较真要点

1、加油站拨打手机引发爆炸有理论上的可能性。

2、不过,这类爆炸的发生有极为苛刻的条件,概率极低。国内外报道的加油站失火尚未发现一例是拨打手机引起的。

3、相比手机的使用,未熄火汽车的引擎,汽车电池线路的老化,以及加油时人体与油枪接触的过程中的人体静电,都更可能引发火灾。

查证过程

加油站禁止拨打手机,原因是可能引起爆炸。

加油站禁止拨打手机,原因是可能引起爆炸

有人并不认同这种说法。今天我们从汽油爆炸的本质来分析一下此类问题。

绝大多数加油站不满足汽油气自燃条件

汽油主要成分是烃类混合物。组分主要有包含了5到12个碳原子的脂肪烃和环烷烃类,以及一定量芳香烃。

液态汽油非常容易挥发,且挥发后体积可增加630倍。一般来说,挥发的汽油和空气的混合物只在高温高压环境下才能自燃,这在加油站这种开放空间是不可能的。因此,汽油气燃烧需要有点火源,比如明火或电火花。

可燃性液体挥发后与空气混合并达到一定浓度,遇到火源而闪烁起火的最低温度被称为闪点。汽油闪点一般为-42℃[1],显然绝大多数的加油站满足这个温度条件。 那么多大的汽油浓度才能起火呢?这需要一个所谓爆炸极限的概念。通俗来讲,爆炸极限是指可燃气与空气的混合物遇明火会发生爆炸的体积浓度范围。

爆炸极限有最小和最大两个极限:

1、小于最小极限时,有过量空气冷却,火焰失温无法传播;

2、大于最大极限时,可燃气过量,不充分燃烧,也无法剧烈反应;

所以只有在这两个极限之间,火焰的传播才成为可能。而且汽油的爆炸极限一般为1.4%~7.6%[2],这个范围在实际情况下是可能达到的。一旦遇到明火或电火花,势必会引起燃烧乃至爆炸。

加油站打手机引发油气爆炸有理论上的可能性

手机的无线信号传输是通过射频电磁辐射。射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。

根据天线理论,天线电路里的高频电流会感应激发电磁波,而天线电路导体也会接受电磁波转化为高频电流。在这转化的过程中,天线接收器开口处会产生射频火花,这是电弧放电现象。

理论上讲,加油站里任何导体都可以作为天线。Philips手机和BenQ-Siemens S88手机使用说明书(GSM网络)表示,最大发射电磁波能量可以达到2瓦[3]。最近的关于汽油-空气混合气最小点火能量及可燃界限的研究表示,混合气在当量比(真实的汽油/空气质量比与完全反应的化学计量的汽油/空气质量比的比值)0.6-2.2范围内可被点燃,而且最小点火能随当量比呈现先减小后增加的非单调变化,在当量比1.6时有最低的最小点火能3.76毫焦[4].

因此手机持续发出电磁辐射和天线处的持续放电大于2毫秒,就会达到点火要求。放电过程会有能量损耗,但由于2毫秒时间很短,其损失能量也很小,因此产生的电火花的能量引燃可燃油气理论上是可能的。还有未熄火汽车的引擎,汽车电池线路的老化,也会造成潜在的危险。

但现实中,没有明确证据来支持加油站禁止使用手机的举措

流言终结者(Mythbusters)[5]进行过实验,在封闭的充满可爆的油气的空间放置一个手机,拨打电话,并没有爆炸发生;相同条件下,在其附近用摩擦产生静电的方式,会引起爆炸。现在为了安全起见,汽油里有加抗静电剂(具有表面活性剂的特征,增强电导率,避免静电电荷的形成堆积造成电火花)。

美国奥克拉荷马大学(The University of Oklahoma)[6]的无线电磁感应小组也做了个实验,指出并没有明确证据来支持加油站禁止使用手机的举措。而国内外报道的加油站失火尚未发现一例是拨打手机引起的。

加油枪和汽车油箱附近是高风险区域,人体静电最有可能引发火灾

使用手机引燃油气在现实中很难发生,其发生有极为苛刻的条件,首先油气比例要满足爆炸极限。

加油枪和汽车油箱附近,油气浓度较高,这是高风险区,遇到明火或者静电可能会引发爆炸,在该区域,建议最好不要玩手机。但在远离该区域处,由于空间开放,油气浓度较低,风险也相应减小。

此外,从烃类反应机理考虑,水可以作为烷烃氧化反应的催化剂,因此在潮湿的阴雨天,通风不够的区域,油气浓度较高,风险也比较大。

总结:我们去油站加油,应该避免与油箱和加油枪的接触,让工作人员完成,杜绝一切不确定因素。另外,还要注意静电。英国肯特大学的ADAM BURGESS[7]指出,加油时人体与油枪接触的过程中,人体静电最有可能引发火灾。

主要参考文献:

[1] The Engineering Toolbox, https://www.engineeringtoolbox.com/flash-point-fuels-d_937.html [2] Flammability limit, https://en.wikipedia.org/wiki/Flammability_limit#cite_note-1( Flammability Characteristics of Combustible Gases and Vapors, copyright 1965 by U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines.) [3] Philips手机使用说明书P14 https://www.download.p4c.philips.com/files/c/ctx100slv_00/ctx100slv_00_dfu_zhs.pdf BenQ-Siemens S88 手机使用说明书 http://down2.myreadme.com/manualdown/soft/S88%E8%AF%B4%E6%98%8E%E4%B9%A6.pdf [4] 方栋华,顾晓波,袁晓笛,“汽油-空气混合气最小点火能量及可燃界限的研究”,中文科技期刊数据库自然科学,2017年2月 [5] Mobile Phone Petrol Station Explosion: Mythbusters https://www.youtube.com/watch?v=VjrkwxMhc4s [6] No Technical Reason to Prohibit the Use of Mobile Phones at Petrol Stations http://www.amta.org.au/pages/Exploding.petrol.stations [7] ADAM BURGESS, Real and phantom risks at the petrol station: The curious case of mobile phones, fires and body static, Health, Risk & Society, March 2007; 9(1): 53 – 66

查证者:张鹏 | 香港理工大学机械工程系副教授