GB-T 10671-2023 固體材料產(chǎn)煙的比光密度試驗方法

固體材料產(chǎn)煙的比光密度試驗方法2023-08-06發(fā)布2024-03-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T10671—2008《固體材料產(chǎn)煙的比光密度試驗方法》,與GB/T10671—2008相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：a)增加了適用材料的種類(見第1章);b)增加了“煙暗化指數(shù)”的術(shù)語和定義(見3.7);c)增加了輻照度為50kW/m2的試驗要求，并將試樣總量的下限由6個改為9個(見7.2.2);d)調(diào)整了試驗前準(zhǔn)備的順序，將輻射爐改為輻射錐，刪除了透光率儀表相關(guān)內(nèi)容，增加了氣密性檢查步驟(見8.1,2008年版的8.1);e)刪除了透光率與比光密度對照的內(nèi)容(見2008年版的附錄B)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國海洋船標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC12)提出并歸口。本文件起草單位：中國船舶重工集團公司第七二五研究所、青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司。本文件于1989年首次發(fā)布，2008年第一次修訂，本次為第二次修訂。固體材料產(chǎn)煙的比光密度試驗方法本文件規(guī)定了固體材料產(chǎn)煙的比光密度的原理、試驗設(shè)備、試樣、試驗程序、試驗結(jié)果的評定和計算以及試驗報告。線等固體材料產(chǎn)煙的比光密度的測試。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。透射光通量(F)與入射光通量(F。)比值的百分?jǐn)?shù)。比光密度specificopticaldensity在一定容積的試驗箱中，試樣燃燒產(chǎn)生煙霧的過程中，測定通過煙層之后光量衰減的程度，推導(dǎo)出相應(yīng)的光密度。注：材料燃燒產(chǎn)生煙霧的一種量度，亦可稱為煙密度。試驗期間透光率最小時的比光密度。注：亦可稱為最大煙密度。透光率為75%時的比光密度。無焰模式noflamingexposure用輻射錐對垂直安裝的試樣表面進行輻照度平均值為25kW/m2或50kW/m2的加熱方式?；鹧婺Ｊ絝lamingexposure在無焰模式基礎(chǔ)上，在試樣前安裝燃燒器，使火焰直接灼燒試樣的加熱方式。煙暗化指數(shù)smokeobscurationindex;SOI達(dá)到臨界比光密度時煙氣總量與產(chǎn)煙速率的綜合指數(shù)。4符號下列符號適用于本文件。A——試樣暴露面積，單位為平方米(m2);D.——最大透光率T。對應(yīng)的光密度值；Dm——最大比光密度；Dm(cor)——最大比光密度修正值，Dm(or)=Dm-D。;D,——比光密度；D?s——臨界比光密度；L——光程長度，單位為米(m);R——煙平均積聚速度，單位為每分鐘(min-1);SOI——煙暗化指數(shù)，單位為每分鐘的二次方(min-?);T——透光率(%);t——試驗時間，單位為分鐘(min);Te——試驗終止后，經(jīng)排煙、通氣凈化后的最大透光率(%);tm——最大比光密度對應(yīng)的時間，單位為分鐘(min);to?、tos、tos、ta7、to?