Воматеријална заштита од пожарпроценка, „густината на чад“ е клучен квантитативен индикатор кој мери колку чад се произведува кога се загрева или согорува. Тоа е директно поврзано со видливоста, веројатноста за евакуација на персоналот и тешкотијата за спасување во пожар. Научно и прецизно тестирање на густината на чад и разбирање на стандардниот систем зад него е основата за научниците за материјали, дизајнерите на производи и безбедносните регулатори да донесуваат одлуки. Оваа статија систематски ќе ги анализира основните принципи, главните методи и глобалните стандарди за примена на тестирањето на густината на чад.
Чадот е аеросол составен од цврсти и течни честички суспендирани во воздухот. Основниот принцип на тестирањето е да се измери способноста на чадот да ја блокира светлината, која главно е поделена на две технички патеки:
1. Метод на слабеење на светлината (меинстрим метод)
Ова е најшироко користен и стандардизиран основен метод. Се заснова на законот за пиво Ламберт, кој вели дека слабеењето на светлината што минува низ чад е пропорционално на концентрацијата на чад и должината на патеката.
·Принцип: Зрак од паралелна светлина со одредена бранова должина (обично бела светлина или специфична лента) поминува низ комора за тестирање исполнета со чад. Измерете го односот на интензитетот на пренесената светлина (I) до почетниот интензитет на светлина (I ₀).
· Основни параметри:
·Оптичка густина (OD): OD=log 10 (I ₀/I). Колку е поголема вредноста на OD, толку е погуст чадот.
· Специфична оптичка густина (Ds): Се користи за споредување на различни материјали со цел да се елиминира влијанието на дебелината и површината на примерокот. Ds = (V / (A * L)) * OD， Каде V е волуменот на кутијата за чад, A е изложената површина на примерокот, а L е должината на оптичката патека.
· Густина на чад или стапка на засенчување: обично изразена како процент од загубата на прозрачниот флукс.
·Предности: Директно, континуирано и во реално време снимање на динамичниот процес на создавање чад, директно поврзан со намалувањето на видливоста при пожар.
2. Закон за квалитет
Оценете го волуменот на чад со мерење на вкупната маса на суспендирани честички во производите за согорување.
·Принцип: Соберете го целиот чад на филтерот и зголемете ја тежината на филтерот.
·Репрезентативен стандард: ASTM D4100.
·Карактеристики: Повеќе се фокусира на вкупниот масовен принос на чад, но неговата корелација со оптичката видливост не е директна како методот на слабеење на светлината и не може да добие динамички процеси.
Метод 1: Статички тест за густина на чад (Метод NBS Smoke Box)
Ова е тест спроведен во затворена, статична средина, симулирање на акумулација на чад создаден од согорување на материјали во ограничен простор.
· Уред за тестирање: Јадрото е запечатена кубна кутија за чад (обично со внатрешни димензии од 914 mm × 914 mm × 610 mm, или 3 кубни стапки), која содржи:
1. Вертикално инсталирана решетка за примероци.
2. Стандардизиран извор на топлина: Режимот на пламен користи горилник за пропан/воздух (висина на пламенот од околу 127 mm); Режимот без пламен користи електричен конус на зрачење за греење (интензитетот на зрачење обично е 25 kW/m² или 50 kW/m²).
3. Систем со вертикална оптичка патека (извор на светлина и фотоелектричен приемник).
4. Издувни гасови и систем за чистење.
·Процес на тестирање: примерокот е изложен на одбран извор на топлина и започнува времето. Континуирано мерете и снимајте ги промените во пропустливоста со текот на времето, обично 20 минути. Запишете ја максималната вредност на густината на чад (минимална пропустливост) и кривата на густина на чад на целиот процес.
