Оформление протокола испытаний
Условия и результаты испытаний регистрируют в протоколе, форма которого приведена в приложении М.
Требования безопасности
Прибор для определения температуры тления следует устанавливать в вытяжном шкафу. Рабочее место оператора должно удовлетворять действующим требованиям по электробезопасности и санитарно-гигиеническим требованиям в соответствии с ГОСТ 12.1.005 .
Метод экспериментального определения удельной массовой скорости выгорания твердых веществ и материалов
Основные положения
17.1.1 Метод определения удельной массовой скорости выгорания (УМСВ) твердых веществ и материалов распространяется на горючие твердые вещества и материалы, в том числе строительные, а также на лакокрасочные покрытия.
17.1.2 Метод УМСВ не распространяется на вещества в газообразном и жидком виде, пыли и металлы.
17.1.3 Результаты испытаний применимы только для оценки свойств материалов в контролируемых лабораторных условиях и не отражают поведение материалов в реальных условиях пожара.
17.1.4 Метод испытания (см. 17.5.1-17.5.9 включительно) предназначен для экспериментального определения температуры воспламенения твердых веществ и материалов.
Примечание - При калибровке установки и проведении испытаний весы не используются.
17.1.5 Метод испытания (см. 17.5.10-17.5.15 включительно) предназначен для испытания твердых веществ и материалов с целью определения их удельной массовой скорости выгорания.
|
|
|
Примечание - Калибровка установки для данного метода испытаний не требуется.
Данные методы испытаний реализуют в диапазоне температур от 25 до 600°С.
Испытательное оборудование
17.2.1 Испытательное оборудование для определения УМСВ (см. рисунок 17.1) устанавливается в вытяжном шкафу и представляет собой вертикальную электрическую печь с двумя коаксиально расположенными цилиндрами 1 (см. рисунок 17.1) высотой 240 мм, выполненными из кварцевого стекла. Один из цилиндров внутренним диаметром (80±3) мм является реакционной камерой. Второй цилиндр имеет внутренний диаметр (101±3) мм. На внешних поверхностях цилиндров закреплен нагревательный элемент (спираль) 2 (см. рисунок 17.1) из проволоки марки Х20Н80-Н (ГОСТ 12766.1 ) общей мощностью не менее 2 кВт, что позволяет создавать температуру рабочей зоны реакционной камеры не менее 600°С за время не более 40 мин.
|
1 - цилиндры из кварцевого стекла; 2 - нагревательный элемент; 3 - теплоизоляционный материал; 4 - стальной экран; 5 - держатель образца; 6 - контейнер; 7 - газовая горелка; 8 - электропривод газовой горелки; 9, 10 - термоэлектрические преобразователи; 11 - ламинатор; 12 - весы; 13 - коромысло
|
|
|
Рисунок 17.1 - Общий вид установки для определения удельной массовой скорости выгорания твердых веществ и материалов
17.2.2 Для размещения образца исследуемого вещества (материала) используют держатель 5 (см. рисунок 17.1), представляющий собой металлическую трубку из жаростойкой стали с приваренным в нижней части кольцом диаметром (49,0±0,6) мм и контейнер из стальной сетки 6 (см. рисунок 17.1) диаметром (45±1) мм и высотой (18±1) мм. Контейнер устанавливается в кольцо держателя образца.
17.2.3 Устройство для перемещения держателя образца с контейнером состоит из металлического стержня, установленного в направляющие на боковой стороне корпуса установки, и горизонтального коромысла, сопряженного с весами. Устройство для перемещения держателя образца обеспечивает плавное его движение по вертикальной оси реакционной камеры, одновременную жесткую фиксацию образца в геометрическом центре рабочей зоны и коромысла на рабочей поверхности весов.
17.2.4 Газовая горелка 7 (см. рисунок 17.1) для воспламенения образца, представляющая собой трубку внутренним диаметром (6±1) мм, выполнена из жаростойкой стали, запаяна снизу и имеет на боковой поверхности отверстие диаметром (0,8±0,1) мм на расстоянии (5,0±0,3) мм от запаянного конца. Газовая горелка подсоединяется гибким шлангом через устройство, регулирующее расход газа, к баллону с пропан-бутановой фракцией (ГОСТ 20448 ). Давление газа должно находиться в диапазоне от 10 до 50 кПа.
|
|
|
Примечание - В качестве устройства, регулирующего расход газа, может использоваться расходомер типа ротаметр или аналогичный прибор с диапазоном, обеспечивающим требования 7.4.4.
17.2.5 Ламинатор 11 (см. рисунок 17.1), выполненный из листовой жаростойкой стали в форме конуса верхним диаметром не более 78 мм, нижним диаметром не более 11 мм и длиной (500±5) мм, служит для подачи естественного потока воздуха в реакционную камеру.
