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歐美大地 材料試驗
材料試驗
錐形量熱儀方法國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對比分析
發(fā)布時間：2021-09-24 瀏覽次數(shù)：96696 來源：歐美大地


錐形量熱儀,ISO 5660-1,GB/T16172,建筑材料熱釋放速率試驗方法,材料燃燒特性測試,FTT錐形加熱器

錐形量熱儀是研究材料燃燒特性的常用試驗儀器，它能夠測得燃燒材料的多項參數(shù)，以用于評價材料在實際火災(zāi)中的燃燒行為。

我國執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

GB/T16172-2007《建筑材料熱釋放速率試驗方法》（等同采用ISO 5660-1：2002）


國際標(biāo)準(zhǔn)

ISO 5660-1：2015 Reaction-to-fire tests - Heat release, smoke production and mass loss rate - Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke production rate (dynamic measurement)

錐形量熱儀,ISO 5660-1,GB/T16172,建筑材料熱釋放速率試驗方法,材料燃燒特性測試,FTT錐形加熱器

國標(biāo)ISO 5660-1：2015與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16172-2007存在差異。本文主要對兩個標(biāo)準(zhǔn)進行詳細地對比分析，并歸納總結(jié)我國標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)之間的主要技術(shù)性差異。


試驗儀器方面的技術(shù)性差異

我國標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)之間關(guān)于試驗儀器方面的技術(shù)性差異


兩個標(biāo)準(zhǔn)之間的最主要不同在于測量范圍

  • ISO5660-1：2005：詳細描述了煙氣測量原理、煙氣測量元件、光路校準(zhǔn)、煙氣數(shù)據(jù)計算方法等相關(guān)要求。實際火災(zāi)中，煙氣指標(biāo)是確定火災(zāi)危險性的重要參數(shù)，因此對煙氣參數(shù)的測試很有意義。

  • GB/T 16172-2007：在氣體分析儀方面，僅對氧分析儀進行了規(guī)定。

FTT氣體分析儀

FTT氣體分析儀

國際標(biāo)準(zhǔn)新增了煙氣測量的相關(guān)規(guī)定要求

國際標(biāo)準(zhǔn)還新增了CO2分析儀和CO分析儀的具體要求，比如其測量范圍、線性度、響應(yīng)時間等，并對CO2分析儀和CO分析儀的校準(zhǔn)方法進行了明確規(guī)定。對于CONE方法測試材料的燃燒放熱，其基礎(chǔ)為耗氧原理，即通過測量材料燃燒所消耗的氧氣，從而換算出材料燃燒所釋放的熱量，而根據(jù)氣體分析儀測量氣體種類的不同，材料熱釋放的計算公式也有差異，目前大多數(shù)CONE都能測得O2、CO2和CO三種氣體的濃度，由此可見，明確CO2分析儀和CO分析儀的要求十分必要。

其他差異

此外，與我國標(biāo)準(zhǔn)相比，國際標(biāo)準(zhǔn)對稱重設(shè)備、熱流計以及流量計的要求有所降低。

FTT錐形加熱器

FTT錐形加熱器


儀器標(biāo)定方面的技術(shù)性差異

CONE的標(biāo)定分為3類，分別為預(yù)標(biāo)定、工作標(biāo)定和非經(jīng)常性標(biāo)定。

  • 預(yù)標(biāo)定：在CONE交付使用或儀器主要部件維修或更換時進行，其包括輻射控制系統(tǒng)響應(yīng)時間、稱重設(shè)備的響應(yīng)時間和輸出漂移、氧分析儀的滯后時間和響應(yīng)時間、氧分析儀的輸出噪聲和漂移、防護屏的影響。

  • 工作標(biāo)定：在每個試驗日開始試驗時進行，其包括稱重設(shè)備的精度、氧分析儀、熱釋放速率標(biāo)定、輻射錐標(biāo)定。

  • 非經(jīng)常性標(biāo)定：要求每隔一段時間進行，其包括工作熱流計的標(biāo)定、熱釋放速率測量的線性、標(biāo)定燃燒器用流量計的精度。

我國標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)之間關(guān)于儀器標(biāo)定方面的具體技術(shù)性差異


其中，對于氧分析儀的滯后時間和響應(yīng)時間預(yù)標(biāo)定，國際標(biāo)準(zhǔn)中新增明確了氧讀數(shù)最大偏差為插入燃燒器或者移去燃燒器之后的1min到3min之間的平均氧濃度值。


試樣相關(guān)方面的技術(shù)性差異

國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5660-1：2015中新增了對于一些特殊試樣的處理方法，包括過度卷曲或收縮的試樣、易熔化制品、厚度小于6mm的制品以及需要壓緊的材料。

過度卷曲或收縮的試樣

若采用4根金屬絲不能限制其變形，則應(yīng)采用直徑(0.8±0.1)mm，間距(20±2)mm的金屬絲格網(wǎng)以限制試樣的嚴(yán)重變形，金屬絲格網(wǎng)的長寬均為100mm。

易熔化制品

若其熔融物溢出邊緣框架或滲入到邊緣框架與試樣架之間，則試驗時應(yīng)不使用邊緣框架，而應(yīng)使用0.1mm厚度的鋁托盤包裝紙，且超過試樣上表面10mm。

厚度小于6mm的制品

在一些特殊情況可以直接放在耐火纖維層上進行試驗。

試驗時需要壓緊的材料

如纖維，不應(yīng)使用定位架，而應(yīng)將試樣放入鐵絲籠中進行試驗，鐵絲籠如圖所示。鐵絲籠通過將100mm×100mm×10mm的固體模塊放在尺寸為241mm×101mm的鐵絲網(wǎng)上對折形成，鐵絲直徑為(1.0±0.1)mm，間距為(9±1)mm。需要注意的是，這種情況下的初始暴露面積為0.01m2。


鐵絲籠

對于上述幾類特殊試樣，若按照我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進行測試，則可能在試驗過程中出現(xiàn)不可預(yù)料的情況，使得試驗結(jié)果無效，比如試樣變形影響輻射錐、試樣熔化溢出試樣架等。因此，國際標(biāo)準(zhǔn)中對于特殊試樣的新增規(guī)定很有必要，與我國標(biāo)準(zhǔn)相比，國際標(biāo)準(zhǔn)在試樣相關(guān)方面的規(guī)定也更加廣泛。


結(jié)論與建議

通過對錐形量熱儀方法相關(guān)的我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T16172-2007與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5660-1:2015對比分析，其主要的技術(shù)性差異在于：

  1. 國際標(biāo)準(zhǔn)中新增了煙氣測量以及CO2分析儀和CO分析儀的相關(guān)規(guī)定要求；

  2. 與我國標(biāo)準(zhǔn)相比，國際標(biāo)準(zhǔn)對于儀器部分元件的要求有所降低；

  3. 兩個標(biāo)準(zhǔn)之間對于儀器標(biāo)定的部分規(guī)定存在差異；

  4. 國際標(biāo)準(zhǔn)中新增了試驗時對于某些特殊試樣的處理方法。

CONE在進行材料燃燒性能的評估研究時，需要充分考慮各種情況，因此相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍有很大發(fā)展完善的可能。


END

參考文獻：覃況, 徐晶晶. 錐形量熱儀方法國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對比分析[J]. 標(biāo)準(zhǔn)科學(xué), 2017(10):89-92.


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