notripožarna varnost materialaocena, je "gostota dima" ključni kvantitativni indikator, ki meri, koliko dima nastane pri segrevanju ali zgorevanju. Neposredno je povezan z vidljivostjo, verjetnostjo evakuacije osebja in težavami pri reševanju v požaru. Znanstveno in natančno preizkušanje gostote dima in razumevanje standardnega sistema, ki stoji za njim, je osnova za odločanje znanstvenikov o materialih, oblikovalcev izdelkov in varnostnih regulatorjev. Ta članek bo sistematično analiziral temeljna načela, glavne metode in globalne standarde uporabe testiranja gostote dima.
Dim je aerosol, sestavljen iz trdnih in tekočih delcev, suspendiranih v zraku. Osnovno načelo testiranja je kvantificiranje sposobnosti dima, da blokira svetlobo, ki je v glavnem razdeljeno na dve tehnični poti:
1. Metoda dušenja svetlobe (mainstream metoda)
To je najbolj razširjena in standardizirana osnovna metoda. Temelji na zakonu Lamberta Beera, ki pravi, da je slabljenje svetlobe, ki prehaja skozi dim, sorazmerno s koncentracijo dima in dolžino poti.
·Princip: žarek vzporedne svetlobe določene valovne dolžine (običajno bela svetloba ali poseben pas) gre skozi preskusno komoro, napolnjeno z dimom. Izmerite razmerje med jakostjo prepuščene svetlobe (I) in začetno jakostjo svetlobe (I ₀).
· Osnovni parametri:
·Optična gostota (OD): OD=log ₁₀ (I ₀/I). Večja kot je vrednost OD, gostejši je dim.
·Specifična optična gostota (Ds): Uporablja se za primerjavo različnih materialov, da se odpravi vpliv debeline in površine vzorca. Ds = (V / (A * L)) * OD， kjer je V prostornina dimne škatle, A je izpostavljena površina vzorca in L je dolžina optične poti.
· Gostota dima ali stopnja senčenja: običajno izražena kot odstotek izgube svetlobnega toka.
·Prednosti: Neposredno, kontinuirano in sprotno snemanje dinamičnega procesa nastajanja dima, neposredno povezanega z zmanjšanjem vidljivosti med požarom.
2. Zakon o kakovosti
Ovrednotite količino dima z merjenjem skupne mase suspendiranih delcev v produktih zgorevanja.
·Načelo: Zberite ves dim na filtru in povečajte težo filtra.
· Reprezentativni standard: ASTM D4100.
· Značilnosti: bolj se osredotoča na skupni masni izkoristek dima, vendar njegova korelacija z optično vidljivostjo ni tako neposredna kot metoda dušenja svetlobe in ne more pridobiti dinamičnih procesov.
1. metoda: Statični preskus gostote dima (metoda dimne škatle NBS)
To je test, ki se izvaja v zaprtem, statičnem okolju in simulira kopičenje dima, ki nastane pri zgorevanju materialov v omejenem prostoru.
· Testna naprava: Jedro je zaprta kubična dimna škatla (običajno z notranjimi dimenzijami 914 mm × 914 mm × 610 mm ali 3 kubične čevlje), ki vsebuje:
1. Navpično nameščeno stojalo za vzorce.
2. Standardiziran vir toplote: način plamena uporablja gorilnik na propan/zrak (višina plamena približno 127 mm); Brezplamenski način uporablja električni grelni sevalni stožec (intenzivnost sevanja je običajno 25 kW/m² ali 50 kW/m²).
3. Sistem navpične optične poti (svetlobni vir in fotoelektrični sprejemnik).
4. Izpušni in čistilni sistem.
· Postopek testiranja: Vzorec je izpostavljen izbranemu viru toplote in začne se merjenje časa. Nenehno merite in beležite spremembe prepustnosti skozi čas, običajno 20 minut. Zabeležite največjo vrednost gostote dima (najmanjšo prepustnost) in krivuljo gostote dima celotnega procesa.
