روش‌های آزمون استاندارد ASTM E2058 برای اندازه‌گیری قابلیت اشتعال مواد با استفاده از دستگاه پخش آتش (FPA)

روش‌های آزمون استاندارد ASTM E2058 برای اندازه‌گیری قابلیت اشتعال مواد با استفاده از دستگاه پخش آتش (FPA)

استاندارد انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM) با عنوان "ASTM E2058 روش‌های آزمون استاندارد برای اندازه‌گیری اشتعال‌پذیری مواد با استفاده از دستگاه انتشار آتش (FPA)" خواص اشتعال‌پذیری مواد مربوط به تمایل مواد به پشتیبانی از انتشار آتش از طریق دستگاه انتشار آتش را کمی‌سازی می‌کند. خواص اشتعال‌پذیری مواد کمی‌سازی شده شامل زمان احتراق، نرخ آزادسازی گرمای شیمیایی و همرفتی، نرخ اتلاف جرم و گرمای مؤثر احتراق است.

روش‌های آزمون استاندارد ASTM E2058 برای اندازه‌گیری قابلیت اشتعال مواد با استفاده از دستگاه پخش آتش (FPA)

این استاندارد روش‌های آزمون زیر را که می‌توانند جداگانه و مستقل انجام شوند، تعریف می‌کند:

  • آزمایش احتراق برای تعیین مقدار زمان احتراق یک نمونه افقی؛
  • آزمایش احتراق برای تعیین نرخ آزادسازی حرارت شیمیایی و گرمای احتراق ناشی از احتراق یک نمونه افقی
  • آزمایش گسترش آتش برای تعیین نرخ آزادسازی حرارت شیمیایی از احتراق یک نمونه عمودی.

ویژگی‌های متمایز دستگاه‌های پخش آتش عبارتند از:

  • بخاری‌های ایزوله خارجی تنگستن-کوارتز برای رساندن شار تابشی تا 110 کیلووات بر متر مربع به نمونه آزمایشی.
  • الزام برای احتراق یا گسترش آتش به سمت بالا در مخلوط‌های هوای مشخص‌شده تا ۴۰ درصد هوای غنی‌شده با اکسیژن، هوای بدون اکسیژن، نیتروژن خالص یا مخلوط‌هایی از عوامل خاموش‌کننده گازی.
  • توانایی اندازه‌گیری نرخ آزادسازی گرما و جریان محصولات خروجی در طول گسترش آتش به سمت بالا در یک نمونه آزمایشی عمودی در ارتفاع 0,305 متر.

دستگاه انتشار آتش برای ارزیابی قابلیت اشتعال مواد و محصولات استفاده می‌شود. همچنین برای به دست آوردن پاسخ گذرای این مواد و محصولات به شارهای حرارتی مشخص در محیط‌های خنثی یا اکسیدکننده مشخص و برای به دست آوردن اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی نرخ تولید محصولات آتش (دی‌اکسید کربن، مونوکسید کربن و در صورت تمایل، هیدروکربن‌های گازی) برای استفاده در مهندسی ایمنی آتش طراحی شده است.

احتراق نمونه با استفاده از شعله پایلوت در موقعیت مشخص نسبت به سطح نمونه انجام می‌شود.

آزمایش گسترش آتش روی نمونه‌های عمودی برای موادی که به اندازه کافی ذوب می‌شوند تا هنگام گرم شدن، یک حوضچه مایع تشکیل دهند، مناسب نیست.

این روش‌های آزمایش، بخش جدایی‌ناپذیر استانداردهای آزمایش موجود برای انتشار آتش کابل و اشتعال‌پذیری مواد اتاق تمیز و همچنین استاندارد تأیید برای تسمه نقاله هستند. منابع از این روش‌های آزمایش استفاده می‌کنند زیرا نتایج آزمایش آتش حاصل از این روش‌های آزمایش با رفتار آتش در طول آزمایش‌های انتشار آتش در مقیاس واقعی همبستگی دارد.