——達(dá)到最大比光密度Dm值的10%、30%、50%、70%、90%的時間，單位為分鐘(min);tis——從試驗開始到達(dá)臨界比光密度時所需的時間，單位為分鐘(min);V——集煙箱體積，單位為立方米(m3)。5原理將布格定律應(yīng)用于光束通過集煙箱后的衰減，即在集煙箱幾何尺寸和試樣的暴露面積為定值的情況下，測試光束通過煙層后光量衰減的程度，結(jié)果用比光密度表示。6試驗設(shè)備試驗設(shè)備應(yīng)滿足附錄A的要求。7.1取樣和制備7.1.1試樣一般在同組成、同密度、同厚度的平面部分取樣，除特殊情況或另有規(guī)定外，不應(yīng)在曲面、模制面、邊緣或有缺陷的部位取樣。7.1.2如試樣表面有肉眼可見的紋理或試樣為各向異性材料時，則應(yīng)在不同方向取樣試驗，分別報告各個方向的試驗結(jié)果。7.1.3被測材料如為復(fù)合材料、橡膠、泡沫時，試樣的組成、結(jié)構(gòu)及制造工藝均應(yīng)與預(yù)定使用的材料相一致。如復(fù)合材料的兩面在實際使用時均可能暴露于火焰中，則兩個表面均應(yīng)進行試驗。7.1.4被測材料為膠黏劑或涂料時，按相關(guān)推薦工藝及涂布量涂在厚度約為0.4mm、用0號砂紙或砂布打磨掉鍍錫層的馬口鐵皮上，完全固化之后進行試驗。7.1.5對于遇熱可能會收縮的薄型試樣，如織物、壁紙、塑料膜等，應(yīng)將其用五只訂書釘按圖1示意方位固定在帶有小孔的、厚度為0.4mm的不銹鋼板上。薄型試樣定位及安裝示意圖見圖1。圖中襯板用于固定支撐試樣，鋁箔用于隔熱。a)薄型試樣定位圖正面標(biāo)引序號說明：1——訂書釘；2——薄型試樣；3——襯板；4——鋁箔。b)薄型試樣安裝示意圖剖面圖1薄型試樣定位7.1.6被測材料如為絕緣線，絕緣線的直徑應(yīng)不大于6.35mm,試驗前應(yīng)將其均勻、平整地纏繞在圖2所示的支撐框架上。其中，當(dāng)絕緣線直徑大于3.2mm時，其標(biāo)準(zhǔn)試樣長度應(yīng)為152mm,纏繞在A型框架上，兩端在框架邊緣處折向框架中心，以防松散；當(dāng)絕緣線直徑不大于3.2mm時，其標(biāo)準(zhǔn)試樣長度應(yīng)為350mm,纏繞在B型框架上，兩端分別穿入框架上的孔眼并折彎，以防松散。圖2絕緣線支撐框架7.2尺寸和數(shù)量7.2.1除絕緣線外，試樣長度為(75.5±0.5)mm、寬度為(75.5±0.5)mm,厚度為實際厚度且不大于25.0mm。除委托雙方協(xié)商確認(rèn)外，試樣實際厚度超過25mm時，應(yīng)從單面加工至厚度不大于25.0mm,測試面為未加工面。7.2.2針對三種試驗?zāi)Ｊ剑?5kW/m2熱輻射條件下的火焰模式和無焰模式，50kW/m2熱輻射條件下的無焰模式。每種模式下的試樣數(shù)量不少于3個，每種試樣總量不少于9個。7.3狀態(tài)調(diào)節(jié)7.3.1將試樣在溫度為(23±2)℃、相對濕度為(50±10)%的環(huán)境中調(diào)節(jié)24h。在間隔24h的兩次相繼稱重中，試樣的質(zhì)量差不大于試樣質(zhì)量的0.1%或不大于0.1g即為恒重，滿足試驗要求。7.3.2試樣在干燥和狀態(tài)調(diào)節(jié)時，應(yīng)采用支架將其固定，以便空氣能通過試樣的各個表面。7.4試樣安裝7.4.1用厚度約為0.03mm方形鋁箔，自試樣背面沿其周邊包覆至試樣的暴露面。在包覆過程中，不應(yīng)刺破鋁箔并盡可能減少折皺。7.4.2試樣組裝見圖3。將用鋁箔包好的試樣放入試樣盒中。試樣背面襯以石棉板或無機絕熱襯墊，然后用彈簧片和擋桿將試樣固定，不應(yīng)使試樣產(chǎn)生壓縮變形。厚度大于16mm的試樣應(yīng)采用C型擋桿固定。7.4.3試樣暴露面應(yīng)緊貼試樣盒前緣。用刀片沿試樣暴露面邊緣將多余的鋁箔切除。