· Jedrni izhod:
· Največja specifična optična gostota (Ds max)
· Čas za doseganje največje gostote dima
Metoda 2: Dinamični test gostote dima (parametri dima, izpeljani iz stožčastega kalorimetra)
Stožčasti kalorimeter je eno najmočnejših orodij v znanosti o požaru, ki preizkuša materiale in simulira razvoj scenarijev požara v odprtem, nadzorovanem in dinamičnem okolju pretoka zraka.
· Testna naprava: Integrirana z laserskim ali LED žarkovnim sistemom in fotodetektorjem na standardnem stožčastem kalorimetru (ISO 5660-1, ASTM E1354), ki se nahaja v izpušnem kanalu.
·Postopek testiranja: Vzorec se vžge (ali spontano vžge) pod nastavljenim toplotnim tokom sevanja (kot je 25, 50, 75 kW/m²), produkte izgorevanja pa odvaja ventilator s konstantnim pretokom. Merjenje motnosti dima v cevovodih v realnem času z uporabo žarka svetlobe.
· Jedrni izhod (dinamični parametri):
·Stopnja dima (SPR): Količina dima, ki nastane na časovno enoto (izražena v specifičnem območju gašenja, m²/s). SPR = (V / L) * (d(OD)/dt), kjer je V volumetrični pretok.
· Skupni sproščeni dim (TSR): Integral SPR skozi čas (m²) skozi celoten proces zgorevanja.
· Specifično območje gašenja (SEA): količina proizvedenega dima na enoto izgube mase (m²/kg), SEA=TSR/izguba mase. To je ključni parameter za ocenjevanje "toksičnosti dima" samega materiala.
·Standardni predstavniki: ISO 5660-4 (posebej za merjenje parametrov dima), ASTM E1354 (vključno z delom za merjenje dima).
Različne panoge in regije so sprejele različne standarde testiranja in kvalifikacijska merila na podlagi scenarijev uporabe izdelka.
| Standardna številka | Standardno ime | preskusna metoda | Glavna področja uporabe | Ključni rezultati in opombe |
| ASTM E662 | Standardna preskusna metoda za specifično optično gostoto dima, ki ga ustvarjajo trdni materiali | Statično (škatla cigaret NBS) | Gradbeni materiali, notranji materiali (letalski, železniški), ohišja elektronske opreme | Ds max。 Letalske materiale FAA, ki se pogosto uporabljajo v Združenih državah, je treba testirati. |
| ISO 5659-2 | Plastične mase - Nastajanje dima - 2. del: Ugotavljanje optične gostote z enokomornim preskusom | Statično (izboljšana dimna škatla) | Mednarodno uporabno, zlasti v Evropi in železniškem tranzitu (navedeno v EN 45545) | Ds (4), Ds (16), VOF4 (skupna proizvodnja dima v 4 minutah). |
| GB/T 8323.2 | Nastajanje dima iz plastike – 2. del: Določanje optične gostote z enokomorno metodo | Statično (enakovredno ISO 5659-2) | Različni materiali na Kitajskem | Enako kot ISO 5659-2. |
| ISO 5660-4 | Preskusi odziva na ogenj – Sproščanje toplote, nastajanje dima in stopnja izgube mase – 4. del: Merjenje stopnje nastajanja dima | Dinamični (stožčasti kalorimeter) | Raziskave in razvoj, primerjava materialov, vnos požarnega modela, certificiranje vrhunskih izdelkov | SPR， TSR， SEA。 Zagotavlja najbogatejše dinamične informacije. |
| IEC 61034-1/-2 | Merjenje gostote dima pri gorenju kablov pri določenih pogojih | Velika kabelska dimna škatla (~1m³) | Globalni standard za industrijo žic in kablov | Najmanjša vrednost prepustnosti. Preizkusite proizvodnjo dima iz celotnega kabla pod določenimi plameni. |
| EN 45545-2 | Železniške aplikacije - Protipožarna zaščita na železniških vozilih - 2. del: Zahteve za požarno obnašanje materialov in komponent | Sistemski standardi, ki se sklicujejo na ISO 5659-2, IEC 61034 itd | Obvezni standardi EU za materiale v železniškem tranzitu | Glede na stopnjo tveganja (HL1-HL3) obstajajo stroge omejitve za Ds max, TSR itd. |
| NFPA 258 | Standardna raziskovalna preskusna metoda za določanje nastajanja dima iz trdnih materialov | statična | Sorodna področja Ameriškega združenja za požarno zaščito | Osnovna metoda je podobna ASTM E662. |
Izbira je odvisna od končne uporabe izdelka, predpisov ciljnega trga in zahtevane globine informacij.
