Apparecchiatura per prove di resistenza al fuoco con calorimetro a cono per materiali da costruzione ISO 5660
Descrizione:
Il calorimetro a cono è lo strumento più significativo su scala di banco nel campo delle prove di incendio.
Il rilascio di calore è la misurazione chiave richiesta per valutare lo sviluppo dell'incendio di materiali e prodotti. Tradizionalmente è stato molto difficile da misurare e più recentemente è stato possibile effettuare prove su larga scala di articoli (ad es. mobili) bruciando questi articoli e misurando il calore evoluto utilizzando una tecnica chiamata calorimetria a deplezione di ossigeno.
Nei primi anni '80, i ricercatori del NIST (ex NBS), negli Stati Uniti, decisero di produrre un test migliorato su scala di banco per il rilascio di calore che superasse le carenze dei test esistenti su piccola scala per il rilascio di calore che si basavano sulla misurazione dell'entalpia di efflusso di sistemi chiusi. La calorimetria a deplezione di ossigeno è stata identificata come un metodo di misurazione adatto. Questo si basa sull'osservazione empirica che il calore rilasciato dai materiali in combustione è direttamente proporzionale alla quantità di ossigeno utilizzata nel processo di combustione. Lo strumento è stato chiamato Calorimetro a cono. Questo nome deriva dalla forma del riscaldatore conico troncato che viene utilizzato per irradiare il provino con flussi fino a 100 kW/m2 nel test.
Applicazione:
Il calorimetro a cono è stato prodotto per soddisfare tutte le norme esistenti (tra cui ISO 5660, ASTM E1354, ASTM E1474, ASTM E1740, ASTM F1550, ASTM D6113, CAN ULC 135 e BS 476 Parte 15) e può anche essere acquistato in forma modulare in modo che i laboratori con interessi particolari come il rilascio di calore, la perdita di massa, la produzione di fumo, ecc. possano inizialmente acquistare le sezioni di cui hanno bisogno e in seguito aggiungere ulteriore strumentazione negli stessi armadi per completare uno strumento a specifica completa. Questo è solo uno dei vantaggi del calorimetro a cono.
Norme:
ISO 5660: Prove di reazione al fuoco - Rilascio di calore, produzione di fumo e velocità di perdita di massa.
ASTM E1354: Metodo di prova standard per i tassi di rilascio di calore e fumo visibile per materiali e prodotti utilizzando un calorimetro a consumo di ossigeno.
BS 476: PARTE 15: Prove di incendio su materiali e strutture edili.. Parte 15: Metodo per la misurazione della velocità di rilascio di calore dei prodotti.
GB/T 16172-2007: Metodo di prova per la velocità di rilascio di calore dei materiali da costruzione
Un sistema completo è composto da:
1. Riscaldatore conico - è avvolto a forma di cono troncato, con una potenza nominale di 5000 W a 230 V e un'uscita di calore di 100 kW/m2.
2. Struttura per testare campioni orientati orizzontalmente o verticalmente
3. Controllo della temperatura tramite l'uso di 3 termocoppie tipo K e un controller di temperatura a 3 termini (PID).
4. Meccanismo a otturatore diviso - protegge l'area del campione prima del test. Ciò garantisce la stabilità della misurazione iniziale della massa e fornisce all'operatore tempo aggiuntivo per i controlli del sistema prima di iniziare il test. Questo tempo aggiuntivo è molto importante per i campioni facilmente infiammabili, che spesso si accendono prematuramente se non viene utilizzato un meccanismo a otturatore.
5. Supporti per campioni - per campioni da 100 mm x 100 mm fino a 50 mm di spessore, in orientamento orizzontale e verticale.
6. Cella di carico - le misurazioni di massa vengono effettuate tramite una cella di carico a estensimetro con un'accuratezza di 0,01 g. Dotata di una rapida funzione di tara elettronica e arresti meccanici per evitare danni da movimento, fornire risultati stabili e una lunga durata.
7. Accensione a scintilla - tramite generatore di scintille da 10 kV dotato di dispositivo di sicurezza. L'accenditore viene posizionato automaticamente da una leva collegata al meccanismo dell'otturatore.
8. Sistema di scarico - realizzato in acciaio inossidabile per una lunga durata. Questo comprende, cappa, sonda ad anello per campionamento gas, ventilatore di scarico (con controlli di flusso regolabili da 0-50 g/s, con una risoluzione di almeno 0,1 g/s) e misurazione del flusso tramite piastra a orifizio (termocoppia e trasduttore di pressione differenziale). Il funzionamento normale è a 24 l/s nominali.
9. Campionamento gas - comprendente filtri antiparticolato, trappola fredda refrigerata, pompa, colonne di essiccazione e controllo del flusso.
10. Analisi dell'ossigeno - analizzatore di ossigeno paramagnetico, che ha un intervallo di 0-25% e prestazioni conformi alle norme.
11. Oscuramento del fumo - misurato con un sistema laser, utilizzando fotodiodi e un laser a elio-neon da 0,5 mW, con fotodetector principali e di riferimento (compensazione). Fornito con culla di allineamento e filtri a densità neutra da 0,3, 0,8 per la calibrazione.
12. Misuratore di flusso termico - per impostare il livello di irraggiamento sulla superficie dei campioni.
13. Bruciatore di calibrazione - per calibrare la velocità di rilascio di calore misurata dall'apparecchio utilizzando metano di purezza 99,5%.
14. Acquisizione dati - Acquisizione dati e unità di commutazione dotata di un cage a 3 slot con DMM interno a 6½ cifre (22 bit) che consente fino a 120 misurazioni single-ended o 48 double-ended. Sono disponibili velocità di scansione fino a 250 canali/s con un'interfaccia RS232 a 115kbaud e PCI GPIB come standard. Tutte le letture vengono automaticamente datate e possono essere memorizzate in una memoria non volatile da 50.000 letture.
15. Software ConeCalc - è disponibile in più lingue tra cui inglese, francese, tedesco, spagnolo e giapponese. L'interfaccia utente è un sistema basato su Microsoft Windows con azioni tramite pulsanti "user friendly" e campi di immissione dati standard di Windows, selettori a discesa, caselle di controllo e interruttori in grado di:
Mostrare lo stato dello strumento
Calibrare lo strumento e memorizzare i risultati della calibrazione
Raccogliere i dati generati durante un test
Calcolare i parametri richiesti
Presentare i risultati in modo approvato dalle norme
Media di test multipli
Esportare i dati in FDMS (Fire Data Management System) - un formato utilizzato dai principali laboratori europei e statunitensi per la condivisione di dati tra laboratori con calorimetri diversi.
Esportare file per file CSV (valori separati da virgola) per un rapido trasferimento ai fogli di calcolo.
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