ASTM E2058 Yangın Yayılma Aparatı (FPA) Kullanılarak Malzeme Yanıcılığı Ölçümü için Standart Test Yöntemleri

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından yayınlanan “ASTM E2058 Yangın yayılma aparatı (FPA) kullanılarak malzeme yanıcılığı ölçümü için standart test yöntemleri” standardında, bir yangın yayılım aparatı aracılığı ile malzemelerin yangın yayılımını destekleme eğilimiyle ilgili malzeme yanıcılık özellikleri belirlenmektedir. Nicelendirilen malzeme yanıcılık özellikleri arasında tutuşma süresi, kimyasal ve konvektif ısı salınım hızları, kütle kayıp oranı ve etkin yanma ısısı bulunur.

Bu standart, ayrı ayrı ve bağımsız olarak gerçekleştirilebilen şu test yöntemlerini tanımlamaktadır:

• Yatay bir numunenin tutuşma süresi değerini belirlemek için tutuşma testi;
• Yatay bir numunenin yanmasından kaynaklanan kimyasal ısı salınım oranlarını ve yanma ısısını belirlemek için yanma testi
• Dikey bir numunenin yanmasından kaynaklanan kimyasal ısı salınım oranlarını belirlemek için yangın yayılma testi.

Yangın yayılım aparatının ayırt edici özellikleri arasında, şunlar bulunur:

• Test numunesine 110 kW/m2’ye kadar radyant akı sağlamak için tungsten-kuvars harici, izole ısıtıcılar.
• Yüzde 40’a kadar oksijenle zenginleştirilmiş hava, oksijeni bozulmuş hava, saf azot veya gaz halindeki söndürme ajanlarının karışımlarının belirtilen hava karışımlarında yanma veya yukarı doğru yangın yayılımı için gereklilik.
• 0,305 m yüksekliğindeki dikey bir test numunesinde yukarı doğru yangın yayılımı sırasında oluşan ısı salınım oranlarını ve egzoz ürünü akışlarını ölçme yeteneği.

Yangın yayılım aparatı, malzemelerin ve ürünlerin yanıcılığını değerlendirmek için kullanılır. Ayrıca, bu malzemelerin ve ürünlerin belirtilen inert veya oksitleyici ortamlarda belirtilen ısı akışlarına karşı geçici tepkisini elde etmek ve yangın güvenliği mühendisliğinde kullanılmak üzere yangın ürünleri (karbon dioksit, karbon monoksit ve istenirse gaz halindeki hidrokarbonlar) üretim oranlarının laboratuvar ölçümlerini elde etmek için tasarlanmıştır.

Numunenin tutuşturulması, numune yüzeyine göre belirlenen bir konumda pilot alev vasıtasıyla gerçekleştirilir.

Dikey numunelerin yangın yayılımı testi, ısıtıldığında sıvı havuzu oluşturacak kadar eriyen malzemeler için uygun değildir.

Bu test yöntemleri, kablo yangın yayılımı ve temiz oda malzemelerinin yanıcılığı için mevcut test standartlarının ve ayrıca konveyör bantları için bir onay standardının ayrılmaz bir parçasıdır. Kaynaklar, bu test yöntemlerini kullanır çünkü test yöntemlerinden elde edilen yangın testi tepki sonuçları, gerçek ölçekli yangın yayılımı testleri sırasındaki yangın davranışıyla ilişkilidir.

Tutuşma, yanma veya yangın yayılımı test yöntemi veya bunların bir kombinasyonu, çok çeşitli polimer bileşimleri ve yapıları içeren malzemeler ve ürünlerle gerçekleştirilmiştir.

Yangın yayılımı test yöntemi, normal havada, oksijenle zenginleştirilmiş havada veya oksijenle kirletilmiş havada dikey bir test numunesi üzerinde yukarı doğru yangın yayılımı ve yanma sırasında kimyasal ısı salınım hızının laboratuvar ölçümlerini üretmesi nedeniyle burada listelenen ASTM standartlarındaki test yöntemlerinden farklıdır. Diğer standartlardaki test yöntemleri, örneğin malzemeler üzerinde yatay / yatay veya aşağı doğru alev yayılımı sırasında ölçümler sağlayan ASTN E1321 standardı test yöntemi ve alevli yanmaya tamamen dahil olan malzemelerden ısı salınım hızının ölçümlerini sağlayan ASTM E906, ASTM E1354 ve ASTM E1623 standartları test yöntemleri, yangın davranışını karakterize etmek için genellikle yanan malzemenin kendisinden çıkan alevler yerine harici bir radyant akı kullanır.

Bu test yöntemleri rutin kalite kontrol testleri olarak tasarlanmamıştır. Malzemelerin belirli yanıcılık özelliklerinin değerlendirilmesi için tasarlanmıştır. Analiz edilecek malzemeler, bir son kullanım ürününden veya son kullanım ürününde kullanılan çeşitli bileşenlerden alınan numunelerden oluşur. Laboratuvar prosedürlerinden elde edilen sonuçlar, yangın yayılımı ve yangın büyüme modelleri, risk analizi çalışmaları, bina ve ürün tasarımları ve malzeme araştırma ve geliştirme çalışmalarına girdi sağlar.

