ASTM E906-07 Standardowa metoda testowa dla szybkości uwalniania ciepła i widocznego dymu dla materiałów i produktów przy użyciu metody termopilowej

Norma „ASTM E906-07 Standardowa metoda badania szybkości wydzielania ciepła i widocznego dymu z materiałów i produktów przy użyciu metody termopile” opracowana przez Amerykańskie Stowarzyszenie Badań i Materiałów (ASTM) opisuje metodę badania służącą do określania szybkości wydzielania ciepła i widocznego dymu z materiałów, produktów lub zespołów poddawanych działaniu różnych poziomów promieniowania cieplnego. Widoczny dym definiuje się jako ograniczenie przepuszczalności światła przez produkty spalania uwalniane w trakcie testów.

Ta metoda reagowania na testy ogniowe polega na ocenie wydzielania ciepła metodą termiczną, termoparą, przy użyciu promieniowania cieplnego składającego się z układu czterech elektrycznych elementów rezystancyjnych. Niniejsza metoda badawcza obejmuje zarówno pilotowane, jak i bezpilotowe naświetlanie próbki promieniowaniem cieplnym. Zapłon pilotażowy powstaje w wyniku bezpośredniego oddziaływania płomienia na próbkę (zapłon punktowy) lub w wyniku zastosowania pilota w celu zapalenia gazów powstających w wyniku pirolizy próbki.

Pomiary ilości wydzielanego ciepła i dymu przeprowadza się od momentu wstrzyknięcia próbki do komory poddanej kontrolowanej ekspozycji. Pomiary wykonuje się przez cały czas trwania zapłonu (oraz stopniowego obejmowania powierzchni płomieniem w przypadku zapłonu punktowego) aż do zakończenia badania.

Niniejsza metoda badawcza jest przeznaczona do użytku w pracach badawczo-rozwojowych i nie stanowi podstawy do oceny, ustalania przepisów lub tworzenia kodeksów.

Aparat opisany w tej metodzie badawczej zastosowano w dwóch konfiguracjach. Konfiguracja A jest konfiguracją wykorzystywaną przez Federalną Administrację Lotnictwa do oceny materiałów przeznaczonych do zastosowań w samolotach. Konfiguracja B nadaje się do celów badawczo-rozwojowych przy różnych strumieniach ciepła padającego.

Niniejsza metoda badawcza nie dostarcza informacji na temat zachowania się próbek w ogniu w innych warunkach pożaru niż określone w niniejszej metodzie badawczej. Znane ograniczenia tej metody testowania obejmują:

• Szybkość wydzielania ciepła i dymu zależy od wielu czynników, m.in. powstawania zwęgleń powierzchniowych, powstawania lepkiego popiołu, grubości próbki i metody montażu.
• Wartości wydzielanego ciepła zależą od konkretnej wielkości badanej próbki (otwartej powierzchni). W przypadku niektórych produktów wyników nie można bezpośrednio skalować do różnych odsłoniętych powierzchni.
• Metoda badawcza jest ograniczona do określonych rozmiarów próbek materiałów, produktów lub zespołów. Aby produkty mogły zostać poddane testom, próbka testowa musi być reprezentatywna dla produktu w rzeczywistym użytkowaniu. Test ogranicza się do odsłonięcia powierzchni; opcje odsłoniętej powierzchni to ustawienie pionowe i poziome skierowane ku górze.
• Przy bardzo dużej szybkości wydzielania ciepła przez próbkę, na szczycie komina może pojawić się płomień, co unieważnia test.
• Nie wykazano ogólnej zależności pomiędzy wartościami wskaźnika emisji do powietrza uzyskanymi z próbek zorientowanych poziomo i pionowo. Próbki, które topią się i kapią w orientacji pionowej, należy badać w orientacji poziomej.

