روش آزمون استاندارد ASTM D1929-19 برای تعیین دمای احتراق پلاستیک‌ها
استاندارد "ASTM D1929-19 روش آزمون استاندارد برای تعیین دمای اشتعال پلاستیک‌ها" که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) منتشر شده است، یک روش آزمون واکنش آتش برای تعیین دمای اشتعال ناگهانی و دمای خوداشتعال پلاستیک‌ها در آزمایشگاه با استفاده از کوره هوای گرم را شرح می‌دهد. مقادیر مشخص شده در واحدها به عنوان استاندارد در نظر گرفته می‌شوند. هیچ واحد اندازه‌گیری دیگری در این استاندارد گنجانده نشده است. در حین احتراق، گازها یا بخارات یا هر دو آزاد می‌شوند که می‌توانند برای پرسنل خطرناک باشند.
برای اهداف این استاندارد، علاوه بر اصطلاحات و تعاریف ارائه شده در ASTM D883، ASTM E456 و ASTM E176، تعاریف زیر نیز اعمال می‌شود:
- دمای احتراق آنی به حداقل دمایی اطلاق می‌شود که در آن، تحت شرایط آزمایش مشخص شده، گازهای قابل اشتعال کافی برای احتراق فوری با اعمال یک شعله کوچک پیلوت خارجی منتشر می‌شوند.
- احتراق التهابی به احتراق یک ماده در فاز جامد بدون وقوع احتراق عمومی، بدون شعله اما با انتشار نور از ناحیه احتراق، به دلیل تجزیه آهسته و کربنیزاسیون در نقاط مختلف نمونه اشاره دارد.
- دمای خوداشتعالی یا دمای خوداشتعالی به حداقل دمایی اطلاق می‌شود که در آن خواص خودگرمایی نمونه منجر به احتراق می‌شود یا احتراق خودبه‌خودی، در غیاب هرگونه منبع احتراق شعله اضافی، تحت شرایط آزمایش مشخص شده، رخ می‌دهد.
آزمایش‌های انجام‌شده تحت شرایط مشخص‌شده در این استاندارد می‌توانند در مقایسه خواص نسبی احتراق مواد مختلف، ارزش قابل‌توجهی داشته باشند. مقادیر به دست آمده نشان دهنده کمترین دمای هوای محیط است که باعث اشتعال ماده در شرایط این آزمایش می‌شود. انتظار می‌رود مقادیر آزمایش، مواد را بر اساس حساسیت به اشتعال آنها در شرایط استفاده واقعی رتبه‌بندی کنند.
این آزمایش به عنوان تنها معیار خطر آتش سوزی در نظر گرفته نشده است. این استاندارد علاوه بر دماهای احتراق، عوامل دیگری مانند خطرات آتش‌سوزی، سرعت سوختن یا گسترش شعله، شدت احتراق، افزودنی‌های سوخت، محصولات احتراق و موارد دیگر را نیز شامل می‌شود.
تجهیزات مورد استفاده در این آزمایش ها عبارتند از:
- کوره پخت هوای گرم: کوره‌ای مشابه آنچه در شکل ارائه شده در استاندارد نشان داده شده است، که اساساً از یک واحد گرمایش الکتریکی و یک نگهدارنده نمونه تشکیل شده است.
- لوله کوره: یک لوله عمودی ساخته شده از سرامیک که حداقل دمای ۷۵۰ درجه را تحمل می‌کند، با قطر داخلی ۱۰۰ میلی‌متر به اضافه/منهای ۵ میلی‌متر و طول ۲۳۰ میلی‌متر به اضافه/منهای ۲۰ میلی‌متر. لوله عمودی روی کف کوره قرار دارد و مجهز به درپوشی برای تخلیه پسماندهای انباشته شده است.
- لوله سرامیکی داخلی: یک لوله سرامیکی مقاوم در برابر دمای حداقل ۷۵۰ درجه، با قطر داخلی ۷۵ میلی‌متر بعلاوه/منهای ۵ میلی‌متر، طول ۲۳۰ میلی‌متر بعلاوه/منهای ۲۰ میلی‌متر و ضخامت حدود ۳ میلی‌متر، درون لوله کوره قرار گرفته و روی سه بلوک فاصله‌دهنده کوچک به ارتفاع ۲۰ میلی‌متر بعلاوه/منهای ۲ میلی‌متر بالای کف کوره قرار می‌گیرد. قسمت بالایی با یک دیسک ساخته شده از مواد مقاوم در برابر حرارت با دهانه‌ای به قطر ۲۵ میلی‌متر بعلاوه/منهای ۲ میلی‌متر در وسط پوشیده شده است که برای مشاهده و عبور دود و گازها استفاده می‌شود. چراغ راهنما درست بالای دهانه قرار دارد. مواد مقاوم در برابر آتش مانند شیشه سیلیس و فولاد ضد زنگ نیز برای این کاربرد مناسب تشخیص داده شده‌اند.