· Основен излез:
· Максимална специфична оптичка густина (Ds max)
·Време да се постигне максимална густина на чад
Метод 2: Тест за динамична густина на чад (параметри на чад добиени од конусен калориметар)
Конусниот калориметар е една од најмоќните алатки во науката за пожари, која ги тестира материјалите и симулира развој на сценарија за пожар во отворена, контролирана и динамична средина за проток на воздух.
· Уред за тестирање: Интегриран со систем за ласер или LED зрак и фотодетектор на стандарден конусен калориметар (ISO 5660-1, ASTM E1354), сместен во издувниот канал.
·Процес на тестирање: Мострата се запали (или спонтано се запали) под поставен топлински флукс на зрачење (како 25, 50, 75 kW/m²), а производите од согорувањето се одвлекуваат со вентилатор со постојан проток. Мерење во реално време на непроѕирноста на чадот во цевководите со помош на зрак светлина.
· Основен излез (динамички параметри):
· Стапка на производство на чад (SPR): Количеството на произведен чад по единица време (изразено во специфична област на изумирање, m²/s). SPR = (V / L) * (d(OD)/dt)), каде што V е волуметриска брзина на проток.
·Вкупно испуштен чад (TSR): Интегралот на SPR со текот на времето (m²) во текот на целиот процес на согорување.
·Специфична област за изумирање (СЕА): Количината на произведен чад по единица загуба на маса (m²/kg), SEA=TSR/загуба на маса. Ова е клучен параметар за проценка на „токсичноста од чад“ на самиот материјал.
·Стандардни претставници: ISO 5660-4 (конкретно за мерење параметри на чад), ASTM E1354 (вклучувајќи го делот за мерење чад).
Различни индустрии и региони имаат усвоено различни стандарди за тестирање и критериуми за квалификација врз основа на сценаријата за примена на производот.
| Стандарден број | Стандардно име | метод на тестирање | Главни области на примена | Клучни излези и белешки |
| ASTM E662 | Стандарден тест метод за специфична оптичка густина на чад генериран од цврсти материјали | Статични (кутија цигари NBS) | Градежни материјали, внатрешни материјали (воздухопловство, железница), куќишта за електронска опрема | Ds max. Широко користен во Соединетите Држави, авијациските материјали на FAA мора да се тестираат. |
| ISO 5659-2 | Пластика - Генерирање чад - Дел 2: Определување на оптичка густина со тест со една комора | Статичка (подобрена кутија за чад) | Меѓународно применливо, особено во Европа и железничкиот транзит (наведено во EN 45545) | Ds (4), Ds (16), VOF4 (вкупно производство на чад во рок од 4 минути). |
| GB/T 8323.2 | Генерирање пластичен чад - Дел 2: Определување на оптичка густина со метод на една комора | Статички (еквивалентно на ISO 5659-2) | Различни материјали во Кина | Исто како ISO 5659-2. |
| ISO 5660-4 | Тестови за реакција на оган - ослободување на топлина, производство на чад и стапка на загуба на маса - Дел 4: Мерење на стапката на производство на чад | Динамичен (конусен калориметар) | Истражување и развој, споредба на материјали, влезен модел на оган, сертификација на производи од висока класа | SPR, TSR, SEA. Обезбедете ги најбогатите динамични информации. |
| IEC 61034-1/-2 | Мерење на густината на чад на каблите кои горат под дефинирани услови | Голема кабелска димна кутија (~ 1m ³) | Глобален стандард за индустријата за жици и кабли | Минимална вредност на пренос. Тестирајте го производството на чад од целиот кабел под специфичен пламен. |
| EN 45545-2 | Железнички апликации - Заштита од пожар на железнички возила - Дел 2: Барања за однесување на материјали и компоненти во пожар | Системски стандарди, повикувајќи се на ISO 5659-2, IEC 61034, итн | Задолжителни стандарди на ЕУ за железнички транзитни материјали | Според нивото на ризик (HL1-HL3), постојат строги ограничувања на Ds max, TSR итн. |
| NFPA 258 | Стандарден метод за истражување на тест за одредување на создавање чад на цврсти материјали | статични | Поврзани области на Американското здружение за заштита од пожари | Основниот метод е сличен на ASTM E662. |
Изборот зависи од крајната употреба на производот, регулативите на целниот пазар и потребната длабочина на информации.
