Образцы для испытаний

6.2.1 Для каждого испытания изготавливают пять образ­цов цилиндрической формы следующих размеров: диаметр (45 ± 0, -2) мм, высота (50 ± 3) мм.

6.2.2 Если толщина материала составляет менее 60 мм, образцы изготавливают из соответствующего количества слоев, обеспечивающих необходимую толщину. Слои материала с целью предотвращения образования между ними воздушных зазоров плотно соединяют при помощи тон­кой стальной проволоки максимальным диаметром 0,5 мм.

6.2.3 В верхней части образца следует предусматри­вать отверстие диаметром 2 мм для установки термопа­ры в геометрическом центре образца.

6.2.4 Образцы кондиционируют в вентилируемом тер­мошкафу при температуре (60 ± 5) °С в течение 20—24 ч, после чего охлаждают в эксикаторе.

6.2.5 Перед испытанием каждый образец взвешивают» определяя его массу с точностью до 0,1 г.

6.3 Оборудование для испытания

6.3.1 В нижеследующем описании оборудования все раз­меры, за исключением приведенных с допусками, являют­ся номинальными.

6.3.2 Установка для испытаний (рисунок АЛ) состоит из печи, помещенной в теплоизолирующую среду; конусооб­разного стабилизатора воздушного потока; защитного экра­на, обеспечивающего тягу; держателя образца и устройства для введения держателя образца в печь; станины, на кото­рой монтируется печь,

6.3.3 Печь представляет собой трубу из огнеупорного материала (таблица 2) плотностью (2800 ± 300) кг/м⁸; вы­сота трубы (150 ± 1) мм, внутренний диаметр (75 ± 1) мм, толщина стенки (10 ± 1) мм. Общая толщина стенки с уче­том огнеупорного цементного слоя, фиксирующего электро­нагревательный элемент, должна составлять не более 15 мм.

Таблица 2

Рекомендуемый состав огнеупорного материала трубчатой печи

Материал	Содержание, %
Глинозем (Аi2 О3)	>89
или кремнозем и глинозем (Si О / Аl О»)	>98
Оксид железа (III) (Fe2O3)	<0,45
Диоксид титана (Ti Oa)	<0,25
Оксид марганца (Мg3О4 )	<0.1
Следы других оксидов (калия, натрия, кальция и магния)	Остальное

6.3.4 Нагревательный элемент рекомендуется изготав­ливать из никельхромовой (80/20) ленты шириной 3 мм и толщиной 0,2 мм. Его располагают на поверхности трубы в соответствии со схемой, приведенной на рисунке А.2.

6.3.5 Трубчатую печь устанавливают в центре запол­ненного изолирующим материалом кожуха (наружный ди­аметр 200 мм, высота 150 мм» толщина стенки 10 мм). Верхняя и нижняя части кожуха ограничены пластина­ ми, имеющими изнутри углубления для фиксации тор­цов трубчатой печи. Пространство между трубчатой печью и стенками кожуха заполняют порошкообразным оксидом магния плотностью (140 ± 20) кг/м⁸.

6.3.6 Нижнюю часть трубчатой печи соединяют с конусообразным стабилизатором воздушного потока длиной 500 мм. Внутренний диаметр стабилизатора должен быть (75 ± 1) мм в верхней части, (10 ± 0,5) мм — в нижней час­ти. Стабилизатор изготавливают из листовой стали толщи­ной 1 мм. Внутренняя поверхность стабилизатора должна бытьотполирована. Шов между стабилизатором и печью сле­дует плотно пригнать до обеспечения герметичности и тща­тельно обработать для устранения шероховатостей. Верхнюю половину стабилизатора изолируют с наружной стороны слоем минерального волокна толщиной 25 мм [теплопровод­ность (0,04 ±0,01) Вт/(m.K)при 20 °С].

6.3.7 Верхнюю часть печи оборудуют защитным экраном, изготавливаемым из того же материала, что и конус ста­билизатора. Высота экрана должна быть 50 мм, внутренний диаметр (76 ± 1) мм. Внутренняя поверхность экрана и сое­динительный шов с печью тщательно обрабатывают до полу­чения гладкой поверхности. Наружную часть изолируют слоем минерального волокна толщиной 25 мм [теплопроводность (0,04± 0,01) Вт/(м К) при 20 ^⁰С],

6.3.8 Блок, состоящий из печи, конусообразного стаби­лизатора и защитного экрана, монтируют на станине, оборудованной основанием и экраном для защиты ниж­ней части конусообразного стабилизатора от направ­ленных воздушных потоков. Высота защитного экрана составляет примерно 550 мм, расстояние от нижней час­ти конусообразного стабилизатора до основания стани­ны — примерно 250 мм.

