Penentuan Kadar Pelepasan Haba dan Asap Ketara Bahan dan Produk Menggunakan Kalorimeter Penggunaan Oksigen ASTM E1354

Kaedah Ujian Piawai ASTM E1354 untuk Menentukan Kadar Pelepasan Haba dan Asap Ketara Bahan dan Produk Menggunakan Kalorimetri Penggunaan Oksigen, yang dibangunkan oleh Persatuan Pengujian dan Bahan Amerika (ASTM), ialah piawaian tindak balas ujian kebakaran yang membolehkan pengukuran tindak balas bahan yang terdedah kepada tahap pemanasan sinaran terkawal, dengan atau tanpa penyala luaran.

Kaedah ujian yang diterangkan di sini digunakan untuk menentukan kemudahbakaran, kadar pembebasan haba, kadar kehilangan jisim, haba pembakaran berkesan dan pembentukan asap yang boleh dilihat bagi bahan dan produk.

Kadar pembebasan haba ditentukan dengan mengukur penggunaan oksigen, yang ditentukan oleh kepekatan oksigen dan kadar aliran dalam aliran produk ekzos. Haba pembakaran berkesan ditentukan dengan mengukur kadar kehilangan jisim sampel secara serentak bersama-sama dengan kadar pembebasan haba. Pembentukan asap diukur dengan menghalang cahaya oleh aliran produk pembakaran.

Sampel hendaklah tertakluk kepada fluks haba ujian awal antara 0 kW/m² ^hingga 100 kW/m² ^. Apabila penyalaan luaran digunakan, ia hendaklah dilakukan dengan percikan api elektrik. Nilai fluks haba ujian awal dan penggunaan penyalaan luaran hendaklah seperti yang dinyatakan dalam piawaian bahan atau prestasi yang berkaitan. Orientasi ujian sampel biasa adalah mendatar, tanpa mengira sama ada aplikasi penggunaan akhir melibatkan orientasi mendatar atau menegak. Peranti ini juga termasuk peruntukan untuk ujian orientasi menegak, yang hanya digunakan untuk kerja penerokaan atau diagnostik.

Kemudahbakaran ditakrifkan sebagai masa yang berlalu dari pendedahan awal kepada nyalaan api yang berterusan.

Kaedah pengujian ini dibangunkan untuk kegunaan dalam penilaian bahan dan produk, pemodelan matematik, tujuan reka bentuk atau pembangunan dan penyelidikan. Contoh sampel bahan termasuk bahagian produk akhir atau pelbagai komponen yang digunakan dalam produk akhir.

ASTM E1354 ialah piawaian ujian kebakaran yang digunakan secara meluas dan salah satu kaedah ujian kebakaran berskala makmal yang paling penting yang digunakan untuk menilai bagaimana bahan bertindak apabila terdedah kepada keadaan kebakaran. Ujian ini dilakukan menggunakan peranti yang dipanggil kalorimeter kon, yang mensimulasikan pendedahan kebakaran sebenar dalam persekitaran makmal terkawal.

Tujuan utama piawaian ASTM E1354 adalah untuk mengukur sifat tindak balas kebakaran bahan apabila terdedah kepada tahap haba sinaran yang ditetapkan. Piawaian ini secara khusus menilai parameter berikut:

• Kadar pembebasan haba
• Pengeluaran asap
• Ciri-ciri pencucuhan
• Kehilangan jisim semasa pembakaran
• Pembentukan gas toksik (karbon monoksida, karbon dioksida)

Parameter ini adalah kritikal kerana kadar pembebasan haba merupakan faktor yang paling penting dalam pertumbuhan dan penyebaran api.

Kaedah ujian piawai ASTM E1354 adalah berdasarkan prinsip kalorimetri penggunaan oksigen, iaitu seperti berikut:

• Jumlah haba yang dibebaskan semasa pembakaran adalah berkadar terus dengan jumlah oksigen yang digunakan.
• Kira-kira 13,1 MJ haba dibebaskan bagi setiap kilogram oksigen yang digunakan, yang membolehkan pengiraan keamatan kebakaran yang tepat.