Na potrzeby niniejszej normy, oprócz terminów i definicji podanych w normach „ASTM E176-2121 Standard Terminology of Fire Standards” i „ISO 13943 Fire Safety - Glossary”, stosuje się następujące definicje:

• W odniesieniu do gromadzenia danych przez ciągły rozumie się zbieranie danych w odstępach 5 sekund lub krótszych.
• Powierzchnia eksponowana to powierzchnia próbki wystawiona na działanie padającego ciepła.
• Żarzenie to obecność płomienia na powierzchni próbki lub przy niej przez okres krótszy niż 4 sekundy.
• Zapłon w fazie gazowej odnosi się do zapłonu produktów pirolizy z ogrzanej powierzchni przez płomień pilotażowy lub inne źródło zapłonu, które nie wpływa lub wpływa znacząco na ogrzaną powierzchnię, na przykład przez ponowne napromieniowanie.
• Orientacja to płaszczyzna, w której odsłonięta powierzchnia próbki jest ustawiona pionowo lub poziomo ku górze podczas badania.
• Jednostka dymu to stężenie cząsteczek dymu w jednym metrze sześciennym powietrza, które zmniejsza przepuszczalność światła na odcinku 1 metra do 10 procent.
• Podtrzymywany płomień to obecność płomienia na większości powierzchni próbki lub nad nią przez okres co najmniej 4 sekund.
• Czas zapłonu to czas między rozpoczęciem testu a pojawieniem się płomienia na większości powierzchni próbki przez co najmniej 4 sekundy.
• Czas utrzymywania się płomienia to czas zapłonu.

Podczas badania próbka poddawana testowi jest wstrzykiwana do komory środowiskowej, przez którą przepuszczany jest stały przepływ powietrza. Ekspozycja próbki jest określana za pomocą źródła ciepła promieniowania, dostosowanego do wytworzenia pożądanego całkowitego strumienia ciepła na próbkę. Możliwości naświetlania obejmują: orientację poziomą lub pionową, zapłon bez pilota, zapłon pilotowany emitowanych gazów lub punktowy zapłon powierzchni. Monitorowane są zmiany temperatury i gęstości optycznej gazu opuszczającego komorę i na podstawie tych danych obliczana jest szybkość uwalniania ciepła i widocznego dymu.

Niniejsza metoda badawcza pozwala opisać zachowanie się próbek materiałów pod względem wydzielania ciepła i widocznego dymu w warunkach narażenia na określony rodzaj ognia. Badając próbki w różnych warunkach ekspozycji, obejmujących szeroki zakres strumieni ciepła, można określić zmianę zachowania materiałów i produktów wraz ze zmianą ekspozycji na strumień ciepła.

Dane uzyskane dla konkretnego testu opisują szybkość, z jaką próbka będzie się rozprzestrzeniać i uwalniać dym pod wpływem konkretnych warunków środowiskowych i procedur zastosowanych do wykonania testu.

W przypadku stosowania palnika pilotującego cała odsłonięta powierzchnia próbki nie ulega spaleniu w fazie stopniowego włączania. Stosowane są procedury strzelania punktowego (uderzeniowego). W przypadku stopniowego angażowania powierzchni, szybkość uwalniania ciepła i dymu jest podawana na metr kwadratowy pierwotnie odsłoniętej powierzchni, a nie na metr kwadratowy powierzchni zawierającej płomienie.

Szybkość wydzielania ciepła i dymu obliczana jest na metr kwadratowy pierwotnie odsłoniętej powierzchni. Jeżeli próbka pęcznieje, opada, rozwarstwia się lub w inny sposób odkształca się, zmieniając w ten sposób odsłoniętą powierzchnię, obliczone szybkości uwalniania odnoszą się do pierwotnej powierzchni, a nie do nowej powierzchni.

Wartości wydzielanego ciepła zależą od trybu zapłonu. Zapłon w fazie gazowej pozwala na uzyskanie bardziej spójnego wymiarowo pomiaru szybkości uwalniania, gdy następuje bardzo szybka lub natychmiastowa interakcja powierzchni próbki z płomieniem.

Tempo uwalniania zależy od wielu czynników, z których część nie podlega kontroli. Istnieje możliwość, że próbki, które powodują zwęglenie powierzchni, lepki popiół lub są kompozytami lub laminatami, nie osiągną ustalonej szybkości uwalniania. Próbki o małej grubości termicznej, czyli takie, których nieeksponowane powierzchnie zmieniają temperaturę w czasie trwania testu, nie mogą osiągnąć ustalonej szybkości uwalniania. Dlatego szybkość uwalniania dla danego materiału zależy na przykład od sposobu jego wykorzystania, jego grubości i metody montażu.

Nasza organizacja dysponuje silną kadrą, która śledzi rozwój nauki i techniki na świecie i nieustannie się doskonali. Wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen świadczonych dla przedsiębiorstw z różnych sektorów znajdują się również usługi testowania zgodne z normą „ASTM E906-07 Standardowa metoda badania szybkości wydzielania ciepła i widocznego dymu dla materiałów i wyrobów metodą termopilową”.