют значения объемных долей примесей.

8.3.1.5 Обработка результатов

За результат анализа принимают значение вычисленной объемной доли примеси, округленное до первого десятичного знака после запятой.

8.3.2 Допускается проводить анализ с применением других хроматографов, обеспечивающих нижний предел измерений не менее 0,8, а верхний — не менее 1,2 от значения нормы объемной доли определяемой примеси.

8.3.3 При разногласиях в оценке объемных долей определяемых примесей анализ проводят с применением хроматографа серии «Луч».

8.4 Определение объемной доли паров воды

8.4.1 Конденсационный метод

8.4.1.1 Сущность метода

Метод основан на измерении температуры насыщения газа парами воды при появлении росы на охлажденной зеркальной поверхности.

Прибор конденсационного типа с пороговой чувствительностью не выше 0,00015 %.

8.4.1.3 Проведение анализа

В прибор подают анализируемый водород и измеряют температуру насыщения (°С).

8.4.1.4 Обработка результатов

Объемную долю паров воды в соответствии с найденной температурой насыщения определяют по таблице 2.

Верхний и нижний предел для взрывоопасных газов (LEL и UEL)

Нижний предел взрываемости (LEL) — это минимальная концентрация определенного горючего газа, необходимого для воспламенения при сгорании при контакте с кислородом (воздухом). Если концентрация газа ниже значения LEL, смесь между самим газом и воздухом слишком слабая, чтобы воспламениться. Верхний предел взрываемости (UEL) — это максимальный уровень концентрации газа, который будет гореть при смешивании с кислородом; когда концентрация газа выше значения UEL для газа / пара, смесь становится слишком «маслянистой», чтобы воспламениться или взорваться.

LEL и UEL: Почему это важно?

Диапазон между нижним и верхним пределами взрываемости (LEL / UEL%) определяется как диапазон воспламеняемости конкретного взрывоопасного и горючего газа.

Примеры LEL для обычных газов:

• LEL для водорода: 4,0
• LEL для метана: 5,0

Риск взрыва горючих газов должен тщательно регулироваться на любой производственной площадке, работающей с газами.

Чтобы вызвать взрыв, необходимо одновременно выполнить три условия:

1. Наличие горючего газа, топливного элемента, в определенной концентрации.
2. Присутствие кислорода.
3. Наличие искрового элемента (который зажигает два элемента).

Соотношение топлива и кислорода, необходимых для взрыва, зависит от типа горючего газа. Газы воспламеняются только при смешивании с воздухом в определенном диапазоне концентраций. Если газ смешивается с кислородом в слишком низких или слишком высоких концентрациях, газ не будет воспламеняться и взрываться.

Нижние и верхние значения взрыва (LEL и UEL) определяют необходимый уровень концентрации по типу газа.

Взрывы будут иметь место при концентрациях газа в пределах LEL и значения UEL, не выше и не ниже, а максимальная мощность взрыва будет равна концентрации в средней точке диапазона воспламенения.

Таблица LEL UEL

(Примечание: значения LEL / UEL основаны на комнатной температуре и атмосферном давлении, зажигание запускается трубкой диаметром 2 дюйма).

Когда температура, давление и воспламенение увеличиваются, пределы взрываемости по газу изменяются.

Значения определяются опытным путем и могут изменяться в зависимости от источника информации. Нижний и верхний пределы взрываемости по газу:

