การหาอัตราการปล่อยความร้อนและควันปรากฏของวัสดุและผลิตภัณฑ์โดยใช้เครื่องวัดปริมาณการใช้ออกซิเจน ASTM E1354

การหาอัตราการปล่อยความร้อนและควันปรากฏของวัสดุและผลิตภัณฑ์โดยใช้เครื่องวัดปริมาณการใช้ออกซิเจน ASTM E1354

มาตรฐานการทดสอบ ASTM E1354 สำหรับการกำหนดอัตราการปล่อยความร้อนและควันปรากฏของวัสดุและผลิตภัณฑ์โดยใช้แคลอรีเมตรีการบริโภคออกซิเจน ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) เป็นมาตรฐานการทดสอบการตอบสนองต่อไฟที่ช่วยให้สามารถวัดการตอบสนองของวัสดุที่สัมผัสกับความร้อนจากรังสีในระดับที่ควบคุมได้ โดยมีหรือไม่มีตัวจุดไฟภายนอก

การหาอัตราการปล่อยความร้อนและควันปรากฏของวัสดุและผลิตภัณฑ์โดยใช้เครื่องวัดปริมาณการใช้ออกซิเจน ASTM E1354

วิธีการทดสอบที่อธิบายไว้ในที่นี้ ใช้เพื่อกำหนดความสามารถในการติดไฟ อัตราการปล่อยความร้อน อัตราการสูญเสียมวล ความร้อนจากการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพ และการเกิดควันมองเห็นได้ของวัสดุและผลิตภัณฑ์

อัตราการปล่อยความร้อนถูกกำหนดโดยการวัดปริมาณการใช้ออกซิเจน ซึ่งกำหนดโดยความเข้มข้นและอัตราการไหลของออกซิเจนในกระแสไอเสีย ความร้อนจากการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพถูกกำหนดโดยการวัดอัตราการปล่อยความร้อนพร้อมกับอัตราการสูญเสียมวลของตัวอย่างไปพร้อมกัน การเกิดควันวัดได้จากการบดบังแสงโดยกระแสผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้

ตัวอย่างควรได้รับการทดสอบด้วยค่าความร้อนเริ่มต้นตั้งแต่ 0 kW/m² ถึง 100 kW/m² เมื่อใช้การจุดระเบิดภายนอก ควรใช้ประกายไฟไฟฟ้า ค่าความร้อนเริ่มต้นและการใช้การจุดระเบิดภายนอกควรเป็นไปตามที่ระบุไว้ในมาตรฐานวัสดุหรือมาตรฐานประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้อง การวางตำแหน่งตัวอย่างทดสอบปกติคือแนวนอน ไม่ว่าการใช้งานขั้นสุดท้ายจะเกี่ยวข้องกับการวางตำแหน่งแนวนอนหรือแนวตั้งก็ตาม อุปกรณ์นี้ยังมีส่วนรองรับการทดสอบในแนวตั้ง ซึ่งใช้สำหรับการสำรวจหรือการวินิจฉัยเท่านั้น

ความไวไฟ หมายถึง ระยะเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่เริ่มสัมผัสกับเปลวไฟครั้งแรกจนถึงการสัมผัสกับเปลวไฟอย่างต่อเนื่อง

วิธีการทดสอบนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการประเมินวัสดุและผลิตภัณฑ์ การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ การออกแบบ หรือการพัฒนาและการวิจัย ตัวอย่างของวัสดุตัวอย่าง ได้แก่ ชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย หรือส่วนประกอบต่างๆ ที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ASTM E1354 เป็นมาตรฐานการทดสอบความทนไฟที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย และเป็นหนึ่งในวิธีการทดสอบความทนไฟในระดับห้องปฏิบัติการที่สำคัญที่สุดที่ใช้ในการประเมินพฤติกรรมของวัสดุเมื่อสัมผัสกับสภาวะไฟไหม้ การทดสอบนี้ดำเนินการโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่าเครื่องวัดปริมาณความร้อนแบบกรวย (cone calorimeter) ซึ่งจำลองการสัมผัสกับไฟจริงในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุม

วัตถุประสงค์หลักของมาตรฐาน ASTM E1354 คือการวัดคุณสมบัติการตอบสนองต่อไฟของวัสดุเมื่อสัมผัสกับความร้อนแผ่รังสีในระดับที่กำหนด มาตรฐานนี้ประเมินพารามิเตอร์ต่อไปนี้โดยเฉพาะ:

  • อัตราการปล่อยความร้อน
  • การผลิตควัน
  • ลักษณะการจุดระเบิด
  • การสูญเสียมวลระหว่างการเผาไหม้
  • การเกิดก๊าซพิษ (คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์)

พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากอัตราการปล่อยความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดในการลุกลามและขยายตัวของไฟ

วิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM E1354 อิงตามหลักการวัดปริมาณความร้อนจากการบริโภคออกซิเจน ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้:

  • ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้จะแปรผันตรงกับปริมาณออกซิเจนที่ถูกใช้ไป
  • ทุกๆ กิโลกรัมของออกซิเจนที่ถูกเผาไหม้ จะปล่อยความร้อนออกมาประมาณ 13,1 เมกะจูล ซึ่งช่วยให้สามารถคำนวณความรุนแรงของไฟได้อย่างแม่นยำ

เครื่องวัดความร้อนทรงกรวยที่ใช้ในการทดสอบประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานหลายอย่าง:

