Тарау 2. Экспериментальдік бөлім
2.4 Полимерлік материалдардың жанғаштығын анықтау үшін экспериментальды ерекшеліктері
тұтанғыштық абсолюттендіру бағалау мүмкін емес. Мысалы, әлсіз отын ретінде құрылыс материалы нақты өрттің барлық сорттарын тұтанғыштық сипатын жаңғыртушы көзі болуы мүмкін емес. Қабылданған материалдың әдістемесі аясында нашар жанғыш болып табылады. Сондықтан материалдар әртүрлі сынақ жағдайларында мінездерінде айырмашылық болады.
2.4 Полимерлік материалдардың жанғаштығын анықтау үшін
температурасын анықтайды. Бұл параметр лабораториялық зерттеу жағдайда анықталады, бұл негізінен шынайы от көзінен айрмашылығы үлкен, сонымен қатар материалдың ұшқыш-жанғыш заттардың пайда болуы қасиетін бағалауға мүмкіндік береді, от көзін өшіргеннен кейін отты бірқалыпты ұстап тұрады.
Альтернативті параметрлерді бағалау үшін жылу ағынының критикалық qвкр тығыздығы қолданылады. Бұл зертханалық тәжірибенің ерекшелігі, онда параметрді анықтайды, сыртқы жылу ағынының стационар емес тығыздығының уақыты қолданылады Q = F (τ), кең ауқымды сынамаға талдау алынады.
Бұл жұмыста сондай-ақ , аса маңызды жылу ағынының тығыздығы жақын жылу ағынынан оталдыру үшін шекті сандық мәндері деп тауып, онда бетіндегі жалын таралуын тоқтатады және осы «жанғыштығын» және
«жалын таралуының» алдын алады. Тұтанған орынды шетелдік сынақ әдістері үшін Халықаралық стандартпен ИСО 5657-86 белгілейді, оның негізінде ұқсас стандарт МЕМСТ 30402-96 әзірленеді, сонымен қатар стандарт ИСО 11925-2, ИСO 11925-3. Құрылыс материалдарының жанғыштығын тік бағдар көзінен төмен калориялы сыртқы жылу ағынының болмағанын анықтау әдісі ИСO 11925-2, неміс әдісі Kleinbrenner (класы2; 1- бөлім DIN 4102) негізінде жүзеге асырылады. Бұл әдіс көбінесе жеңіл жанатын және жаңғыш материалдардың тобын анықтайды (В, С, Д, және Е кластары Еуропалық реттеуші жүйемен жіктеледі). Көптеген жағдайларда, сынақ жабдықтары ИСО 11925-2 Қазақстан Республикасында қолданылатын тұтанғыш маталардың сынақ жабдықтары МЕМСТ 51032-97 ұқсас. Сынақ ИСO 5657-86 және МЕМСТ 30402-96 үлгісі құрылыс материалдарына көлденең болып табылады, және оның алдыңғы бетінің конустық қыздырғышынан жарқын жылу ағынының әсеріне ұшырайды. МЕМСТ 30402-96 сәйкес қатты тұтанғыш және материалдарды ұлттық анықтамаға сәйкес әдістің артықшылығы [4], МЕМСТ 12.1.044-89, 9 [тармағына 4.7 сәйкес басқа қолданыстағы стандартты әдісі ИСO 5657-86 [26] дейін әзірлеген С. 23] белгілі бір техникалық қиындықтар болдырмау үшін жылу ағынының және үлгідегі көлденең бағдар бетіндегі материал көзіне ұшыраған кезде ол көзбен төмен калориялы материалды зерттергеу мүмкіндік береді.
Сондай-ақ, осы сынақ әдісі жанбайтын полимерлі металл үлгілері негізінде жүзеге асырылады.
Тұтанғыш полимерлі материалдардың әдістемелік кемшіліктерін жіктеу үшін МЕМСТ 30402-96 жатқызуға болады:
Беттік тығыздықтың тек сыни дәлелдігін пайдалану, жылу ағыны (температура елемеушілік және жылу ағынының от уақытының басынан бергі мерзімдерінің үлгісі).
