Įmedžiagų priešgaisrinė saugaĮvertinus, „dūmų tankis“ yra pagrindinis kiekybinis rodiklis, matuojantis, kiek dūmų susidaro kaitinant arba deginant. Tai tiesiogiai susiję su matomumu, personalo evakuacijos tikimybe ir gelbėjimo sunkumais gaisro metu. Moksliškai ir tiksliai tikrinant dūmų tankį ir suprantant už jo esančią standartinę sistemą, medžiagų mokslininkai, gaminių dizaineriai ir saugos reguliavimo institucijos gali priimti sprendimus. Šiame straipsnyje bus sistemingai analizuojami pagrindiniai dūmų tankio tyrimo principai, pagrindiniai metodai ir pasauliniai taikymo standartai.
Dūmai yra aerozolis, sudarytas iš kietų ir skystų dalelių, suspenduotų ore. Pagrindinis bandymo principas yra kiekybiškai įvertinti dūmų gebėjimą blokuoti šviesą, kuri daugiausia skirstoma į du techninius kelius:
1. Šviesos slopinimo metodas (paprastas metodas)
Tai yra plačiausiai naudojamas ir standartizuotas pagrindinis metodas. Jis pagrįstas Lamberto alaus įstatymu, kuris teigia, kad šviesos, praeinančios per dūmus, slopinimas yra proporcingas dūmų koncentracijai ir kelio ilgiui.
·Principas: tam tikro bangos ilgio lygiagrečios šviesos spindulys (dažniausiai balta šviesa arba tam tikra juosta) praeina per bandymo kamerą, užpildytą dūmais. Išmatuokite perduodamos šviesos intensyvumo (I) ir pradinio šviesos intensyvumo (I ₀) santykį.
· Pagrindiniai parametrai:
· Optinis tankis (OD): OD = log 10 (I ₀/I). Kuo didesnė OD vertė, tuo dūmai tankesni.
· Specifinis optinis tankis (Ds): Naudojamas skirtingų medžiagų palyginimui, siekiant pašalinti mėginio storio ir ploto įtaką. Ds = (V / (A * L)) * OD， Kur V yra dūmų dėžės tūris, A yra atviras mėginio plotas, o L yra optinio kelio ilgis.
· Dūmų tankis arba šešėliavimo greitis: paprastai išreiškiamas šviesos srauto praradimo procentais.
·Privalumai: Tiesioginis, nuolatinis ir realiu laiku fiksuojamas dinaminis dūmų susidarymo procesas, tiesiogiai susijęs su matomumo sumažėjimu gaisro metu.
2. Kokybės įstatymas
Įvertinkite dūmų tūrį išmatuodami bendrą degimo produktuose esančių suspenduotų kietųjų dalelių masę.
·Principas: Surinkite visus dūmus ant filtro ir padidinkite filtro svorį.
· Reprezentatyvus standartas: ASTM D4100.
· Charakteristikos: jis labiau orientuojasi į bendrą dūmų masės išeigą, tačiau jo koreliacija su optiniu matomumu nėra tokia tiesioginė kaip šviesos slopinimo metodas ir negali gauti dinaminių procesų.
1 metodas: statinis dūmų tankio testas (NBS dūmų dėžės metodas)
Tai bandymas, atliekamas uždaroje, statinėje aplinkoje, imituojant dūmų, susidarančių degant medžiagoms ribotoje erdvėje, kaupimąsi.
· Bandymo įtaisas: šerdis yra sandari kubinė dūmų dėžė (dažniausiai jos vidiniai matmenys yra 914 mm × 914 mm × 610 mm arba 3 kubinės pėdos), kurioje yra:
1. Vertikaliai sumontuotas mėginių stovas.
2. Standartizuotas šilumos šaltinis: liepsnos režime naudojamas propano/oro degiklis (liepsnos aukštis apie 127 mm); Beliepsniame režime naudojamas elektrinis šildymo spinduliavimo kūgis (radiacijos intensyvumas paprastai yra 25 kW/m² arba 50 kW/m²).
3. Vertikalaus optinio kelio sistema (šviesos šaltinis ir fotoelektrinis imtuvas).
4. Išmetimo ir valymo sistema.
·Tiravimo procesas: mėginys veikiamas pasirinktu šilumos šaltiniu ir pradedamas skaičiuoti laikas. Nuolat matuokite ir registruokite pralaidumo pokyčius laikui bėgant, paprastai 20 minučių. Užrašykite didžiausią dūmų tankio vertę (minimalų pralaidumą) ir viso proceso dūmų tankio kreivę.
