ГОСТ 31610.10-1—2022
Приложение Н
(справочное)
Водород
Н.1 Диапазон воспламеняемости водорода в воздухе составляет от 4% до 77% объема. Водород также
обычно содержится в смесях горючих газов, например в процессе нефтепереработки. Для газовых смесей подгруп пу
оборудования следует рассматривать как ПС или МВ + Н2, где газовая смесь включает 30% или более водорода по
объему, если не указаны другие конкретные данные. Значение температурного класса следует принимать за
значение самой низкой температуры самовоспламенения для любого газа, превышающего 3% в смеси.
П р и м е ч а н и е —
ГОСТ31610.20-1
содержит руководство по определению газовых смесей, включая водо
род, таких как коксовый газ и промышленный метан для соответствующих подгрупп оборудования.
Н.2 Температура самовоспламенения водорода составляет 560 °С. Хотя очень высокие температуры необ
ходимы для воспламенения смеси водорода с воздухом, следует принять меры предосторожности, чтобы утечки
водорода не соприкасались с горячими поверхностями.
Н.З Скорость диффузии газа за счет силы тяги пропорциональна его плотности относительно воздуха. Во
дород — это газ легче воздуха, который быстро рассеивается, поднимаясь снизу вверх. Однако по мере того, как газ
диффундирует, объемная плотность данного объема будет стремиться приблизиться к свойствам воздуха. По скольку
концентрация водорода уменьшается, так что объемная плотность приближается к воздуху. При уменьше нии
концентрации водорода, когда объемная плотность приближается к воздуху, водород с низкой концентрацией будет
стремиться перемещаться вместе с воздухом.
Н.4 Утечки водорода большого объема могут накапливаться в надземных помещениях. Утечка водорода мо
жет образовывать газовые карманы в нишах, пиках крыш и мансардных окнах, которые обычно плохо проветрива
ются. И наоборот, относительно небольшие отверстия в таких пространствах позволяют водороду высвобождаться и
могут быть достаточными для предотвращения скопления водорода из-за уменьшения объема за счет удаления
водорода.
Н.5 Утечки водорода обычно приводят к образованию струйного шлейфа по направлению от точки утечки.
Как только импульс реактивной струи рассеивается, шлейф поднимается более вертикально и, как правило, рас
пространяется в хорошо проветриваемом помещении без последствий.
Н.6 Разлив жидкого водорода, давление насыщения которого обычно составляет 4 бара, может внезапно
подвергнуться воздействию низкотемпературной концентрации в резервуаре по сравнению с атмосферным давле
нием. Данное вещество мгновенно закипит или значительная часть жидкости превратится в низкотемпературный
пар, в результате чего оставшееся содержимое разольется. Жидкий водород кипит при 20 К при 1 атмосфере, и
содержимое вещество при воздействии температуры окружающей среды будет иметь достаточно тепла, чтобы
быстро испарить жидкий водород. Открытая площадь поверхности разлива жидкого водорода влияет на скорость,
с которой содержимое превращается в пар и нагревается. При температуре кипения водорода холодный водо
родный пар тяжелее воздуха, пока он не нагреется. Когда холодные пары смешиваются с воздухом, воздух может
охлаждаться ниже температуры конденсации, вызывая конденсацию и образование видимого облака.
После пребывания у земли идостаточного нагревания видимое облако пара может образовывать шлейф при
движении наверх.
Н.7 Фронты пламени, наблюдаемые при использовании смесей водорода с воздухом, горят хуже, когда они
горят в горизонтальном направлении и тем более в нисходящем направлении.
При выделении большого количества водорода может образоваться шлейф с увеличивающейся концентра
цией водорода по направлению к центральной линии шлейфа. Области с более низкой концентрацией водородно
воздушных смесей требуют большей энергии инициирования для воспламенения, чем области с более высокой
концентрацией к центру шлейфа. Движение и водяной пар в шлейфе также приведут к большей энергии иницииро
вания по сравнению со смесью того же состава, то есть сухой и без движения.
Таким образом, по мере того, как водородный шлейф поднимается, внешние области шлейфа (области, ве
роятно, столкнутся с источником воспламенения) с меньшей вероятностью воспламенятся по сравнению с почти
стехиометрическими смесями. Если возгорание происходит во внешней части шлейфа, только газ в непосред
ственной близости к источнику возгорания будет склонен к возгоранию, и есть вероятность возникновения пламе ни.
Распространение или дефлаграция в облаке уменьшается. Поэтому, если происходит быстрое перемешивание
водородного шлейфа с образованием почти стехиометрической смеси с воздухом на всем протяжении облака,
обычные факторы, влияющие на перемешивание (диффузия, сила тяги, ветер и турбулентность) в утечке, не при
ведут к полному сгоранию шлейфа.
Н.8 Для снижения утечек водорода следует предусмотреть быстрый подъем газа на открытом воздухе вдали
от конструкций, чтобы помочь предотвратить потенциальное воспламенение во время утечки. В помещении может
быть предусмотрена дополнительная вентиляция и/или достаточное пространство для разбавления и рассеивания
утечки. Если применяются газоанализаторы для контроля измерения, датчики должны быть размещены над точка-
82