Инсигурност материјала од пожарапроцена, "густина дима" је кључни квантитативни индикатор који мери колико дима се производи када се загреје или спали. То је директно повезано са видљивошћу, вероватноћом евакуације особља и тешкоћама спасавања у пожару. Научно и прецизно тестирање густине дима и разумевање стандардног система који стоји иза тога је основа за доношење одлука научницима о материјалима, дизајнерима производа и безбедносним регулаторима. Овај чланак ће систематски анализирати основне принципе, главне методе и глобалне стандарде примене испитивања густине дима.
Дим је аеросол састављен од чврстих и течних честица суспендованих у ваздуху. Основни принцип тестирања је да се квантификује способност дима да блокира светлост, што је углавном подељено на два техничка пута:
1. Метода слабљења светлости (маинстреам метода)
Ово је најчешће коришћена и стандардизована основна метода. Заснован је на закону Ламберт Беера, који каже да је слабљење светлости која пролази кроз дим пропорционално концентрацији дима и дужини пута.
·Принцип: Сноп паралелне светлости одређене таласне дужине (обично беле светлости или одређене траке) пролази кроз испитну комору испуњену димом. Измерите однос интензитета пропуштеног светла (И) и почетног интензитета светлости (И ₀).
· Основни параметри:
· Оптичка густина (ОД): ОД=лог ₁₀ (И ₀/И). Што је већа ОД вредност, дим је гушћи.
· Специфична оптичка густина (Дс): Користи се за поређење различитих материјала како би се елиминисао утицај дебљине и површине узорка. Дс = (В / (А * Л)) * ОД, где је В запремина димне кутије, А је изложена површина узорка, а Л је оптичка дужина путање.
· Густина дима или брзина сенчења: обично се изражава као проценат губитка светлосног тока.
·Предности: Директно, континуирано и у реалном времену снимање динамичког процеса стварања дима, директно повезано са смањењем видљивости током пожара.
2. Закон о квалитету
Процените запремину дима мерењем укупне масе суспендованих честица у продуктима сагоревања.
·Принцип: Сакупите сав дим на филтеру и повећајте тежину филтера.
·Репрезентативни стандард: АСТМ Д4100.
·Карактеристике: Фокусира се више на укупни масовни излаз дима, али његова корелација са оптичком видљивошћу није тако директна као метода слабљења светлости и не може да добије динамичке процесе.
Метод 1: Статички тест густине дима (НБС метода димне кутије)
Ово је тест који се спроводи у затвореном, статичком окружењу, симулирајући акумулацију дима који настаје сагоревањем материјала у ограниченом простору.
· Уређај за тестирање: Језгро је затворена кубична димна кутија (обично са унутрашњим димензијама од 914 мм × 914 мм × 610 мм, или 3 кубна стопа), која садржи:
1. Вертикално постављен сталак за узорке.
2. Стандардизовани извор топлоте: Режим пламена користи пропан/ваздушни горионик (висина пламена од око 127 мм); Режим без пламена користи електрични грејни зрачење (интензитет зрачења је обично 25 кВ/м² или 50 кВ/м²).
3. Систем вертикалног оптичког пута (извор светлости и фотоелектрични пријемник).
4. Издувни систем и систем за чишћење.
·Процес тестирања: Узорак се излаже изабраном извору топлоте и почиње мерење времена. Континуирано мерите и бележите промене у пропусности током времена, обично 20 минута. Забележите максималну вредност густине дима (минимални пропустљивост) и криву густине дима за цео процес.
· Излаз језгра:
·Максимална специфична оптичка густина (Дс мак)
·Време да се постигне максимална густина дима
Метод 2: Динамички тест густине дима (параметри дима изведени из конусног калориметра)
Конусни калориметар је један од најмоћнијих алата у науци о пожару, који тестира материјале и симулира развој сценарија пожара у отвореном, контролисаном и динамичком окружењу протока ваздуха.
·Уређај за тестирање: Интегрисан са ласерским или ЛЕД системом снопа и фотодетектором на стандардном конусном калориметру (ИСО 5660-1, АСТМ Е1354), који се налази у издувном каналу.
·Процес тестирања: Узорак се запали (или спонтано запали) под подешеним топлотним флуксом зрачења (као што је 25, 50, 75 кВ/м²), а производи сагоревања се одводе вентилатором при константном протоку. Мерење непрозирности дима у цевоводима у реалном времену помоћу снопа светлости.
· Излаз језгра (динамички параметри):
· Стопа производње дима (СПР): Количина дима произведеног по јединици времена (изражена у специфичном подручју гашења, м²/с). СПР = (В / Л) * (д(ОД)/дт), где је В запремински проток.
·Укупни отпуштени дим (ТСР): Интеграл СПР-а током времена (м²) током целог процеса сагоревања.
· Специфична област изумирања (СЕА): Количина дима произведеног по јединици губитка масе (м²/кг), СЕА=ТСР/губитак масе. Ово је кључни параметар за процену "токсичности дима" самог материјала.
·Стандардни представници: ИСО 5660-4 (посебно за мерење параметара дима), АСТМ Е1354 (укључујући део за мерење дима).
