Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6877:2001 quy định phương pháp so sánh độ truyền nhiệt qua các vật liệu hoặc cum vật liệu dùng cho quần áo bảo vệ. Các vật liệu được phân loại theo tính toán chỉ số truyền nhiệt (HTI), chỉ số này là một biểu thị của sự truyền nhiệt tương đối trong những điều kiện thử nghiệm xác định. Chỉ số truyền nhiệt này không được dùng làm thước đo thời gian bảo vệ cho các vật liệu trong các điều kiện sử dụng thực tế.
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6877 : 2001 QUẦN ÁO BẢO VỀ CHỐNG NHIỆT VÀ LỬA - XÁC ĐỊNH ĐỘ TRUYỀN NHIỆT KHI TIẾP XÚC VỚI LỬA Protective clothing against heat and flame – Determination of heat transmission on exposure to flame Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp so sánh độ truyền nhiệt qua vật liệu cum vật liệu dùng cho quần áo bảo vệ Các vật liệu phân loại theo tính tốn số truyền nhiệt (HTI), số biểu thị truyền nhiệt tương đối điều kiện thử nghiệm xác định Chỉ số truyền nhiệt không dùng làm thước đo thời gian bảo vệ cho vật liệu điều kiện sử dụng thực tế Tiêu chuẩn viện dẫn TCVN 1749 : 1991 (ISO 139 : 1973) Vật liệu dệt - Mơi trường chuẩn để điều hòa thử; IEC 584-1 : 1977 Thermocoules - Part 1: Reference table [Cặp nhiệt - Phần 1: Các bảng tham chiếu] Định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, áp dụng định nghĩa sau: 3.1 Mẫu thử (Test specimen) Mẫu thử toàn lớp vải vật liệu khác xếp theo thứ tự theo hướng giống sử dụng thực tế, kể lớp quần áo lót 3.2 Cường độ dòng nhiệt tới (Incident heat flux density) Lượng nhiệt tới bề mặt tiếp xúc mẫu đơn vị thời gian, biểu thị kilowat mét vuông (kW/m2) 3.3 Chỉ số truyền nhiệt (ngọn lửa) [(Heat transfer index) (flame)] Số ngun tính từ thời gian trung bình (tính giây) cần thiết để nhiệt độ tăng lên 24 C ± 0,2 C thử phương pháp dùng đĩa đồng có khối lượng 18 g ± 0,05 g nhiệt độ ban đầu 25 C ± C Nguyên tắc Mẫu thử đặt nằm ngang, hạn chế chuyển động cục chịu dòng nhiệt tới có cường độ 80 kW/m2 từ lửa đèn xì đặt phía Nhiệt truyền qua mẫu đo nhiệt lượng kế nhỏ đồng đặt tiếp xúc phía mẫu Ghi lại thời gian cần thiết (tính giây) để nâng nhiệt độ nhiệt lượng kế lên 24 C ± 0,2 C Kết trung bình ba mẫu thử tính “chỉ số truyền nhiệt” (ngọn lửa) Thiết bị, dụng cụ Thiết bị dụng cụ bao gồm: - đèn xì - nhiệt lượng kế đĩa đồng - khung giữ mẫu - để nhiệt lượng kế - giá đỡ - thiết bị đo thích hợp - dưỡng 5.1 Đèn xì Một đèn xì có mỏ cắt phẳng, đường kính lỗ phun 38 mm ± mm vòi phun phù hợp với khí propan sử dụng Khí propan thương mại sử dụng dòng khí điều chỉnh van chỉnh loại tốt lưu lượng kế 5.2 Nhiệt lượng kế đĩa đồng