Detonation vs Deflagration: What Flame Arrestor Do You Need?

Padrão editorial: Este artigo foi revisado pela equipe de engenharia da Wanan Technology, com mais de 20 anos de experiência na fabricação de equipamentos petroquímicos. O conteúdo faz referência às normas API, ISO, ASME e ATEX. Sobre nossa equipe.

Detonation vs Deflagration: What Flame Arrestor Do You Need?

The single most consequential decision in flame arrestor selection is whether the protected system can experience a deflagração or a detonação. This article explains the detonation vs deflagration distinction, why flame speed and pressure rise differ so dramatically between the two, and how that difference dictates which flame arrestor — and which certification — is required.

Getting this wrong is not a matter of marginal performance. A deflagration-rated arrestor installed where a detonation can occur will simply fail, and the flame will propagate into the protected volume.

Deflagration: Subsonic Combustion

A deflagration is a combustion wave that propagates at subsonic speed relative to the unburned gas ahead of it. The flame is driven by heat transfer and molecular diffusion, not by a shock wave. Typical characteristics:

  • Flame speed: a few metres per second (often 0.5–3 m/s in open systems, higher in pipes with turbulence).
  • Pressure rise: modest — typically a few bar in a closed vessel, less in partially open systems.
  • Propagation: the unburned gas is heated and compressed ahead of the flame, but not shock-compressed.

An ignition at the open end of a storage tank vent, or a flash inside a short pipe, produces a deflagration. This is the condition an end-of-line deflagration flame arrestor is designed and certified for.

Detonation: Supersonic Combustion with a Shock Wave

A detonation is a combustion wave coupled to a leading shock wave, propagating at supersonic speed. The shock compresses and ignites the gas simultaneously, so the flame travels faster than the speed of sound in the unburned mixture. Typical characteristics:

PropertyDeflagrationDetonation
Propagation regimeSubsonicSupersonic
Flame speed~0.5–3 m/s (up to tens with turbulence)~1,500–2,500 m/s
Pressure riseModest (few bar)Up to 20–30× initial pressure
Driving mechanismHeat transfer / diffusionShock compression
ConditionOpen ends, short pathsConfined, long paths with obstacles

The pressure spike of a detonation is the key number. A detonation can generate a pressure wave up to 20–30 times the initial pressure — far beyond what a deflagration arrestor element is built to withstand. A deflagration arrestor subjected to a detonation will be mechanically disrupted and flame will pass through.

How a Deflagration Becomes a Detonation

In a pipeline or confined system, a flame that starts as a deflagration can accelerate. As it travels, turbulence generated by pipe walls and especially by obstructions (valves, bends, elbows) increases the burning rate, and a “pre-compression” effect builds the pressure ahead of the flame. Beyond a critical distance — the run-up length — the flame deflagration-to-detonation transition (DDT) occurs and the wave becomes a detonation.

This is why the deciding question is often distance. In a short, open vent, a deflagration is the realistic worst case. In a long pipeline — vapor recovery lines, flare headers, long transfer lines — the flame has room to accelerate, and a detonation arrestor is required.

Flame Arrestor Types and Where Each Applies

Arrestor TypeProtects AgainstAplicação típica
End-of-line deflagration arrestorExternal ignition at open endTank vent pipes, tank vent openings
In-line (pre-volume) deflagration arrestorDeflagration in short pipe runsShort interconnecting pipework
Detonation arrestorDetonation (and deflagration)Long pipelines, vapor recovery, flare lines
Combination PVRV + arrestorDeflagration at tank ventTanks storing flammable liquids

Certification: ISO 16852, ATEX, and the Service Condition

ISO 16852 defines test methods for flame arrestors against both deflagration and detonation, and a device is certified for the specific condition it passes. Two rules follow:

  1. A deflagration-certified arrestor must not be used where a detonation could occur.
  2. A detonation-certified arrestor is generally more robust and can often serve a deflagration duty (subject to capacity and pressure-drop checks), but the reverse is never true.

For EU installations, ATEX certification (2014/34/EU) is required in addition to the ISO 16852 type test. When in doubt about whether a system can develop a detonation, the safe engineering choice is the higher-rated device — but only after confirming that its pressure drop still allows the vent path to pass the required flow within the tank or system design pressure.

A Practical Selection Rule

Use this decision logic as a starting point, then confirm against ISO 16852 and the specific installation:

  • Open tank vent, ignition at the open end: end-of-line deflagration arrestor.
  • Short pipe between two points, no significant obstructions: in-line deflagration arrestor.
  • Long pipe, or any pipe where a flame can accelerate (vapor recovery, flare, long transfer): detonation arrestor.
  • Confined volume with ignition source and expected turbulence: detonation arrestor.