- منبع هوا: یک منبع هوای خارجی که برای تأمین هوای تازه از طریق یک لوله مسی با نرخ ثابت و قابل کنترل از نزدیکی بالای فضای حلقوی بین لوله‌های سرامیکی استفاده می‌شود. هوا باید در فضای بین دو لوله گرم و در گردش باشد و از پایین وارد لوله کوره داخلی شود. هوا باید با روتامتر یا وسیله مناسب دیگری اندازه گیری شود.
- واحد گرمایش الکتریکی متشکل از ۵۰ دور سیم آلیاژ نیکروم V با ضخامت ۱.۳ میلی‌متر بعلاوه/منهای ۰.۱ میلی‌متر که در یک غلاف الیاف معدنی قرار گرفته و دور لوله کوره پیچیده شده و در سیمان مقاوم در برابر حرارت جاسازی شده است. ساختارهای دیگری مانند سیم نازک پیچیده شده در فیبر سرامیکی قالب‌گیری شده نیز قابل قبول تشخیص داده شده‌اند.
- عایقی متشکل از یک لایه الیاف معدنی با ضخامت تقریبی ۶۰ میلی‌متر که با یک غلاف فلزی پوشانده شده است.
- شمعک آتش‌زنه: متشکل از لوله مسی با قطر داخلی اسمی ۱.۸ میلی‌متر بعلاوه/منهای ۰.۳ میلی‌متر، متصل به منبع گاز پروپان با حداقل خلوص ۹۴ درصد و قرار گرفته به صورت افقی ۵ میلی‌متر بعلاوه/منهای ۱ میلی‌متر بالاتر از سطح بالایی کلاهک دیسکی. شعله پیلوت باید روی طول 1,8 میلی‌متر به اضافه/منهای 0,3 میلی‌متر تنظیم شده و در مرکز دهانه پوشش دیسکی قرار گیرد.
- پایه و نگهدارنده نمونه: سینی نمونه شامل یک ظرف فلزی ساخته شده از فولاد با ضخامت تقریبی 40 میلی‌متر با قطر 2 میلی‌متر بعلاوه/منهای 15 میلی‌متر و عمق 2 میلی‌متر بعلاوه/منهای 0,5 میلی‌متر است. این قطعه در حلقه‌ای از میله جوشکاری فولاد ضد زنگ با قطر تقریبی ۲.۰ میلی‌متر قرار دارد. حلقه به طولی از همان نوع میله که از درب کوره امتداد دارد، همانطور که در شکل نشان داده شده است، جوش داده می‌شود. پایه سینی نمونه 2,0 میلی‌متر به اضافه/منهای 185 میلی‌متر پایین‌تر از بالای لوله کوره داخلی قرار دارد.
- ترموکوپل‌ها: با قطر 0,5 میلی‌متر، کروم-آلومل (نوع K) یا آهن-کنستانتان (نوع J)، برای اندازه‌گیری دما. ترموکوپل‌ها به یک دستگاه ثبت کالیبره شده با تلرانس حداکثر مثبت/منفی ۲ درجه متصل هستند. تلرانس ترموکوپل باید با استاندارد IEC 2-584، جدول 2، کلاس 1 یا بهتر مطابقت داشته باشد.
- کنترل گرمایش: یک ترانسفورماتور متغیر مناسب یا کنترل‌کننده خودکار که به صورت سری با کویل‌های گرمایشی متصل شده است.
- دستگاه زمان‌سنج: باید دقت حداقل ۱ ثانیه داشته باشد.
ترموکوپل دمای نمونه را اندازه‌گیری می‌کند. وقتی نمونه در کوره قرار دارد، تا حد امکان نزدیک به مرکز سطح بالایی نمونه قرار می‌گیرد. سیم ترموکوپل به میله نگهدارنده نمونه متصل است. ترموکوپل دیگری دمای هوای عبوری از نزدیکی نمونه را نشان می‌دهد. این نقطه 10 میلی‌متر به اضافه/منهای 2 میلی‌متر پایین‌تر از مرکز ظرف نمونه قرار دارد. سیم ترموکوپل به میله نگهدارنده نمونه متصل است.
استفاده از هر ماده یا محصول ارائه شده به عنوان نمونه آزمایشی قابل قبول است، برخی از نمونه‌ها می‌توانند گلوله، پودر و فیلم باشند. همچنین استفاده از کامپوزیت‌ها به عنوان نمونه‌های آزمایشی قابل قبول است. گزارش آزمایش باید شامل جزئیات کامل نحوه آزمایش نمونه‌های آزمایش باشد. ارزیابی نمونه‌های حاوی سطوح بالای پرکننده‌های معدنی دشوار است. در برخی موارد، آزمایش مواد مشابه به روش‌های مختلف، نتایج متفاوتی به همراه خواهد داشت.
سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در زمینه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات آزمایشی نیز مطابق با استاندارد "روش آزمون استاندارد ASTM D1929-19 برای تعیین دمای اشتعال پلاستیک‌ها" به مشاغل ارائه می‌شود.