17.2.6 Для измерения температуры при испытании материалов и калибровки установки используют термоэлектрические преобразователи типа ТХА с диаметром термоэлектрода не более 0,5 мм, спай изолированный, с диапазоном измерения от 0 до 800°С, не более 2 класса точности. Термоэлектрические преобразователи должны иметь защитный кожух из нержавеющей стали диаметром (1,6±0,1) мм.
Термоэлектрический преобразователь 9 (см. рисунок 17.1) служит для измерения температуры образца и расположен таким образом, чтобы обеспечивался плотный контакт с дном и стенкой контейнера. Термоэлектрический преобразователь 10 (см. рисунок 17.1) служит для контроля и регулирования температуры печи и расположен внутри реакционной камеры на расстоянии (140±5) мм от верхнего края камеры и (5±1) мм от стенки камеры. Погрешность измерения регулирующего и регистрирующего температуру средства измерения не должна превышать 0,5%.
|
|
|
17.2.7 Весы 12 (см. рисунок 17.1) с диапазоном измерения от 0 до 1000 г, не более III (среднего) класса точности.
17.2.8 При испытаниях используют следующие средства измерения, приборы контроля за условиями окружающей среды и оборудование:
- прибор для регулирования и регистрации температуры с диапазоном измерения от 0 до 800°С, не более 0,5 класса точности;
- устройство для измерения времени (секундомер) с диапазоном измерения от 0 до 60 мин и ценой деления 0,2 с;
- компрессор с расходом до 40 дм 
/ч, подсоединяется гибким шлангом к газовой горелке через устройство, регулирующее расход воздуха;
Примечание - В качестве устройства, регулирующего расход воздуха, может использоваться расходомер типа ротаметр или аналогичный прибор с диапазоном, обеспечивающим требования 17.3.8.
- зеркало для наблюдения за поведением образца в процессе испытания;
- шаблоны для определения расстояния от нижнего края горелки до поверхности образца и для центровки контейнера внутри камеры;
- 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.
Калибровка установки
17.3.1 Калибровка установки должна проводиться в помещении при температуре (23±5)°С и относительной влажности воздуха (50±20)%.
17.3.2 Калибровку установки проводят при периодической или повторной метрологической аттестации, а также при вводе в эксплуатацию, замене узлов после ремонта установки.
17.3.3 Калибровка установки заключается в проведении испытаний по определению температуры воспламенения стандартного образца - органического стекла (ГОСТ 10667 ), температура воспламенения которого составляет (265±10)°С.
17.3.4 Последовательность операций при калибровке.
17.3.5 Изготовить образцы органического стекла в соответствии с 17.4.1.
17.3.6 Отрегулировать с помощью шаблонов положение контейнера с образцом внутри реакционной камеры, установить расстояние между нижним краем газовой горелки и поверхностью образца равное (10±1) мм, перевести горелку в положение "вне печи" и удалить образец из контейнера.
17.3.7 Включить вытяжную вентиляцию.
17.3.8 Отрегулировать подачу газа и воздуха, формируя пламя газовой горелки длиной (10±2) мм.
17.3.9 Нагреть реакционную камеру до температуры 255°С и убедиться в стабильности температурного режима. Стабилизацию считают достигнутой при условии обеспечения заданной температуры в течение не менее 5 мин. За температуру реакционной камеры (испытания) принимают показания термоэлектрического преобразователя, измеряющего температуру образца.
17.3.10 Извлечь из камеры держатель с контейнером, поместить образец в контейнер (за время не более 15 с), зафиксировать контейнер в геометрическом центре рабочей зоны реакционной камеры, включить электропривод газовой горелки и зафиксировать время начала проведения испытания.
Примечание - Периодичность подвода газовой горелки к образцу должна составлять (10±2) с.
17.3.11 Зафиксировать время воспламенения образца.
17.3.12 Нагреть реакционную камеру до температуры 275°С, убедиться в стабильности температурного режима и повторить операции в соответствии с 17.3.10. Время проведения испытаний составляет 20 мин.
17.3.13 Зафиксировать отсутствие воспламенения образца.
17.3.14 Провести при каждом температурном режиме (17.3.9 и 17.3.12) еще по два испытания.
17.3.15 Соблюдение условий 17.3.11 и 17.3.13 является положительным результатом калибровки, что означает пригодность установки к работе.
Образцы для испытаний
17.4.1 Для испытания одного вида исследуемого вещества (материала) по определению температуры воспламенения изготавливают от 10 до 15 образцов массой по (3,0±0,1) г.
17.4.2 Пленочные и листовые материалы набирают в стопку, накладывая слои друг на друга, до достижения указанной массы.
17.4.3 Для испытания по определению удельной массовой скорости выгорания одного вида материала изготавливают три образца размером 15 
15 мм. Толщина образцов должна соответствовать толщине материала, применяемого в реальных условиях, но не более 10 мм. Если толщина материала составляет более 10 мм, необходимо срезать часть материала с нелицевой стороны.