Wanan Technology supplies end-of-line and in-line deflagration arrestors and detonation arrestors certified to ISO 16852 and ATEX, and can advise on the correct type for your application. See the flame arrestor range or talk to our engineers.

Perguntas frequentes

What is the difference between deflagration and detonation?

Deflagration is subsonic flame propagation driven by heat transfer, with typical flame speeds of a few metres per second and modest pressure rise. Detonation is supersonic propagation driven by a shock wave, with flame speeds of 1,500 to 2,500 m/s and pressure spikes up to 20 to 30 times the initial pressure. The two require different flame arrestor designs.

Which flame arrestor do I need for a storage tank vent?

For a storage tank vent (an open end), an end-of-line deflagration flame arrestor is typically sufficient, since an accidental ignition at the open end produces a deflagration. Detonation arrestors are required in pipelines where a flame can accelerate over distance into a detonation.

When is a detonation arrestor required?

A detonation (or in-line) flame arrestor is required in long pipelines and confined systems where a deflagration can accelerate to a detonation due to distance, obstructions, or pre-compression. Detonation arrestors are common on vapor recovery and flare lines, where flame run-up over a long pipe can cause a deflagration-to-detonation transition.

Does ISO 16852 cover both deflagration and detonation?

Yes. ISO 16852 defines test procedures for flame arrestors against both deflagration and detonation, and a device is certified for the specific condition it was tested for. A deflagration-certified arrestor must not be used where a detonation could occur, and vice versa. Always confirm the certification covers the actual service condition.

Can a detonation arrestor be used for a deflagration service?

A detonation-certified arrestor is generally more robust and can often be used in deflagration service, subject to the pressure-drop and capacity checks, but the reverse is not true. A deflagration arrestor must never be used where a detonation could occur. Selecting the higher-rated device where there is any doubt is the safer engineering choice.


Need help specifying equipment for your facility? Wanan Technology is an ASME U-Stamp certified manufacturer of sampling systems and tank safety equipment, supplying refineries, chemical plants, and storage terminals in 40+ countries including Sinopec, PetroChina, ExxonMobil, Lukoil, and BASF. Entre em contato com nossa equipe de engenharia for a technical review or download the product catalog.

Solicite uma cotação   Download Catalog

Artigos técnicos sobre amostragem petroquímica e segurança de tanques

A biblioteca técnica da Wanan Technology abrange guias de engenharia, critérios de seleção e normas de conformidade para sistemas de amostragem petroquímica, supressores de chamas e válvulas de segurança para tanques. Cada artigo é redigido por nossos engenheiros especializados em vasos de pressão e especialistas certificados pela API, com base em mais de 15 anos de experiência em fabricação e instalações em campo em mais de 30 países. Se você precisa dimensionar uma válvula de alívio de pressão e vácuo de acordo com a norma API 2000, selecionar um supressor de chamas certificado pela ISO 16852 ou especificar um sistema de amostragem de circuito fechado para serviço com gás ácido, esses guias oferecem o aprofundamento técnico de que você precisa.

Guias técnicos em destaque

O que é um sistema de amostragem em circuito fechado? Guia completo

Visão geral abrangente dos princípios, componentes e aplicações da amostragem em circuito fechado. Aborda a extração de amostras com emissão zero, o projeto de purga e retorno e a comparação com métodos em circuito aberto. Leitura essencial para engenheiros de processo responsáveis pela especificação de sistemas de amostragem para refinarias e plantas petroquímicas.

O Guia Completo para a Seleção de Supressores de Chamas

Metodologia passo a passo para a seleção de supressores de chamas para deflagração e detonação. Abrange a classificação da norma ISO 16852, aplicações no final da linha versus aplicações em linha, faixas de temperatura e seleção de materiais para serviços em ambientes corrosivos. Inclui exemplos práticos para tubos de ventilação de tanques de armazenamento e sistemas de recuperação de vapores.

Supressor de chamas x PVRV: qual deles você precisa?

Comparação direta entre supressores de chamas e válvulas de alívio de pressão e vácuo — dois dispositivos essenciais para a segurança de tanques, com funções distintas. Explica quando cada um deles é necessário, como funcionam em conjunto e quais são os erros comuns de configuração que comprometem a segurança dos tanques de armazenamento.

Como funciona um PVRV? Guia técnico completo

Análise aprofundada da mecânica das válvulas de respiro de pressão e vácuo. Aborda os projetos acionados por mola versus os acionados por peso, o cálculo da pressão de ajuste, a estanqueidade da sede e os requisitos de ventilação da norma API 2000. Inclui dicas de manutenção e modos comuns de falha.