  • เครื่องทำความร้อนแบบแผ่รังสีทรงกรวย (ประมาณ 100 กิโลวัตต์/ตารางเมตร)2(ให้การไหลของความร้อนที่ควบคุมได้สูงสุดถึง)
  • ตัวยึดชิ้นงานทดสอบ (โดยทั่วไปสำหรับชิ้นงานขนาด 100 มม. x 100 มม.)
  • ระบบจุดระเบิด (หัวเทียน)
  • ระบบไอเสีย (ทำหน้าที่รวบรวมก๊าซจากการเผาไหม้)
  • เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจน (วัดปริมาณออกซิเจนที่ลดลง)
  • โหลดเซลล์ (วัดการสูญเสียมวล)
  • ระบบวัดควัน

ระบบนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบพฤติกรรมการเผาไหม้แบบเรียลไทม์ได้อย่างละเอียด

โดยทั่วไป กระบวนการทดสอบจะดำเนินการตามขั้นตอนดังต่อไปนี้:

  • การเตรียมตัวอย่าง: ตัวอย่างจะถูกปรับสภาพที่อุณหภูมิและความชื้นที่ควบคุมได้ โดยทั่วไปตัวอย่างจะเป็นวัสดุธรรมดาและแสดงถึงวัสดุที่ใช้จริง
  • การทดสอบด้วยความร้อน: ตัวอย่างจะถูกทำให้ได้รับความร้อนจากรังสีในปริมาณที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (โดยทั่วไปคือ 35 หรือ 50 กิโลวัตต์/ลูกบาศก์เมตร)2) สัมผัสกับ.
  • การจุดติดไฟ: ตัวอย่างอาจจุดติดไฟได้เองหรืออาจติดไฟได้โดยใช้ตัวจุดประกายไฟ
  • การเก็บรวบรวมข้อมูล: มีการวัดค่าพารามิเตอร์ต่อไปนี้อย่างต่อเนื่อง:
    • อัตราการปล่อยความร้อน
    • ความหนาแน่นของควัน
    • การสูญเสียมวล
    • ความเข้มข้นของก๊าซ
    • ระยะเวลาการทดสอบ

การทดสอบจะดำเนินต่อไปจนกว่าการเผาไหม้จะหยุดลง หรือจนกว่าจะถึงระยะเวลาที่กำหนดไว้

  • พารามิเตอร์หลักที่วัด: มาตรฐาน ASTM E1354 ให้ข้อมูลที่ครอบคลุมหลายด้าน ได้แก่:
    • อัตราการปล่อยความร้อนสูงสุด
    • การปลดปล่อยความร้อนทั้งหมด
    • เวลาจุดระเบิด
    • อัตราการสูญเสียมวล
    • อัตราการเกิดควัน
    • ความร้อนจากการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพ
    • การปล่อยก๊าซ (คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซพิษ)

ผลลัพธ์เหล่านี้ช่วยให้วิศวกรเข้าใจว่าวัสดุแต่ละชนิดมีส่วนทำให้ความรุนแรงของไฟเพิ่มขึ้นได้อย่างไร

มาตรฐาน ASTM E1354 ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท รวมถึง:

  • วัสดุก่อสร้าง (ฉนวนกันความร้อน แผ่นผนัง พื้น)
  • ยานยนต์และการขนส่ง
  • อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และสายเคเบิล
  • เฟอร์นิเจอร์และสิ่งทอ

ตัวอย่างการใช้งานทั่วไปของมาตรฐานนี้ ได้แก่:

  • การพัฒนาผลิตภัณฑ์และการวิจัยและพัฒนา
  • วิศวกรรมความปลอดภัยจากอัคคีภัย
  • การปฏิบัติตามกฎระเบียบทางกฎหมาย
  • ข้อมูลป้อนเข้าสำหรับการจำลองแบบไฟไหม้

ข้อดีของมาตรฐาน ASTM E1354 มีดังต่อไปนี้:

  • วิธีนี้ใช้กลุ่มตัวอย่างขนาดเล็ก แต่ให้ข้อมูลที่ครอบคลุม
  • สามารถทำซ้ำได้แม่นยำและเชื่อถือได้สูง
  • เหมาะสำหรับงานวิจัยและการเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์
  • ข้อมูลที่ได้สามารถนำไปใช้ในแบบจำลองการจำลองเหตุการณ์ไฟไหม้ได้

อย่างไรก็ตามมาตรฐานนี้มีข้อจำกัดบางประการ:

  • นี่เป็นการทดสอบในระดับห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่สถานการณ์จำลองเพลิงไหม้เต็มรูปแบบ
  • ผลลัพธ์อาจไม่สะท้อนสภาพไฟไหม้ที่เกิดขึ้นจริงได้อย่างแม่นยำ
  • การจำลองแบบไฟไหม้จำเป็นต้องอาศัยความเห็นจากผู้เชี่ยวชาญ

โดยสรุป มาตรฐาน ASTM E1354 เป็นหนึ่งในมาตรฐานการทดสอบความทนไฟที่สำคัญที่สุดสำหรับการประเมินพฤติกรรมของวัสดุภายใต้การสัมผัสกับไฟ โดยการวัดการปล่อยความร้อน การเกิดควัน และลักษณะการเผาไหม้ มาตรฐานนี้ให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับการออกแบบความปลอดภัยจากอัคคีภัย การเลือกวัสดุ และการปฏิบัติตามกฎระเบียบ ความสามารถในการจำลองสภาวะไฟไหม้ที่สมจริงในขนาดเล็ก ทำให้เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมด้านอัคคีภัยสมัยใหม่

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM E1354 อีกด้วย

WhatsApp