ASTM E2058 Standardtestmetoder för mätning av materials brandfarlighet med hjälp av brandspridningsapparat (FPA)

Standarden "ASTM E2058 Standard Test Methods for Measurement of Material Flammability Using Fire Propagation Apparatus (FPA)" från American Society for Testing and Materials (ASTM E2058 Standard Test Methods for Measurement of Material Flammability Using Fire Propagation Apparatus (FPA)" kvantifierar materials brandegenskaper relaterade till materialens tendens att understödja brandspridning genom en brandspridningsapparat. De kvantifierade materials brandegenskaper inkluderar antändningstid, kemisk och konvektiv värmeutveckling, massförlusthastighet och effektiv förbränningsvärme.

Denna standard definierar följande testmetoder som kan utföras separat och oberoende av varandra:

• Antändningstest för att bestämma antändningstiden för ett horisontellt prov;
• Förbränningstest för att bestämma kemisk värmeavgivning och förbränningsvärme som härrör från förbränning av ett horisontellt prov
• Brandspridningstest för att bestämma kemisk värmeavgivning från förbränning av ett vertikalt prov.

Utmärkande egenskaper hos brandspridningsapparater inkluderar:

• Externa, isolerade värmare av volframkvarts för att leverera upp till 110 kW/m2 strålningsflöde till testprovet.
• Krav för förbränning eller uppåtriktad brandspridning i specificerade luftblandningar av upp till 40 procent syreberikad luft, syrefri luft, rent kväve eller blandningar av gasformiga släckmedel.
• Förmåga att mäta värmeavgivningshastigheter och avgasflöden under uppåtgående brandspridning i ett vertikalt provexemplar på en höjd av 0,305 m.

Brandspridningsapparaten används för att utvärdera materials och produkters brandfarlighet. Den är också utformad för att fastställa det övergående svaret hos dessa material och produkter på specificerade värmeflöden i specificerade inerta eller oxiderande miljöer och för att erhålla laboratoriemätningar av produktionshastigheterna för brandprodukter (koldioxid, kolmonoxid och, om så önskas, gasformiga kolväten) för användning inom brandskyddsteknik.

Antändning av provet uppnås med hjälp av en pilotlåga vid en bestämd position i förhållande till provytan.

Brandspridningstestning av vertikala prover är inte lämplig för material som smälter tillräckligt för att bilda en vätskeansamling vid uppvärmning.

Dessa testmetoder är en integrerad del av befintliga teststandarder för brandutbredning hos kablar och brandfarlighet hos material i renrum, samt en godkännandestandard för transportband. Källor använder dessa testmetoder eftersom brandresponsresultaten från dessa testmetoder korrelerar med brandbeteendet under brandutbredningstester i verklig skala.

Antändnings-, förbrännings- eller brandspridningstestmetoden, eller en kombination därav, har utförts med material och produkter som innehåller ett brett spektrum av polymerkompositioner och strukturer.

Brandspridningsmetoden skiljer sig från testmetoderna i ASTM-standarderna som listas här genom att den producerar laboratoriemätningar av hastigheten för kemisk värmeavgivning under uppåtgående brandspridning och förbränning på ett vertikalt testprov i normal luft, syreberikad luft eller syreförorenad luft. Testmetoder i andra standarder, såsom ASTN E1321-testmetoden, som ger mätningar under horisontell/horisontell eller nedåtgående flamspridning över material, och ASTM E906-, ASTM E1354- och ASTM E1623-testmetoderna, som ger mätningar av hastigheten för värmeavgivning från material som är fullt engagerade i flammande förbränning, använder vanligtvis ett externt strålningsflöde snarare än lågor som kommer från själva det brinnande materialet för att karakterisera brandbeteendet.

Dessa testmetoder är inte avsedda som rutinmässiga kvalitetskontrolltester. De är utformade för att utvärdera specifika brandfarlighetsegenskaper hos material. Materialen som ska analyseras består av prover tagna från en slutprodukt eller olika komponenter som används i en slutprodukt. Resultat från laboratorieprocedurer ger input till modeller för brandspridning och tillväxt, riskanalysstudier, byggnads- och produktdesign samt materialforskning och -utveckling.

