Penentuan Laju Pelepasan Panas dan Asap Tampak dari Material dan Produk Menggunakan Kalorimeter Konsumsi Oksigen ASTM E1354

Metode Uji Standar ASTM E1354 untuk Menentukan Laju Pelepasan Panas dan Asap Tampak dari Material dan Produk Menggunakan Kalorimetri Konsumsi Oksigen, yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM), adalah standar respons uji kebakaran yang memungkinkan pengukuran respons material yang terpapar tingkat pemanasan radiasi yang terkontrol, dengan atau tanpa pemicu eksternal.

Metode pengujian yang dijelaskan di sini digunakan untuk menentukan mudah terbakar, laju pelepasan panas, laju kehilangan massa, panas pembakaran efektif, dan pembentukan asap yang terlihat dari bahan dan produk.

Laju pelepasan panas ditentukan dengan mengukur konsumsi oksigen, yang ditentukan oleh konsentrasi oksigen dan laju aliran dalam aliran produk gas buang. Panas pembakaran efektif ditentukan dari pengukuran simultan laju kehilangan massa sampel bersamaan dengan laju pelepasan panas. Pembentukan asap diukur dengan menghalangi cahaya oleh aliran produk pembakaran.

Sampel harus dikenai fluks panas uji awal mulai dari 0 kW/m² ^hingga 100 kW/m² ^. Jika digunakan penyalaan eksternal, harus dilakukan dengan percikan listrik. Nilai fluks panas uji awal dan penggunaan penyalaan eksternal harus sesuai dengan yang ditentukan dalam standar material atau kinerja yang relevan. Orientasi pengujian sampel normal adalah horizontal, terlepas dari apakah aplikasi penggunaan akhir melibatkan orientasi horizontal atau vertikal. Perangkat ini juga mencakup ketentuan untuk pengujian orientasi vertikal, yang hanya digunakan untuk pekerjaan eksplorasi atau diagnostik.

Kemudahan terbakar didefinisikan sebagai waktu yang berlalu dari paparan awal hingga nyala api yang berkelanjutan.

Metode pengujian ini dikembangkan untuk digunakan dalam evaluasi material dan produk, pemodelan matematika, tujuan desain, atau pengembangan dan penelitian. Contoh sampel material meliputi bagian-bagian dari produk akhir atau berbagai komponen yang digunakan dalam produk akhir.

ASTM E1354 adalah standar pengujian kebakaran yang banyak digunakan dan salah satu metode pengujian kebakaran skala laboratorium terpenting yang digunakan untuk mengevaluasi bagaimana material berperilaku ketika terpapar kondisi kebakaran. Pengujian dilakukan menggunakan alat yang disebut kalorimeter kerucut, yang mensimulasikan paparan api nyata dalam lingkungan laboratorium yang terkontrol.

Tujuan utama standar ASTM E1354 adalah untuk mengukur sifat reaksi api material ketika terpapar tingkat panas radiasi tertentu. Standar ini secara khusus mengevaluasi parameter-parameter berikut:

• Laju pelepasan panas
• Produksi asap
• Karakteristik pengapian
• Kehilangan massa selama pembakaran
• Pembentukan gas beracun (karbon monoksida, karbon dioksida)

Parameter-parameter ini sangat penting karena laju pelepasan panas adalah faktor terpenting dalam pertumbuhan dan penyebaran api.

Metode uji standar ASTM E1354 didasarkan pada prinsip kalorimetri konsumsi oksigen, yang rinciannya sebagai berikut:

• Jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran berbanding lurus dengan jumlah oksigen yang dikonsumsi.
• Diperkirakan 13,1 MJ panas dilepaskan untuk setiap kilogram oksigen yang dikonsumsi, yang memungkinkan perhitungan intensitas api secara akurat.

Kalorimeter kerucut yang digunakan dalam pengujian terdiri dari beberapa komponen dasar:

• Pemanas radiasi kerucut (sekitar 100 kW/m²)²(Menyediakan aliran panas terkontrol hingga)
• Dudukan sampel (biasanya untuk sampel berukuran 100 mm x 100 mm)
• Sistem pengapian (pemantik percikan)
• Sistem pembuangan (mengumpulkan gas hasil pembakaran)
• Penganalisis oksigen (mengukur penurunan kadar oksigen)
• Sel beban (mengukur kehilangan massa)
• Sistem pengukuran asap

Sistem ini memungkinkan pemantauan perilaku pembakaran secara real-time dan terperinci.

Proses pengujian umumnya mengikuti langkah-langkah berikut:

• Persiapan sampel: Sampel dikondisikan pada suhu dan kelembapan yang terkontrol. Sampel biasanya polos dan mewakili bahan sebenarnya yang akan digunakan.
• Paparan panas: Sampel dikenai fluks panas radiasi yang telah ditentukan sebelumnya (biasanya 35 atau 50 kW/m³).²) terpapar.
• Penyalaan: Sampel dapat menyala secara spontan atau dengan menggunakan alat penyala percikan api.
• Pengumpulan data: Pengukuran dilakukan secara terus menerus untuk parameter-parameter berikut:
  • Laju pelepasan panas
  • kepadatan asap
  • kerugian massal
  • Konsentrasi gas
  • Durasi tes

Pengujian berlanjut hingga pembakaran berhenti atau jangka waktu tertentu tercapai.

• Parameter-parameter kunci yang diukur: Standar ASTM E1354 menyediakan kumpulan data yang luas, termasuk:
  • Tingkat pelepasan panas tertinggi
  • Pelepasan panas total
  • Waktu pengapian
  • Tingkat kehilangan massa
  • Tingkat produksi asap
  • Panas pembakaran yang efektif
  • Emisi gas (karbon monoksida, karbon dioksida, gas beracun)

Hasil ini membantu para insinyur memahami bagaimana suatu material berkontribusi terhadap intensitas api.

Standar ASTM E1354 digunakan di banyak industri, termasuk:

• Bahan bangunan (isolasi, panel, lantai)
• Otomotif dan transportasi
• Elektronik dan kabel
• Furnitur dan tekstil

Penerapan standar ini biasanya meliputi:

• Pengembangan produk dan penelitian & pengembangan
• Teknik keselamatan kebakaran
• Kepatuhan terhadap peraturan hukum
• Data masukan untuk pemodelan kebakaran

Keunggulan standar ASTM E1354 adalah sebagai berikut:

• Meskipun membutuhkan ukuran sampel yang kecil, metode ini memberikan data yang komprehensif.
• Ini sangat mudah diulang dan dapat diandalkan.
• Cocok untuk penelitian dan perbandingan produk.
• Ini menyediakan data yang dapat digunakan dalam model simulasi kebakaran.

Namun, standar ini memiliki beberapa keterbatasan:

• Ini adalah uji skala laboratorium, bukan skenario kebakaran skala penuh.
• Hasilnya mungkin tidak secara akurat mewakili kondisi kebakaran di dunia nyata.
• Pemodelan kebakaran memerlukan pendapat ahli.

Kesimpulannya, standar ASTM E1354 adalah salah satu standar pengujian kebakaran terpenting untuk mengevaluasi perilaku material di bawah paparan api. Dengan mengukur pelepasan panas, produksi asap, dan karakteristik pembakaran, standar ini menyediakan data penting untuk desain keselamatan kebakaran, pemilihan material, dan kepatuhan terhadap peraturan. Kemampuannya untuk mensimulasikan kondisi kebakaran realistis dalam skala kecil menjadikan standar ini alat yang sangat diperlukan dalam ilmu dan rekayasa kebakaran modern.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan tim yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu mereka dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan standar ASTM E1354.