Метод экспериментального определения линейной скорости распространения пламени твердых веществ и материалов



Основные положения

12.1.1 Метод определения линейной скорости распространения пламени (ЛСРП) по поверхности горизонтально расположенных образцов твердых веществ и материалов распространяется на горючие твердые вещества и материалы, в том числе строительные, а также на лакокрасочные покрытия.

12.1.2 Методика не распространяется на вещества в газообразном и жидком виде, сыпучие материалы и пыли.

12.1.3 Результаты испытаний применимы только для оценки свойств материалов в контролируемых лабораторных условиях и не всегда отражают поведение материалов в реальных условиях пожара.

Испытательное оборудование

12.2.1 Схема испытательного оборудования для определения ЛСРП представлена на рисунке 12.1.

12.2.2 Электрическая радиационная панель 4 состоит из керамической плиты, в пазах которой равномерно закреплен нагревательный элемент (спираль) из проволоки марки Х20Н80-Н (ГОСТ 12766.1 ). Параметры спирали (диаметр, шаг намотки, электрическое сопротивление) должны быть такими, чтобы суммарная потребляемая мощность не превышала 8 кВт. Керамическая плита помещена в теплоэлектроизолированный корпус, закрепленный на вертикальной стойке 6, и подключена к электрической сети с помощью блока питания. Для увеличения мощности инфракрасного излучения и уменьшения влияния потоков воздуха перед керамической плитой установлена сетка из жаростойкой стали. Радиационная панель устанавливается под углом 60° к поверхности горизонтально расположенного образца.

12.2.3 Держатель образца 1 (см. рисунок 12.1) состоит из подставки и рамки.

Рамку закрепляют на подставке горизонтально так, чтобы нижняя кромка электрической радиационной панели находилась от верхней плоскости рамки с образцом на расстоянии 30 мм по вертикали и 60 мм по горизонтали (см. рисунок 12.2).

На боковой поверхности рамки нанесены контрольные деления через каждые (30±1) мм.

12.2.4 Вытяжной зонт 2 (см. рисунок 12.1) размерами 360 360 700 мм, установленный над держателем образца, служит для сбора и удаления продуктов горения.

12.2.5 Газовая горелка 5 (см. рисунок 12.1) представляет собой трубку диаметром 3,5 мм из жаростойкой стали с запаянным концом и пятью отверстиями, расположенными на расстоянии 20 мм друг от друга. Горелка в рабочем положении установлена перед радиационной панелью параллельно поверхности образца по длине середины нулевого участка. Расстояние от горелки до поверхности испытываемого образца составляет (8±1) мм, а оси пяти отверстий ориентированы под углом 45° к поверхности образца. Для стабилизации запального пламени горелка помещена в однослойный чехол из металлической сетки. Газовая горелка подсоединяется гибким шлангом через вентиль, регулирующий расход газа, к баллону с пропан-бутановой фракцией. Давление газа должно находиться в диапазоне от 10 до 50 кПа. В положении "контроль" горелку выводят за край рамки.

12.2.6 Блок питания состоит из регулятора напряжения с максимальным током нагрузки не менее 20 А и регулируемым выходным напряжением от 0 до 240 В.

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

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

- термоанемометр предназначен для измерения скорости воздушного потока с диапазоном измерения от 0,2 до 5,0 м/с и точностью ±0,1 м/с;

- для измерения температуры (справочный показатель) при испытании материалов используют термоэлектрический преобразователь 3 (см. рисунок 12.1) типа ТХА с диаметром термоэлектрода не более 0,5 мм, спай изолированный, с диапазоном измерения от 0 до 500°С, не более 2 класса точности. Термоэлектрический преобразователь должен иметь защитный кожух из нержавеющей стали диаметром (1,6±0,1) мм и закрепляться таким образом, чтобы изолированный спай находился в центре сечения суженной части вытяжного зонта;

- прибор для регистрации температуры с диапазоном измерения от 0 до 500°С, не более 0,5 класса точности;

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

- 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, имеющий диапазон измерения от 20 до 93% (от 15 до 40°С), с ценой деления 0,2.

 

 

1 - держатель образца; 2 - вытяжной зонт; 3 - термоэлектрический преобразователь; 4 - электрическая радиационная панель; 5 - газовая горелка; 6 - вертикальная стойка на опоре

Рисунок 12.1 - Общий вид установки для определения линейной скорости распространения пламени

Примечание - В качестве устройства, регулирующего расход газа, может использоваться расходомер типа ротаметр или аналогичный прибор с диапазоном, обеспечивающим требования 12.4.3.

 

 

1 - держатель с образцом; 2 - образец; 3 - электрическая радиационная панель

Рисунок 12.2 - Взаимное расположение радиационной панели и держателя с образцом

Образцы для испытаний

12.3.1 Для испытания одного вида материала изготавливают пять образцов длиной (320±2) мм, шириной (140±2) мм, фактической толщиной, но не более 20 мм. Если толщина материала составляет более 20 мм, необходимо срезать часть материала с нелицевой стороны, чтобы толщина составляла 20 мм. При изготовлении образцов экспонируемая поверхность не должна подвергаться обработке.