17.4.4 Для сыпучих материалов используют поддон размером 15 
15 мм и глубиной 10 мм, изготовленный из алюминиевой фольги по ГОСТ 745 , толщиной не менее 0,2 мм. Поддон с испытуемым материалом помещается в контейнер держателя образца и заменяется между испытаниями.
17.4.5 Кровельные мастики, мастичные покрытия и лакокрасочные покрытия наносят на алюминиевую фольгу (толщина фольги - не более 0,2 мм). Лакокрасочные покрытия следует наносить не менее четырех слоев, с расходом каждого слоя в соответствии с технической документацией на материал. Масса фольги при расчетах не учитывается.
17.4.6 Образцы для испытаний кондиционируют при температуре (20±5)°С и относительной влажности воздуха (65±5)% до достижения постоянной массы, но не менее 72 ч.
17.4.7 Образцы должны характеризовать средние свойства исследуемого вещества (материала).
Проведение испытания
Определение температуры воспламенения твердых веществ и материалов:
17.5.1 Испытания должны проводиться в помещении при температуре (23±5)°С и относительной влажности воздуха (50±20)%.
17.5.2 Изготовить образцы исследуемого материала в соответствии с 17.4.1 и 17.4.2, выполнить процедуры по подготовке оборудования к работе в соответствии с 17.3.6-17.3.8 включительно.
17.5.3 Нагреть реакционную камеру до температуры начала разложения исследуемого материала или до 300°С, убедиться в стабильности температурного режима и выполнить процедуры в соответствии с 17.3.10.
17.5.4 При воспламенении образца испытание останавливают, горелку переводят в положении "вне печи", контейнер с образцом извлекают из камеры, фиксируют в протоколе температуру воспламенения и время ее достижения и проводят следующее испытание с новым образцом при меньшей температуре.
17.5.5 Если в течение 20 мин образец не воспламенится или ранее этого времени полностью прекратится дымовыделение, то испытание прекращают и в протоколе отмечают отказ.
17.5.6 Методом последовательных приближений, используя новые образцы и изменяя температуру реакционной камеры, определяют минимальную температуру образца, при которой за время выдержки в печи (не более 20 мин) образец воспламенится и будет гореть более 5 с после удаления газовой горелки. При температуре на 10°С меньше образец не воспламенится.
17.5.7 За температуру воспламенения исследуемого вещества (материала) принимают среднее арифметическое двух температур, отличающихся не более чем на 10°С, при одной из которых наблюдается воспламенение трех образцов, а при другой - три отказа. Полученное значение температуры округляют с точностью до 5°С.
17.5.8 Сходимость метода [8] при доверительной вероятности 95% не должна превышать 7°С.
17.5.9 Воспроизводимость метода [8] при доверительной вероятности 95% не должна превышать 20°С.
Определение удельной массовой скорости выгорания твердых веществ и материалов:
17.5.10 Испытания должны проводиться в помещении при температуре (23±5)°С и относительной влажности воздуха (50±20)%.
17.5.11 Следует изготовить образцы исследуемого материала в соответствии с 17.4.3-17.4.5 включительно, затем включить весы, проконтролировать взаимное расположение контейнера с образцом и коромысла на рабочей поверхности весов и выполнить процедуры по подготовке оборудования к работе в соответствии с 17.3.6-17.3.8 включительно.
17.5.12 Нужно нагреть реакционную камеру до температуры воспламенения испытуемого материала и убедиться в стабильности температурного режима.
17.5.13 Следует извлечь из камеры держатель с контейнером, поместить образец в контейнер (за время не более 15 с), зафиксировать контейнер в геометрическом центре рабочей зоны реакционной камеры с одновременной фиксацией коромысла на рабочей поверхности весов и включить электропривод газовой горелки.
17.5.14 Необходимо зафиксировать начальную массу образца (без учета массы коромысла и держателя образца с контейнером) и время начала проведения испытания.
17.5.15 В процессе проведения испытания регистрируют время воспламенения образца и уменьшение массы образца через фиксированный интервал времени (не более 10 с).
Примечание - Для большей точности получаемых результатов испытаний возможно уменьшение фиксированного интервала времени в зависимости от технических характеристик измерительного оборудования.
Окончанием опыта считается момент прекращения пламенного горения и/или тления и изменения потери массы образца.
Оценка результатов испытаний
17.6.1 Для каждого интервала разложения вычисляют удельную массовую скорость выгорания образца 
, кг/(м 
·с), по формуле
, (17.1)
где 
- изменение массы образца в интервале разложения, кг;
- площадь образца, м 
;
- интервал времени разложения, с.
Для каждого опыта во всем интервале разложения вычисляют удельную массовую скорость выгорания.
17.6.2 Среднее значение удельной массовой скорости выгорания трех испытанных образцов принимают за удельную массовую скорость выгорания материала.
17.6.3 Сходимость и воспроизводимость метода [8] при доверительной вероятности 95% не должна превышать 25%.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 251; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!