Метод экспериментального определения группы негорючих твердых веществ и материалов



Основные положения

Метод испытания предназначен для отнесения твердых веществ и материалов (за исключением строительных и отделочных материалов) к группе негорючих и соответствует стандарту [6].

Метод применяют для однородных и комбинированных материалов.

Метод может использоваться для многослойных материалов. В этом случае испытания проводят для каждого слоя, составляющего материал. Если хотя бы один из слоев относится к горючим, то весь многослойный материал следует считать горючим.

Испытательное оборудование

6.2.1 В нижеследующем описании испытательного оборудования все размеры, за исключением приведенных с допусками, являются номинальными.

6.2.2 Установка для испытаний (см. рисунок 6.1) состоит из трубчатой печи (см. рисунок 6.2), помещенной в теплоизолирующую среду; конусообразного стабилизатора воздушного потока; защитного экрана, обеспечивающего тягу; держателя образца (см. рисунок 6.3) и устройства для перемещения держателя образца; стойки, на которой монтируется печь.

 

 

1 - стойка; 2 - изоляция; 3 - порошок магнезии; 4 - трубчатая печь; 5 - нагревательные элементы печи; 6 - защитный экран; 7 - стержень из жаропрочной стали для установки устройства; 8 - ограничитель; 9 - термопары для измерения температуры в геометрическом центре образца и на поверхности образца (произвольные); 10 - трубка из нержавеющей стали; 11 - держатель образца; 12 - термопара печи; 13 - внешняя изолированная стенка (кожух); 14 - направляющие; 15 - цемент с добавлением минерального волокна; 16 - прокладка; 17 - стабилизатор воздушного потока; 18 - экран вытяжки (металлический лист)

Рисунок 6.1 - Общий вид установки для определения группы негорючих твердых веществ и материалов

6.2.3 Печь представляет собой трубу из огнеупорного материала плотностью (2800±300) кг/м . Рекомендуемый состав огнеупорного материала трубчатой печи приведен в таблице 6.1. Высота трубы равна (150±1) мм, внутренний диаметр - (75±1) мм, толщина стенки - (10±1) мм. Для фиксации нагревательного элемента используется огнеупорный цементный материал. Общая толщина стенки с учетом огнеупорного цементного слоя должна составлять не более 15 мм.

Таблица 6.1 - Рекомендуемый состав огнеупорного материала трубчатой печи

   
Материал Содержание, %
Глинозем ( )   Более 89,00  
или кремнезем и глинозем ( , )   Более 98,00  
Оксид железа (III)   Менее 0,45  
Диоксид титана ( )   Менее 0,25  
Оксид марганца ( )   Менее 0,10  
Следы других оксидов (калия, натрия, кальция и магния) Остальное

 

6.2.4 Нагревательный элемент рекомендуется изготавливать из никель-хромовой (80/20) ленты шириной 3,0 мм и толщиной 0,2 мм. Его фиксируют на поверхности трубчатой печи в соответствии с рисунком 6.2.

Примечание - Возможно использование аналогичного нагревательного элемента, обеспечивающего температурный режим в соответствии с 6.4.3 и удовлетворяющего требованиям 6.4.4 и 6.4.5, например проволоки марки Х20Н80-Н (ГОСТ 12766.1 ) диаметром (0,9±0,1) мм.

 

 

1 - трубчатая печь; 2 - нагревательный элемент

Рисунок 6.2 - Схема размещения нагревательного элемента трубчатой печи

6.2.5 Трубчатая печь 4 (см. рисунок 6.1) устанавливается в центре заполненного изолирующим материалом кожуха 13 (наружный диаметр равен 200 мм, высота равна 150 мм, толщина стенки равна 10 мм). Верхняя и нижняя части кожуха ограничены пластинами, имеющими изнутри углубления для фиксации торцов трубчатой печи. Пространство между трубчатой печью и стенками кожуха для теплоизоляции заполняют порошкообразным оксидом магния плотностью (140±20) кг/м .

Примечание - Возможно использование других теплоизоляционных материалов с аналогичными свойствами.

