ما هو Cone Calorimeter — ISO 5660؟
اختبار قياس السعرات الحرارية المخروطي، حيث يتم تعريض عينة بحجم 100 × 100 مم لتدفق حراري محدد تحت سخان إشعاعي مخروطي الشكل؛ إنها تجربة يتم فيها قياس معدل إطلاق الحرارة وإجمالي إطلاق الحرارة وفقدان الكتلة وإنتاج الدخان باستخدام مبدأ استهلاك الأكسجين.
الغرض من Cone Calorimeter — ISO 5660
والهدف من ذلك هو وصف سلوك النار للمادة (وقت الاشتعال، وإطلاق الحرارة، والدخان) بطريقة كمية وقابلة للتكرار.
على أي منتجات يُطبَّق Cone Calorimeter — ISO 5660؟
- مواد البناء والعزل
- المواد الداخلية للسكك الحديدية والسفن
- المنتجات المركبة والبلاستيكية
- تطوير تركيبة مثبطات اللهب
في أي قطاعات يُستخدم Cone Calorimeter — ISO 5660؟
المواصفات المتعلقة بـ Cone Calorimeter — ISO 5660
- ISO 5660إطلاق الحرارة باستخدام المسعر المخروطي امتحان
شروط Cone Calorimeter — ISO 5660
- تدفق الحرارة
- محددة في المعيار؛ عادة 25، 35 أو 50 كيلو واط/م²
- عينة
- 100 × 100 مم؛ سمك حقيقي وسطح خلفي معزول
- قياس
- قياس السعرات الحرارية لاستهلاك الأكسجين وخلية الحمل ونظام ليزر الدخان
- المعايرة
- معايرة إطلاق الحرارة باستخدام موقد الميثان
جهاز Cone Calorimeter — ISO 5660
- المسعر المخروطي
- محللات الأكسجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون
- تحميل خلية وقياس الدخان بالليزر
- مقياس التدفق الحراري وموقد المعايرة
متطلبات العينة لـ Cone Calorimeter — ISO 5660
- يجب أن يمثل سمك العينة المنتج الفعلي
- يجب أن يكون السطح الخلفي معزولاً كما هو محدد في المعيار
- ويجب معايرة الجهاز قبل كل سلسلة من التجارب
- يتم تحديد عدد العينات في المعيار
مدة Cone Calorimeter — ISO 5660
عادة 2-4 أسابيع.
إجراء Cone Calorimeter — ISO 5660
- 1تتم معايرة الجهاز بموقد الميثان.
- 2يتم ضبط التدفق الحراري وقياسه.
- 3يتم تحضير العينة وعزل سطحها الخلفي.
- 4تعريض العينة للإشعاع.
- 5يتم تسجيل إطلاق الحرارة وفقدان الكتلة والدخان.
- 6يتم حساب أحجام MARHE وذروة HRR وTHR وأحجام الدخان.
معايير قبول Cone Calorimeter — ISO 5660
معايير القبول هي MARHE أو ذروة معدل ضربات القلب أو حدود الدخان الواردة في معيار المنتج ذي الصلة.
تقييم النتائج
قياس السعرات الحرارية المخروطية هو تجربة صغيرة الحجم؛ لا يمكن ترجمة النتائج مباشرة إلى تجارب متوسطة وواسعة النطاق (SBI، تجربة ركن الغرفة). لا يمكن مقارنة النتيجة دون الإبلاغ عن تدفق الحرارة وسمك العينة.
تقرير Cone Calorimeter — ISO 5660
- تم تطبيق المعيار
- التدفق الحراري وسمك العينة
- سجلات المعايرة
- وقت الإشعال، HRR، THR، MARHE
- كميات إنتاج الدخان
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- EN 45545 (demiryolu)
- متطلبات المباني والحريق البحري
اختبارات الحريق — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Cone Calorimeter؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تقيس اختبارات الحريق مفهومين مختلفين، والخلط بينهما هو الخطأ الأكثر شيوعًا في هذا المجال. يصف رد فعل الحريق مدى مساهمة المادة في بدء الحريق ونموه. أما مقاومة الحريق فهي قدرة عنصر إنشائي على احتواء الحريق لمدة محددة. الأول خاصية للمادة، والثاني خاصية للعنصر.
