Вибухонебезпечна суміш (ВНС) - суміш повітря з горючими газами, парою, туманами, горючим пилом та волокнами, у якій за нормальних атмосферних умов після запалення процес горіння (вибух) поширюється на весь об'єм суміші.

Горючий пил або волокна вважаються вибухонебезпечними, якщо в разі їх мимовільного загоряння в установці за визначеною концентраційною межею за ГОСТ 12.1.044 виникає надмірний тиск газів як мінімум 5 кПа (тут і далі надлишковий тиск вибуху розраховується у відповідності до методики ОНТП 24-86).

До вибухонебезпечної суміші належать суміші горючих газів і пари легкозаймистих рідин з киснем, хлором або іншими окислювачами.

Горючий газ (ГГ) - газ, який в суміші з повітрям у відповідній пропорції утворює газове вибухонебезпечне середовище.

Горюча рідина (ГР) - рідина, яка здатна запалитися від джерела запалювання, самостійно горіти після його видалення і має температуру загоряння понад +61⁰С у закритому або +66⁰С у відкритому тиглі.

Легкозаймиста рідина (ЛЗР) - ГР, здатна запалитися від короткочасного впливу джерела загоряння тривалістю до 1 с з низькою енергією (полум'я сірника, іскра, тліюча сигарета тощо), з температурою загоряння не більше +61⁰С у закритому або +66⁰С у відкритому тиглі.

Вибухонебезпечні суміші класифікуються за ГОСТ 12.1.011. До введення в дію ГОСТ 12.1.011 класифікація здійснювалася за «Правилами изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудования» (ПИВРЭ ОАА.684.053-67) та «Правилами изготовления взрывозащищенного электрооборудования» (ПИВЭ). Обладнання, марковане за цими документами, до цього часу знаходиться в експлуатації.

Вибухонебезпечні суміші розділяються на категорії і групи.

Категорії розділяються в залежності від значення БЕМЩ (безпечна експериментальна максимальна щілина) - максимальний проміжок між фланцями оболонки, через яку не проходить передача вибуху з оболонки в навколишнє середовище за будь-якої концентрації горючих газів у повітрі.

Значення БЕМЩ визначають експериментально за допомогою установки, функціональна схема якої приведена на рис.7.1.

Установка складається з внутрішньої сферичної (а) та зовнішньої циліндричної (b) камер, оснащених пристроями для заповнення їх вибуховою сумішшю, точного встановлення величини щілини, запалювання суміші і реєстрації результатів дослідів.

Випробувальний прилад виготовляється зі стійкого до агресивних середовищ металу, наприклад, з нержавіючої сталі з механічною міцністю, що витримує тиск не менше 15×10⁵ Па. Щілина при вибуху не повинна збільшуватися.

Зовнішня камера обсягом 2,5÷4,0 л має два оглядових вікна для візуального спостереження за передачею вибуху, свічу запалювання і вакуумні крани. Сферична оболонка обсягом 20 см³ з плоскими фланцями шириною 25 мм змонтована усередині зовнішньої камери таким чином, що за допомогою мікрометричного гвинта дозволяє встановлювати щілину необхідної величини, а потім у процесі проведення серії дослідів варіювати її величину. Джерело запалювання – іскровий проміжок, що утворюється між двома електродами з нержавіючої сталі, - встановлюється в площині сполучення фланців (проти щілини) на відстані 14 мм від внутрішніх крайок фланців.