Nhiệt lượng kế gồm đĩa đồng có độ tinh khiết tối thiểu 99%, đường kính 40 mm, độ dày 1,6 mm khối lượng 18 g Đĩa đồng cần cân xác trước lắp ráp Một cặp nhiệt đồng - constantan có dòng điện đo milivon phù hợp với IEC 581-1, lắp phía đĩa đồng hình Dây constantan phải đính vào tâm đĩa dây đồng phải đính gần đường bao tốt không cản trở tới việc đỡ đĩa khối Đường kính hai dây phải 0,26 mm nhỏ có phần chiều dài dây nằm dây để trần Nhiệt lượng kế đặt khối đỡ, khối gồm miếng hình đường kính 89 mm, độ dày danh định 13 mm làm vật liệu không cháy amiăng Đặc tính nhiệt cần phù hợp với u cầu sau: Tỷ trọng 750 kg/m3 ± 50 kg/m3 Độ dẫn nhiệt 0,18 W/(m.K) ± 10% Một lỗ tròn tạo trung tâm khối để chứa đĩa có khe hở hình Đĩa gắn theo đường bao keo chịu nhiệt khoảng 200 C Mặt đĩa đồng phải đặt cao ngang với bề mặt khối đỡ Bề mặt đĩa phải sơn phủ lớp mỏng sơn đen có hệ số hấp thụ a lớn 0,9 (xem phụ lục A) Chú thích 1) mm ≤ x ≤ mm để không ảnh hưởng đến việc đặt đĩa khối đỡ, song gần mép tốt 2) Dây dẫn đính vào đĩa mối hàn hợp kim mảnh Hình – Nhiệt lượng kế Vật liệu: Monolux 500 (cape boards) vật liệu tương đương Hình – Khối đỡ nhiệt lượng kế 5.3 Khung giữ mẫu, miếng đồng hình vng có cạnh 150 mm, dày 1,6 mm, khoét hình vng có cạnh 50 mm (xem hình 3) 5.4 Tấm để nhiệt lượng kế, miếng nhôm vuông có cạnh 149 mm, dày mm, có lỗ tròn đường kính 90 mm (xem hình 4) Tấm nặng 264 g ± 13 g 5.5 Giá đỡ, dung để đặt khung giữ mẫu tương quan với đèn xì Mặt khung giữ mẫu cần nằm song song phía cách đầu đèn xì 50 mm, trục đèn xì nằm thẳng với tâm lỗ khung giữ mẫu (xem hình 5) Nên có cửa chắn đèn xì khung giữ mẫu Cửa chắn cần phải mở hồn tồn vòng khơng đầy 0,2 giây phải hoạt động sau đặt đèn xì vào vị trí Nếu định vị đèn xì có lợi thích hợp mở cửa chắn, dung để tự động ghi khởi đầu tiếp xúc Kích thước tính milimet Hình – Khung giữ mẫu Kích thước tính milimet Hình – Tấm để nhiệt lượng kế Kích thước tính milimét Hình – Giá đỡ 5.6 Thiết bị ghi Để xác định nhiệt độ tuyệt đối đĩa đồng, cặp nhiệt cần nối với đầu nối nguội đầu nối tiêu chuẩn thương phẩm Tín hiệu điện áp cặp nhiệt truyền đến máy ghi biểu đồ điện phù hợp máy ghi liệu có khả lập trình Máy ghi cho phép đọc điện áp xác đến 10 µV thời gian xác đến 0,2 giây 5.7 Dưỡng phẳng, có kích thước 140 mm x 140 mm Phòng ngừa Tiến hành thử nghiệm nơi có thơng gió trang bị chụp hút để khử khói Cần tắt thiết bị thơng gió che chắn thử để không ảnh hướng đến lửa Thiết bị nóng lên thử số vật liệu nóng chảy chảy nhỏ giọt Hãy dùng găng tay chống nóng thao tác với vật nóng Để vật liệu dễ bắt cháy cách xa đèn xì Để dung mơi làm nhiệt lượng kế cách xa bề mặt