طريقة الاختبار القياسية ASTM D1929-19 لتحديد درجة حرارة اشتعال البلاستيك

يصف المعيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM D1929-19 لتحديد درجة حرارة اشتعال البلاستيك" الذي نشرته الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) طريقة اختبار تفاعل النار لتحديد درجة حرارة الاشتعال الفوري ودرجة حرارة الاشتعال الذاتي للبلاستيك في المختبر باستخدام فرن الهواء الساخن. تعتبر القيم المحددة في الوحدات بمثابة معايير. لا يتم تضمين أي وحدات قياس أخرى في هذا المعيار. أثناء الاحتراق، يتم إطلاق الغازات أو الأبخرة، أو كليهما، والتي لديها القدرة على أن تكون خطرة على الأفراد.

لأغراض هذا المعيار، بالإضافة إلى المصطلحات والتعريفات الواردة في ASTM D883، وASTM E456، وASTM E176، تنطبق التعريفات التالية:

• تشير درجة حرارة الاشتعال اللحظية إلى الحد الأدنى لدرجة الحرارة التي يتم عندها، في ظل ظروف اختبار محددة، انبعاث كمية كافية من الغازات القابلة للاشتعال للاشتعال بشكل فوري عند تطبيق شعلة تجريبية خارجية صغيرة.
• يشير الاحتراق المتوهج إلى احتراق مادة في مرحلة صلبة دون حدوث اشتعال عام، دون لهب ولكن مع انبعاث الضوء من منطقة الاحتراق، بسبب التحلل البطيء والكربنة في نقاط مختلفة في العينة.
• تشير درجة حرارة الاشتعال الذاتي أو درجة حرارة الاشتعال الذاتي إلى الحد الأدنى من درجة الحرارة التي تؤدي عندها خصائص التسخين الذاتي للعينة إلى الاشتعال أو التي يحدث عندها الاشتعال تلقائيًا، في حالة عدم وجود أي مصدر اشتعال لهب إضافي، في ظل ظروف اختبار محددة.

يمكن أن تكون الاختبارات التي يتم إجراؤها في ظل الظروف المحددة في هذا المعيار ذات قيمة كبيرة في مقارنة خصائص الاشتعال النسبية للمواد المختلفة. تمثل القيم التي تم الحصول عليها أدنى درجة حرارة للهواء المحيط والتي من شأنها أن تتسبب في اشتعال المادة في ظل ظروف هذا الاختبار. ومن المتوقع أن تقوم قيم الاختبار بتصنيف المواد وفقًا لقابليتها للاشتعال في ظل ظروف الاستخدام الفعلية.

لا يهدف هذا الاختبار إلى أن يكون المقياس الوحيد لخطر الحرائق. يتضمن هذا المعيار، بالإضافة إلى درجات حرارة الاشتعال، عوامل أخرى مثل مخاطر الحرائق، وسرعة الاحتراق أو انتشار اللهب، وكثافة الاحتراق، وإضافات الوقود، ومنتجات الاحتراق، وغيرها.

وتشمل المعدات المستخدمة في هذه الاختبارات ما يلي:

• فرن إطلاق الهواء الساخن: فرن مماثل لذلك الموضح في الشكل الوارد في المعيار، ويتكون بشكل أساسي من وحدة تسخين كهربائية وحامل عينة.
• أنبوب الفرن: أنبوب عمودي مصنوع من السيراميك يتحمل درجة حرارة لا تقل عن 750 درجة، وقطر داخلي 100 مم زائد/ناقص 5 مم وطول 230 مم زائد/ناقص 20 مم. يستقر الأنبوب الرأسي على أرضية الفرن، وهو مزود بسدادة لإزالة البقايا المتراكمة.
• الأنبوب الخزفي الداخلي: يوضع داخل أنبوب الفرن أنبوب خزفي مقاوم لدرجة حرارة 750 درجة على الأقل، وقطره الداخلي 75 مم زائد/ناقص 5 مم، وطوله 230 مم زائد/ناقص 20 مم، وسمكه حوالي 3 مم، ويوضع على ثلاث كتل فاصلة صغيرة 20 مم زائد/ناقص 2 مم فوق قاع الفرن. الجزء العلوي مغطى بقرص مصنوع من مادة مقاومة للحرارة مع فتحة بقطر 25 مم زائد/ناقص 2 مم في المنتصف، يستخدم لمراقبة ومرور الدخان والغازات. يقع ضوء الطيار أعلى الفتحة مباشرة. وقد وجد أيضًا أن المواد المقاومة للحريق مثل زجاج السيليكا والفولاذ المقاوم للصدأ مناسبة لهذا التطبيق.
• مصدر الهواء: مصدر هواء خارجي يستخدم لتوفير الهواء النقي من خلال أنبوب نحاسي بمعدل ثابت وقابل للتحكم من بالقرب من الجزء العلوي من مساحة الحلقة بين الأنابيب الخزفية. يجب تسخين الهواء وتوزيعه في الفراغ بين الأنبوبين ويدخل إلى أنبوب الفرن الداخلي من الأسفل. ينبغي قياس الهواء باستخدام جهاز قياس الهواء أو أي جهاز مناسب آخر.
• وحدة تسخين كهربائية تتكون من 50 لفة من سلك سبيكة نيكروم V بقطر 1,3 مم زائد/ناقص 0,1 مم، متضمن في غلاف من الألياف المعدنية وملفوف حول أنبوب الفرن ومدمج في أسمنت مقاوم للحرارة. وقد وجد أن الهياكل الأخرى، مثل الأسلاك الرقيقة الملفوفة المضمنة في الألياف الخزفية المصبوبة، مقبولة أيضًا.
• عزل يتكون من طبقة من الألياف المعدنية يبلغ سمكها حوالي 60 مم ومغطاة بغلاف معدني
• مشعل تجريبي: يتكون من أنبوب نحاسي بقطر داخلي اسمي 1,8 مم زائد/ناقص 0,3 مم، متصل بمصدر غاز البروبان بنسبة نقاء أدنى تبلغ 94 بالمائة وموضوع أفقيًا على مسافة 5 مم زائد/ناقص 1 مم فوق السطح العلوي لغطاء القرص. يجب ضبط شعلة الإشعال على طول 20 مم زائد/ناقص 2 مم ووضعها في منتصف الفتحة الموجودة في غطاء القرص.
• حامل وداعم العينة: تتكون صينية العينة من حاوية معدنية مصنوعة من الفولاذ بسمك 40 مم تقريبًا وقطرها 2 مم زائد/ناقص 15 مم وعمقها 2 مم زائد/ناقص 0,5 مم. يتم تثبيته في حلقة من قضيب اللحام المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بقطر 2,0 مم تقريبًا. يتم لحام الحلقة بطول نفس نوع القضيب الممتد من باب الفرن كما هو موضح بالشكل. تقع قاعدة صينية العينة على مسافة 185 مم زائد/ناقص 5 مم أسفل الجزء العلوي من أنبوب الفرن الداخلي.
• ترموكبلات: قطرها 0,5 مم، مصنوعة من الكروم والألوميل (النوع K) أو الحديد والكونستانتان (النوع J)، لقياس درجة الحرارة. يتم توصيل أجهزة قياس الحرارة بجهاز تسجيل معاير بتسامح لا يتجاوز درجتين مئويتين أو ناقصتين. يجب أن يتوافق تحمل الثرموكبل مع معيار IEC 2-584، الجدول 2، الفئة 1 أو أفضل.
• التحكم في التدفئة: محول متغير مناسب أو وحدة تحكم أوتوماتيكية متصلة على التوالي مع ملفات التدفئة.
• جهاز التوقيت: يجب أن يكون لديه دقة لا تقل عن 1 ثانية.

يقيس الثرموكبل درجة حرارة العينة. عندما يتم وضع العينة في الفرن، يتم وضعها بالقرب قدر الإمكان من مركز السطح العلوي للعينة. يتم توصيل سلك الحرارة بقضيب دعم العينة. يعطي ترموكبل آخر بعض المؤشرات على درجة حرارة الهواء المار بالقرب من العينة. يقع على مسافة 10 مم زائد/ناقص 2 مم أسفل مركز وعاء العينة. يتم توصيل سلك الحرارة بقضيب دعم العينة.

من المقبول استخدام أي مادة أو منتج مقدم كعينة اختبار، ومن الأمثلة على ذلك الحبيبات والمساحيق والأفلام. ومن المقبول أيضًا استخدام المواد المركبة كعينات اختبار. يجب أن يتضمن تقرير الاختبار تفاصيل كاملة عن الطريقة التي تم بها اختبار عينات الاختبار. من الصعب تقييم العينات التي تحتوي على مستويات عالية من الحشوات غير العضوية. في بعض الحالات، فإن نفس المادة التي تم اختبارها بطرق مختلفة سوف تعطي نتائج مختلفة.

تتمتع مؤسستنا، التي تحاول دعم الشركات من كل القطاعات بمجموعة واسعة من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي أجرتها لسنوات، بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في العالم في مجال العلوم والتكنولوجيا ويحسن نفسه باستمرار. وفي هذا السياق، يتم أيضًا تقديم خدمات الاختبار للشركات وفقًا للمعيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM D1929-19 لتحديد درجة حرارة اشتعال البلاستيك".