Заповнення внутрішньої камери сумішшю виконується через випускний пристрій діаметром 3 мм, а зовнішної – через ряд радіальних отворів діаметром 2 мм, розташованих в основі камери. Вводи для подачі суміші в камери й евакуації з них продуктів вибуху і наступної продувки чистим повітрям оснащені вогнеперешкоджувачами

Перед проведенням дослідів виконують наступне:

- готують суміш ГГ або парів ЛЗР з повітрям і розраховують необхідну для проведення одного досліду кількість ГГ або ЛЗР (у см³) з заданою концентрацією за ГОСТ 12.1.011. Концентрація (процентний вміст горючої складової) суміші в кожній серії дослідів з заданою величиною щілини значною мірою впливає на результати дослідів, тому її необхідно точно контролювати. Для цього суміш пропускають через камеру доти, поки її концентрація на вході і виході з приладу не стане однаковою. Повітря, яке використовується для підготовки суміші, повинно мати вологість не більше 0,2 % за обсягом (відносна вологість 10 %);

- перевіряють паралельність фланців і встановлюють щілину на нульове значення. При цьому зусилля, прикладене до голівки мікрометричного гвинта, повинно бути невеликим, не більше 10^-2 Н;

- перевіряють роботу системи іскрового запалювання: наявність іскрового розряду при включенні звичайного індуктора на 2-3 с.

При проведенні дослідів внутрішню і зовнішню камери іспитового приладу заповнюють сумішшю ГГ або парів ЛЗР з повітрям у нормальних умовах (за температури 20⁰С та тиску 10⁵ Па) із зазделегідь встановленою по всьому периметру фланцевого сполучення вихідною щілиною.

Запалюють суміш у внутрішній камері, а факт передачі вибуху (чи відсутність такого) у зовнішню камеру реєструють візуально через оглядові вікна. Якщо при вибуху суміші усередині сферичної оболонки відбувається запалення і навколишньої вибухонебезпечної суміші, значить відбулася «передача вибуху» через щілину між фланцями. За відсутності ж у такому досліді запалення навколишньої суміші відзначають «непередачу вибуху». Щоб переконатися, що і при «непередачі вибуху» суміш у зовнішній камері була також вибухонебезпечною, її підпалюють від контрольної свічі в зовнішній камері. Значення БЕМЩ визначають шляхом проведення серії дослідів з поступовим збільшенням щілини до максимального, при якому ще не відбувається «передача вибуху», тобто запалення суміші в зовнішній камері.

При визначенні БЕМЩ проводять попередні і підтверджуючі іспити.

У попередніх іспитах на визначеній (заданій) концентрації ГГ або парів ЛЗР у повітрі проводять не менше двох дослідів на запалення суміші в оболонці на кожному ряді щілин, що відрізняються на 0,02 мм, з метою установити найменшу щілину, при якій імовірність передачі вибуху з оболонки в камеру дорівнює 100%, і найбільшу щілину – S₀, при якій імовірність передачі вибуху дорівнює нулю.

Серії дослідів повторюють за різних концентрацій суміші (з великим і меншим вмістом горючої складової суміші), одержуючи, таким чином, інші значення щілин S₀ і S₁₀₀. За отриманими експериментальними даними визначають найбільш небезпечну суміш, для якої щілини S₀ і S₁₀₀ є мінімальними.

У підтверджуючих випробуваннях отримані результати перевіряють на кожному значенні щілини по 10 дослідів на концентраціях, близьких до найбільш небезпечних за передачею вибуху, встановлених в попередніх випробуваннях. За дослідними даними визначають мінімальне значення - (S₀)_min.

Відтворення БЕМЩ. Максимальна різниця між величинами (S₀)_min двох серій іспитів не повинна перевищувати 0,04 мм. При дотриманні цієї умови за величину БЕМЩ для досліджуваної речовини приймають величину, за якої мінімальна різниця (S₁₀₀)_min-(S₀).

Якщо різниця між величинами (S₀)_min, одержана при різних серіях дослідів, перевищує 0,04 мм, то роблять контрольні випробування, тобто відтворюють табличне значення БЕМЩ для водню. Потім повторюють випробування з досліджуваною речовиною. Після проведення дослідів у протоколі іспитів записують найбільш небезпечну концентрацію досліджуваного ГГ або пари ЛЗР за передачею вибуху через щілину, значення БЕМЩ, категорію вибухонебезпечної суміші і різницю (S₁₀₀)_min-(S₀)_min.

Таким чином, в основу БЕМЩ покладений ефект гасіння полум'я у вузьких каналах.

