استاندارد EN 50399 بر مبنای IEC 60332-3 تدوین شده است و علاوه بر آن، اندازهگیری نرخ آزادسازی حرارت و یک سیستم ورودی هوای اصلاحشده را نیز شامل میشود. این کار با اتصال یک بخش کوچک مجهز به ابزار دقیق از کانال به سیستم اگزوز دستگاه و استفاده از آن به همراه تجهیزات و نرمافزار تحلیل گاز FTT انجام میشود. این بخش کانال، محل قرارگیری تمامی پروبهای نمونهبرداری گاز، پروبهای دما و دبی جرمی است و دارای درگاههایی برای سیستم اندازهگیری دود میباشد.
دستگاه آزمون IEC 60332-3-10 برای گسترش عمودی شعله در سیمها یا کابلهای دستهای نصبشده بهصورت عمودی
محفظه آزمون
دستگاه آزمون (مطابق شکلهای 1a و 1b) باید شامل یک محفظه آزمون عمودی با عرض (1000 ± 100) mm، عمق (2000 ± 100) mm و ارتفاع (4000 ± 100) mm باشد؛ کف محفظه باید بالاتر از سطح زمین قرار گیرد. محفظه آزمون باید در امتداد جدارههای خود، بهطور اسمی هوابندی شده باشد و هوا از طریق یک دریچه به ابعاد (800 ± 20) mm × (400 ± 10) mm که در فاصله (150 ± 10) mm از دیواره جلویی محفظه آزمون قرار دارد، از قسمت پایین محفظه وارد شود (مطابق شکل 1).
یک خروجی به ابعاد (300 ± 30) mm × (1000 ± 100) mm باید در لبه پشتی قسمت بالای محفظه آزمون تعبیه شود. پشت و طرفین محفظه آزمون باید بهصورت حرارتی عایقکاری شوند تا ضریب انتقال حرارت تقریباً برابر با 0,7 W·m–2·K–1 باشد. برای مثال، یک ورق فولادی با ضخامت 1,5 mm تا 2,0 mm که با 65 mm پشم معدنی و یک پوشش خارجی مناسب پوشانده شده باشد، قابل قبول است (مطابق شکل 2). فاصله بین نردبان و دیواره پشتی محفظه (150 ± 10) mm و فاصله بین پایینترین پله نردبان و کف (400 ± 5) mm است. فاصله آزاد بین پایینترین نقطه قطعه آزمون و کف تقریباً 100 mm میباشد (مطابق شکل 3).
5.2 تأمین هوا
باید تجهیزاتی برای تأمین جریان هوای کنترلشده از داخل محفظه نصب شود. هوا باید از طریق جعبهای که مستقیماً در زیر دریچه ورودی هوا و با ابعادی تقریباً برابر با آن نصب شده است، وارد محفظه آزمون شود. هوا باید توسط یک فن مناسب، از طریق بخش مستقیمی از کانال که از قسمت پشتی محفظه آزمون وارد شده و مطابق شکل 1b، موازی با کف و در امتداد خط مرکزی مشعل قرار دارد، به داخل جعبه دمیده شود. کانال باید بهگونهای طراحی شود که هوا از طریق روزنهای در ضلع طویلتر وارد جعبه شود.
یادداشت 1: برای دسترسی آسانتر به محفظه آزمون، میتوان روی دریچه ورودی هوا یک توری نصب کرد؛ اما این توری نباید جریان هوا را محدود یا جهت آن را تغییر دهد.
یادداشت 2: استفاده از کانالی با سطح مقطع ثابت تقریباً 240 cm2 و حداقل طول 60 cm توصیه میشود.
پیش از روشن کردن مشعل، جریان هوا باید در دمای ثابت و کنترلشده (20 ± 10) °C، در فشار اتمسفر و پیش از شروع آزمون، به نرخ (5 000 ± 500) l/min در سمت ورودی تنظیم و اندازهگیری شود. این نرخ جریان هوا باید در طول آزمون، تا زمان توقف سوختن یا گداختن کابل یا حداکثر به مدت 1 h پس از پایان دوره اعمال شعله آزمون، حفظ شود؛ پس از این مدت، شعله یا گداختگی باید خاموش گردد.