6.2.6 Нижнюю часть трубчатой печи герметично соединяют с конусообразным стабилизатором воздушного потока длиной не менее 500 мм. Внутренний диаметр стабилизатора составляет (75±1) мм в верхней части, (10,0±0,5) мм - в нижней части. Стабилизатор изготавливают из листовой стали толщиной 1 мм. Внутренняя поверхность стабилизатора должна быть отполирована. Верхнюю половину стабилизатора изолируют с наружной стороны слоем теплоизоляционного материала из минерального волокна толщиной не менее 25 мм теплопроводностью (0,04±0,01) Вт/(м·К) при 20°С.

6.2.7 Верхнюю часть трубчатой печи 4 оборудуют защитным экраном 6 из листовой стали толщиной 1 мм, высотой 50 мм с отверстием диаметром (75±1) мм. Внутреннюю поверхность экрана и соединительный шов с трубчатой печью обрабатывают до получения гладкой поверхности. Наружную часть изолируют слоем теплоизоляционного материала из минерального волокна толщиной 25 мм теплопроводностью (0,04±0,01) Вт/(м·К) при 20°С.

6.2.8 Блок, состоящий из трубчатой печи 4, конусообразного стабилизатора 17 и защитного экрана 6, монтируют на стойке 1, оборудованной основанием и экраном вытяжки 18 из листовой стали для защиты нижней части конусообразного стабилизатора от направленных воздушных потоков. Высота экрана вытяжки составляет не менее 550 мм, расстояние от нижней части конусообразного стабилизатора до основания стойки равно 250 мм.

6.2.9 Для наблюдения за поведением образца в процессе испытания над печью устанавливается зеркало.

6.2.10 Установку следует размещать так, чтобы солнечное, а также другие виды светового излучения, не влияли на наблюдение за поведением образца в печи в процессе испытания.

6.2.11 Держатель образца показан на рисунке 6.3. Изготавливают его из жаростойкой стальной проволоки диаметром 1,5 мм, держатель должен иметь цилиндрическую форму. Основанием держателя является сетка из тонкой стальной жаростойкой проволоки. Высота держателя (50±2) мм, диаметр 47 мм. Масса держателя составляет (15±2) г. Держатель образца подвешен на трубке из нержавеющей стали с внешним диаметром 6 мм и внутренним - 4 мм. Конструкция держателя образца позволяет жестко фиксировать его в устройстве для перемещения.

 

 

- термоэлектрический преобразователь для измерения температуры внутри образца; - термоэлектрический преобразователь для измерения температуры на поверхности образца; 1 - трубка из жаростойкой стали; 2 - сетка (размер ячейки 0,9 мм, диаметр проволоки 0,4 мм)

Рисунок 6.3 - Держатель образца

Для сыпучих веществ держатель образца, изготовленный из сетки с размерами ячеек не более 1,0 мм (материал сетки - проволока из жаростойкой стали диаметром 0,55 мм), должен иметь цилиндрическую форму высотой (50±2) мм, диаметром 45 мм.

6.2.12 Устройство для перемещения держателя образца состоит из металлических стержней 7, установленных в направляющие 14 по боковым сторонам кожуха 13 (см. рисунок 6.1). Устройство для перемещения держателя обеспечивает плавное его движение по оси трубчатой печи и жесткую фиксацию в геометрическом центре печи.

6.2.13 Для измерения температуры при испытании материалов и калибровки установки используют термоэлектрические преобразователи типа ТХА с диаметром термоэлектродов не более 0,5 мм, спай изолированный, с диапазоном измерения от 0 до 1300°С включ., не более 2 класса точности. Термоэлектрические преобразователи должны иметь защитный кожух из нержавеющей стали диаметром (1,6±0,1) мм.

6.2.14 Печной термоэлектрический преобразователь устанавливается и фиксируется в направляющей трубке, прикрепленной к защитному экрану, таким образом, чтобы его горячий спай находился на середине высоты трубчатой печи на расстоянии (10,0±0,5) мм от ее стенки. Для установки и контроля термоэлектрического преобразователя в указанном положении используется шаблон (см. рисунок 6.4).

