RU2740179C1

RU2740179C1 - Device for determination of flammability of protective coatings

Info

Publication number: RU2740179C1
Application number: RU2020118954A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Пичугин; Александр Владимирович Пчельников; Ольга Евгеньевна Смирнова; Владимир Федорович Хританков
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2021-01-12

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment and can be used for experimental studies of flammability of protective coatings. Disclosed device is a testing machine consisting of a combustion chamber fixed on supports. Device operates as follows. Burner is ignited, gas flow rate (l/min) is established, which ensures uniform heating in combustion chamber, with gradual decrease of temperature along chamber length. Test specimen is installed on the turning platform of the movable mechanism and fixed with a holder. Rotation of rotary platform makes it possible to vary angle of impact of fire on tested coating. Movable mechanism with the test sample is installed inside the combustion chamber at a certain distance to the burner fire. Then, the stopwatch is switched on and the time to ignition/self-ignition of the tested coating is counted. At the moment of ignition/self-ignition of the coating, the temperature in the combustion zone (flue gas/flame temperature) is recorded on the temperature measurement sensor, the distance to the fire is determined, then, resistance of the tested coating and duration of its independent burning are determined. After the specimen has cooled down and is removed from the rotary platform, the weight loss of the sample and the volume of its damage are determined.

EFFECT: higher efficiency of tests for fire resistance of protective coatings due to possibility of determining duration of coating resistance to fire, temperature and moment of ignition of the tested coating, distance from the tested coating to fire.

1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области физики, а именно к исследованию показателей горючести защитных покрытий, в том числе лакокрасочных.The proposed device relates to the field of physics, namely to the study of indicators of flammability of protective coatings, including paint and varnish.

Защитные покрытия машин, механизмов, строительных сооружений требуют наличия определенного набора свойств. Одним из важных свойств для защитных покрытий является огнестойкость. Так, лакокрасочные материалы не только повышают горючесть, но и способствуют более быстрому распространению пламени по поверхности, увеличивают дымообразование и токсичность, поэтому вопросы, связанные с оценкой их пожароопасных характеристик, являются весьма актуальными.Protective coatings of machines, mechanisms, building structures require a certain set of properties. One of the important properties for protective coatings is fire resistance. So, paints and varnishes not only increase flammability, but also contribute to a more rapid spread of flame over the surface, increase smoke generation and toxicity, therefore, issues related to the assessment of their fire hazard characteristics are very relevant.

Известные устройства весьма ограничены в определении показателей и позволяют определять, как правило, один-два показателя горючести, являются дорогостоящими и сложны в изготовлении. Также малое количество устройств позволяет испытывать защитные покрытия.The known devices are very limited in the determination of indicators and make it possible to determine, as a rule, one or two indicators of combustibility, are expensive and difficult to manufacture. Also, a small number of devices allow testing protective coatings.

Известна установка для испытания строительных материалов на негорючесть «ОГНМ» (ГОСТ 30244-94. Метод 1).Known installation for testing building materials for incombustibility "OGNM" (GOST 30244-94. Method 1).

Данная установка применяется для исследования однородных и слоистых строительных материалов толщиной не менее 50 мм. В качестве однородных испытывают древесину, пенопласт, полистиролбетон, древесностружечные плиты и др. Слоистые - гипсокартонные листы, бумажно-слоистые пластики, однородные материалы с огнезащитной обработкой. Недостатками данного устройства являются: невозможность испытания защитных покрытий, сложность в изготовлении, большие габаритные размеры, высокая стоимость.This unit is used to study homogeneous and layered building materials with a thickness of at least 50 mm. Wood, polystyrene, polystyrene concrete, particle boards, etc. are tested as homogeneous ones. Laminated - gypsum plasterboards, paper-laminated plastics, homogeneous materials with fire-retardant treatment. The disadvantages of this device are: impossibility of testing protective coatings, manufacturing complexity, large dimensions, high cost.

Известна установка для испытания строительных материалов на горючесть «ШП» (ГОСТ 30244-94. Метод 2).Known installation for testing building materials for flammability "ШП" (GOST 30244-94. Method 2).