1. Усогласеност и пристап до пазарот:
· Производите што се продаваат на железничкиот транзит на ЕУ мора да бидат подложени на тестирање ISO 5659-2 во согласност со EN 45545-2.
·Производот е жица и кабел, а извештајот IEC 61034 обично се бара низ целиот свет.
· Производот е внатрешен материјал на авион кој ги исполнува барањата на FAA, обично ASTM E662.
·Сертификацијата за пожар на кинескиот пазар често бара усогласеност со GB/T 8323.2.
2. Истражување и скрининг на материјали:
·Во почетната фаза на истражување и развој, ISO 5660-4 (конусен калориметар) е најдобрата алатка за разбирање на однесувањето на материјалите со согорување и создавање чад. Може да обезбеди криви SPR за да помогне во идентификувањето на врвовите на производството на чад и фазите на согорување и да ја корелира анализата со стапката на ослободување на топлина (HRR).
3. Статичко наспроти динамичко тестирање:
·Статичкото тестирање (NBS димна кутија) симулира затворена и акумулирана сцена со чад, а резултатот е екстремна вредност на „најлошото сценарио“, погодна за усогласеност со регулативата и класификација.
·Динамичкото тестирање (конусен калориметар) симулира сценарија за вентилација и пожар, што резултира со континуирани динамички податоци кои подобро го одразуваат процесот на развој на опасност од чад при реални пожари.
Тестирањето на густината на чадот на материјалите е далеку од добивање едноставна „вредност за максимална густина на чад“. Тоа е систематски научен процес на евалуација кој ги комбинира оптичката физика, хемијата на согорување и стандардното инженерство.
Точната стратегија за развивачите на материјали и производителите на производи е:
1. Разјаснете ја целта: првиот приоритет е да се разјасни дали е да се усогласат со задолжителните прописи или да се спроведе интерна оптимизација за истражување и развој.
2. Разбирање на стандардите: Спроведете длабинско истражување за специфичните стандарди за тестирање (методи, услови, индикатори за расудување) наведени од целниот пазар.
3. Добро искористете ги алатките: Комбинирајте статичко тестирање на усогласеност со динамични алатки за анализа на истражување и развој. Длабоко да го разберете однесувањето на материјалот и да ги оптимизирате формулациите (како што е изборот на ефикасен цинкборат за потиснување на чад) со помош на конусен калориметар (динамичен); Добијте извештаи за усогласеност користејќи стандардни кутии цигари (статични) и отворете ја вратата кон пазарот.
4. Толкување на податоците: Фокусирајте се на целата крива на процесот на создавање чад, а не само на максималната вредност. На пример, еден материјал може да има висок Ds max, но да го достигне многу доцна, додека друг материјал има среден Ds max, но многу брзо произведува чад, а вториот може да има поголем ран ризик.
Преку овој систем за научно тестирање и евалуација, вие не само што можете да се осигурате дека вашите производи ги исполнуваат барањата за пристап на глобалниот пазар, туку и фундаментално дизајнирате и развивате напредни материјали кои се побезбедни при реални пожари и заштедуваат драгоцено време за евакуација на персоналот. Дали вашите материјали или производи треба да бидат сертифицирани според специфичните стандарди за густина на чад? Или сакате систематски да ги проценувате и оптимизирате перформансите за сузбивање чад за време на фазата на истражување и развој? Можеме да обезбедиме комплетен сет на услуги за тестирање на густината на чад кои ги покриваат глобалните мејнстрим стандарди како што се ASTM, ISO, IEC, GB, итн., во комбинација со конусен калориметар за анализа на однесувањето на длабокото согорување, за да ја заштитиме безбедноста и усогласеноста на вашите производи.