 

 

1 - деревянная ручка; 2 - сварной шов

Рисунок 6.4 - Шаблон для установки и контроля печного термоэлектрического преобразователя

6.2.15 Термоэлектрический преобразователь для измерения температуры внутри образца устанавливается в трубку из жаростойкой стали таким образом, чтобы его горячий спай находился в геометрическом центре образца.

6.2.16 Термоэлектрический преобразователь для измерения температуры на поверхности образца устанавливается диаметрально противоположно печному термоэлектрическому преобразователю таким образом, чтобы его горячий спай с начала испытания находился на середине высоты образца в плотном контакте с его поверхностью (см. рисунок 6.5).

 

 

- печной термоэлектрический преобразователь; - термоэлектрический преобразователь для измерения температуры внутри образца; - термоэлектрический преобразователь для измерения температуры на поверхности образца; 1 - стенка трубчатой печи; 2 - середина высоты постоянной температурной зоны; 3 - термоэлектрические преобразователи в защитном кожухе; 4 - точка контакта термоэлектрического преобразователя с материалом

Рисунок 6.5 - Расположение образца с термоэлектрическими преобразователями в трубчатой печи

6.2.17 Принципиальная электрическая схема установки с измерительными приборами приведена на рисунке 6.6.

 

 

1 - стабилизатор напряжения; 2 - трансформатор; 3 - амперметр; 4 - термоэлектрические преобразователи; 5 - нагревательный элемент; 6 - оконечные устройства; 7 - компенсационный провод; 8 - средство измерения температуры; 9 - регулятор мощности

Рисунок 6.6 - Электрическая схема установки

6.2.18 При испытаниях используют следующие средства измерения и приборы контроля за условиями окружающей среды:

- средство измерения температуры с диапазоном измерения от 0 до 1300°С включ., не более 0,5 класса точности;

- средство измерения времени (секундомер) с диапазоном измерения от 0 до 60 мин и ценой деления 0,2 с;

- для измерения линейных размеров используют линейку металлическую или рулетку с диапазоном измерения от 0 до 1000 мм и ценой деления 1 мм;

- штангенциркуль с диапазоном измерения от 0 до 150 мм и ценой деления 0,1 мм;

- для измерения массы образцов используют весы с диапазоном измерения от 10 до 1000 г, не более III (среднего) класса точности;

- для измерения атмосферного давления используют барометр с диапазоном измерения от 600 до 800 мм рт.ст. и ценой деления 1 мм рт.ст.;

- для измерения влажности воздуха используют гигрометр с диапазоном измерения от 20 до 93% (от 15 до 40°С) и ценой деления 0,2.

Образцы для испытаний

6.3.1 Для испытаний готовят пять образцов исследуемого материала диаметром (45 ) мм, толщиной (50±2) мм. Если толщина исследуемого материала составляет менее 50 мм, то образец набирают из нескольких слоев, чтобы обеспечить необходимую толщину. Слои в образце располагают только горизонтально и плотно соединяют между собой стальной проволокой диаметром не более 0,5 мм. Слои в образце располагают таким образом, чтобы рабочий спай термоэлектрического преобразователя, установленного в середине образца, находился внутри слоя материала, а не на границе раздела слоев.

Образцы должны характеризовать средние свойства исследуемого материала.

Для сыпучих веществ готовят пять образцов исследуемого материала, которые помещают в корзиночки цилиндрической формы, размерами согласно 6.2.11, объем каждого образца должен составлять не менее 80 см .

6.3.2 В верхней части образца делают осевое отверстие диаметром 2 мм для размещения термоэлектрического преобразователя. Перед испытанием образцы выдерживают в сушильном шкафу при температуре (60±6)°С в течение от 20 до 24 ч с последующим охлаждением их до температуры окружающей среды. Допускается кондиционирование образцов в соответствии с требованиями НТД на материал.

6.3.3 После кондиционирования определяют массу каждого образца с погрешностью измерения не более ±0,1 г.


Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 58;