·Pagrindinė išvestis:
· Didžiausias savitasis optinis tankis (Ds max)
· Laikas pasiekti maksimalų dūmų tankį
2 metodas: dinaminis dūmų tankio testas (dūmų parametrai, gauti iš kūgio kalorimetro)
Kūgio kalorimetras yra vienas iš galingiausių ugnies mokslo įrankių, kuris išbando medžiagas ir imituoja gaisro scenarijų kūrimą atviroje, valdomoje ir dinamiškoje oro srauto aplinkoje.
·Tikrinimo įrenginys: Integruotas su lazerio arba LED spindulių sistema ir fotodetektoriumi ant standartinio kūgio kalorimetro (ISO 5660-1, ASTM E1354), esančio išmetimo kanale.
·Tyrimo procesas: mėginys užsidega (arba užsidega savaime) esant nustatytam spinduliuotės šilumos srautui (pvz., 25, 50, 75 kW/m²), o degimo produktai pašalinami ventiliatoriumi esant pastoviam srauto greičiui. Dūmų neskaidrumo matavimas vamzdynuose realiuoju laiku naudojant šviesos spindulį.
·Pagrindinė išvestis (dinaminiai parametrai):
·Dūmų gamybos greitis (SPR): per laiko vienetą susidarančių dūmų kiekis (išreikštas specifiniu išnykimo plotu, m²/s). SPR = (V / L) * (d(OD)/dt)， Kur V yra tūrinis srautas.
· Bendras išmetamų dūmų kiekis (TSR): SPR integralas laikui bėgant (m²) per visą degimo procesą.
· Specifinis išnykimo plotas (SEA): dūmų kiekis, susidarantis masės praradimo vienetui (m ²/kg), SEA=TSR/masės nuostolis. Tai yra pagrindinis parametras vertinant pačios medžiagos „dūmų toksiškumą“.
·Standartiniai atstovai: ISO 5660-4 (specialiai dūmų parametrams matuoti), ASTM E1354 (įskaitant dūmų matavimo skyrių).
Įvairios pramonės šakos ir regionai priėmė skirtingus testavimo standartus ir kvalifikacijos kriterijus, pagrįstus produkto taikymo scenarijais.
| Standartinis numeris | Standartinis pavadinimas | bandymo metodas | Pagrindinės taikymo sritys | Pagrindiniai išėjimai ir pastabos |
| ASTM E662 | Standartinis kietųjų medžiagų sukuriamų dūmų specifinio optinio tankio bandymo metodas | Statinė (NBS cigarečių dėžutė) | Statybinės medžiagos, interjero medžiagos (aviacija, geležinkelis), elektroninės įrangos korpusai | Ds max。 Plačiai naudojama Jungtinėse Amerikos Valstijose, FAA aviacinės medžiagos turi būti išbandytos. |
| ISO 5659-2 | Plastikai. Dūmų susidarymas. 2 dalis. Optinio tankio nustatymas vienos kameros bandymu | Statinė (patobulinta dūmų dėžė) | Taikoma tarptautiniu mastu, ypač Europoje ir tranzitu geležinkeliu (nurodyta EN 45545) | Ds (4), Ds (16), VOF4 (bendras dūmų susidarymas per 4 minutes). |
| GB/T 8323.2 | Plastikinių dūmų susidarymas. 2 dalis. Optinio tankio nustatymas vienos kameros metodu | Statinis (atitinka ISO 5659-2) | Įvairios medžiagos Kinijoje | Tas pats kaip ISO 5659-2. |
| ISO 5660-4 | Reakcijos į ugnį bandymai. Šilumos išsiskyrimas, dūmų susidarymas ir masės praradimo greitis. 4 dalis. Dūmų susidarymo greičio matavimas | Dinaminis (kūginis kalorimetras) | Tyrimai ir plėtra, medžiagų palyginimas, gaisro modelio įvedimas, aukščiausios klasės gaminių sertifikavimas | SPR, TSR, SEA. Pateikite turtingiausią dinaminę informaciją. |
| IEC 61034-1/-2 | Apibrėžtomis sąlygomis degančių kabelių dūmų tankio matavimas | Didelė kabelių dūmų dėžė (~1m ³) | Pasaulinis laidų ir kabelių pramonės standartas | Minimali pralaidumo vertė. Išbandykite viso kabelio dūmų susidarymą tam tikroje liepsnoje. |
| EN 45545-2 | Geležinkelio taikmenys. Geležinkelio transporto priemonių priešgaisrinė apsauga. 2 dalis. Medžiagų ir komponentų ugnies savybės | Sistemos standartai, nurodantys ISO 5659-2, IEC 61034 ir kt | ES privalomieji geležinkelių tranzito medžiagų standartai | Pagal rizikos lygį (HL1-HL3) yra griežtai ribojami Ds max, TSR ir kt. |
| NFPA 258 | Standartinis kietųjų medžiagų dūmų susidarymo nustatymo tyrimo tyrimo metodas | statinis | Susijusios Amerikos priešgaisrinės apsaugos asociacijos sritys | Pagrindinis metodas yra panašus į ASTM E662. |
Pasirinkimas priklauso nuo galutinio produkto naudojimo, tikslinės rinkos taisyklių ir reikiamo informacijos gylio.