LEL Gas	LEL %	UEL %
Ацетон	2,6	13,0
Ацетилен	2,5	100,0
Акрилонитрил	3,0	17
Аллены	1,5	11,5
Аммиак	15,0	28,0
Бензол	1,3	7,9
1,3-бутадиен	2,0	12,0
Бутан	1,8	8,4
Н-бутанол	1,7	12,0
1-бутен	1,6	10,0
Цис-2-бутен	1,7	9,7
Транс-2-бутен	1,7	9,7
Бутилацетат	1,4	8,0
Угарный газ	12,5	74,0
Карбонил сульфид	12,0	29,0
Хлоротрифлуороэтилен	8,4	38,7
Кумол	0,9	6,5
Циан	6,6	32,0
Циклогексан	1,3	7,8
Циклопропан	2,4	10,4
Дейтерий	4,9	75,0
Диборан	0,8	88,0
Дихлорсилан	4,1	98,8
Диэтилбензол	0,8	—
1,1-дифтор-1-хлорэтан	9,0	14,8
1,1-Difluoroethane	5,1	17,1
1,1-дифторэтилен	5,5	21,3
Диметиламин	2,8	14,4
Диметиловый эфир	3,4	27,0
2,2-диметилпропан	1,4	7,5
Этан	3,0	12,4
Этанол	3,3	19,0
Этилацетат	2,2	11,0
Этилбензол	1,0	6,7
Этилхлорид	3,8	15,4
Этилен	2,7	36,0
Окись этилена	3,6	100,0
Бензин	1,2	7,1
Гептан	1,1	6,7
Гексан	1,2	7,4
Водород	4,0	75,0
Цианистый водород	5,6	40,0
Сероводород	4,0	44,0
Изобутан	1,8	8,4
Изобутилен	1,8	9,6
Изопропиловый спирт	2,2	—
Метан	5,0	15,0
Метанол	6,7	36,0
Метилацетилен	1,7	11,7
Метилбромид	10,0	15,0
3-метил-1-бутен	1,5	9,1
Метилцеллозольв	2,5	20,0
Метилхлорид	7,0	17,4
Метилэтилкетон	1,9	10,0
Метантиол	3,9	21,8
Метилвиниловый эфир	2,6	39,0
Моноэтиламин	3,5	14,0
Монометиламин	4,9	20,7
Никель карбонил	2,0	—
Пентан	1,4	7,8
Пиколин	1,4	—
Пропан	2,1	9,5
Пропилен	2,4	11,0
Оксид пропилена	2,8	37,0
Стирол	1,1	—
Тетрафторэтилен	4,0	43,0
Тетрагидрофуран	2,0	—
Толуол	1,2	7,1
Трихлорэтилен	12,0	40,0
Триметиламин	2,0	12,0
Скипидар	0,7	—
Винилацетат	2,6	—
Винилбромид	9,0	14,0
Винилхлорид	4,0	22,0
Винилфторид	2,6	21,7
Ксилол	1,1	6,6

Прибор для измерения LEL/UEL

Для безопасной работы в опасных средах, то есть в закрытых помещениях с присутствием горючих газов, следует тщательно контролировать концентрацию газа.

Поскольку концентрация газа превышает 20% газа, LEL считается небезопасным.

Для контроля значения концентрации газа в закрытых и опасных средах операторы могут использовать счетчики LEL (также называемые счетчиками / детекторами LEL), которые оснащены каталитическими шариковыми и инфракрасными чувствительными элементами для измерения нижнего предела взрываемости газов.

Эти детекторы газа предупреждают операторов всякий раз, когда горючий газ присутствует в окружающей среде на уровне около 10%.

Измерители LEL являются довольно сложными устройствами, которые имеют микропроцессорную модульную конструкцию с самокалибровкой и цифровым отображением информации.

Наиболее используемым измерителем LEL является тип моста Уитстона, который эффективен для большинства применений и сред.

Однако детектор LEL моста Уитстона может быть неэффективен для определенных условий или газов, для которых требуются датчики с более высокой чувствительностью. ПИД-детекторы («фотоионизационные детекторы») являются опцией, когда в опасных условиях требуется более точное измерение LEL..

PID может измерять концентрацию легковоспламеняющихся газов и других токсичных газов даже на очень низких уровнях (от ppb, т.е. частей на миллиард, до 10 тыс. частей на миллион, то есть 1%).

PID являются гораздо более чувствительными инструментами, чем обычные LEL-метры, и, как правило, стоят дороже. PID подходят для измерения следующих органических соединений:

• Алкоголь
• Ароматика
• Амины и амиды
• Хлорированные углеводороды
• Кетоны и альдегиды
• Соединения серы
• Ненасыщенные углеводороды
• Насыщенные углеводороды — как бутан и октан

Неорганические соединения, которые могут быть измерены фотоионизационными детекторами:

• Аммоний
• Бром
• Йод
• Сероводород
• Оксид азота
• Полупроводниковые газы