طريقة الاختبار القياسية ASTM E906-07 لمعدلات إطلاق الحرارة والدخان المرئي للمواد والمنتجات باستخدام طريقة Thermopile

يصف المعيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM E906-07 لمعدلات إطلاق الحرارة والدخان المرئي للمواد والمنتجات باستخدام طريقة التراكم الحراري" الذي طورته الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) طريقة اختبار لتحديد معدلات إطلاق الحرارة والدخان المرئي من المواد أو المنتجات أو التجمعات عند تعرضها لمستويات مختلفة من الحرارة المشعة. يتم تعريف الدخان المرئي من حيث حجب الضوء المنبعث من منتجات الاحتراق المنبعثة أثناء الاختبارات.

تقوم طريقة الاستجابة لاختبار الحريق هذه بتقييم إطلاق الحرارة من خلال طريقة حرارية، تسمى "المكدس الحراري"، باستخدام مصدر حرارة مشع يتكون من مجموعة من أربعة عناصر مقاومة كهربائية. توفر طريقة الاختبار هذه التعرض الحراري الإشعاعي للعينة سواء كان موجهًا أو بدون توجيه. تنتج عملية الاشتعال التجريبي عن الاصطدام المباشر باللهب بالعينة (الاشتعال النقطي) أو عن استخدام أداة تجريبية لإشعال الغازات الناتجة عن التحلل الحراري للعينة.

يتم قياس انبعاث الحرارة والدخان من لحظة حقن العينة في غرفة التعرض الخاضعة للرقابة. يتم إجراء القياسات طوال مدة الاشتعال (والتدخل التدريجي للهب على السطح في حالة الاشتعال النقطي) وحتى انتهاء الاختبار.

تهدف طريقة الاختبار هذه إلى استخدامها في البحث والتطوير وليس كأساس لأغراض التصنيف أو التنظيم أو الترميز.

تم استخدام الجهاز الموصوف في طريقة الاختبار هذه في تكوينين. التكوين A هو التكوين الذي تستخدمه إدارة الطيران الفيدرالية لتقييم المواد المستخدمة في الطائرات. يعتبر التكوين B مناسبًا لأغراض البحث والتطوير عند تدفقات الحرارة الساقطة المختلفة.

لا توفر طريقة الاختبار هذه معلومات عن أداء عينات الاختبار في مواجهة الحرائق في ظل ظروف حريق أخرى غير تلك المحددة في طريقة الاختبار هذه. تشمل القيود المعروفة لطريقة الاختبار هذه ما يلي:

• تعتمد معدلات إطلاق الحرارة والدخان على عدد من العوامل، بما في ذلك تكوين التفحم السطحي، وتكوين الرماد اللزج، وسمك العينة، وطريقة التركيب.
• تعتبر قيم إطلاق الحرارة دالة على حجم العينة المحددة (المنطقة المفتوحة) التي تم اختبارها. النتائج ليست قابلة للقياس بشكل مباشر على مساحات سطحية مكشوفة مختلفة لبعض المنتجات.
• تقتصر طريقة الاختبار على أحجام عينات محددة من المواد أو المنتجات أو التجمعات. إذا كان من المقرر اختبار المنتجات، فيجب أن تكون عينة الاختبار ممثلة للمنتج قيد الاستخدام الفعلي. يقتصر الاختبار على تعريض السطح، والخيارات للسطح المكشوف هي عمودي وأفقي مواجه لأعلى.
• عند معدلات إطلاق حرارة عالية جدًا للعينة، قد يتم ملاحظة اللهب في الجزء العلوي من المكدس، مما يؤدي إلى إبطال الاختبار.
• لم يتم إثبات علاقة عامة بين قيم معدل انبعاث الهواء التي تم الحصول عليها من العينات الموجهة أفقياً ورأسياً. يجب اختبار العينات التي تذوب وتتقطر في اتجاه عمودي أفقياً.

لأغراض هذا المعيار، بالإضافة إلى المصطلحات والتعريفات الواردة في معايير "ASTM E176-2121 المصطلحات القياسية لمعايير الحرائق" و"ISO 13943 السلامة من الحرائق - المصطلحات"، تنطبق التعريفات التالية:

• فيما يتعلق بجمع البيانات، يشير المستمر إلى فترات جمع البيانات التي تبلغ 5 ثوانٍ أو أقل.
• السطح المكشوف هو سطح العينة الذي يتعرض للحرارة الساقطة.
• التوهج هو وجود اللهب على أو على سطح العينة لفترات أقل من 4 ثوان.
• يشير اشتعال الطور الغازي إلى اشتعال منتجات التحلل الحراري من سطح ساخن بواسطة شعلة تجريبية أو مصدر اشتعال آخر لا يؤثر على السطح الساخن أو يؤثر عليه بشكل كبير، على سبيل المثال عن طريق إعادة الإشعاع.
• الاتجاه هو المستوى الذي يتم فيه وضع الوجه المكشوف للعينة عموديًا أو أفقيًا لأعلى أثناء الاختبار.
• وحدة الدخان هي تركيز جزيئات الدخان في متر مكعب واحد من الهواء مما يقلل من نسبة انتقال الضوء على طول مسار يبلغ طوله متر واحد إلى 1 بالمائة.
• اللهب المستمر هو وجود اللهب على أو فوق معظم سطح العينة لمدة 4 ثوانٍ أو أكثر.
• وقت الاشتعال هو الوقت بين بدء الاختبار ووجود اللهب على أو فوق معظم سطح العينة لمدة 4 ثوان على الأقل.
• مدة اللهب المستمر هي مدة الاشتعال.

عند إجراء الاختبار، يتم حقن العينة المراد اختبارها في غرفة بيئية يمر من خلالها تدفق هواء ثابت. يتم تحديد تعرض العينة من خلال مصدر حرارة مشع تم تعديله لإنتاج إجمالي تدفق الحرارة المطلوب على العينة. تتضمن خيارات التعرض ما يلي: التوجهات الأفقية أو الرأسية، أو الاشتعال بدون طيار، أو الاشتعال الموجه للغازات المنبعثة، أو الاشتعال النقطي للسطح. يتم مراقبة التغيرات في درجة الحرارة والكثافة البصرية للغاز الخارج من الغرفة، ومن خلال هذه البيانات يتم حساب معدلات إطلاق الحرارة والدخان المرئي.

توفر طريقة الاختبار هذه وصفًا لسلوك عينات المواد من حيث معدل إطلاق الحرارة والدخان المرئي تحت التعرض لحريق محدد. من خلال اختبار العينات في مجموعة من التعرضات التي تغطي مجموعة من تدفقات الحرارة، من الممكن تحديد التغيير في سلوك المواد والمنتجات مع التغيير في التعرض لتدفق الحرارة.

البيانات التي تم الحصول عليها لاختبار معين تصف المعدل الذي ستنتشر به العينة وتطلق الدخان عند تعرضها للظروف البيئية المحددة والإجراءات المستخدمة لإجراء هذا الاختبار.

عند استخدام الطيار، لا يحترق كامل السطح المكشوف للعينة أثناء مرحلة التضمين التدريجي. يتم استخدام إجراءات إطلاق النار النقطي (التأثير). أثناء المشاركة التدريجية للسطح، تكون معدلات إطلاق الحرارة والدخان لكل متر مربع من مساحة السطح المكشوفة الأصلية، وليس لكل متر مربع من السطح المحتوي على اللهب.

يتم حساب معدلات إطلاق الحرارة والدخان لكل متر مربع من مساحة السطح المكشوفة الأصلية. إذا انتفخت العينة أو ترهلت أو تقشرت أو تشوهت بأي شكل آخر، مما أدى إلى تغيير مساحة السطح المكشوفة، فإن معدلات الإطلاق المحسوبة تتوافق مع المساحة الأصلية، وليس مساحة السطح الجديدة.

تعتمد قيم إطلاق الحرارة على وضع الإشعال. يعطي اشتعال الطور الغازي مقياسًا أكثر اتساقًا من حيث الأبعاد لمعدل الإطلاق عندما يحدث تفاعل سريع جدًا أو فوري لسطح العينة مع اللهب.

تعتمد معدلات الإصدار على العديد من العوامل، وبعضها لا يمكن التحكم فيه. من الممكن أن العينات التي تنتج تفحمًا سطحيًا أو رمادًا لزجًا أو عينات مركبة أو مغلفة قد لا تصل إلى معدل الإطلاق في الحالة الثابتة. لا يمكن للعينات الرقيقة حرارياً، أي العينات التي تتغير درجة حرارة أسطحها غير المكشوفة أثناء فترة الاختبار، تحقيق معدل إطلاق ثابت. لذلك، تعتمد معدلات الإطلاق لمادة معينة، على سبيل المثال، على كيفية استخدام المادة، وسمكها، وطريقة التركيب.

تتمتع مؤسستنا بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في مجال العلوم والتكنولوجيا في العالم ويطور نفسه باستمرار. من بين العديد من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم المقدمة للشركات في مختلف القطاعات، هناك أيضًا خدمات اختبار وفقًا للمعيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM E906-07 لمعدلات إطلاق الحرارة والدخان المرئي للمواد والمنتجات باستخدام طريقة التكثيف الحراري".