nóng lửa trần Lấy mẫu 7.1 Kích thước mẫu Mẫu thử phải có kích thước 140 mm x 140 mm lấy vị trí cách biên 50 mm, vùng khơng có khuyết tật Các vật liệu lắp ghép cần xếp lớp giống thực tế Mẫu giới hạn cách sử dụng dưỡng (xem 5.7) 7.2 Số mẫu thử Cần thử tối thiểu ba mẫu cho loại vật liệu cụm vật liệu Môi trường điều hòa thử 8.1 Mơi trường điều hòa Trước thử, mẫu cần điều hòa 24 nhiệt độ 20 C ± C, độ ẩm tương đối 65% ± 2% [xem TCVN 1748 - 91 (ISO 139)] Nếu không tiến hành thử sau điều hòa mẫu, đặt mẫu điều hòa vào bình kín Tiến hành thử mẫu vòng phút kể từ lấy mẫu khỏi môi trường điều hòa bình kín 8.2 Mơi trường thử Thực phép thử mơi trường có nhiệt độ từ 10 C đến 30 C, độ ẩm tương đối từ 15% đến 80% khơng có thơng gió Cách tiến hành 9.1 Chuẩn bị hiệu chuẩn 9.1.1 Đo sơ Đặt khung giữ mẫu giá đỡ cho bề mặt đặt mẫu nằm cao miệng đèn xì 50 mm Nên dùng dẫn hướng chốt hãm để định vị đèn xì cho nhanh trục trùng với tâm mẫu Đặt đèn xì sang bên, khởi động cấp khí, đánh lửa để vài phút cho lửa ổn định Nối cặp nhiệt vào đầu nối nguội nối điện với thiết bị ghi Trước lần điều chỉnh cường độ dòng điện tới đánh giá mẫu, nhiệt độ đĩa đồng cần phải trạng thái tương đối ổn định nằm dao động khoảng ± 2ºC so với khơng khí xung quanh Việc làm lạnh thực nhanh nhờ sử dụng tiêu nhiệt khơ nhờ thơng gió cưỡng Lần lượt luân chuyển nhiệt lượng kế Việc đốt nóng thực cách cho đĩa đồng tiếp xúc với lòng bàn tay cho tiếp xúc nhanh với lửa đèn xì Cảnh báo – Không phép cho khối giữ nhiệt lượng xúc với nước Nếu cố xảy ra, khối giữ nhiệt lượng kế phải làm khô hẳn trước sử dụng lại 9.1.2 Điều chỉnh cường độ dòng nhiệt tới Tốc độ dòng khí đốt việc bố trí đèn xì thay đổi kết hợp sử dụng hai việc điều chỉnh hai yếu tố cần thiết trình lắp đặt tiến hành thử Tạo dòng nhiệt thích hợp lửa màu xanh hình chóp cháy ổn định đèn xì Việc điều chỉnh lửa khẳng định nhờ đo cường độ dòng nhiệt nhiệt lượng kế Đặt để nhiệt lượng kế lên khung giữ mẫu Đặt nhiệt lượng kế vào lỗ cho đĩa đồng quay mặt xuống Chọn tốc độ dịch chuyển cần thiết thiết bị ghi, đẩy nhanh cẩn thận đèn xì vào nhiệt lượng vị trí dừng Nếu dùng cửa chắn, mở cửa chắn (xem 5.5) Để đèn xì vị trí khoảng 10 giây Kéo đèn xì đóng cửa chắn Tín hiệu ghi phải thể miền quan hệ nhiệt độ - thời gian sau bắt đầu tiếp xúc, sau miền tuyến tính đến dừng tiếp xúc Đối chiếu với bảng lực điện động cặp nhiệt chuẩn để xác định tốc độ tăng nhiệt độ tính ºC/giây vùng tuyến tính Cường độ dòng nhiệt Q (kW/m2) tính theo cơng thức đây: M khối lượng đĩa đồng, tính kilơgam; Cp nhiệt dung riêng đồng [= 0,385 kJ/ (kg ºC)]; R tốc độ tăng nhiệt độ đĩa miền tuyến tính, tính