على جانب رد الفعل، تُقاس قابلية الاشتعال وانتشار اللهب وإطلاق الحرارة وإنتاج الدخان وتكوّن القطرات المشتعلة وانبعاث الغازات السامة. وتُترجَم النتيجة إلى فئة EN 13501-1 في أوروبا، ومؤشرات ASTM E84 في أمريكا الشمالية، وفئة UL 94 للبلاستيك المستخدم في الأجهزة. ولا يمكن تحويل هذه الأنظمة الثلاثة إلى بعضها؛ فمقاييسها وأجهزتها مختلفة.
على جانب المقاومة، تُجرى اختبارات الفرن. إذ يُعرَّض العنصر لمنحنى درجة حرارة-زمن محدد وتُقاس المدة التي يحافظ خلالها على ثلاث وظائف: تحمّل الحمل (R) والسلامة (E) والعزل (I). وبالنسبة لباب مقاوم للحريق، يعني الترميز EI 60 أن العنصر يحافظ على سلامته ووظيفة عزله لمدة ستين دقيقة.
يُعد المقياس عاملًا حاسمًا في هذه العائلة ويؤثر مباشرة على التكلفة. وتُعد اختبارات اللهب الصغير مناسبة لفرز المواد وهي سريعة وغير مكلفة. لكن سلوك الحريق الحقيقي يتغير مع المقياس: فقد تنطفئ مادة ما ذاتيًا على عينة صغيرة بينما تُبقي اللهب مشتعلاً على سطح كبير. لذلك تُعد الأجهزة كبيرة المقياس مثل اختبار زاوية الغرفة واختبارات الواجهة الكاملة المقياس لا غنى عنها في التطبيقات الحرجة.
أصبحت أنظمة الواجهات الموضوع الأكثر حساسية في هذا المجال في السنوات الأخيرة. وأدى الانتشار السريع لحرائق الواجهات في المباني الشاهقة إلى مطالبة اللوائح الوطنية باختبار واجهات كبير المقياس. وما يُقيَّم هنا ليس مادة واحدة بل النظام: إذ يُختبر العزل والكسوة والفراغ الهوائي وعناصر التثبيت وحواجز الحريق معًا.
يشكّل الدخان والسمية مجالًا منفصلًا لأن معظم الوفيات في الحرائق تنجم عن الدخان وليس اللهب. وفي أنظمة السكك الحديدية والسفن، تُعد قياسات كثافة الدخان وسمية الغاز بنودًا إلزامية؛ ويعتمد الوقت المتاح للإخلاء في الفراغ المغلق على هذه القيم.
تمتلك الكابلات قسمها الفرعي الخاص. ويمكن أن تُشكِّل حزمة كابلات داخل مبنى مسارًا خطيرًا لانتشار الحريق بين الطوابق؛ لذلك يُقيَّم انتشار اللهب وإنتاج الدخان ومحتوى الهالوجين وسلامة الدائرة للكابلات وفق معايير منفصلة، ويُستخدم في أوروبا تصنيف EN 13501-6.
مجموعات الطرق في هذا المجال
عدم القابلية للاحتراق والقيمة الحرارية
فرن عدم القابلية للاحتراق EN ISO 1182 والقيمة الحرارية الإجمالية EN ISO 1716؛ وهما محددا الفئتين A1 وA2.
عنصر الاحتراق الفردي (SBI)
EN 13823؛ يُقاس إطلاق الحرارة وانتشار اللهب وإنتاج الدخان معًا في جهاز زاوية متوسط المقياس.
اللهب الصغير
قابلية الاشتعال بمصدر لهب واحد وفق EN ISO 11925-2؛ والاحتراق الأفقي والرأسي UL 94؛ ولهب الإبرة والسلك المتوهج.
المسعر المخروطي
ISO 5660 / ASTM E1354؛ يُقاس معدل إطلاق الحرارة وإجمالي إطلاق الحرارة وإنتاج الدخان. وهو الاختبار الأكثر إفادة في تطوير المواد.