یادداشت 3: برای خارج کردن گازهای مضر، توصیه میشود جریان هوا چند دقیقه پس از پایان آزمون و پیش از ورود به محفظه آزمون ادامه یابد.
5.3 انواع نردبان
دو نوع نردبان فولادی لولهای وجود دارد: نردبان استاندارد با عرض (500 ± 5) mm و نردبان عریض با عرض (800 ± 10) mm. جزئیات انواع نردبان در شکلهای 4a و 4b ارائه شده است.
5.4 متعلقات پاکسازی پساب
ممکن است الزامات قانونی، نصب تجهیزاتی برای جمعآوری و شستوشوی پساب روی محفظه آزمون را ضروری کند. این تجهیزات نباید موجب تغییر نرخ جریان هوا از داخل محفظه آزمون شوند.
6 منبع اشتعال
6.1 نوع
مطابق روش آزمون، منبع اشتعال باید شامل یک یا دو مشعل گاز پروپان نواری، مجهز به مخلوطکن ونتوری و مجموعه فلومترهای اختصاصی خود، باشد. گاز پروپان باید از نوع پروپان گرید فنی با خلوص اسمی 95 % باشد. سطح تولیدکننده شعله مشعل(ها) باید از یک صفحه فلزی تخت تشکیل شود که در آن 242 سوراخ با قطر 1,32 mm، با فاصله مرکز تا مرکز 3,2 mm، در سه ردیف پلکانی شامل بهترتیب 81، 80 و 81 سوراخ ایجاد شده باشد تا آرایهای با ابعاد اسمی 257 mm × 4,5 mm تشکیل دهد. از آنجا که ممکن است صفحه مشعل بدون استفاده از جیگ سوراخکاری شود، فاصله سوراخها میتواند اندکی متفاوت باشد. همچنین ممکن است در هر طرف صفحه مشعل، ردیفی از سوراخهای کوچک ماشینکاری شود تا بهعنوان سوراخهای پایلوت، وظیفه حفظ شعله را بر عهده داشته باشند.
مشعلها در شکلهای 5a و 5b و محل سوراخها در شکل 6 نشان داده شدهاند.
یادداشت 1: برای اطمینان از تکرارپذیری نتایج بین ایستگاههای مختلف آزمون، توصیه میشود از مشعلی استفاده شود که بهراحتی در دسترس باشد. برای جزئیات، به پیوست A مراجعه کنید.
هر مشعل باید بهصورت جداگانه به وسیلهای دقیق برای کنترل نرخ جریان ورودی گاز پروپان و هوا مجهز شود؛ این کار میتواند با استفاده از فلومتر نوع روتامتر یا فلومتر جرمی انجام گیرد.
یادداشت 2: استفاده از فلومترهای جرمی به دلیل سهولت کار توصیه میشود.
شکل 7 نمونهای از یک سیستم نوع روتامتر را نشان میدهد.
یادداشت ایمنی – اقدامات احتیاطی زیر برای اطمینان از عملکرد ایمن منبع اشتعال توصیه میشوند:
– سیستم تأمین گاز باید به شیرهای ضد برگشت شعله مجهز باشد؛
– باید از تجهیز حفاظت در برابر خاموشی شعله استفاده شود؛
– هنگام روشن کردن و خاموش کردن، توالی ایمن تأمین پروپان و هوا باید رعایت شود.
پس از نصب، کالیبراسیون فلومترهای نوع روتامتر گاز پروپان و هوا باید بررسی شود تا اطمینان حاصل گردد که لولهکشی و مخلوطکن ونتوری بر کالیبراسیون اثر نگذاشتهاند. در صورت لزوم، اصلاحات مربوط به تغییرات دما و فشار نسبت به مقادیر مشخصشده روی فلومترهای نوع روتامتر گاز پروپان و هوا باید اعمال شود؛ به پیوست B مراجعه کنید. فلومترهای نوع روتامتر گاز پروپان و هوا باید مطابق شرایط مرجع زیر کالیبره شوند.
دمای مرجع و فشار مرجع بهترتیب 20 °C و 1 bar (100 kPa) هستند.
برای اهداف این آزمون، نقطه شبنم هوا نباید بیشتر از 0 °C باشد.