12.3.2 Для анизотропных материалов изготавливают два комплекта образцов (например, по утку и по основе). При классификации материала принимается худший результат испытания.

12.3.3 Для слоистых материалов с различными поверхностными слоями изготавливают два комплекта образцов с целью экспонирования обеих поверхностей. При классификации материала принимается худший результат испытания.

12.3.4 Кровельные мастики, мастичные покрытия и лакокрасочные покрытия испытывают нанесенными на ту же основу, которая использована в реальной конструкции. При этом лакокрасочные покрытия следует наносить не менее чем в четыре слоя, с расходом каждого в соответствии с технической документацией на материал.

12.3.5 Материалы толщиной менее 10 мм испытывают в сочетании с негорючей основой. Способ крепления должен обеспечивать плотный контакт поверхностей материала и основы.

В качестве негорючей основы следует использовать хризотилцементные листы размерами 320 140 мм, толщиной 10 или 12 мм, изготовленные по ГОСТ 18124 .

Примечание - Допускается использование листов из асбестоцемента и других негорючих материалов.

12.3.6 Образцы для испытаний кондиционируют в лабораторных условиях до достижения постоянной массы, но не менее 48 ч.

Калибровка установки

12.4.1 Калибровка установки должна проводиться в помещении при температуре (23±5)°С и относительной влажности воздуха (50±20)%.

12.4.2 Измеряют скорость воздушного потока в центре сечения суженной части вытяжного зонта. Она должна находиться в диапазоне от 0,25 до 0,35 м/с.

12.4.3 Необходимо отрегулировать расход газа через запальную газовую горелку таким образом, чтобы высота язычков пламени составляла (11±2) мм. После этого запальную горелку выключают и переводят в положение "контроль".

12.4.4 Нужно включить электрическую радиационную панель и установить держатель образца с тарированной асбестоцементной плитой, в которой расположены отверстия с датчиками теплового потока в трех контрольных точках. Центры отверстий (контрольные точки) расположены по центральной продольной оси от края рамки держателя образца на расстоянии соответственно 15, 150 и 280 мм.

12.4.5 Следует нагреть радиационную панель, обеспечивая плотность теплового потока в стационарном режиме для первой контрольной точки (13,5±1,5) кВт/м , для второй и третьей точки соответственно (9±1) кВт/м  и (4,6±1) кВт/м . Плотность теплового потока контролируют датчиком типа Гордона с погрешностью не более ±8%.

12.4.6 Считается, что радиационная панель вышла на стационарный режим, если показания датчиков теплового потока достигают значений заданных диапазонов и остаются неизменными в течение 15 мин.

12.4.7 Калибровку установки проводят при периодической или повторной метрологической аттестации, а также при вводе в эксплуатацию, замене узлов после ремонта установки.

Проведение испытания

12.5.1 Испытания должны проводиться в помещении при температуре (23±5)°С и относительной влажности воздуха (50±20)%.

12.5.2 Необходимо настроить скорость воздушного потока в вытяжном зонте согласно 12.4.2.

12.5.3 Следует нагреть радиационную панель и проконтролировать плотность теплового потока в трех контрольных точках согласно 12.4.5.

12.5.4 Нужно закрепить испытываемый образец в держателе, нанести на лицевой поверхности риски с шагом (30±1) мм, зажечь запальную горелку, перевести ее в рабочее положение и отрегулировать расход газа согласно 12.4.3.

12.5.5 Необходимо поместить держатель с исследуемым образцом в установку в соответствии с рисунком 12.2 и включить секундомер в момент контакта пламени запальной горелки с поверхностью образца. Временем воспламенения образца считается момент, когда фронт (или пробежка) пламени достигает отметки нулевого участка.

12.5.6 Испытание длится до момента прекращения распространения фронта пламени по поверхности образца.

В процессе испытания фиксируют:

- время воспламенения образца, с;

- время прохождения фронтом пламени каждого -го участка поверхности образца ( =1, 2, ... 9), с;

- общее время прохождения фронтом пламени всех участков, с;

- расстояние , на которое распространился фронт пламени, м;

- максимальную температуру дымовых газов, °С;

- время достижения максимальной температуры дымовых газов, с.

Оценка результатов испытаний

12.6.1 Для каждого образца вычисляют линейную скорость распространения пламени по поверхности ( , м/с) по формуле

. (12.1)

Среднее арифметическое значение линейной скорости распространения пламени по поверхности пяти испытанных образцов принимают за линейную скорость распространения пламени по поверхности исследуемого материала.

12.6.2 Сходимость и воспроизводимость метода [8]  при доверительной вероятности 95% не должна превышать 25%.


Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 91;