6.3.9 Для наблюдения за пламенным горением образцанад печью на расстоянии 1 м под углом 30° устанавливают зеркало площадью 300 мм².

6.3.10 Установку следует размещать так, чтобы направ­ленные воздушные потоки или интенсивное солнечное, а также другие виды светового излучения не влияли на на­блюдение за пламенным горением образца в печи.

6.3.11 Держатель образца (рисунок А.З) изготавливают из нихромовой или жаропрочной стальной проволоки. Основанием держателя является тонкая сетка из жаро­прочной стали. Масса держателя должна составлять (15 ± 2) г. Конструкция держателя образца должна обеспе­чивать возможность его свободного подвешивания к нижней части трубки из нержавеющей стали наружным диамет­ром 6 мм с просверленным в ней отверстием диаметром 4 мм.

6.3.12 Устройство для введения держателя образца со­стоит из металлических стержней, свободно перемещаю­щихся в пределах направляющих» установленных по боковым сторонам кожуха (рисунок АЛ). Устройство для вве­дения держателя образца должно обеспечивать плавное его перемещение по оси трубчатой печи и жесткую фиксацию в геометрическом центре печи.

6.3.13 Для измерения температуры используют термопары никель (хром или никель) — алюминий номинальным диамет­ром 0,3 мм» спай изолирован. Термопары должны иметь защит­ный кожух на нержавеющей стали диаметром 1,5 мм.

6.3.14 Новые термопары подвергают искусственному старению для снижения отражательной способности.

6.3.15 Печную термопару следует устанавливать так, что­бы ее горячий спай находился на середине высоты трубчатой печи на расстоянии (10 ± 0,5) мм от ее стенки. Для установ­ки термопары в указанном положении используют направляющий стержень (рисунок А.4). Фиксированное положение термопары обеспечивается размещением ее в направляющей трубке, прикрепленной к защитному экрану,

6.3.16 Термопару для измерения температуры в образце следует устанавливать так, чтобы ее горячий спай находился в геометрическом центре образца.

6.3.17 Термопару для измерения температуры на поверх­ности образца следует устанавливать так, чтобы ее горячий спай с самого начала испытания находился на середине вы­соты образца в плотном контакте с его поверхностью. Тер­мопару следует устанавливать в положении, диаметрально противоположном печной термопаре (рисунок А.5).

6.3.18 Регистрацию температуры осуществляют в течение всего эксперимента с помощью соответствующих приборов.

Принципиальная электрическая схема установки с изме­рительными приборами приведена на рисунке А.6.

6.4 Подготовка установки к испытаниям

6.4.1 Удалить держатель образца из печи. Печная тер­мопара должна быть установлена в соответствии с 6,3.15.

6.4.2 Подключить нагревательный элемент к источнику питания в соответствии со схемой, приведенной на рисун­ке А.6. При испытаниях автоматический контроль темпе­ратуры в печи осуществлять не следует.

Примечание. Новую трубчатую печь следует прогревать постепен­но. Рекомендуется ступенчатый режим с шагом 200 °С и выдержкой в течение 2 ч при каждой температуре. Установить стабильный температурный режим в печи. Стабилизацию считают достигнутой при условии обес­печения средней температуры в печи в диапазоне °755) С по меньшей мере в течение 10 мин. При атом допус-к1ГБгмое отклонение от границ указанного диапазона должно составлять не более 2 °С за 10 мин,

6.4.4 После стабилизации печи в соответствии с 6.4.3 следует измерить температуру стенки печи. Замеры прово­дят по трем равноудаленным вертикальным осям. По каж­дой оси температуру измеряют в трех точках: на середине высоты трубчатой печи, на расстоянии 30 мм вверх и 30 мм вниз по оси. Для удобства измерений можно использовать сканирующее устройство с термопарами и изолирующими трубками (рисунок А. 7). При измерении следует обеспечи­вать плотный контакт термопары со стенкой печи. Показа­ния термопары в каждой точке следует регистрировать толь­ко после достижения стабильных показаний в течение 5 мин.

6.4.5 Средняя температура стенки печи, рассчитанная как среднее арифметическое по показаниям термопар во всех точках, перечисленных в 6.4.4, должна быть (835 ± 10) °С. Температуру стенки печи следует поддерживать в указанных пределах до начала испытания.