1. Skladnost in dostop do trga:
·Izdelki, ki se prodajajo v železniškem tranzitu v EU, morajo opraviti testiranje ISO 5659-2 v skladu z EN 45545-2.
·Izdelek je žica in kabel, poročilo IEC 61034 pa se običajno zahteva po vsem svetu.
·Izdelek je material za notranjost letala, ki izpolnjuje zahteve FAA, običajno ASTM E662.
·Protipožarni certifikat na kitajskem trgu pogosto zahteva skladnost z GB/T 8323.2.
2. Raziskave in pregled materiala:
· V začetni fazi raziskav in razvoja je ISO 5660-4 (stožčasti kalorimeter) najboljše orodje za razumevanje obnašanja materialov pri gorenju in nastajanju dima. Zagotovi lahko krivulje SPR za pomoč pri prepoznavanju konic proizvodnje dima in stopenj zgorevanja ter korelacijo analize s stopnjo sproščanja toplote (HRR).
3. Statično proti dinamičnemu testiranju:
·Statično testiranje (dimna škatla NBS) simulira zaprto in nakopičeno dimno sceno, rezultat pa je ekstremna vrednost "najslabšega možnega scenarija", primerna za skladnost z zakonodajo in klasifikacijo.
·Dinamično testiranje (stožčasti kalorimeter) simulira scenarije prezračevanja in požara, kar ima za posledico neprekinjene dinamične podatke, ki bolje odražajo razvojni proces nevarnosti dima v resničnih požarih.
Preizkušanje gostote dima materialov še zdaleč ni doseganje preproste "vrednosti največje gostote dima". Gre za sistematičen znanstveni proces vrednotenja, ki združuje optično fiziko, kemijo zgorevanja in standardni inženiring.
Pravilna strategija za razvijalce materialov in proizvajalce izdelkov je:
1. Razjasnitev cilja: prva prednostna naloga je razjasniti, ali gre za izpolnjevanje obveznih predpisov ali za izvedbo notranje raziskave in razvojne optimizacije.
2. Razumevanje standardov: Izvedite poglobljeno raziskavo o posebnih standardih testiranja (metode, pogoji, kazalniki presoje), na katere se sklicuje ciljni trg.
3. Dobro izkoristite orodja: združite statično testiranje skladnosti z dinamičnimi orodji za analizo raziskav in razvoja. Poglobljeno razumevanje obnašanja materiala in optimizacija formulacij (kot je izbira učinkovitega dušilca dima, cinkovega borata) z uporabo stožčastega kalorimetra (dinamičnega); Pridobite poročila o skladnosti z uporabo standardnih cigaretnih škatlic (statičnih) in odprite vrata na trg.
4. Interpretacija podatkov: Osredotočite se na celotno krivuljo procesa nastajanja dima, ne le na največjo vrednost. Na primer, en material ima lahko visok Ds max, vendar ga doseže zelo pozno, medtem ko ima drug material srednji Ds max, vendar zelo hitro proizvaja dim, in slednji ima lahko večje zgodnje tveganje.
S tem znanstvenim sistemom testiranja in ocenjevanja ne morete le zagotoviti, da vaši izdelki izpolnjujejo zahteve za dostop do svetovnega trga, ampak tudi temeljito načrtujete in razvijate napredne materiale, ki so varnejši v resničnih požarih in prihranite dragoceni čas za evakuacijo osebja. Ali morajo biti vaši materiali ali izdelki certificirani v skladu s posebnimi standardi gostote dima? Ali pa želite sistematično oceniti in optimizirati učinkovitost dušenja dima med fazo raziskav in razvoja? Zagotavljamo lahko celoten nabor storitev testiranja gostote dima, ki zajema globalne glavne standarde, kot so ASTM, ISO, IEC, GB itd., v kombinaciji s stožčastim kalorimetrom za analizo obnašanja pri globokem zgorevanju, da zagotovimo varnost in skladnost vaših izdelkov.