نرخهای جریان مورد نیاز برای آزمون به شرح زیر هستند:
هوا: (77,7 ± 4,8) l/min در شرایط مرجع (1 bar و 20 °C) یا (1 550 ± 140) mg/s؛ پروپان: (13,5 ± 0,5) l/min در شرایط مرجع (1 bar و 20 °C) یا (442 ± 10) mg/s، برای تأمین مقدار اسمی (73,7 ± 1,68) × 106 J/h ((70 000 ± 1 600) Btu/h). 1)
یادداشت 3: برای محاسبه نرخ جریان پروپان، گرمای خالص احتراق 46,4 kJ/g در نظر گرفته شده است.
6.2 موقعیتدهی
برای آزمون، مشعل باید بهصورت افقی و در فاصله (75 ± 5) mm از سطح جلویی نمونه کابل، (600 ± 5) mm بالاتر از کف محفظه آزمون و تقریباً متقارن نسبت به محور نردبان قرار گیرد. محل اعمال شعله مشعل باید بین دو میله عرضی نردبان واقع شود (مطابق شکلهای 2 و 3).
تنظیم جریانهای هوا و گاز پیش از آزمون میتواند دور از موقعیت آزمون انجام شود. هنگامی که دو مشعل همراه با نردبان عریض استفاده میشوند، باید همانگونه که در شکل 5b نشان داده شده است، تقریباً متقارن نسبت به محور نردبان قرار گیرند. سیستم مشعل باید بهگونهای موقعیتدهی شود که خط مرکزی آن تقریباً بر مرکز نردبان منطبق باشد.
پیوست B
(اطلاعرسان)
ضرایب اصلاح کالیبراسیون فلومتر
B.1 کلیات
هنگام استفاده از فلومترهای نوع روتامتر برای پایش نرخ تأمین گازها، برای استفاده صحیح از آنها باید دو عامل در نظر گرفته شود. موارد زیر اهمیت دارند:
a) دانستن مقداری که فلومتر در شرایط واقعی کار نشان میدهد؛
b) دانستن شرایط دما و فشار گازی که فلومتر در آن کالیبره شده و همچنین شرایطی که برای عملکرد آن طراحی شده است.
در مورد بند a)، بیشتر فلومترها برای نشان دادن نرخ جریان حجمی در دما و فشار اتمسفری، یعنی 20 °C و 1 bar، طراحی شدهاند. بااینحال، در مورد بند b)، همه فلومترها برای کار در دما و فشار یکسان کالیبره و طراحی نشدهاند؛ بنابراین باید اطمینان حاصل شود که دما و فشار گازی که از یک فلومتر عبور میکند، برای همان فلومتر مناسب است. کارکردن فلومتر در دماها و فشارهای متفاوت از این شرایط، مستلزم اعمال ضریب اصلاحی مانند ضریب ارائهشده در ادامه است.
B.2 مثال
B.2.1 کلیات
فرض کنید نرخ جریان هوای مورد نیاز در مشعل، 77,7 l/min در فشار 1 bar و دمای 20 °C باشد.
فلومتر 1 برای کار در فشار مطلق 2,4 bar و دمای 15 °C کالیبره شده است، اما مقدار را بر حسب l/min در فشار 1 bar و دمای 15 °C نشان میدهد.
فلومتر 2 برای کار در فشار مطلق 1 bar و دمای 20 °C کالیبره شده است و مقدار را بر حسب l/min در فشار 1 bar و دمای 20 °C نشان میدهد.
فرض کنید فشار تأمین هوا تا فلومترها و شامل آنها، بهترتیب در حالت 1 bar (مطابق B.2.2) یا 2,4 bar (مطابق B.2.3) و دمای 20 °C باشد.
ضریب اصلاح کالیبراسیون بهصورت زیر به دست میآید:
B.2.2 تأمین هوا در فشار 1 bar
فلومتر 1
از آنجا که فلومتر در شرایطی خارج از شرایط طراحیشده برای عملکرد خود کار میکند، باید از ضریب اصلاح استفاده شود.
بنابراین، برای تنظیم نرخ جریان 77,7 l/min در شرایط مرجع، لازم است مقدار 121,2 l/min (77,7 × 1,56) روی این فلومتر خوانده شود.
فلومتر 2
از آنجا که این فلومتر در شرایط طراحی خود کار میکند، نرخ جریان مورد نیاز 77,7 l/min را میتوان مستقیماً از روی فلومتر و بدون نیاز به ضریب اصلاح خواند.