مقاومة الحريق
اختبارات الفرن وفق منحنى درجة الحرارة-الزمن القياسي؛ وأجهزة منفصلة للأبواب والجدران والأرضيات والزجاج والفتحات الخدمية.
كبير المقياس
اختبار زاوية الغرفة (ISO 9705، NFPA 286)، واختبارات حريق الواجهة، واختبارات الانتشار الرأسي للهب على حزم الكابلات.
الدخان والسمية
الكثافة الضوئية للدخان وتحليل غازات الدخان ومؤشرات السمية؛ وهي إلزامية في أنظمة السكك الحديدية والقطاع البحري.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- رد فعل الحريق ومقاومة الحريق مفهومان مختلفان؛ ويجب أن تُوضِّح المواصفة أيهما مطلوب.
- لا يمكن تحويل نتائج UL 94 وASTM E84 وEN 13501-1 إلى بعضها.
- لا تُعد نتيجة صغيرة المقياس دليلاً على السلوك كبير المقياس؛ ويُطلب اختبار كبير المقياس في التطبيقات الحرجة.
- لا تصح الفئة إلا مقترنة بتركيب الاستخدام النهائي للمنتج؛ ويغيّر ركيزة أو فراغ هوائي مختلف النتيجة.
- لا تكفي نتيجة مادة واحدة في أنظمة الواجهات؛ إذ يجب اختبار النظام ككل.
- لا تُظهر فئة الحريق لمنتج ما مقاومة الحريق لتجميع مصنوع منه.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- فئة الحريق في إعلان أداء منتجات البناء
- الامتثال التنظيمي في اختيار الكابلات والأرضيات والتكسيات الداخلية
- اعتماد المواد الداخلية للمركبات السككية والسفن والطائرات
- اعتماد تصميم نظام الواجهة
- تلبية متطلبات التأمين ومواصفات المشروع
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Cone Calorimeter — ISO 5660
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع Cone Calorimeter؟
تم تنفيذ Cone Calorimeter في النطاق ISO 5660-1, ISO 5660-2, ASTM E1354, EN 45545-2 (مصدر المتطلبات) و ISO 5660. يتم تحديد القيم الحدية ومعايير القبول الواجب تطبيقها في معيار المنتج؛ يتم تأكيد الإصدار الصالح لمنتجك كتابيًا في مرحلة العرض.
ما هي المنتجات التي ينطبق عليها Cone Calorimeter؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على مواد البناء والعزل, المواد الداخلية للسكك الحديدية والسفن, المنتجات المركبة والبلاستيكية و تطوير تركيبة مثبطات اللهب. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ Cone Calorimeter؟
المعلمات المحددة هي: تدفق الحرارة — محددة في المعيار؛ عادة 25، 35 أو 50 كيلو واط/م², عينة — 100 × 100 مم؛ سمك حقيقي وسطح خلفي معزول و قياس — قياس السعرات الحرارية لاستهلاك الأكسجين وخلية الحمل ونظام ليزر الدخان. الشروط الكاملة موجودة في قسم "شروط الاختبار" بالصفحة وتختلف حسب معيار المنتج.
ما نوع العينة المطلوبة لـ Cone Calorimeter؟
يجب أن يمثل سمك العينة المنتج الفعلي, يجب أن يكون السطح الخلفي معزولاً كما هو محدد في المعيار و ويجب معايرة الجهاز قبل كل سلسلة من التجارب. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق Cone Calorimeter؟
عادة 2-4 أسابيع. تنتمي هذه المدة إلى التجربة نفسها؛ ويتم أيضًا تقييم إعداد العينات وترتيبها في قائمة الانتظار وإعداد التقارير. ويرد في العرض جدول زمني واقعي لمنتجك.
ما هي النتيجة Cone Calorimeter التي يطلق عليها "مناسبة"؟
معايير القبول هي MARHE أو ذروة معدل ضربات القلب أو حدود الدخان الواردة في معيار المنتج ذي الصلة.