Различите индустрије и региони усвојили су различите стандарде тестирања и критеријуме квалификације на основу сценарија примене производа.
| Стандард Нумбер | Стандардно име | метода испитивања | Главне области примене | Кључни резултати и белешке |
| АСТМ Е662 | Стандардна метода испитивања специфичне оптичке густине дима који стварају чврсти материјали | Статички (НБС кутија цигарета) | Грађевински материјали, унутрашњи материјали (авијација, железница), кућишта електронске опреме | Дс мак。 Широко коришћени у Сједињеним Државама, ФАА ваздухопловни материјали морају бити тестирани. |
| ИСО 5659-2 | Пластика — Генерисање дима — Део 2: Одређивање оптичке густине испитивањем са једном комором | Статичка (побољшана димна кутија) | Међународно применљиво, посебно у Европи и железничком транзиту (наведено у ЕН 45545) | Дс (4), Дс (16), ВОФ4 (укупна производња дима у року од 4 минута). |
| ГБ/Т 8323.2 | Генерисање пластичног дима — Део 2: Одређивање оптичке густине једнокоморном методом | Статички (еквивалентно ИСО 5659-2) | Разни материјали у Кини | Исто као ИСО 5659-2. |
| ИСО 5660-4 | Испитивања реакције на ватру — Отпуштање топлоте, производња дима и брзина губитка масе — Део 4: Мерење брзине производње дима | Динамички (конусни калориметар) | Истраживање и развој, поређење материјала, унос модела пожара, сертификација врхунских производа | СПР, ТСР, СЕА。 Пружају најбогатије динамичке информације. |
| ИЕЦ 61034-1/-2 | Мерење густине дима каблова који горе под дефинисаним условима | Велика кабловска димна кутија (~1м³) | Глобални стандард за индустрију жице и каблова | Минимална вредност пропустљивости. Тестирајте производњу дима целог кабла под одређеним пламеном. |
| ЕН 45545-2 | Примене на железници — Заштита од пожара на железничким возилима — Део 2: Захтеви за понашање материјала и компоненти у пожару. | Стандарди система, који се односе на ИСО 5659-2, ИЕЦ 61034, итд | Обавезни стандарди ЕУ за транзитни материјал у железници | Према нивоу ризика (ХЛ1-ХЛ3), постоје строга ограничења за Дс мак, ТСР итд. |
| НФПА 258 | Стандардна истраживачка метода испитивања за одређивање стварања дима чврстих материјала | статична | Повезане области Америчког удружења за заштиту од пожара | Основни метод је сличан АСТМ Е662. |
Избор зависи од крајње употребе производа, прописа циљног тржишта и потребне дубине информација.
1. Усклађеност и приступ тржишту:
·Производи који се продају железничком транзиту у ЕУ морају бити подвргнути ИСО 5659-2 тестирању у складу са ЕН 45545-2.
·Производ је жица и кабл, а извештај ИЕЦ 61034 се обично захтева широм света.
·Производ је материјал за унутрашњост авиона који испуњава ФАА захтеве, обично АСТМ Е662.
·Противпожарна сертификација на кинеском тржишту често захтева усклађеност са ГБ/Т 8323.2.
2. Истраживање и преглед материјала:
·У почетној фази истраживања и развоја, ИСО 5660-4 (конусни калориметар) је најбољи алат за разумевање понашања материјала при сагоревању и стварању дима. Може да обезбеди СПР криве које помажу у идентификацији пикова производње дима и фаза сагоревања, и корелира анализу са брзином ослобађања топлоте (ХРР).
3. Статичко наспрам динамичког тестирања:
·Статичко тестирање (НБС димна кутија) симулира затворену и нагомилану сцену дима, а резултат је екстремна вредност "најгорег сценарија", погодна за усклађеност са прописима и класификацију.
· Динамичко тестирање (конусни калориметар) симулира сценарије вентилације и пожара, што резултира континуираним динамичким подацима који боље одражавају процес развоја опасности од дима у стварним пожарима.
Тестирање густине дима материјала је далеко од добијања једноставне 'максималне вредности густине дима'. То је систематски научни процес евалуације који комбинује оптичку физику, хемију сагоревања и стандардно инжењерство.
Исправна стратегија за програмере материјала и произвођаче производа је:
1. Разјаснити циљ: први приоритет је да се разјасни да ли је у складу са обавезним прописима или да се спроведе интерна оптимизација истраживања и развоја.
2. Разумевање стандарда: Спроведите дубинско истраживање о специфичним стандардима тестирања (методе, услови, индикатори просуђивања) на које се позива циљно тржиште.
3. Добро искористите алате: Комбинујте статичко тестирање усклађености са алатима за динамичку анализу истраживања и развоја. Дубоко разуме понашање материјала и оптимизује формулације (као што је избор ефикасног цинк бората за сузбијање дима) користећи конусни калориметар (динамички); Прибавите извештаје о усклађености користећи стандардне кутије за цигарете (статичне) и отворите врата тржишту.
4. Тумачење података: Фокусирајте се на целу криву процеса стварања дима, а не само на максималну вредност. На пример, један материјал може имати висок Дс мак, али га достићи веома касно, док други материјал има средњи Дс мак, али производи дим веома брзо, а овај други може имати већи рани ризик.
Кроз овај систем научног тестирања и евалуације, не само да можете осигурати да ваши производи испуњавају захтјеве за приступ глобалном тржишту, већ и суштински дизајнирати и развити напредне материјале који су безбеднији у стварним пожарима и који штеде драгоцено време за евакуацију особља. Да ли ваши материјали или производи морају да буду сертификовани у складу са специфичним стандардима густине дима? Или желите да систематски процените и оптимизујете перформансе потискивања дима током фазе истраживања и развоја? Можемо да обезбедимо комплетан сет услуга испитивања густине дима који покривају глобалне стандарде као што су АСТМ, ИСО, ИЕЦ, ГБ, итд., у комбинацији са конусним калориметром за анализу понашања дубоког сагоревања, како бисмо заштитили безбедност и усклађеност ваших производа.