Установку применяют для всех однородных и слоистых горючих строительных материалов, в том числе используемых в качестве отделочных и облицовочных, а также лакокрасочных покрытий. Основные недостатки установки: невозможность определения температур воспламенения и самовоспламенения материалов, большие габаритные размеры, высокая стоимость.The installation is used for all homogeneous and layered combustible building materials, including those used as finishing and facing, as well as paint and varnish coatings. The main disadvantages of the installation: the impossibility of determining the temperatures of ignition and self-ignition of materials, large dimensions, high cost.

Установка для определения температуры воспламенения и самовоспламенения твердых веществ и материалов «ОТП». ГОСТ 12.1.044-89 (п. 4.7,4.9).Installation for determining the ignition temperature and self-ignition of solid substances and materials "OTP". GOST 12.1.044-89 (clause 4.7,4.9).

Установка предназначена для экспериментального определения температуры воспламенения твердых веществ и материалов. Принцип работы установки основан на задании температурного режима в реакционной камере и воздействии пламени горелки, контроле температурных показателей после внесения в реакционную камеру исследуемого материала. Недостатками установки являются: возможность измерения только одного показателя - воспламенение, большие габаритные размеры, сложность в изготовлении, высокая стоимость.The installation is designed for experimental determination of the ignition temperature of solids and materials. The principle of operation of the installation is based on setting the temperature regime in the reaction chamber and the effect of the burner flame, monitoring the temperature indicators after the material under investigation is introduced into the reaction chamber. The disadvantages of the installation are: the ability to measure only one indicator - ignition, large overall dimensions, complexity in manufacturing, high cost.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА - повысить эффективность проведения испытаний на огнестойкость защитных покрытий за счет возможности определения продолжительности сопротивления покрытия воздействию огня, температуры и момента воспламенения испытываемого покрытия, расстояния от испытываемого покрытия до огня.TECHNICAL OBJECTIVE - to increase the efficiency of testing the fire resistance of protective coatings due to the possibility of determining the duration of the coating resistance to fire, temperature and moment of ignition of the test coating, the distance from the test coating to fire.

Для достижения этой задачи устройство содержит передвижной механизм, состоящий из платформы, закрепленном на ней держателе, в котором установлена поворотная площадка, к которой фиксируется испытательный образец. Для перемещения передвижного механизма, к нему, параллельно камере горения, закреплена термотрубка, через которую осуществляется подвод в зону расположения испытательного образца термопары. Перемещение передвижного механизма позволяет осуществлять строгую фиксацию момента и температуры воспламенения испытываемого покрытия, продолжительности его сопротивления, расстояния от испытываемого покрытия до огня и минимальную температуру огня, при которой происходит воспламенение испытываемого покрытия. За счет вращения поворотной площадки передвижного механизма возможно изменять угол воздействия огня на испытываемое покрытие.To achieve this task, the device contains a mobile mechanism consisting of a platform, a holder fixed to it, in which a rotary platform is installed, to which the test sample is fixed. To move the mobile mechanism, a thermocouple is fixed to it, parallel to the combustion chamber, through which a thermocouple is supplied to the area where the test sample is located. Moving the mobile mechanism makes it possible to strictly fix the moment and temperature of ignition of the test coating, the duration of its resistance, the distance from the test coating to the fire, and the minimum fire temperature at which the test coating ignites. Due to the rotation of the turntable of the mobile mechanism, it is possible to change the angle of the effect of fire on the test coating.

Заявленное устройство, за счет своих конструктивных отличий, является универсальным и позволяет определять большее количество показателей горючести защитных покрытий, по сравнению с известными устройствами. Определяемые показатели: продолжительность самостоятельного горения/тления, площадь поврежденного покрытия, масса образца до и после испытания, расстояние от испытываемого покрытия до огня, продолжительность сопротивления покрытия воздействию огня, температура воспламенения/самовоспламенения.The claimed device, due to its design differences, is versatile and allows you to determine a greater number of indicators of the flammability of protective coatings, compared with known devices. Indicators determined: duration of self-burning / smoldering, area of damaged coating, mass of the sample before and after testing, distance from the tested coating to fire, duration of resistance of the coating to fire, ignition / self-ignition temperature.

Изображено устройство: 1 - вид сверху, 2 - вид спереди, 3 - вид сбоку.The device is depicted: 1 - top view, 2 - front view, 3 - side view.