7.4.4試樣盒上的小槽內(nèi)應(yīng)鋪有鋁箔。a)厚度不大于16mm的試樣組裝標(biāo)引序號說明：1——試樣；2——鋁箔；3——試樣盒；4——擋桿；5——彈簧片；6——石棉板/無機絕緣襯墊；7——C型擋桿。b)厚度大于16mm的試樣組裝圖3試樣組裝8試驗程序8.1試驗前準(zhǔn)備試驗前按下列步驟進行準(zhǔn)備。a)關(guān)閉進氣孔、抽煙孔和箱門，向箱內(nèi)充入空氣，至箱內(nèi)氣壓達(dá)到0.76kPa,若5min內(nèi)箱內(nèi)氣壓不小于0.5kPa,則箱內(nèi)氣密性良好，可以繼續(xù)試驗，反之，需要排除故障，重新校準(zhǔn)。b)打開箱門，啟動排風(fēng)機通氣凈化箱體，時間不少于2min。d)用毛刷清掃集煙箱內(nèi)壁、電爐及支架；用酒精脫脂棉球清潔上下光窗。e)調(diào)節(jié)輻射錐溫度，試樣表面輻照度達(dá)到25kW/m2或50kW/m2。f)將“空”試樣盒(指未裝試樣但裝有石棉板/無機絕緣襯墊并用彈簧片及擋桿固定的試樣盒)置于試驗位置。g)進行火焰模式試驗時，應(yīng)將燃燒器按附錄A的規(guī)定，進行精確定位、燃?xì)饧翱諝饬髁空{(diào)節(jié)并點燃。h)連續(xù)試驗時，輻射錐每2d校準(zhǔn)一次；間歇試驗時，輻射錐每次試驗前均應(yīng)校準(zhǔn)。i)在箱體通過氣密性檢查前，不應(yīng)進行試驗。如果懷疑密封件有所損傷，應(yīng)在試驗之前重復(fù)氣密性檢查。8.2試驗步驟8.2.1將“空”試樣盒從爐前推開，立即將被測試樣放入試樣盒內(nèi)，試樣盒推至試驗位置。關(guān)閉箱門，關(guān)閉空氣進氣口，同時記錄數(shù)據(jù)。8.2.2當(dāng)測試軟件顯示透光率降低時，表示已有煙產(chǎn)生，應(yīng)立即關(guān)閉進氣孔。8.2.3試驗時間一般為20min,達(dá)到最大比光密度后保持3min,即可終止試驗；如試驗進行20min仍未達(dá)到最大比光密度，根據(jù)需要可適當(dāng)延長試驗時間，并在報告中注明。8.2.4火焰模式試驗發(fā)現(xiàn)火焰出現(xiàn)異常時，應(yīng)立即停止試驗，及時采用彈簧鋼絲或其他有效辦法清除噴嘴堵塞物，期間不應(yīng)調(diào)節(jié)試驗參數(shù)。如無法清除，應(yīng)更換新的噴嘴。8.2.5每個試樣試驗后應(yīng)進行下列操作：a)將試樣盒從試驗位置上移開，重新放置“空”試樣盒；b)關(guān)閉氣源(當(dāng)進行火焰模式時);c)打開進氣孔，開啟排風(fēng)機除去箱內(nèi)煙塵，直到透光率不再增加時為止，記錄此時的透光率T.;d)用酒精棉球清潔上下光窗。8.2.6每種試樣試驗后，應(yīng)采用毛刷清潔集煙箱內(nèi)壁、支架上的煙塵及殘渣。8.2.7試驗結(jié)束后，應(yīng)切斷總氣源、總電源；卸下燃燒器并應(yīng)立即清理。8.2.8試驗期間觀察記錄試樣發(fā)生的狀態(tài)變化。9試驗結(jié)果的評定和計算9.1試驗結(jié)果的評定9.1.1試驗結(jié)果主要以Dm、t表示。還可以根據(jù)Dm、ti?計算R及SOI,D。、D1g、tm、Dm(or)作參考。9.1.2每種試驗?zāi)Ｊ綉?yīng)取3次平行試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果，取3位有效數(shù)字。9.1.3每次試驗取3個平行試樣為一組。如任一試樣的D.值與一組試樣中的最小Dn值之差超過最小Dm值的1/2時，逐步增加試樣數(shù)量，直至測出3個合適的結(jié)果。報告取3次試驗結(jié)果的平均值。