روش آزمون اشتعال، احتراق یا گسترش آتش، یا ترکیبی از آنها، با مواد و محصولاتی حاوی طیف گسترده‌ای از ترکیبات و ساختارهای پلیمری انجام شده است.

روش آزمایش گسترش آتش با روش‌های آزمایش موجود در استانداردهای ASTM که در اینجا فهرست شده‌اند، متفاوت است، زیرا اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی از میزان آزادسازی گرمای شیمیایی در طول گسترش آتش به سمت بالا و احتراق بر روی یک نمونه آزمایشی عمودی در هوای معمولی، هوای غنی از اکسیژن یا هوای آلوده به اکسیژن انجام می‌دهد. روش‌های آزمایش در استانداردهای دیگر، مانند روش آزمایش ASTN E1321 که اندازه‌گیری‌هایی را در طول گسترش شعله افقی/افقی یا رو به پایین بر روی مواد ارائه می‌دهد، و روش‌های آزمایش ASTM E906، ASTM E1354 و ASTM E1623 که اندازه‌گیری‌هایی از میزان آزادسازی گرما از موادی که کاملاً درگیر احتراق شعله‌ور هستند را ارائه می‌دهند، معمولاً از یک شار تابشی خارجی به جای شعله‌های ناشی از خود ماده در حال سوختن برای توصیف رفتار آتش استفاده می‌کنند.

این روش‌های آزمایش به عنوان آزمایش‌های معمول کنترل کیفیت در نظر گرفته نمی‌شوند. آن‌ها برای ارزیابی خواص اشتعال‌پذیری خاص مواد طراحی شده‌اند. موادی که باید تجزیه و تحلیل شوند شامل نمونه‌هایی هستند که از یک محصول نهایی یا اجزای مختلف مورد استفاده در یک محصول نهایی گرفته شده‌اند. نتایج حاصل از رویه‌های آزمایشگاهی، ورودی‌هایی را برای مدل‌های گسترش و رشد آتش، مطالعات تحلیل ریسک، طراحی ساختمان و محصول و تحقیق و توسعه مواد فراهم می‌کنند.

درک چگونگی رفتار مواد در آتش در تحقیقات ایمنی آتش و آزمایش مواد بسیار مهم است. یکی از پیشرفته‌ترین ابزارها برای این منظور، دستگاه انتشار آتش است. این دستگاه تابع استاندارد ASTM E2058 است.

این روش به محققان اجازه می‌دهد تا رفتار احتراق، نرخ آزادسازی گرما، اتلاف جرم، تولید دود و تکامل گاز را در شرایط کنترل‌شده اندازه‌گیری کنند. این روش به‌ویژه برای ارزیابی مواد مورد استفاده در ساختمان‌ها، حمل‌ونقل، دستگاه‌های الکترونیکی و کالاهای مصرفی مفید است.

دستگاه گسترش آتش، یک دستگاه آزمایش آتش در مقیاس آزمایشگاهی است که برای شبیه‌سازی سناریوهای واقعی آتش‌سوزی بر روی نمونه کوچکی از مواد طراحی شده است. این دستگاه داده‌های کمی در مورد نحوه رفتار مواد هنگام قرار گرفتن در معرض جریان گرمای کنترل‌شده و شعله خارجی ارائه می‌دهد. این دستگاه یک کالری‌متر همه‌کاره است که تحت کالری‌متر مصرف اکسیژن عمل می‌کند و میزان آزادسازی گرما را بر اساس میزان اکسیژن مصرف‌شده در هنگام احتراق محاسبه می‌کند. استاندارد ASTM E2058 رویه‌ها، ابزار دقیق، کالیبراسیون و تجزیه و تحلیل مورد نیاز برای استفاده مؤثر از دستگاه گسترش آتش را تعریف می‌کند.