Att förstå hur material beter sig i brand är avgörande för brandsäkerhetsforskning och materialtestning. Ett av de mest avancerade verktygen för detta ändamål är brandspridningsapparater. Denna apparat omfattas av ASTM E2058.

Denna metod gör det möjligt för forskare att mäta antändningsbeteende, värmeavgivningshastighet, massförlust, rökproduktion och gasutveckling under kontrollerade förhållanden. Den är särskilt användbar för att utvärdera material som används i byggnader, transporter, elektroniska apparater och konsumtionsvaror.

Brandspridningsapparaten är en brandtestanordning i bänkskala som är utformad för att simulera realistiska brandscenarier på ett litet materialprov. Den ger kvantitativa data om hur material beter sig när de utsätts för ett kontrollerat värmeflöde och en extern låga. Denna apparat är en mångsidig kalorimeter som arbetar med syreförbrukningskalorimetri och beräknar värmeavgivningshastigheten baserat på mängden syre som förbrukas under förbränning. ASTM E2058 definierar de procedurer, instrument, kalibrering och analys som krävs för effektiv användning av brandspridningsapparaten.

De viktigaste målen med denna standard är:

• Mät materialets brandfarlighetsegenskaper på ett kontrollerat och repeterbart sätt
• Stödja utvecklingen av brandsäkra material och produkter
• Tillhandahålla data för brandmodellering, regelefterlevnad och jämförande riskbedömning

Viktiga tillämpningar av denna standard inkluderar testmaterial som används vid tillverkning av:

• Flygplans- och rymdfarkosters interiörer
• Kollektivtrafik
• Elektroniska apparater och kablar
• Byggisolering och väggbeklädnader
• stoppade möbler

De viktigaste komponenterna i brandspridningsanordningen som används i dessa tester är:

• Konisk värmare: Ger ett jämnt flöde av strålningsvärme.
• Gnist- eller pilotantändningskälla: Initierar förbränning.
• Massbalans: Registrerar kontinuerligt massförlusten under förbränning.
• Avgassystem: Samlar in förbränningsgaser för analys.
• Gasanalysatorer: Mäter syre, koldioxid och kolmonoxid för att beräkna värmeavgivningshastigheten.
• Optiska sensorer: Övervakar rökdensitet (valfritt).

Testproceduren följer helt enkelt dessa steg:

• Provberedning: Ett litet, platt prov (vanligtvis 100 mm x 100 mm) konditioneras och monteras.
• Exponering: Provet exponeras för ett förutbestämt värmeflöde med hjälp av en konvärmare.
• Antändning: En pilotlåga eller gnista antänder provet när det når antändningstemperatur.
• Förbränningsövervakning:
  • Värmeavgivningshastighet, massförlust, gasutsläpp och rökproduktion mäts.
  • Data registreras kontinuerligt under hela testet (vanligtvis 10–30 minuter).
• Eftertestanalys: Rester och förkolning undersöks och prestanda på olika material jämförs.

Till skillnad från enklare brandtester som vertikala flamtester, ger brandspridningsapparaten ett omfattande förbränningsbeteende, vilket gör den idealisk för:

• Materialjämförelse och utveckling
• Prediktiv brandmodellering
• Brandbeständiga konstruktioner
• Uppfyller regulatoriska eller branschspecifika brandfarlighetskriterier

Denna metod är särskilt värdefull i situationer som flyg eller kollektivtrafik där faktisk brandtestning är för dyr eller storskalig.

Vår organisation, som har varit verksam i många år och noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik, utför tester, mätningar och analyser inom en mängd olika områden för företag inom alla sektorer med ett skickligt team och omfattande infrastruktur. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med ASTM E2058 Standard Test Methods for the Measurement of Materials Flammability Using Fire Propagation Apparatus (FPA).