9.1.4一組試驗中，如出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)再補充一組進行試驗：a)試樣從試樣盒上脫落；b)熔融試樣溢滿小槽并流出；c)試樣進行無焰模式試驗時自燃；d)進行火焰模式試驗時，任一噴嘴火焰熄滅。此時試驗結(jié)果的平均值，應(yīng)是除去上述4種情況的測試值以外的正常試驗結(jié)果的平均值；如果3個試樣中有2個以上試樣出現(xiàn)上述情況，則表明本試驗方法不適用于該材料。9.2試驗結(jié)果及計算依據(jù)9.2.1試驗結(jié)果通過設(shè)備的計算機，可以自動記錄、運算。9.2.2測試過程中，計算機會實時記錄試驗時間t以及對應(yīng)的透光率T,即T-t值，按公式(1)計算，得到與t相對應(yīng)的Ds值，即Ds-t值?！?1)9.2.3通過計算機保存的T-t值數(shù)據(jù)文件的查詢以及公式(1)的計算，可獲得to?、tos、tos、tax、tos、ti6、Dm、tm的值。通過公式(2)、公式(3)計算出R及SOI。10試驗報告試驗報告一般包括下列內(nèi)容：a)本文件編號；b)所測材料的名稱、牌號、類型、生產(chǎn)廠等；c)試樣厚度及取向和特殊的制備工藝、狀態(tài)調(diào)節(jié)條件；d)試驗?zāi)Ｊ郊霸囼灄l件，包括輻照度、燃?xì)夥N類、環(huán)境溫度、試驗時間等；e)試驗期間試樣發(fā)生的狀態(tài)變化(如分層、收縮、崩落、熔融等);f)試驗結(jié)果包括最大比光密度；g)其他與描述被測試樣產(chǎn)煙狀況有關(guān)的現(xiàn)象，如集煙箱壓力變化及煙粒子沉降特征等。(規(guī)范性)試驗設(shè)備A.1設(shè)備組成本試驗設(shè)備由集煙箱、加熱系統(tǒng)、試樣盒、光測量系統(tǒng)等四部分構(gòu)成，見圖A.1。單位為毫米標(biāo)引序號說明：1——液壓桶；11——燃?xì)忾_關(guān)；21——光發(fā)射端；2——總開關(guān)；12——空氣開關(guān)；22——防爆口；3——電腦；13——風(fēng)冷調(diào)節(jié)；23——快插接口；4——輻射爐加熱控制；14——空氣流量調(diào)節(jié)；24——光入射口；5——輻射錐加熱控制；15——空氣流量顯示屏；25——抽煙孔；6——箱體加熱控制；16——燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)；26——試樣推桿；7——測試標(biāo)準(zhǔn)選擇；17——燃?xì)饬髁匡@示屏；27——箱體溫度點；8——急停；18——空氣進氣口；28——光信號接收端；9——光信號調(diào)節(jié)；19——燃?xì)膺M氣口；29——進氣孔；10——抽屜；20——排煙風(fēng)機；30——煙氣過濾器。9A.2集煙箱A.2.1集煙箱內(nèi)腔尺寸至少為882mm×610mm×885mm,公差±3mm。內(nèi)表面應(yīng)涂黑色無光耐高溫防蝕涂料。A.2.2集煙箱箱體應(yīng)由內(nèi)置隔熱材料的雙層鋼板制成，箱體后壁應(yīng)設(shè)有輔助加熱裝置，以控制試驗開始時的箱內(nèi)溫度。A.2.4箱體上的門及所有開孔的四周皆應(yīng)密封。A.2.5圖A.1中陰影部分是加熱系統(tǒng)、試樣盒的支架放置位置。A.3加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)包括輻射錐、熱流計、燃燒器。加熱系統(tǒng)與試樣盒在同一個支架上，見圖A.2。輻射錐由支撐構(gòu)架的垂直定位棒固定和保護，見圖A.3。