Detonation vs Deflagration: What Flame Arrestor Do You Need?

Редакционные стандарты: Данная статья прошла экспертную оценку инженерно-технического персонала компании Wanan Technology, имеющего более 20 лет опыта в области производства нефтехимического оборудования. В тексте приводятся ссылки на стандарты API, ISO, ASME и ATEX. О нашей команде.

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 дефлаграция or a детонация. 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 AgainstТипичное применение
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.

Часто задаваемые вопросы

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. Свяжитесь с нашей инженерной командой for a technical review or download the product catalog.

Запрос Цитировать   Download Catalog

Технические статьи по отбору проб в нефтехимической промышленности и безопасности резервуаров

Техническая библиотека компании Wanan Technology содержит инженерные руководства, критерии выбора и стандарты соответствия для систем отбора проб в нефтехимической промышленности, пламегасителей и предохранительных клапанов резервуаров. Каждая статья написана нашими инженерами-специалистами по сосудам под давлением и специалистами, сертифицированными по стандарту API, на основе более чем 15-летнего опыта производства и монтажа оборудования на объектах в более чем 30 странах. Независимо от того, нужно ли вам рассчитать размер клапана сброса давления и вакуума в соответствии со стандартом API 2000, выбрать пламегаситель, сертифицированный по стандарту ISO 16852, или подобрать систему отбора проб с замкнутым контуром для работы в условиях сернистой среды, эти руководства предоставят вам необходимую техническую информацию.

Рекомендуемые технические руководства

Что такое система отбора проб с замкнутым контуром? Полное руководство

Всесторонний обзор принципов, компонентов и областей применения систем отбора проб с замкнутым контуром. В книге рассматриваются методы отбора проб с нулевым выбросом, конструкции с продувкой и возвратом, а также проводится сравнение с методами с открытым контуром. Необходимое пособие для инженеров-технологов, занимающихся проектированием систем отбора проб для нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов.

Полное руководство по выбору пламегасителей

Пошаговая методика подбора устройств подавления пламени при дефлаграции и детонации. Охватывает классификацию по стандарту ISO 16852, применение в конце линии и в линии, температурные характеристики, а также выбор материалов для работы в коррозионных средах. Содержит практические примеры для вентиляционных труб резервуаров и систем рекуперации паров.

Пламегаситель или PVRV: что вам нужно?

Прямое сравнение пламегасителей и клапанов сброса давления и вакуума — двух важнейших устройств безопасности резервуаров, выполняющих разные функции. В статье объясняется, в каких случаях требуется использование каждого из них, как они взаимодействуют, а также перечисляются типичные ошибки при конфигурации, которые ставят под угрозу безопасность резервуаров для хранения.

Как работает PVRV? Полное техническое руководство

Подробное рассмотрение принципа действия клапанов сброса давления и вакуума. В статье рассматриваются конструкции с пружинным и грузовым приводом, расчет заданного давления, герметичность седла, а также требования к сбросу давления по стандарту API 2000. Также приводятся рекомендации по техническому обслуживанию и описаны типичные причины выхода из строя.

Руководство по расчету размеров вентиляционных устройств для резервуаров по стандарту API 2000 с практическими примерами

Практическое руководство по расчету размеров вентиляционных отверстий атмосферных резервуаров в соответствии со стандартом API 2000. В руководстве рассматриваются процессы всасывания воздуха при откачке жидкости и термическом сжатии, выброса воздуха при наполнении жидкостью и термическом расширении, а также вентиляция в случае пожара. Содержит пошаговые расчеты для резервуара вместимостью 10 000 баррелей.

Объяснение стандарта ISO 16852 «Пламегаситель»

Доступное объяснение международного стандарта на эксплуатационные характеристики пламегасителей. В нем рассматриваются испытания на дефлаграцию и детонацию, классы рабочих температур, а также то, как правильно читать сертификационную этикетку пламегасителя. Необходимо для инженеров по обеспечению соответствия и специалистов по закупкам.

