Метод экспериментального определения температуры воспламенения твердых веществ и материалов
Метод реализуют в диапазоне температур от 25 до 600°С и не применяют для испытания металлических порошков.
4.7.1. Аппаратура
Схема прибора для определения температуры воспламенения приведена на рис. 8
4.7.1.1. Прибор ОТП, представляющий собой вертикальную электропечь с двумя коаксиально расположенными цилиндрами, выполненными из кварцевого стекла. Один из цилиндров внутренним диаметром (80±3) мм, высотой 240 мм является реакционной камерой; второй цилиндр такой же высоты имеет внутренний диаметр (101±3) мм. На цилиндры навиты спиральные электронагреватели общей мощностью не менее 2 кВт, что позволяет создавать температуру рабочей зоны 600°С за время не более 40 мин.
Рисунок 8
1 – стеклянные цилиндры, 2 – спиральные электронагреватели, 3 – теплоизоляционный материал, 4 – стальной экран, 5 – контейнер, 7 – газовая горелка, 8 – электропривод горелки, 9,10 – термоэлектрические преобразователи, 11 - ламинатор
4.7.1.2. Для размещения образца исследуемого вещества (материала) применяют контейнер диаметром (45±1) мм, высотой (18,0±0,4) мм, выполненный из стальной сетки или стального листа толщиной не более 0,5 мм. Контейнер устанавливают в кольцо держателя диаметром (49,0±0,6) мм. Держатель представляет собой металлическую трубку из жаростойкой стали с приваренным в нижней части кольцом для размещения контейнера.
4.7.1.3. Газовая горелка для зажигания образца, представляющая собой трубку внутренним диаметром (6±1) мм, выполнена из жаростойкой стали, запаяна снизу и имеет на боковой поверхности отверстие диаметром (0,8±0,1) мм на расстоянии (5,0±0,3) мм от запаянного конца.
4.7.1.4. Ламинатор, выполненный из листовой жаростойкой стали в форме конуса верхним диаметром не более 78 мм, нижним диаметром не более 11 мм и длиной (500±5) мм, служит для подачи естественного потока воздуха в реакционную камеру.
4.7.1.5. Термоэлектрические преобразователи диаметром термоэлектродов не более 0,5 мм. Термоэлектрический преобразователь 9 служит для измерения температуры образца и расположен таким образом, чтобы обеспечивался контакт с дном и стенкой контейнера (рис. 8). Термоэлектрический преобразователь 10 служит для контроля и регулирования температуры печи и расположен внутри реакционной камеры на расстоянии (140±5) мм от верхнего края камеры и (5±1) мм от стенки камеры. Погрешность измерения регулирующего и регистрирующего температуру приборов не должна превышать 0,5%.
4.7.1.6. Зеркало для наблюдения за образцом внутри камеры.
4.7.1.7. Секундомер с погрешностью измерения не более 1 с.
4.7.1.8. Шаблоны для определения расстояния от нижнего края горелки до поверхности образца и для центровки контейнера внутри камеры.
4.7.1.9. Источник сжатого воздуха для горелки с расходом до 40 л⋅ч-1
4.7.2. Подготовка к испытаниям
4.7.2.1. Для испытаний готовят 10 - 15 образцов исследуемого вещества (материала) массой по (3,0±0,1) г. Образцы ячеистых материалов должны иметь цилиндрическую форму диаметром (45±1) мм. Пленочные и листовые материалы набирают в стопку диаметром (45±1) мм, накладывая слои друг на друга до достижения указанной массы.
4.7.2.2. Перед испытанием образцы кондиционируют в соответствии с требованиями ГОСТ 12423 или технических условий на материал. Образцы должны характеризовать средние свойства исследуемого вещества (материала).
4.7.2.3. В зависимости от объема образца определяют с помощью шаблонов и фиксируют положение контейнера внутри камеры и расстояние между газовой горелкой и поверхностью образца.
4.7.2.4. Пригодность установки к работе проверяют по стандартному веществу - органическому стеклу (ГОСТ 10667), температура воспламенения которого равна (265±10)°С.
4.7.3. Проведение испытаний
4.7.3.1. Нагревают реакционную камеру до температуры начала разложения исследуемого вещества (материала) или до 300°С.
4.7.3.2. Регулируя подачу газа и воздуха в горелку, формируют пламя газовой горелки в виде клина длиной (10±2) мм.
