вматериална пожарна безопасностоценка, "плътността на дима" е ключов количествен показател, който измерва колко дим се произвежда при нагряване или изгаряне. То е пряко свързано с видимостта, вероятността за евакуация на персонала и трудностите при спасяване при пожар. Научното и точно тестване на плътността на дима и разбирането на стандартната система зад това е основата за вземане на решения за учените по материали, дизайнерите на продукти и регулаторите по безопасност. Тази статия систематично ще анализира основните принципи, основните методи и глобалните стандарти за приложение на тестването на плътността на дима.
Димът е аерозол, съставен от твърди и течни частици, суспендирани във въздуха. Основният принцип на тестването е да се определи количествено способността на дима да блокира светлината, което се разделя главно на два технически пътя:
1. Метод за намаляване на светлината (основен метод)
Това е най-широко използваният и стандартизиран основен метод. Базира се на закона на Ламбърт Биър, който гласи, че затихването на светлината, преминаваща през дима, е пропорционално на концентрацията на дим и дължината на пътя.
·Принцип: Лъч паралелна светлина с определена дължина на вълната (обикновено бяла светлина или специфична лента) преминава през изпитвателна камера, пълна с дим. Измерете съотношението на интензитета на пропуснатата светлина (I) към първоначалния интензитет на светлината (I₀).
· Основни параметри:
· Оптична плътност (OD): OD=log ₁₀ (I ₀/I). Колкото по-голяма е стойността на OD, толкова по-плътен е димът.
·Специфична оптична плътност (Ds): Използва се за сравняване на различни материали, за да се елиминира влиянието на дебелината и площта на пробата. Ds = (V / (A * L)) * OD， Където V е обемът на димната кутия, A е откритата площ на пробата и L е оптичната дължина на пътя.
· Плътност на дима или степен на засенчване: обикновено се изразява като процент от загубата на светлинен поток.
·Предимства: Директно, непрекъснато и в реално време записване на динамичния процес на образуване на дим, пряко свързан с намаляването на видимостта при пожар.
2. Закон за качеството
Оценете обема на дима чрез измерване на общата маса на суспендираните прахови частици в продуктите на горенето.
·Принцип: Съберете целия дим върху филтъра и увеличете теглото на филтъра.
·Представителен стандарт: ASTM D4100.
· Характеристики: Фокусира се повече върху общия масов добив на дим, но връзката му с оптичната видимост не е толкова пряка, колкото метода за отслабване на светлината и не може да получи динамични процеси.
Метод 1: Статичен тест за плътност на дима (метод на димната кутия на NBS)
Това е тест, проведен в затворена, статична среда, симулиращ натрупването на дим, генериран от изгарянето на материали в ограничено пространство.
·Устройство за тестване: Сърцевината е запечатана кубична димна кутия (обикновено с вътрешни размери 914 mm × 914 mm × 610 mm или 3 кубични фута), която съдържа:
1. Вертикално монтирана стойка за проби.
2. Стандартизиран източник на топлина: Режимът на пламък използва горелка пропан/въздух (височина на пламъка около 127 mm); Безпламъчният режим използва конус с електрическо нагряване (интензитетът на излъчване обикновено е 25 kW/m² или 50 kW/m²).
3. Система с вертикален оптичен път (източник на светлина и фотоелектричен приемник).
4. Изпускателна и почистваща система.
· Процес на тестване: Пробата се излага на избран източник на топлина и започва отчитането на времето. Непрекъснато измервайте и записвайте промените в пропускливостта във времето, обикновено в продължение на 20 минути. Запишете стойността на максималната плътност на дима (минимална пропускливост) и кривата на плътността на дима на целия процес.
· Основен изход:
·Максимална специфична оптична плътност (Ds max)
·Време за достигане на максимална плътност на дима
Метод 2: Динамичен тест за плътност на дим (параметри на дим, получени от конусен калориметър)
Конусният калориметър е един от най-мощните инструменти в науката за пожара, който тества материали и симулира развитието на пожарни сценарии в отворена, контролируема и динамична среда на въздушен поток.
·Тестващо устройство: Интегрирано с лазерна или LED лъчева система и фотодетектор на стандартен конусен калориметър (ISO 5660-1, ASTM E1354), разположен в изпускателния канал.
·Процес на тестване: Пробата се запалва (или спонтанно се запалва) при зададен радиационен топлинен поток (като 25, 50, 75 kW/m²) и продуктите от горенето се изтеглят от вентилатор при постоянна скорост на потока. Измерване в реално време на непрозрачността на дима в тръбопроводите с помощта на лъч светлина.
· Основен изход (динамични параметри):
·Коефициент на производство на дим (SPR): Количеството дим, произведено за единица време (изразено в специфична зона на гасене, m²/s). SPR = (V / L) * (d(OD)/dt), където V е обемният дебит.
· Общо отделен дим (TSR): Интегралът на SPR във времето (m²) през целия процес на горене.
·Специфична зона на гасене (SEA): Количеството дим, произведено на единица загуба на маса (m²/kg), SEA=TSR/загуба на маса. Това е ключов параметър за оценка на "димната токсичност" на самия материал.
·Стандартни представители: ISO 5660-4 (специално за измерване на параметри на дим), ASTM E1354 (включително раздел за измерване на дим).