Требования к пламегасителям ATEX | Руководство по соответствию нормам ЕС

Полное руководство по обеспечению соответствия директиве ATEX 2014/34/ЕС для пламегасителей и оборудования для отбора проб. В руководстве рассматриваются группы оборудования, категории, зоны и требования к маркировке CE. Включает контрольный список по обеспечению соответствия для импорта в Европейский Союз.

Руководство по проектированию систем отбора проб для технологических анализаторов

Техническое руководство по проектированию систем отбора проб, обеспечивающих подачу репрезентативных проб на технологические анализаторы. В руководстве рассматриваются вопросы размещения отборных точек, расчета размеров транспортных линий, расчета времени задержки и проектирования систем с быстрым циклом. Предназначено для инженеров-приборостроителей и специалистов по анализаторам.

Руководство по установке пробоотборника с замкнутым контуром

Проверенные на практике процедуры монтажа систем отбора проб с замкнутым контуром. Описываются технологические соединения, прокладка продувочной линии, установка пробоотборного цилиндра и проверки при вводе в эксплуатацию. Включено руководство по устранению типичных неисправностей в системах отбора проб.

Расчет размеров аварийных сбросных клапанов: пошаговое руководство (API 2000)

Подробная методика расчета размеров аварийных клапанов сброса давления для резервуаров-хранилищ. Охватывает расчеты для случаев возгорания, нештатных технологических режимов, а также выбор между клапанами с пилотным управлением и пружинными клапанами. Включает практические примеры аварийного сброса давления из резервуара для сырой нефти объемом 50 000 баррелей.

Рассмотренные темы

  • Системы отбора проб — Отбор проб в замкнутом контуре, пробоотборные цилиндры, фитинги для отбора проб, интеграция с технологическими анализаторами
  • Пламегасители — Устройства подавления дефлаграции и детонации, ISO 16852, соответствие требованиям ATEX, конфигурации «на конце линии» и «в линии»
  • Клапаны сброса давления и вакуума — Расчет размеров клапанов PVRV в соответствии со стандартом API 2000, пружинные и грузовые клапаны, техническое обслуживание сапунов
  • Аварийные предохранительные клапаны — Вентиляция котла при пожаре, клапаны с пилотным управлением, расчет размеров аварийных вентиляционных каналов
  • Стандарты и соответствие требованиям — API 2000, ISO 16852, ATEX 2014/34/EU, маркировка ASME U, OSHA, EPA
  • Выбор материала — нержавеющая сталь 316L, Hastelloy C276, дуплексная нержавеющая сталь, углеродистая сталь для сред с содержанием H₂S и коррозионно-агрессивных сред

Почему стоит читать наши технические статьи?

Каждая статья в нашей технической библиотеке написана инженерами компании Wanan Technology, обладающими практическим опытом в сфере производства и эксплуатации. Мы не используем готовые шаблоны — каждое руководство основано на реальных проектах наших клиентов, фактических расчетах размеров и опыте, полученном в ходе монтажных работ на объектах компаний Sinopec, ExxonMobil, BASF и «Лукойл». Наша цель — помочь вам принять обоснованные решения по техническим требованиям, будь вы инженером-технологом, специалистом по закупкам или сотрудником отдела обеспечения соответствия.

Нужна помощь в подборе оборудования, подходящего для ваших задач? Свяжитесь с нашей инженерной командой для получения персональных рекомендаций.

W

Инженерная команда «Ванан»

Отдел технического проектирования · Более 20 лет опыта работы

Производитель, сертифицированный по стандарту ASME U-Stamp

Инженерная команда компании Wanan Technology обладает более чем двадцатилетним опытом в области проектирования и производства систем отбора проб для нефтехимической промышленности, оборудования для обеспечения безопасности резервуаров и устройств сброса давления. Наши инженеры обладают сертификатами ASME, API и ISO и поставляли оборудование на нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия и нефтегазовые терминалы в более чем 40 странах, в том числе в рамках проектов для таких компаний, как Sinopec, PetroChina, ExxonMobil, «Лукойл» и BASF.

Сертификаты:Маркировка ASME U-StampISO 9001ATEXEACAPI 2000PED 2014/68/ЕС