4.7.3.3. Извлекают из камеры держатель с контейнером. В контейнер помещают образец за время не более 15 с и вводят его в реакционную камеру. Электропривод газовой горелки включают в заданный режим работы. Периодичность подвода газовой горелки к образцу на расстояние (10±1) мм от его поверхности должна составлять (10±2) с. Наблюдают за образцом в рабочей камере с помощью зеркала.
4.7.3.4. Если при температуре испытания образец воспламенится, то испытание прекращают, горелку останавливают в положении "вне печи", контейнер с образцом извлекают из камеры. Отмечают в протоколе температуру воспламенения и следующее испытание проводят с новым образцом при меньшей температуре (например, на 50°С меньше).
Если в течение 20 мин образец не воспламенится или ранее этого времени полностью прекратится дымовыделение, то испытание прекращают и в протоколе отмечают отказ.
За температуру испытания принимают показания термоэлектрического преобразователя, измеряющего температуру образца.
4.7.3.5. Методом последовательных приближений, используя новые образцы и изменяя температуру испытания, определяют минимальную температуру образца, при которой за время выдержки в печи не более 20 мин образец воспламенится и будет гореть более 5 с после удаления горелки, а при температуре на 10°С меньше воспламенение отсутствует.
4.7.4. Оценка результатов
4.7.4.1. За температуру воспламенения исследуемого вещества (материала) принимают среднее арифметическое двух температур, отличающихся не более чем на 10°С, при одной из которых наблюдается воспламенение 3 образцов, а при другой - три отказа. Полученное значение температуры округляют с точностью до 5°С.
4.7.4.2. Сходимость метода при доверительной вероятности 95% не должна превышать 7°С.
4.7.4.3. Воспроизводимость метода при доверительной вероятности 95% не должна превышать 20°С.
4.7.4.4. Условия и результаты испытаний регистрируют в протоколе, форма которого приведена в приложении 1.
4.7.5. Требования безопасности
Прибор для определения температуры воспламенения следует устанавливать в вытяжном шкафу. Рабочее место оператора должно удовлетворять требованиям электробезопасности по ГОСТ 12.1.019 и санитарно-гигиеническим требованиям по ГОСТ 12.1.005.
4.9. Метод экспериментального определения температуры самовоспламенения твердых веществ и материалов
Метод реализуется в диапазоне температур от 25 до 600°С и не применим для испытания металлических порошков.
4.9.1. Аппаратура
Аппаратура для определения температуры самовоспламенения твердых веществ и материалов - по п.4.7.1.
Газовую горелку при определении температуры самовоспламенения не используют, она находится в положении "вне печи".
4.9.2. Подготовка к испытаниям - в соответствии с п.4.7.2.
4.9.3. Проведение испытаний
4.9.3.1. Нагревают рабочую камеру до температуры, превышающей на 200°С температуру начала разложения исследуемого вещества (материала), или до 500°С.
4.9.3.2. После установления в рабочей камере стационарного температурного режима, определяемого по постоянству показаний двух термоэлектрических преобразователей, извлекают из камеры контейнер, заполняют его образцом за время не более 15 с и опускают внутрь камеры. Наблюдают за образцом с помощью зеркала.
4.9.3.3. Если при заданной температуре испытания наблюдается самовоспламенение, то следующее испытание проводят при меньшем температуре (например, на 50°С).
Если в течение 20 мин или до момента полного прекращения дымовыделения самовоспламенение не наблюдается, испытание прекращают и в протоколе отмечают отказ.
4.9.3.4. Методом последовательных приближений определяют минимальную температуру рабочей камеры, при которой образец самовоспламеняется и горит более 5 с, а при температуре на 10°С меньше - наблюдается отказ.
4.9.4. Оценка результатов
4.9.4.1. За температуру самовоспламенения исследуемого вещества (материала) принимают среднее арифметическое двух температур, отличающихся не более чем на 10°С, при одной из которых наблюдается самовоспламенение 3 образцов, а при другой - три отказа. Полученное значение температуры самовоспламенения округляют с точностью до 5°С.
4.9.4.2. Сходимость метода при доверительной вероятности 95% не должна превышать 5°С.
4.9.4.3. Воспроизводимость метода при доверительной вероятности 95% не должна превышать 17°С.
4.9.4.4. Условия и результаты испытаний регистрируют в протоколе, форма которого приведена в приложении 1.
4.9.5. Требования безопасности
Прибор для определения температуры самовоспламенения следует устанавливать в вытяжном шкафу. Рабочее место оператора должно удовлетворять требованиям электробезопасности по ГОСТ 12.1.019 и санитарно-гигиеническим требованиям по ГОСТ 12.1.005.