Категорії вибухонебезпечних сумішей повітря з газами або парою за ГОСТ 12.1.011. приведені у таблиці 7.1.

Таблиця 7.1 - Категорії вибухонебезпечних сумішей повітря з газами або парою за ГОСТ 12.1.011

Категорія суміші	Найменування суміші	БЕМЩ, мм
I	рудничний метан	більш 1,0
II	промислові гази і пара	-
IIA	те ж	більше 0,9
IIB	те ж	більше 0,5 але менше 0,9
IIC	те ж	менше 0,5

В основу класифікації вибухонебезпечних сумішей за групами за ГОСТ 12.1.011 покладена температура самозаймання - найнижча температура матеріалу (речовини), за якої за встановленими умовами випробувань відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних реакцій окислення матеріалу (речовини), які закінчуються полуменевим горінням. Класифікація за ГОСТ 12.1.011 приведена у таблиці 7.2.

Таблиця 7.2 - Групи вибухонебезпечних сумішей за ГОСТ 12.1.011

Група	Температура самозаймання,°С	Група	Температура самозаймання, °С
Т1	вище 450	Т4	вище 135 до 200
Т2	вище 300 до 450	Т5	вище 100 до 135
Т3	вище 200 до 300	Т6	вище 85 до 100

Класифікація вибухонебезпечних сумішей за ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ наведена у додатку 1 до ПУЕ-85.

За ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ вибухонебезпечні суміші розділяють на категорії, в залежності від значення критичної щілини (КЩ), - максимальний проміжок між фланцями оболонки, при якому число передач вибухів з оболонки у вибухову камеру становить 50% від загальної кількості підпалювань суміші в оболонці. При цьому оболонка має об’єм 2500см³. Запалення вибухонебезпечної суміші в оболонці відбувається від магнето. Ширина фланців 25 мм. Обсяг вибухової камери 100 л. На кожній концентрації ВС роблять не менше 20 підпалювань в оболонці.

Категорії вибухонебезпечних сумішей за ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ приведені у таблиці 7.3. Відповідність категорій вибухонебезпечних сумішей за ГОСТ 12.1.011, ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ наведена у таблиці 7.4.

В основу класифікації вибухонебезпечних сумішей за групами за ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ також покладена температура самозаймання. Класифікація за ПИВРЭ ОАА.684.053-67 приведена у таблиці 7.5, за ПИВЭ – у таблиці 7.6. Відповідність груп вибухонебезпечних сумішей за ГОСТ 12.1.011, та ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ наведена у таблиці 7.7.

Таблиця 7.3 - Категорії вибухонебезпечних сумішей за ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ

Категорія	КЩ, мм
1	більш 1,00
2	від 0,65 до 1,00
3	від 0,35 до 0,65
4	до 0,35

Таблиця 7.4 - Відповідність категорій вибухонебезпечних сумішей за ГОСТ 12.1.011, ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ

Категорія за ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ	Категорія за ГОСТ 12.1.011
1	IIA
2	IIA
3	IIA, IIB
4	IIA, IIB, IIC

Таблиця 7.5 - Групи вибухонебезпечних сумішей за ПИВРЭ ОАА.684.053-67

Група	Температура самозаймання, °С
Т1	більше 450
Т2	більше 300 до 450
Т3	більше 200 до 300
Т4	більше 135 до 200
Т5	більше 100 до 135

Таблиця 7.6 - Групи вибухонебезпечних сумішей за ПИВЭ

Група	Температура самозаймання, °С
А	більше 450
Б	більше 300 до 450
Г	більше 175 до 300
Д	більше 120 до 200

Таблиця 7.7 - Відповідність груп вибухонебезпечних сумішей за ГОСТ 12.1.011, ПИВРЭ ОАА.684.053-67 та ПИВЭ

ПИВРЭ ОАА.684.053-67	ПИВЭ	ГОСТ 12.1.011
Т1	А	Т1
Т2	Б	Т1, Т2
Т3	-	Т1-Т3
Т4	Г	Т1-Т4
Т5	Д	Т1-Т5