B.2.3 تأمین هوا در فشار 2,4 bar
فلومتر 1
برای این فلومتر به ضریب اصلاح دما نیاز است، اما برای فشار نیازی به اصلاح نیست؛ زیرا فلومتر در فشار طراحی خود کار میکند.
بنابراین، برای تنظیم نرخ جریان 77,7 l/min در شرایط مرجع، لازم است مقدار 78,5 l/min (77,7 × 1,01) روی این فلومتر خوانده شود.
فلومتر 2
از آنجا که این فلومتر در شرایطی خارج از شرایط طراحی خود کار میکند، به ضریب اصلاح نیاز دارد.
بنابراین، برای تنظیم نرخ جریان 77,7 l/min در شرایط مرجع، لازم است مقدار 50,5 l/min (77,7 × 0,65) روی این فلومتر خوانده شود.
کابین آزمون آتش مطابق IEC 60332-3-10
- محفظه آزمون AHP به همراه نگهدارنده نمونه، هود، کلکتور، لوله اندازهگیری، تأسیسات گاز، مشعل، سیستم تأمین هوا و حسگرها (طبق درخواست مشتری)
- محفظه آزمون دوجداره از جنس فولاد زنگنزن با عایق پشم معدنی، دارای دریچه تأمین هوا در قسمت پایین، دریچه استخراج دود، ریلهای راهنما روی دیواره پشتی برای نصب آسان نگهدارندههای نمونه، مجموعه وینچ و درِ فولاد زنگنزن
- وینچ کابل، رمپ و گزینهای برای حمل آسانتر نگهدارنده نمونه
- فن گازهای خروجی
- ماژولهای جمعآوری داده و کنترل تمامی فرایندها (طبق درخواست مشتری)
- گزینهها و لوازم جانبی گسترده برای ارتقای سیستم اگزوز و کالیبراسیون واحد آزمون
- هود و کلکتور استخراج از جنس فولاد زنگنزن برای محافظت در برابر گازهای خورنده
- مشعل پروپان نواری با مخلوطکن ونتوری، جرقهزن پیزوالکتریک، آشکارساز شعله و پوشش محافظ فولاد زنگنزن
- تأسیسات گاز با کنترلکننده جریان گاز، کنترلکننده فشار و شیرهای برقی
- فن فرایندی هوای ورودی با اینورتر فرکانس و ماژول کنترل دیجیتال
- فن فرایندی هوای خروجی با مبدل فرکانس و ماژول کنترل دیجیتال
- مدل پایه شامل کابین نمونه، سیستمهای کنترل گاز و هوا، مشعل (تکی) و نردبان (500mm) است. سایر امکانات مانند تحلیل گاز، اندازهگیری چگالی دود، مشعل دوتایی، نردبان عریض (800mm) و … طبق درخواست مشتری قیمتگذاری خواهند شد.
روش آزمون
کابل به مدت 20 دقیقه در یک محفظه بسته در معرض شعله قرار میگیرد. کابلها روی یک نردبان و درون کوره لولهای عمودی، بهصورت عمودی نصب میشوند و شعله با استفاده از مشعل گاز پروپان نواری مشتعل میگردد. زمان اشتعال، اطلاعاتی را برای ارزیابی رفتار احتراقی فراهم میکند.
چیدمان آزمون
کابلهای مورد آزمون بهطور یکنواخت روی هادی توزیع میشوند. در طول آزمون آتش، هادی بههمراه نمونههای کابل که به سمت داخل قرار گرفتهاند، بهصورت عمودی در برابر دیواره محفظه احتراق قرار داده میشود. مشعل در فاصله 7.5 cm از نمونهها و در مقابل هادی قرار میگیرد.
اندازهگیری
گسترش شعله و قطرات/ذرات در حال سوختن مشاهده میشوند و طول آسیب ناشی از آتش در پایان آزمون اندازهگیری میگردد. گازهای دودکش تولیدشده در جریان احتراق، از طریق کانال هوای خروجی تخلیه میشوند؛ در این کانال، سرعت جریان هوا، میزان O2 و CO2، همچنین جذب نور و دما اندازهگیری میشوند. (تمامی عملکردها طبق درخواست مشتری ارائه خواهند شد.)