Método de prueba estándar ASTM D1929-19 para determinar la temperatura de ignición de plásticos

La norma "ASTM D1929-19 Método de prueba estándar para determinar la temperatura de ignición de plásticos" publicada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) describe un método de prueba de reacción al fuego para determinar la temperatura de ignición instantánea y la temperatura de autoignición de plásticos en el laboratorio utilizando un horno de aire caliente. Los valores especificados en las unidades se consideran como estándares. No se incluyen otras unidades de medida en esta norma. Durante la combustión se liberan gases o vapores, o ambos, que pueden ser peligrosos para el personal.

Para los fines de esta norma, además de los términos y definiciones dados en ASTM D883, ASTM E456 y ASTM E176, se aplican las siguientes definiciones:

• La temperatura de ignición instantánea se refiere a la temperatura mínima a la cual, bajo condiciones de prueba específicas, se emiten suficientes gases inflamables para encenderse instantáneamente cuando se aplica una pequeña llama piloto externa.
• La combustión incandescente se refiere a la combustión de un material en fase sólida sin que se produzca ignición general, sin llama pero con emisión de luz desde la zona de combustión, debido a la lenta descomposición y carbonización en varios puntos de la muestra.
• La temperatura de autoignición o temperatura de autoignición se refiere a la temperatura mínima a la cual las propiedades de autocalentamiento de la muestra conducen a la ignición o a la cual la ignición ocurre espontáneamente, en ausencia de cualquier fuente adicional de ignición de llama, en condiciones de prueba específicas.

Las pruebas realizadas en las condiciones especificadas en esta norma pueden ser de valor significativo para comparar las propiedades de ignición relativas de diferentes materiales. Los valores obtenidos representan la temperatura del aire ambiente más baja que provocará la inflamación del material en las condiciones de esta prueba. Se espera que los valores de prueba clasifiquen los materiales según su susceptibilidad a la ignición en condiciones de uso reales.

Esta prueba no pretende ser la única medida del riesgo de incendio. Esta norma incluye, además de las temperaturas de ignición, otros factores como los riesgos de incendio, la velocidad de combustión o propagación de la llama, la intensidad de la combustión, los aditivos del combustible, los productos de la combustión y otros.

El equipo utilizado en estas pruebas incluye:

• Horno de cocción por aire caliente: Horno similar al que se muestra en la figura que figura en la Norma, que consta esencialmente de un grupo calefactor eléctrico y de un portamuestras.
• Tubo de horno: Tubo vertical hecho de cerámica que soportará una temperatura de al menos 750 grados, con un diámetro interno de 100 mm más/menos 5 mm y una longitud de 230 mm más/menos 20 mm. El tubo vertical descansa sobre el suelo del horno, provisto de un tapón para eliminar los residuos acumulados.
• Tubo cerámico interior: Se coloca dentro del tubo del horno un tubo cerámico resistente a una temperatura de al menos 750 grados, con un diámetro interior de 75 mm más/menos 5 mm, una longitud de 230 mm más/menos 20 mm y un espesor de aproximadamente 3 mm y se coloca sobre tres pequeños bloques espaciadores a 20 mm más/menos 2 mm por encima del fondo del horno. La parte superior está cubierta con un disco de material resistente al calor con una abertura de 25 mm más/menos 2 mm en el medio, utilizado para la observación y el paso de humo y gases. La luz piloto se encuentra justo encima de la apertura. También se ha comprobado que materiales resistentes al fuego como el vidrio de sílice y el acero inoxidable son adecuados para esta aplicación.
• Fuente de aire: una fuente de aire externa que se utiliza para proporcionar aire fresco a través de un tubo de cobre a un ritmo constante y controlable desde cerca de la parte superior del espacio anular entre los tubos de cerámica. El aire debe calentarse y circular en el espacio entre los dos tubos y entrar al tubo interior del horno desde la parte inferior. El aire debe medirse con un rotámetro u otro dispositivo adecuado.
• Unidad de calentamiento eléctrico compuesta por 50 espiras de alambre de aleación de nicromo V de 1,3 mm más/menos 0,1 mm contenido en una funda de fibra mineral y enrollado alrededor del tubo del horno y embebido en cemento resistente al calor. También se ha comprobado que son aceptables otras estructuras, como alambres finos enrollados incrustados en fibra cerámica moldeada.
• Aislamiento consistente en una capa de fibra mineral de aproximadamente 60 mm de espesor y recubierta de una funda metálica.
• Encendedor piloto: consta de un tubo de cobre con un diámetro interior nominal de 1,8 mm más/menos 0,3 mm, conectado a una fuente de gas propano con una pureza mínima del 94 por ciento y ubicado horizontalmente 5 mm más/menos 1 mm por encima de la superficie superior de la tapa del disco. La llama piloto debe ajustarse a 20 mm más/menos 2 mm de largo y colocarse en el centro de la abertura en la cubierta del disco.
• Soporte y soporte de muestra: La bandeja de muestra consta de un recipiente metálico fabricado en acero de aproximadamente 40 mm de espesor con un diámetro de 2 mm más/menos 15 mm y una profundidad de 2 mm más/menos 0,5 mm. Se sujeta en un anillo de varilla de soldadura de acero inoxidable de aproximadamente 2,0 mm de diámetro. El anillo está soldado a una longitud del mismo tipo de varilla que se extiende desde la puerta del horno como se muestra en la figura. La base de la bandeja de muestras está ubicada 185 mm más/menos 5 mm por debajo de la parte superior del tubo interior del horno.
• Termopares: de 0,5 mm de diámetro, de cromo-alumel (Tipo K) o hierro-constantán (Tipo J), para medición de temperatura. Los termopares están conectados a un dispositivo de registro calibrado con una tolerancia que no exceda más/menos 2 grados. La tolerancia del termopar debe cumplir con la norma IEC 584-2, Tabla 1, Clase 2 o superior.
• Control de calefacción: Un transformador variable adecuado o un controlador automático conectado en serie con las bobinas de calefacción.
• Dispositivo de cronometraje: Debe tener una precisión de al menos 1 s.

El termopar mide la temperatura de la muestra. Cuando la muestra se encuentra en el horno, se ubica lo más cerca posible del centro de la superficie superior de la muestra. El cable del termopar está conectado a la varilla de soporte de la muestra. Otro termopar da alguna indicación de la temperatura del aire que pasa cerca de la muestra. Se encuentra 10 mm más/menos 2 mm por debajo del centro del recipiente de muestra. El cable del termopar está conectado a la varilla de soporte de la muestra.

Es aceptable utilizar cualquier material o producto suministrado como muestra de prueba, algunos ejemplos serían pellets, polvos y películas. También es aceptable utilizar materiales compuestos como muestras de prueba. El informe de prueba debe contener detalles completos sobre la forma en que se analizaron las muestras de prueba. Las muestras que contienen altos niveles de cargas inorgánicas son difíciles de evaluar. En algunos casos, el mismo material probado de diferentes maneras producirá resultados diferentes.

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