Guia de dimensionamento de ventilação de tanques API 2000 com exemplos práticos

Guia prático para o dimensionamento de saídas de ventilação de tanques de armazenamento atmosféricos de acordo com a Norma API 2000. Aborda a entrada de gás decorrente da retirada de líquido e da contração térmica, a saída de gás decorrente do enchimento com líquido e da expansão térmica, bem como a ventilação em caso de incêndio. Inclui cálculos passo a passo para um tanque de 10.000 barris.

Explicação da Norma ISO 16852 sobre Supressores de Chamas

Explicação em linguagem simples sobre a norma internacional de desempenho dos supressores de chamas. Aborda os testes de deflagração versus detonação, as classes de temperatura de operação e como interpretar a etiqueta de certificação de um supressor de chamas. Essencial para engenheiros de conformidade e equipes de compras.

Requisitos da ATEX para supressores de chamas | Guia de conformidade com a UE

Guia completo sobre a conformidade com a Diretiva ATEX 2014/34/UE para supressores de chamas e equipamentos de amostragem. Aborda grupos de equipamentos, categorias, zonas e requisitos de marcação CE. Inclui uma lista de verificação de conformidade para importação para a União Europeia.

Guia de projeto de sistemas de amostragem para analisadores de processo

Guia de engenharia para o projeto de sistemas de amostragem que fornecem amostras representativas aos analisadores de processo. Aborda a localização dos pontos de amostragem, o dimensionamento das linhas de transporte, o cálculo do tempo de atraso e o projeto de circuitos rápidos. Destinado a engenheiros de instrumentação e especialistas em analisadores.

Guia de instalação do amostrador de circuito fechado

Procedimentos de instalação comprovados na prática para sistemas de amostragem em circuito fechado. Abrange conexões de processo, traçado da linha de purga, instalação do cilindro de amostragem e verificações de comissionamento. Inclui um guia de solução de problemas para dificuldades comuns relacionadas à amostragem.

Dimensionamento de válvulas de alívio de emergência: guia passo a passo (API 2000)

Metodologia detalhada para o dimensionamento de válvulas de alívio de pressão de emergência em tanques de armazenamento. Abrange o dimensionamento para casos de incêndio, condições anormais de processo e a escolha entre válvulas pilotadas e válvulas acionadas por mola. Inclui exemplos práticos para a ventilação de emergência de um tanque de petróleo bruto com capacidade de 50.000 barris.

Tópicos abordados

  • Sistemas de amostragem — Amostragem em circuito fechado, cilindros de amostragem, conexões de amostragem, integração com analisadores de processo
  • Supressores de chamas — Supressores de deflagração e detonação, ISO 16852, em conformidade com a ATEX, configurações de fim de linha e em linha
  • Válvulas de alívio de pressão e vácuo — Dimensionamento de PVRVs de acordo com a norma API 2000, com mola versus com contrapeso, manutenção da válvula de respiro
  • Válvulas de alívio de emergência — Ventilação em caso de incêndio, válvulas acionadas por piloto, dimensionamento da ventilação de emergência
  • Normas e conformidade — API 2000, ISO 16852, ATEX 2014/34/UE, ASME U-stamp, OSHA, EPA
  • Seleção de materiais — Aço inoxidável 316L, Hastelloy C276, aço inoxidável duplex, aço carbono para serviços com H₂S e ambientes corrosivos

Por que ler nossos artigos técnicos?

Todos os artigos da nossa biblioteca técnica são redigidos por engenheiros da Wanan Technology com experiência prática em fabricação e em campo. Não reutilizamos conteúdo genérico — cada guia é baseado em projetos reais de clientes, cálculos de dimensionamento concretos e lições aprendidas com instalações nas unidades da Sinopec, ExxonMobil, BASF e Lukoil. Nosso objetivo é ajudá-lo a tomar decisões informadas sobre especificações, seja você um engenheiro de processos, especialista em compras ou responsável pela conformidade.

Precisa de ajuda para escolher o equipamento certo para a sua aplicação? Entre em contato com nossa equipe de engenharia para receber recomendações personalizadas.

W

Equipe de Engenharia da Wanan

Departamento de Engenharia Técnica · Mais de 20 anos de experiência

Fabricante certificado pela ASME com o selo “U-Stamp”

A equipe de engenharia da Wanan Technology conta com mais de duas décadas de experiência no projeto e na fabricação de sistemas de amostragem petroquímica, equipamentos de segurança para tanques de armazenamento e dispositivos de alívio de pressão. Nossos engenheiros possuem certificações ASME, API e ISO e já forneceram equipamentos para refinarias, fábricas de produtos químicos e terminais de armazenamento em mais de 40 países, incluindo projetos para a Sinopec, PetroChina, ExxonMobil, Lukoil e BASF.

Certificações:Selo U da ASMEISO 9001ATEXEACAPI 2000PED 2014/68/UE