Различните индустрии и региони са приели различни стандарти за тестване и критерии за квалификация въз основа на сценарии за приложение на продукта.
| Стандартен номер | Стандартно име | метод на изпитване | Основни области на приложение | Ключови резултати и бележки |
| ASTM E662 | Стандартен метод за изпитване за специфична оптична плътност на дим, генериран от твърди материали | Статично (кутия за цигари NBS) | Строителни материали, интериорни материали (авиационни, железопътни), корпуси на електронно оборудване | Ds max。 Широко използвани в Съединените щати, авиационни материали на FAA трябва да бъдат тествани. |
| ISO 5659-2 | Пластмаси. Генериране на дим. Част 2: Определяне на оптична плътност чрез еднокамерно изпитване | Статично (Подобрена димна кутия) | Международно приложим, особено в Европа и железопътен транзит (посочен в EN 45545) | Ds (4), Ds (16), VOF4 (общо производство на дим в рамките на 4 минути). |
| GB/T 8323.2 | Генериране на пластмасов дим - Част 2: Определяне на оптична плътност чрез еднокамерен метод | Статично (еквивалентно на ISO 5659-2) | Различни материали в Китай | Същото като ISO 5659-2. |
| ISO 5660-4 | Изпитвания за реакция на огън. Отделяне на топлина, отделяне на дим и скорост на загуба на маса. Част 4: Измерване на скоростта на отделяне на дим | Динамичен (конусен калориметър) | Проучване и развитие, сравнение на материали, въвеждане на модел на пожар, сертифициране на продукти от висок клас | SPR， TSR， SEA。 Осигурете най-богатата динамична информация. |
| IEC 61034-1/-2 | Измерване на плътността на дим от кабели, горящи при определени условия | Голяма кабелна димна кутия (~1m ³) | Глобален стандарт за жична и кабелна индустрия | Минимална стойност на пропускливост. Тествайте отделянето на дим от целия кабел при определени пламъци. |
| EN 45545-2 | Железопътни приложения. Противопожарна защита на железопътни превозни средства. Част 2: Изисквания за поведение при пожар на материали и компоненти | Системни стандарти, препращащи към ISO 5659-2, IEC 61034 и др | Задължителни стандарти на ЕС за железопътни транзитни материали | Според нивото на риск (HL1-HL3) има строги ограничения за Ds max, TSR и др. |
| NFPA 258 | Стандартен изследователски тестов метод за определяне на образуването на дим от твърди материали | статичен | Свързани области на Американската асоциация за противопожарна защита | Основният метод е подобен на ASTM E662. |
Изборът зависи от крайната употреба на продукта, регулациите на целевия пазар и необходимата дълбочина на информацията.
1. Съответствие и достъп до пазара:
·Продуктите, продавани за железопътен транзит в ЕС, трябва да бъдат подложени на изпитване по ISO 5659-2 в съответствие с EN 45545-2.
·Продуктът е проводник и кабел и докладът IEC 61034 обикновено се изисква в целия свят.
·Продуктът е материал за интериор на самолет, който отговаря на изискванията на FAA, обикновено ASTM E662.
· Противопожарното сертифициране на китайския пазар често изисква съответствие с GB/T 8323.2.
2. Изследване и скрининг на материали:
· В началния етап на изследване и разработка, ISO 5660-4 (конусен калориметър) е най-добрият инструмент за разбиране на поведението на материалите при изгаряне и генериране на дим. Той може да предостави SPR криви, за да помогне за идентифициране на пиковете на производството на дим и етапите на горене и да съпостави анализа със скоростта на отделяне на топлина (HRR).
3. Статично срещу динамично тестване:
· Статичното тестване (димна кутия NBS) симулира затворена и натрупана димна сцена и резултатът е екстремна стойност на „най-лошия сценарий“, подходяща за съответствие с нормативните изисквания и класификация.
· Динамичното тестване (конусен калориметър) симулира сценарии за вентилация и пожар, което води до непрекъснати динамични данни, които отразяват по-добре процеса на развитие на опасностите от дим при реални пожари.
Тестването на плътността на дима на материалите е далеч от получаването на проста „стойност на максималната плътност на дима“. Това е процес на систематична научна оценка, който съчетава оптична физика, химия на горенето и стандартно инженерство.
Правилната стратегия за разработчиците на материали и производителите на продукти е:
1. Изясняване на целта: първият приоритет е да се изясни дали е спазването на задължителните разпоредби или провеждането на вътрешна оптимизация на изследванията и разработките.
2. Разбиране на стандартите: Провеждане на задълбочено проучване на специфичните стандарти за тестване (методи, условия, индикатори за преценка), посочени от целевия пазар.
3. Използвайте добре инструментите: Комбинирайте статично тестване за съответствие с динамични инструменти за R&D анализ. Задълбочено разбиране на поведението на материала и оптимизиране на формулите (като избор на ефективен цинков борат за потискане на дима) с помощта на конусен калориметър (динамичен); Получавайте отчети за съответствие с помощта на стандартни кутии за цигари (статични) и отворете вратата към пазара.
4. Тълкуване на данните: Съсредоточете се върху цялата крива на процеса на генериране на дим, а не само върху максималната стойност. Например, един материал може да има висок Ds max, но да го достигне много късно, докато друг материал има среден Ds max, но произвежда дим много бързо, а последният може да има по-голям ранен риск.
Чрез тази система за научно тестване и оценка вие можете не само да гарантирате, че вашите продукти отговарят на изискванията за глобален достъп до пазара, но също така да проектирате и разработите модерни материали, които са по-безопасни при истински пожари и спестяват ценно време за евакуация на персонала. Трябва ли вашите материали или продукти да бъдат сертифицирани според специфични стандарти за плътност на дима? Или искате систематично да оценявате и оптимизирате ефективността на потискане на дима по време на фазата на изследване и развитие? Ние можем да предоставим пълен набор от услуги за изпитване на плътност на дима, покриващи глобалните основни стандарти като ASTM, ISO, IEC, GB и т.н., комбинирани с конусен калориметър за анализ на поведението при дълбоко горене, за да гарантираме безопасността и съответствието на вашите продукти.