Kalorimeter kon yang digunakan dalam ujian terdiri daripada beberapa komponen asas:

• Pemanas sinaran kon (kira-kira 100 kW/m²)²(Memberikan aliran haba terkawal sehingga)
• Pemegang sampel (biasanya untuk sampel 100 mm x 100 mm)
• Sistem penyalaan (penyala percikan api)
• Sistem ekzos (mengumpul gas pembakaran)
• Penganalisis oksigen (mengukur pengurangan oksigen)
• Sel beban (mengukur kehilangan jisim)
• Sistem pengukuran asap

Sistem ini membolehkan pemantauan masa nyata yang terperinci terhadap tingkah laku pembakaran.

Proses pengujian secara amnya mengikuti langkah-langkah berikut:

• Penyediaan sampel: Sampel dikondisikan pada suhu dan kelembapan terkawal. Sampel biasanya polos dan mewakili bahan sebenar untuk digunakan.
• Pendedahan haba: Sampel tertakluk kepada fluks haba sinaran yang telah ditetapkan (biasanya 35 atau 50 kW/m³).²) terdedah kepada.
• Pencucuhan: Sampel mungkin menyala secara spontan atau dengan penyala percikan api.
• Pengumpulan data: Pengukuran diambil secara berterusan untuk parameter berikut:
  • Kadar pembebasan haba
  • ketumpatan asap
  • kehilangan jisim
  • Kepekatan gas
  • Tempoh ujian

Ujian berterusan sehingga pembakaran berhenti atau tempoh masa yang ditetapkan dicapai.

• Parameter utama yang diukur: Piawaian ASTM E1354 menyediakan set data yang luas termasuk:
  • Kadar pembebasan haba tertinggi
  • Pelepasan haba keseluruhan
  • Masa penyalaan
  • Kadar kehilangan jisim
  • Kadar pengeluaran asap
  • Haba pembakaran berkesan
  • Pelepasan gas (karbon monoksida, karbon dioksida, gas toksik)

Output ini membantu jurutera memahami bagaimana sesuatu bahan menyumbang kepada keamatan kebakaran.

Piawaian ASTM E1354 digunakan dalam pelbagai industri, termasuk:

• Bahan binaan (penebat, panel, lantai)
• Automotif dan pengangkutan
• Elektronik dan kabel
• Perabot dan tekstil

Aplikasi tipikal piawaian ini termasuk:

• Pembangunan produk dan R&D
• Kejuruteraan keselamatan kebakaran
• Pematuhan dengan peraturan perundangan
• Data input untuk pemodelan kebakaran

Kelebihan piawaian ASTM E1354 adalah seperti berikut:

• Ia memerlukan saiz sampel yang kecil tetapi memberikan data yang komprehensif.
• Ia sangat boleh diulang dan boleh dipercayai.
• Sesuai untuk kajian dan perbandingan produk.
• Ia menyediakan data yang boleh digunakan dalam model simulasi kebakaran.

Walau bagaimanapun, piawaian ini mempunyai beberapa batasan:

• Ini adalah ujian skala bangku, bukan senario kebakaran berskala penuh.
• Keputusan mungkin tidak mewakili keadaan kebakaran sebenar dengan tepat.
• Pemodelan kebakaran memerlukan pendapat pakar.

Kesimpulannya, piawaian ASTM E1354 merupakan salah satu piawaian ujian kebakaran yang paling penting untuk menilai kelakuan bahan di bawah pendedahan kebakaran. Dengan mengukur pembebasan haba, penghasilan asap dan ciri-ciri pembakaran, ia menyediakan data kritikal untuk reka bentuk keselamatan kebakaran, pemilihan bahan dan pematuhan peraturan. Keupayaannya untuk mensimulasikan keadaan kebakaran yang realistik pada skala kecil menjadikan piawaian ini alat yang sangat diperlukan dalam sains dan kejuruteraan kebakaran moden.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan pasukannya yang cekap dan berpengalaman, telah memahami keperluan pelanggannya, menyediakan perkhidmatan ujian lanjutan yang mereka perlukan, dan membantu mereka dalam penubuhan, pelaksanaan dan penambahbaikan sistem pengurusan. Dalam rangka kerja ini, kami juga menyediakan perkhidmatan ujian mengikut piawaian ASTM E1354.