標(biāo)引序號說明：1——熱流計和插槽；2——輻射錐；3——熱電偶插槽和屏蔽罩；5——試樣盒托臺。4——燃燒器；圖A.2加熱系統(tǒng)與試樣盒的支架結(jié)構(gòu)圖標(biāo)引序號說明：1——托架；2——熱電偶；3——連接器擋板；4——加熱絲；9——控制盒；10——底座。9——控制盒；10——底座。6——熱流計；7——試樣盒；8——稱重盒；圖A.3輻射錐、樣品和熱流計的分布A.3.2.1輻射錐由額定功率為2600W的加熱元件組成，加熱元件含有纏繞成圓臺形狀的長2210mm,直徑6.5mm的不銹鋼管，并能固定在外罩中。外罩的整體高度為45mm±0.4mm、內(nèi)部直徑為55mm±1mm、底座直徑為110mm±3mm。外罩內(nèi)有2個1mm厚度的不銹鋼板，鋼板間有10mm厚的公稱密度為100kg/m3的陶瓷纖維隔熱。加熱元件應(yīng)被夾緊固定在外罩的上下表面。A.3.2.2輻射錐應(yīng)能在試樣表面中心提供10kW/m2~50kW/m2的輻射照度。當(dāng)測試距離試樣中心25mm的其他兩個位置的輻射照度時，其輻射照度不應(yīng)低于試樣中心輻射照度的85%。A.3.2.3輻射錐校準(zhǔn)按照以下步驟：a)清理上次試驗留在設(shè)備內(nèi)的任何殘余物，在清理完成后，進行輻射錐校準(zhǔn)。用空氣沖刷集煙箱(打開門、排氣口和進氣口)2min。將熱流計安裝在試樣的位置上，并連接電氣和供水設(shè)備。b)集煙箱壁溫度保持穩(wěn)定時，移去輻射屏蔽罩。c)關(guān)閉集煙箱門、打開進氣口以及關(guān)閉排氣口，往熱流計通入水以使其冷卻。監(jiān)控?zé)崃饔嫷妮敵鲆詼y定何時達(dá)到熱平衡，然后調(diào)整輻射錐，如有必要，給出輻射照度為25kW/m2或50kW/m2的等效校準(zhǔn)值相應(yīng)的穩(wěn)定毫伏數(shù)。如在校準(zhǔn)期間打開了集煙箱門，則在關(guān)閉箱門后，等到30min以上并達(dá)到熱平衡后，再開始讀取最后的毫伏數(shù)。d)將輻射屏蔽罩復(fù)位，并從集煙箱中移除熱流計，對試樣的測試可立即進行。繼續(xù)保持循環(huán)水通過熱流計，直到熱流計不會引起屏蔽罩在放置時發(fā)生融化或變形。A.3.3熱流計A.3.3.1熱流計應(yīng)是量程為50kW/m2的熱電元件。接收輻射的面積應(yīng)是直徑為10mm的平坦區(qū)域，其表面涂覆有啞光黑色。熱流計應(yīng)采用水冷降溫。A.3.3.2熱流計應(yīng)直接與配套的記錄裝置或儀表連接，在儀器校準(zhǔn)時，熱流計應(yīng)能保證記錄的25kW/m2或50kW/m2的熱通量精確至±1kW/m2。A.3.4燃燒器A.3.4.1進行火焰模式試驗時，除輻射錐外，還應(yīng)安裝六管燃燒器(見圖A.4)。燃燒器主管及6根小噴管應(yīng)由不銹鋼管制成，主管規(guī)格為φ8mm×1mm,小噴管規(guī)格為φ3mm×0.7mm。在中心。A.3.4.3特殊型燃燒器的6只噴嘴皆與試樣暴露面成90°夾角，用于絕緣導(dǎo)線試樣試驗。A.3.4.4燃燒器應(yīng)精確定位，正對試樣；主管與試樣暴露面平行，與試樣暴露面成90°的兩只噴嘴，其中心線距試樣暴露面底邊高度應(yīng)為(6.4±0.8)mm,噴嘴口距試樣暴露面距離應(yīng)為(6.4±0.8)mm。A.3.4.5燃?xì)鈶?yīng)采用純度不低于95%的丙烷。經(jīng)過濾后的空氣和燃?xì)夥謩e通過校準(zhǔn)的流量計進入混合器，輸入燃燒器。丙烷流量為50cm3/min,空氣流量為500cm3/min。如果試驗是以相對比較或篩選為目的時，亦可采用液化石油氣。A.3.4.6燃燒器應(yīng)可拆卸，在進行無焰模