6.4.6 Во избежание неправильной установки печной тру­бы (вверх дном) необходимо проверить соответствие ее ори­ентации, приведенной на рисунке А.2. Для этого следует с помощью термопарного сканирующего устройства измерить температуру стенки печи по одной оси через каждые 10 мм. Полученный температурный профиль при правильной ус­тановке соответствует изображенному сплошной линией, при неправильной — пунктирной линией (рисунок А.8).

Примечание. Операции, описанные в 6.4.2 — 6.4.4следует прово­дить привведении в эксплуатацию новой установки или при замене печной трубы, нагревательного элемента, теплоизоляции, источника питания.

6.5Проведение испытания

6.5.1 Удалить из печи держатель образца, проверить установку печной термопары, включить источник питания.

6.5.2 Стабилизировать печь в соответствии с 6.4.3.

6.5.3 Поместить образец в держатель, установить термо­пары в центре и на поверхности образца в соответствии с 6.3.15—6.3.17.

6.5.4. Ввести держатель образца в печь и установить его в соответствии с 6.3.12. Продолжительность опера­ции должна быть не более 5 с.

6.5.5 Включить секундомер сразу же после введения об­разца в печь. В течение испытания вести регистрацию пока­заний термопар в печи, в центре и на поверхности образца.

6.5.6 Продолжительность испытания составляет, как правило, 30 мин. Испытание прекращают через 30 мин. при условии достижения температурного баланса к этому времени. Температурный баланс считают достигнутым, если показания каждой из трех термопар изменяются не более, чем на 2 *С за 10 мин. При этом фиксируют конечные тем­пературы в печи, в центре и на поверхности образца.

Если по истечении 30 мин температурный баланс не дос­тигается хотя бы для одной из трех термопар, испытание продолжают, проверяя наличие температурного баланса с интервалом 5 мин.

6.5.7 При достижении температурного баланса для всех трех термопар испытание прекращают и фиксируют его продолжительность.

6.5.8 Держатель образца извлекают из печи, образец охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Осыпавшиеся с образца во время или после испытания остатки (продукты карбонизации, зола и т.п.) собирают, взвешивают и включают в массу образца после испытания.

6.5.9 При испытании фиксируют все наблюдения, касающиеся поведения образца» и регистрируют следующие показатели:

— массу образца до испытания M, г;

— массу образца после испытания т_К, г;

— начальную температуру печи Т_вш, °С;

— максимальную температуру печи Т_ПМ °С;

— конечную температуру печи T_ПК °C;

— максимальную температуру в центре образца Т_Ц1|, °С;

— конечную температуру в центре образца Т_цк, °С;

— максимальную температуру поверхности образца Т _ПОM °С;

— конечную температуру поверхности образца T_ПОK °C;

— продолжительность устойчивого пламенного горе­ния образца £„ с.

6.6 Обработка результатов

6.6.1 Рассчитывают для каждого образца прирост температуры в печи, в центре и на поверхности образца:

а) прирост температуры в печи

∆Тпп=Тп_М|-Тпк; (6.1)

б) прирост температуры в центре образца

∆T_ЦО-Т_ЦМ-!Г_ЦК; (6.2)

в) прирост температуры на поверхности образца

∆T_ПО== Т_аош ~ Т_шя. (6.3)

6.6.2 Рассчитывают среднюю арифметическую величи­ну (по пяти образцам) прироста температуры в печи, в цен­тре и на поверхности образца.

6.6.3 Рассчитывают среднюю арифметическую величи­ну (по пяти образцам) продолжительности устойчивого пламенного горения.

6.6.4 Рассчитывают потерю массы для каждого образца (в процентах от начальной массы образца) и определяют среднюю арифметическую величину для пяти образцов.

6.7 Протокол испытания

В протоколе испытания приводят следующие данные:

— дату испытания;

— наименование лаборатории, проводящей испытание;

— наименование материала или изделия;

— шифр технической документации на материал или изделие;

— описание материала или изделия с указанием соста­ва, способа изготовления и других характеристик;

— наименование каждого материала, являющегося со­ставной частью изделия, с указанием толщины слоя и спо­соба крепления (для сборных элементов);

— способ изготовления образца;

— результаты испытаний (определяемые при испытании показатели по 6.5.9 и расчетные параметры горючести — по 6.6.1—6.6.4);

— фотографии образцов после испытания;

— заключение по результатам испытания с указанием, к какому виду относится материал: к горючим или негорючим;

— срок действия заключения.