МЕМСТ 30402-96 сынақ тұтанғыштығының әдісі өрт сынағының нәтижелері бойынша жалын от көзінен жылу сәуле жарқын ағынының үлгісі бетіндегі әсерінен берілген деңгейлері үшін жанғыш біртекті және қабатты полимерлік материалдарды тұтанғыштық параметрлерін анықтайды.
Бұл жағдайда, тұтанғыш полимерлік материалдары негізгі параметрлері болып табылады:
- КППТП, т.е, беттік жылу ағынының тығыздығы ең төменгі мәні, тұрақты жануы;
- от уақыты.
Полимерлі материалдарды топтары бойынша жіктеу үшін беттік жылу ағынын жанғыштығын пайдаланады. Орта есеппен 10 50 кВт / м2 дейін үлгі жиынтығы құрылыс материалдары бойынша жарқын жылу ағынының тығыздығы, экспозиция саны - 30 кВт / м2 ГОСТ 30402-96 сәйкес [4], жанғыш полимер материалдар бетінің сыни тығыздығы мәніне байланысты онда жылу ағынының тұтанғыштығы үш топқа бөлінеді: B1, B2, B3 (кесте 1.4).
Кесте 1.4 – Құрылыс материалдарының жанғыштық тобының жіктелуі Жанғыш материалдардың тобы КППТП, кВт/м2
В1 35 < КППТП
В2 20 < КППТП < 35
ВЗ КППТП <20
Сынақ бойыншаөткізілген полимерлі материалдарды тұтанғыштығы МЕМСТ 30402-96 сәйкес. Осы үшін жасалған, 15 үлгілерінің шаршы пішінді жағына ауытқуы 165 мм және ±5 мм, және қалыңдығы 70 мм артық емес (әрбір уш сынаманың мөлшері КППТП үлгісінде).
Стандартты сынама материалдары үшін, тек безендіру және қаптау үшін, және сынақ жабындарды және жабын материалдарын, жанбайтын негізде бірлесіп жасалған үлгілері пайдаланылады (МЕМСТ 18124 бойынша асбест цемент парағының қалыңдығы 10- 12 мм). Тіркеменің әдісі тығыз байланыс материалдың беттерін және негізін қамтамасыз етеді. Лак-бояу жабыны мен шатыр мастика техникалық құжаттаманы тиісті шығын бойынша қарағанда төрттен кем емес қабаттарының негізінде қолданылады.
Әр түрлі қабатпен ламинаттаулған материалдар үлгілері білікшенің екі беттеріне үлгілердің екі жиынын құрайды. Тұтанғыш материалдың осы тобында ең нашар нәтижесі орнатылады.
Сынаманың негізгі элементтері 1.2, 1.3 суретте белгіленген:
анықтамалық жақтауы, жарқын жылу ағыны (Радиациялық панелі); от жүйесі (Қосымша стационарлық оттық, механикаландырылған және қолмен өңдеу жүйесімен жылжымалы оттық)
Сурет 1.2 - Жанғыштығын анықтайтын қондырғының жалпы түрі МЕМСТ 30402-96
Қосалқы жабдықтардың құрамына үлгі ұстаушы, қорғайтын пластина, (жанбайтын минералогилық талшықты материалдың тығыздығы 200±50 кг/м3) үлгі-симуляторы бар ұстағышы (отты материалдың тығыздығы 825±125кг/м3) , газ қоспасыныңағынын бақылау жүйесі, құрылғыларды тіркеу және реттеуші, жылу ағынын есептегіш, уақыт жазғыш кіреді.
Жақтау профилін қолдайтын базалық болат шаршы бөлім 25х25 мм, қабырға қалыңдығы 1,5мм тікбұрышты жақтау мөлшері 275h230 мм. Кадрдың бұрышында төрт тік қолдағышының диаметрі 16мм монтаждау қақпағының плиткасының квадрат формасы 220 мм орнатылған, орталығында орналасқан қалыңдығы 4 мм диафрагма диаметрі 150мм.