Yangın güvenliği araştırmalarında ve malzeme testlerinde, malzemelerin yangında nasıl davrandığını anlamak çok önemlidir. Bu amaç için en gelişmiş araçlardan biri yangın yayılma aparatıdır. Bu aparat, ASTM E2058 standardına tabidir.

Bu yöntem, araştırmacıların kontrollü koşullar altında tutuşma davranışını, ısı salınım hızını, kütle kaybını, duman üretimini ve gaz salınımını ölçmelerine olanak tanır. Özellikle binalarda, ulaşımda, elektronik cihazlarda ve tüketim mallarında kullanılan malzemelerin değerlendirilmesinde faydalıdır.

Yangın yayılma aparatı, küçük bir malzeme örneği üzerinde gerçekçi yangın senaryolarını simüle etmek için tasarlanmış, tezgah ölçeğinde bir yangın test cihazıdır. Malzemelerin kontrollü bir ısı akışına ve harici bir aleve maruz kaldığında nasıl davrandığına dair nicel veriler sağlar. Bu aparat, oksijen tüketim kalorimetrisi altında çalışan çok yönlü bir kalorimetredir, yani yanma sırasında tüketilen oksijen miktarına göre ısı salınım oranını hesaplar. ASTM E2058 standardı, yangın yayılma aparatının etkin bir şekilde kullanılması için gereken prosedürleri, cihazları, kalibrasyonu ve analizi tanımlar.

Bu standardın temel amacı şunlardır:

• Malzeme yanıcılık özelliklerini kontrollü ve tekrarlanabilir bir şekilde ölçmek
• Yangına dayanıklı malzeme ve ürünlerin geliştirilmesini desteklemek
• Yangın modellemesi, mevzuata uygunluk ve karşılaştırmalı risk değerlendirmesi için veri sağlamak

Bu standardın başlıca uygulamaları arasında şunların üretiminde kullanılan malzemelerin test edilmesi yer alır:

• Uçak ve uzay aracı iç mekanları
• Toplu taşıma araçları
• Elektronik cihazlar ve kablolar
• Bina yalıtımı ve duvar kaplamaları
• Döşemeli mobilyalar

Bu testlerde kullanılan yangın yayılma cihazının temel bileşenleri şunlardır:

• Konik ısıtıcı: Düzgün bir radyant ısı akışı sağlar.
• Kıvılcım veya pilot ateşleme kaynağı: Yanmayı başlatır.
• Kütle dengesi: Yanma sırasında kütle kaybını sürekli olarak kaydeder.
• Egzoz sistemi: Analiz için yanma gazlarını yakalar.
• Gaz analizörleri: Isı salınım oranını hesaplamak için oksijen, karbon dioksit ve karbon monoksiti ölçer.
• Optik sensörler: Duman yoğunluğunu izler (isteğe bağlı).

Test prosedürü basitçe şu adımları izler:

• Numune hazırlama: Küçük, düz bir numune (genellikle 100 mm x 100 mm) şartlandırılır ve monte edilir.
• Maruz bırakma: Numune, koni ısıtıcı kullanılarak önceden belirlenmiş bir ısı akışına maruz bırakılır.
• Ateşleme: Bir pilot alev veya kıvılcım, numuneyi tutuşma sıcaklığına ulaştığında tutuşturur.
• Yanma izleme:
  • Isı salınım oranı, kütle kaybı, gaz emisyonları ve duman üretimi ölçülür.
  • Veriler test boyunca (genellikle 10-30 dakika) sürekli olarak kaydedilir.
• Test sonrası analiz: Kalıntılar, kömürleşme incelenir ve farklı malzemelerdeki performans karşılaştırılır.

Dikey alev testleri gibi daha basit yangın testlerinin aksine, yangın yayılma aparatı kapsamlı bir yanma davranışı sağlar ve bu da onu şunlar için ideal kılar:

• Malzeme karşılaştırma ve geliştirme
• Öngörücü yangın modellemesi
• Yangına dayanıklı tasarımların mühendisliği
• Düzenleyici veya sektöre özgü yanıcılık kriterlerini karşılama

Gerçek yangın testlerinin çok pahalı veya büyük ölçekli olduğu havacılık veya toplu taşıma malzemeleri gibi durumlarda bu yöntem özellikle değerlidir.

Uzun yıllardır hizmet veren ve dünyada bilim ve teknoloji alanında yaşanan gelişmeleri titizlikle takip eden kuruluşumuz, her sektörden işletmelere, yetişkin bir kadro ve geniş bir altyapı ile çok farklı alanlarda test, ölçüm ve analiz çalışmaları gerçekleştirmektedir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM E2058 Yangın yayılma aparatı (FPA) kullanılarak malzeme yanıcılığı ölçümü için standart test yöntemleri” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.