Определяне на скоростта на отделяне на топлина и видим дим от материали и продукти с помощта на калориметър за консумация на кислород ASTM E1354

Стандартният метод за изпитване ASTM E1354 за определяне на скоростта на отделяне на топлина и видим дим от материали и продукти с помощта на калориметрия на консумацията на кислород, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), е стандарт за реакция на огън, който позволява измерване на реакцията на материали, изложени на контролирани нива на лъчисто нагряване, със или без външен запалител.

Описаният тук метод за изпитване се използва за определяне на запалимостта, скоростта на отделяне на топлина, скоростта на загуба на маса, ефективната топлина на горене и видимото образуване на дим от материали и продукти.

Скоростта на отделяне на топлина се определя чрез измерване на консумацията на кислород, която се определя от концентрацията на кислород и дебита в потока от отработени газове. Ефективната топлина на горене се определя чрез едновременно измерване на скоростта на загуба на маса на пробата, заедно със скоростта на отделяне на топлина. Образуването на дим се измерва чрез блокиране на светлината от потока от продукти на горене.

Пробите трябва да бъдат подложени на първоначални изпитвателни топлинни потоци в диапазона от 0 kW/m² ^до 100 kW/m² ^. Когато се използва външно запалване, това трябва да се извърши с електрическа искра. Първоначалната стойност на изпитвателния топлинен поток и използването на външно запалване трябва да бъдат посочени в съответния стандарт за материал или експлоатационни характеристики. Нормалната ориентация на пробата при изпитване е хоризонтална, независимо дали крайното приложение включва хоризонтална или вертикална ориентация. Устройството включва и възможности за изпитване с вертикална ориентация, което се използва само за проучвателна или диагностична работа.

Запалимостта се определя като времето, изминало от първоначалното излагане на продължителен пламък.

Този метод за изпитване е разработен за употреба при оценки на материали и продукти, математическо моделиране, проектиране или разработка и изследвания. Примери за проби от материали включват части от крайния продукт или различни компоненти, използвани в крайния продукт.

ASTM E1354 е широко използван стандарт за изпитване на пожарна безопасност и един от най-важните методи за лабораторно изпитване на пожарна безопасност, използвани за оценка на поведението на материалите при излагане на пожар. Изпитването се извършва с помощта на устройство, наречено конусен калориметър, което симулира реално излагане на пожар в контролирана лабораторна среда.

Основната цел на стандарта ASTM E1354 е да измери свойствата на реакция на огън на материалите, когато са изложени на определено ниво на лъчиста топлина. Този стандарт оценява специално следните параметри:

• Скорост на отделяне на топлина
• Производство на дим
• Характеристики на запалването
• Загуба на маса по време на горене
• Образуване на токсични газове (въглероден оксид, въглероден диоксид)

Тези параметри са критични, защото скоростта на отделяне на топлина е най-важният фактор за растежа и разпространението на пожара.

Стандартният метод за изпитване ASTM E1354 се основава на принципа на калориметрията за консумация на кислород, който е както следва:

• Количеството топлина, отделено по време на горенето, е право пропорционално на количеството консумиран кислород.
• За всеки килограм консумиран кислород се отделя приблизително 13,1 MJ топлина, което позволява точно изчисляване на интензитета на пожара.

Коничният калориметър, използван в тестовете, се състои от няколко основни компонента:

• Коничен лъчист нагревател (приблизително 100 kW/m²)²(Осигурява контролиран топлинен поток до)
• Държач за проби (обикновено за проби 100 mm x 100 mm)
• Запалителна система (искрово запалване)
• Изпускателна система (събира газове от горенето)
• Кислороден анализатор (измерва изчерпването на кислород)
• Тензодатчик (измерва загубата на маса)
• Система за измерване на дим

Тази система позволява детайлно наблюдение на поведението на горенето в реално време.

Процесът на тестване обикновено следва следните стъпки:

• Подготовка на пробите: Пробите се кондиционират при контролирана температура и влажност. Те обикновено са обикновени и представляват действителни материали за употреба.
• Излагане на топлина: Пробата се подлага на предварително определен поток от лъчиста топлина (обикновено 35 или 50 kW/m³).²) е изложен на.
• Запалване: Пробата може да се запали спонтанно или с искра за запалване.
• Събиране на данни: Непрекъснато се извършват измервания на следните параметри:
  • Скорост на отделяне на топлина
  • плътност на дима
  • загуба на маса
  • Концентрации на газ
  • Продължителност на теста

Изпитването продължава, докато горенето спре или се достигне определен период от време.

• Ключови измервани параметри: Стандартът ASTM E1354 предоставя широк набор от данни, включително:
  • Най-висока скорост на отделяне на топлина
  • Общо отделяне на топлина
  • Време на запалване
  • Скорост на загуба на маса
  • Скорост на производство на дим
  • Ефективна топлина на горене
  • Газови емисии (въглероден оксид, въглероден диоксид, токсични газове)

Тези резултати помагат на инженерите да разберат как даден материал допринася за интензивността на пожара.

Стандартът ASTM E1354 се използва в много индустрии, включително:

• Строителни материали (изолация, панели, подови настилки)
• Автомобили и транспорт
• Електроника и кабели
• Мебели и текстил

Типичните приложения на този стандарт включват:

• Разработване на продукти и научноизследователска и развойна дейност
• Инженерство за пожарна безопасност
• Спазване на законовите разпоредби
• Входни данни за моделиране на пожар

Предимствата на стандарта ASTM E1354 са следните:

• Изисква малка извадка, но предоставя изчерпателни данни.
• Той е изключително повторяем и надежден.
• Подходящо за проучване и сравнение на продукти.
• Той предоставя данни, които могат да се използват в модели за симулация на пожари.

Този стандарт обаче има някои ограничения:

• Това е тест в стенд, а не сценарий на пожар в пълен мащаб.
• Резултатите може да не представят точно реалните пожарни условия.
• Моделирането на пожари изисква експертно мнение.

В заключение, стандартът ASTM E1354 е един от най-важните стандарти за изпитване на пожар за оценка на поведението на материалите при излагане на огън. Чрез измерване на отделянето на топлина, производството на дим и характеристиките на горене, той предоставя критични данни за проектиране на пожарна безопасност, избор на материали и съответствие с регулаторните изисквания. Способността му да симулира реалистични условия на пожар в малък мащаб прави този стандарт незаменим инструмент в съвременната пожарна наука и инженерство.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен екип, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандарта ASTM E1354.