1 - радиациялық панелді қыздырғыш элемент; 2 - жылжымалы қыздырғыштар; 3 - стационарлық қосалқы қыздырғыштар; 6 – втулка отынды жабдықтау жүйесіне жылжымалы оттықтың қосылу үшін; 7- от жүйесін монтаждву плитасы және жылжымалы оттықтың жүйесі; 8 - қорғаныс
плитасы; 9 - тік қолдағыш; 10 - тік нұсқаулығы; 11 - үлгідегі жылжымалы платформа; 12 - базалық анықтамалық жақтау;
Жақтау мен қорғаныш плитаның арақашықтығы – 260 мм. Қозғалғыш платформа жаны 180 мм және қалыңдығы 4 мм, шаршы пішінді болат пластинадан жасалған. Қозғалғыш платформаның қозғалу жүйесі екі тік бағыттауыштардан ( ұзындығы 350 мм және диаметрі 20 мм болат біліктер), ұштарында втулкалары бар планкалар мен қозғалғыш платформаның тік білігіне арналған ортасында тесігі бар көлденең бағыттағы қозғалғыш таяқтан ( қимасы 25х25 мм) және қарама-қарсылық тетігінен тұрады.
Радиациялық панель жылуоқшаулауыш бөлігі бар жанбайтын минералды мақтаның қабатынан және номиналды қуаты 3 кВт, диаметрі 8-10 мм термоэлектрлік қыздырғыштан құралған.
Метрологиялық аттестация кезінде оның калибровкасы орнатылады.
ППТП-ның қажетті мөлшерлерін орнату және үлгінің берілген бетіне толық біртегіс жайылуын қамтамасыз ету – калибровканың мақсаты болып табылады. Үлгінің берілген бетімен жылу ағынының біртегіс жайылуы келесі шарттарды сақтағанда ғана іске асады:
- ППТП –ның диаметральды қарама-қарсы орналасқан төрт нүктесінің
берілген беттің ортасындағы ППТП мөлшерінен диаметрі 50 мм-ге ауытқуы ±3 % аспауы керек;
- ППТП –ның диаметральды қарама-қарсы орналасқан төрт нүктесінің берілген беттің ортасындағы ППТП мөлшерінен диаметрі 100 мм-ге ауытқуы ±5 % аспауы керек;
Берілген беттің ортасындағы ППТП-ның қыздырғыш элементке тәуелділігін анықтау арқылы ППТП-ның қажетті өлшемдерін орнатады. Калибровканы асбоцемент табағынан жасалған, шаршы пішінді, жанынан 165 мм және ауытқуы минус 5 мм болатын 3 үлгіде жүргізеді. Калибрлік үлгілердің қалыңдығы 20 мм-ден кем болмау керек. Калибрлік үлгілерде жылу ағынының өлшеуішін орнату үшін тесік жасалады, бірінші үлгіде ортасында, екінші үлгіде кез келген нүктеге диаметрін 50 мм қылып, үшінші үлгіде кез келген нүктеге диаметрін 100 мм қылып. Калибровканы жүргізу келесі тәртіппен өтеді. Берілген беттің ортасына орнатылған жылу ағынының қабылдағышы бар және ұстағышқа орнатылған калибрлік үлгі қозғалғыш платформаға орналастырылады. Электр көзі қосылады және радиациялық панельдің қыздырғыш элементіне берілетін қуат арқылы термоЭДС мөлшеріне жетеді, бұл кезде берілген беттің ортасында тығыздығы 50 кВт/м2 болатын жылу ағыны қамтамасыз етіледі. Орнатулар осы режимде 10 мин ұсталады. Бұл операция калибрлік үлгінің берілген бетінің ортасындағы жылу ағындарын 45, 40, 35, 30, 25, 20, 10, 5 кВт/м2 тығыздықпен қамтамасыз ететін термоЭДС-ның мөлшерін анықтау үшін қайталанады.