اهداف اصلی این استاندارد عبارتند از:

  • اندازه‌گیری خواص اشتعال‌پذیری مواد به صورت کنترل‌شده و تکرارپذیر
  • حمایت از توسعه مواد و محصولات مقاوم در برابر آتش
  • ارائه داده‌ها برای مدل‌سازی آتش‌سوزی، رعایت مقررات و ارزیابی ریسک مقایسه‌ای

کاربردهای اصلی این استاندارد شامل آزمایش مواد مورد استفاده در ساخت موارد زیر است:

  • طراحی داخلی هواپیما و فضاپیما
  • حمل و نقل عمومی
  • دستگاه‌ها و کابل‌های الکترونیکی
  • عایق کاری ساختمان و دیوارپوش
  • مبلمان روکش شده

اجزای کلیدی دستگاه پخش آتش مورد استفاده در این آزمایش‌ها عبارتند از:

  • بخاری مخروطی: جریان یکنواختی از گرمای تابشی را فراهم می‌کند.
  • منبع احتراق جرقه یا پیلوت: احتراق را آغاز می‌کند.
  • موازنه جرم: به طور مداوم تلفات جرم در طول احتراق را ثبت می‌کند.
  • سیستم اگزوز: گازهای احتراق را برای تجزیه و تحلیل جمع‌آوری می‌کند.
  • آنالایزرهای گاز: اکسیژن، دی اکسید کربن و مونوکسید کربن را برای محاسبه میزان آزادسازی گرما اندازه گیری می کنند.
  • حسگرهای نوری: تراکم دود را رصد می‌کنند (اختیاری).

روش آزمایش به سادگی این مراحل را دنبال می‌کند:

  • آماده‌سازی نمونه: یک نمونه کوچک و مسطح (معمولاً ۱۰۰ میلی‌متر در ۱۰۰ میلی‌متر) آماده‌سازی و نصب می‌شود.
  • قرار گرفتن در معرض: نمونه با استفاده از یک بخاری مخروطی در معرض شار حرارتی از پیش تعیین شده قرار می‌گیرد.
  • احتراق: شعله یا جرقه آزمایشی، نمونه را هنگامی که به دمای احتراق می‌رسد، مشتعل می‌کند.
  • نظارت بر احتراق:
    • نرخ آزادسازی گرما، اتلاف جرم، انتشار گاز و تولید دود اندازه‌گیری می‌شوند.
    • داده‌ها به طور مداوم در طول آزمایش (معمولاً ۱۰ تا ۳۰ دقیقه) ثبت می‌شوند.
  • تحلیل پس از آزمایش: باقیمانده‌ها و زغال‌زدگی بررسی می‌شوند و عملکرد روی مواد مختلف مقایسه می‌شود.

برخلاف آزمایش‌های آتش‌سوزی ساده‌تر مانند آزمایش‌های شعله عمودی، دستگاه گسترش آتش‌سوزی، رفتار احتراق جامعی را ارائه می‌دهد و آن را برای موارد زیر ایده‌آل می‌کند:

  • مقایسه و توسعه مواد
  • مدل‌سازی پیش‌بینی آتش‌سوزی
  • طرح‌های مهندسی مقاوم در برابر آتش
  • برآورده کردن معیارهای اشتعال‌پذیری نظارتی یا خاص صنعت

این روش به ویژه در موقعیت‌هایی مانند هوانوردی یا حمل و نقل عمومی که آزمایش واقعی آتش‌سوزی بسیار گران یا در مقیاس بزرگ است، ارزشمند است.

سازمان ما که سال‌هاست با دقت پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کند، با تیمی ماهر و زیرساخت‌های گسترده، آزمایش، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل را در طیف وسیعی از زمینه‌ها برای مشاغل در تمام بخش‌ها انجام می‌دهد. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش را مطابق با روش‌های استاندارد آزمون ASTM E2058 برای اندازه‌گیری اشتعال‌پذیری مواد با استفاده از دستگاه انتشار آتش (FPA) ارائه می‌دهیم.

واتساپ