1. Atitiktis ir patekimas į rinką:
·Prekės, parduodamos ES geležinkelių tranzitu, turi būti išbandytos pagal ISO 5659-2 pagal EN 45545-2.
· Gaminys yra laidas ir kabelis, o IEC 61034 ataskaita paprastai reikalinga visame pasaulyje.
· Gaminys yra orlaivio vidaus medžiaga, atitinkanti FAA reikalavimus, dažniausiai ASTM E662.
·Geros sertifikavimas Kinijos rinkoje dažnai reikalauja laikytis GB/T 8323.2.
2. Tyrimai ir medžiagų patikra:
· Pradiniame tyrimų ir plėtros etape ISO 5660-4 (kūginis kalorimetras) yra geriausia priemonė suprasti medžiagų degimo ir dūmų susidarymo elgseną. Jis gali pateikti SPR kreives, padedančias nustatyti dūmų susidarymo smailes ir degimo etapus, ir koreliuoti analizę su šilumos išsiskyrimo greičiu (HRR).
3. Statinis ir dinaminis testavimas:
·Statinis testavimas (NBS dūmų dėžė) imituoja uždarą ir susikaupusią dūmų sceną, o rezultatas yra kraštutinė „blogiausio atvejo scenarijaus“ vertė, tinkama atitikties reikalavimams ir klasifikavimui.
·Dinaminis testavimas (kūginis kalorimetras) imituoja vėdinimo ir gaisro scenarijus, todėl gaunami nuolatiniai dinaminiai duomenys, kurie geriau atspindi dūmų pavojaus vystymosi procesą realiuose gaisruose.
Medžiagų dūmų tankio bandymas toli gražu nėra paprastas „didžiausias dūmų tankio dydis“. Tai sistemingas mokslinio vertinimo procesas, apjungiantis optinę fiziką, degimo chemiją ir standartinę inžineriją.
Tinkama medžiagų kūrėjų ir gaminių gamintojų strategija yra:
1. Išsiaiškinkite tikslą: pirmiausia reikia išsiaiškinti, ar tai laikytis privalomų reglamentų, ar atlikti vidinį tyrimų ir plėtros optimizavimą.
2. Standartų supratimas: Atlikite išsamų tikslinės rinkos nurodytų specifinių testavimo standartų (metodų, sąlygų, vertinimo rodiklių) tyrimą.
3. Tinkamai išnaudokite įrankius: derinkite statinį atitikties testavimą su dinaminiais MTEP analizės įrankiais. Naudodami kūginį kalorimetrą (dinaminį) gerai išmanykite medžiagos elgseną ir optimizuokite kompozicijas (pvz., parenkite efektyvų dūmus slopinantį cinko boratą); Gaukite atitikties ataskaitas naudodami standartines cigarečių dėžutes (statines) ir atverkite duris į rinką.
4. Duomenų interpretavimas: sutelkite dėmesį į visą dūmų susidarymo proceso kreivę, o ne tik į maksimalią vertę. Pavyzdžiui, vienos medžiagos Ds max gali būti didelis, bet jis pasiekiamas labai vėlai, o kitos medžiagos Ds max yra vidutinis, tačiau ji labai greitai išskiria dūmus, o pastaroji gali turėti didesnę ankstyvą riziką.
Naudodami šią mokslinio testavimo ir vertinimo sistemą galite ne tik užtikrinti, kad jūsų produktai atitiktų pasaulinės rinkos patekimo reikalavimus, bet ir iš esmės suprojektuoti ir kurti pažangias medžiagas, kurios yra saugesnės kilus tikriems gaisrams ir sutaupo brangaus personalo evakuacijos laiko. Ar jūsų medžiagos ar gaminiai turi būti sertifikuoti pagal konkrečius dūmų tankio standartus? O gal norite sistemingai įvertinti ir optimizuoti dūmų slopinimo efektyvumą tyrimo ir plėtros etape? Galime teikti visą dūmų tankio tikrinimo paslaugų rinkinį, apimantį pasaulinius pagrindinius standartus, tokius kaip ASTM, ISO, IEC, GB ir kt., kartu su kūgio kalorimetru, skirtu gilaus degimo elgsenos analizei, siekiant užtikrinti jūsų gaminių saugą ir atitiktį.