Осы операцияларды орындап болған соң, қоғалғыш платформаға тесігінің ортасында жылу ағынын қабылдайтын, диаметрі 50 мм болатын калибрлік үлгі орналастырылады және тығыздықтары 50, 40, 30, 20, 10 кВт/м2
жылу ағындарының калибровкасы жүргізіледі. Ұстағышта үлгінің орналасуы өзгерген сайын, бір-біріне диаметрлік түрде қарама – қарсы орналасқан төрт нүктеде қайталанады. Осыған ұқсас калибровканың процедурасы тесігінің диаметрі 100 мм калибрлік үлгіде қайталанады. Орнатулардың калибровкасы әрбір 60 сағат сайын бақыланады. ППТП-ның ауытқуы 0,06 кВт/м2 болғанда ғана орнатулардың калибровкасы қайталанады.
Полимерлік материалдардың жанғыштығының топтарын анықтау үшін сынақ мына ретте жүргізіледі. Сынақ алдында салқындатылған (кондиционерленген) үлгі алюминий фольгамен оралады (номинальды қалыңдығы 0,2 мм) ортасында диаметрі 140 мм ойылған тесігі болады, үлгінің берілген бетінің ортасымен біріктірілген ( 2.4 сурет). Осыдан соң үлгі қозғалмалы тұғырнамада орналасқан және қарсы салмақ реттегіші өндірілетін ұстағышқа сынақ үшін салынады, кейін ұстағыш үлгі ұстағыш үлгі-имитатормен алмастырылады. Қозғалмалы жанарғыны (горелка) бастапқы қалпына орналастырылады, газдың (19-20 мл/мин) және ауаның (160-180 мл/ мин) шығынын реттейді. Көмекші жанарғы үшін алаудың жалынының ұзындығы шамамен 15 мм құрайды. Электропитаниені қосады және реттеуші термоэлектрлік қалыптастырғыш арқылы калибровка кезінде қалыптастырылған термоЭДС көлемі койылады, ол ППТП 30 кВт/м2 сәйкес келеді.
ТермоЭДС-тің белгіленген көлеміне жеткенде қондыру бұл режимде 5 мин артық шыдайды. Реттеуші термоэлектрлік калыптастырғыш арқылы анықталған термоЭДС көлемі, калибровка кезінде алынған көлемнен 1 % артық өзгермеуі қажет. Одан соң экрандалған пластина қорғаныш плиткаға орнатылады, үлгі-имитатор сынақ үлгісіне ауыстырылады, экрандаушы пластинадан алшақтап бара жатқан қозғалмалы жанарғының механизмі іске қосылады, уақыты белгіленеді. 15 мин аяқталған соң (немесе үлгі жалындаса) сынақ тоқтатылады. Бұл үшін экрандайтын пластина қорғаныш плитаға орналастырылады, уақыт есептегіш және қозғалмалы жанарғының механизмі тоқтатылады, үлгі ұстағышымен жойылады және үлгі-имитатор қозғалмалы платформаға орналастырылады. Егер де өткен сынақта сынақ материалы жалындағаны анықталса, ППТП көлемін 20 кВт/м2 или 40 кВт/ м2 ке өзгертіп коямыз. Егер де анықталмаса сынақты қайталаймыз. Егер ППТП 20 кВт/м2 кезінде жалындау байқалса, ППТП көлемін 10 кВт/ м2 дейін төмендетеміз және одан әрі сынақ жылылық режимде жалғасады. Егер ППТП 40 кВт/м2 көлемінде үлгінің жалындауы байқалмаса, онда ППТП көлемін 50 кВт/м2 ге дейін жоғарлатып одан әрі сынақ қайталанады.
Әрбір полимерлік материалды сынақтан өткізу үдерісі кезінде мынадай келесі параметлер анықталады: жалындаудың орны мен уақыты, жылулық сәуле мен жалынның әсерінен үлгінің бұзылу үдерісі, балқуы, кебуі, қыртыстануы, жарылуы, ісінуі немесе шөгуі.
2.5 Жабылғы жабындының бетімен жалынның таралуын