Предлагаемое устройство состоит из камеры горения 1 зафиксированной на опорах. С одной стороны камеры горения 1, внутри, установлен передвижной механизм 2, состоящий из платформы 3, закрепленном на ней держателе 4, в котором установлена поворотная площадка 5, к которой фиксируется испытательный образец и термопара 6. Для перемещения передвижного механизма 2, к нему, параллельно камере горения 1, закреплена термотрубка 7, через которую осуществляется подвод в зону расположения испытательного образца термопары 6, с противоположной стороны термотрубки 7 от передвижного механизма 2, расположен датчик измерения температуры 8. С обратной стороны камеры горения 2 на торец камеры закреплена крышка 9, через отверстие которой устанавливается горелка 10. В верхней части камеры горения 1 закреплено термостекло 11 для фиксации момента воспламенения/самовоспламенения испытываемого покрытия, продолжительности сопротивления испытываемого покрытия, продолжительности его горения.The proposed device consists of a combustion chamber 1 fixed on the supports. On one side of the combustion chamber 1, inside, a movable mechanism 2 is installed, consisting of a platform 3, a holder 4 fixed to it, in which a turntable 5 is installed, to which a test sample and a thermocouple 6 are fixed. To move the movable mechanism 2 to it, parallel to the combustion chamber 1, a thermocouple 7 is fixed, through which the thermocouple 6 is supplied to the area where the test specimen is located, on the opposite side of the thermocouple 7 from the mobile mechanism 2, a temperature measurement sensor 8 is located. through the hole of which the burner 10 is installed. In the upper part of the combustion chamber 1, a thermal glass 11 is fixed to record the moment of ignition / self-ignition of the test coating, the duration of the resistance of the test coating, the duration of its burning.

Заявленное устройство работает следующим образом. Зажигается горелка 10, устанавливается расход газа (л/мин), обеспечивающий в камере горения 1 равномерный прогрев, с постепенным уменьшением температуры по длине камеры. На поворотную площадку 5 передвижного механизма 2 устанавливается испытательный образец и фиксируется держателем 4. За счет вращения поворотной площадки 5 возможно изменять угол воздействия огня на испытываемое покрытие. Передвижной механизм 2 с испытательным образцом устанавливается внутрь камеры горения 1 на определенное расстояние до огня горелки 10. Затем, включается секундомер, отсчитывается время до воспламенения/самовоспламенения испытываемого покрытия. В момент воспламенения/самовоспламенения покрытия фиксируется значение температуры в зоне горения (температура дымовых газов/пламени) на датчике измерения температуры 8, определяется расстояние до огня, затем определяется продолжительность сопротивления испытываемого покрытия и продолжительность его самостоятельного горения. После остывания образца и снятия его с поворотной площадки 5 определяется потеря массы образца и объем его повреждения.The claimed device operates as follows. Burner 10 is ignited, the gas flow rate (l / min) is set, providing uniform heating in the combustion chamber 1, with a gradual decrease in temperature along the length of the chamber. A test specimen is installed on the turntable 5 of the mobile mechanism 2 and fixed by the holder 4. By rotating the turntable 5, it is possible to change the angle of the fire effect on the test coating. The mobile mechanism 2 with the test sample is installed inside the combustion chamber 1 at a certain distance to the fire of the burner 10. Then, the stopwatch is turned on, the time until the ignition / spontaneous ignition of the test coating is counted down. At the moment of ignition / self-ignition of the coating, the temperature value in the combustion zone (temperature of the flue gases / flame) is recorded on the temperature measuring sensor 8, the distance to the fire is determined, then the duration of the resistance of the test coating and the duration of its self-burning are determined. After cooling the sample and removing it from the turntable 5, the weight loss of the sample and the amount of damage are determined.

При не воспламенении образца на заданном расстоянии, образец перемещается ближе к источнику огня и испытание повторяют.If the sample does not ignite at the specified distance, the sample is moved closer to the fire source and the test is repeated.

На данном устройстве возможно проводить испытания различных защитных покрытий, используемых в различных отраслях промышленности.This device is capable of testing various protective coatings used in various industries.

Claims

A device for determining the flammability of protective coatings, including a combustion chamber, a holder, a thermocouple, a temperature measurement sensor, a burner, characterized in that a movable mechanism is installed inside the combustion chamber, consisting of a platform, a holder fixed to it, in which a rotary platform is installed, allowing the angle of the impact of fire on the test coating, to which the test specimen is fixed and a thermocouple, which is supplied to the area where the test specimen is located through a thermotube fixed to the mobile mechanism parallel to the combustion chamber.