ºC giây; A diện tích đĩa, tính mét vng Cường độ dòng nhiệt xác định theo quy trình 80 kW/m ± 5% Điều chỉnh tốc độ dòng khí đốt cần lặp lại phép thử đến thu ba giá trị liên tiếp nằm giới hạn yêu cầu 9.2 Định vị mẫu thử 9.2.1 Đặt lớp ngồi mẫu thử phía khung giữ mẫu (xem 5.3) Đặt để nhiệt lượng kế (xem 5.4) lên mẫu 9.2.2 Nếu mẫu thử có từ hai lớp trở lên lớp không tiếp xúc với lấy định vị xếp lớp theo trình tự hướng sử dụng cụm vật liệu Dùng khối lượng để nhiệt lượng kế, khơng cần có lực ép thêm, để ép lớp tiếp xúc với 9.2.3 Sau xếp lớp cuối cùng, lấy định vị ra, đặt nhiệt lượng kế vào lỗ định vị cho đĩa đồng tiếp xúc với lớp mẫu 9.3 Tiếp xúc mẫu thử 9.3.1 Đẩy đèn xì nhanh cẩn thận vào vị trí Mở cửa chắn, thích hợp, khỏi vị trí mẫu thử Khởi động thiết bị ghi đồng thời với việc cho mẫu tiếp xúc với lửa đánh dấu điểm tiếp xúc thiết bị ghi khởi động, điều phụ thuộc vào thiết bị sử dụng 9.3.2 Cho phép tiếp tục thử nghiệm đến thấy nhiệt độ tăng 24ºC ± 0,2ºC Quan sát ghi lại biến đổi xuất mẫu thử, ví dụ co, đổi mầu, thủng, cháy rực nóng chảy, chảy nhỏ giọt Loại bỏ cửa chắn, dùng kéo đèn xì Tắt thiết bị ghi 9.3.3 Tháo nhiệt lượng kế lau tro nóng (xem điều 6) Làm lạnh tới nhiệt độ môi trường ± 2ºC Nếu cặn đọng lại nhiệt lượng kế dày gồ ghề, lớp sơn đen bị hư hại, lớp đồng lộ ra, nhiệt lượng kế phải làm (xem phụ lục A) sơn lại (xem 5.2) Trước thử mẫu tiếp theo, phải thực lần hiệu chỉnh (xem 9.1.2) nhiệt lượng kế sơn lại 9.3.4 Tính thời gian (bằng giây) cần thiết để nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng đến 24ºC ± 0,2ºC (xem phụ lục C) 9.3.5 Lặp lại quy trình thử với hai mẫu lại Chỉ số truyền nhiệt giá trị trung bình (lấy tròn số) thời gian cần thiết tạo khoảng tăng nhiệt độ 24ºC ± 0,2ºC Chú thích – Cũng đo thời gian (tính giây) khoảng tăng nhiệt độ từ 12,0ºC ± 0,1ºC tương ứng với khoảng tăng dòng cặp nhiệt 0,5mV dùng nhiệt lượng kế 18g Phép đo dùng để xác định truyền nhiệt đến vật bị chậm lại bị giảm Tuy nhiên cần phải nhấn mạng thời gian đo có độ xác hạn chế không thiết quan hệ tới thời gian bảo vệ điều kiện sử dụng thực tế 10 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm cần có nội dung sau đây: a) tên phòng thí nghiệm; b) ngày tháng; c) viện dẫn theo tiêu chuẩn này; d) tài liệu tra cứu để nhận dạng vật liệu thử; e) mô tả vật liệu thử cách bố trí thử, nếu tỷ mỷ tên chung, khối lượng đơn vị diện tích độ dày không bị ép bị ép định vị f) thời gian tính giây cho khoảng tăng nhiệt độ 24ºC mẫu thử số truyền nhiệt cho kết riêng rẽ xác định g) cần, báo cáo thời gian tính giây cho khoảng tăng nhiệt độ 12ºC mẫu thử; h) mô tả biến dạng mẫu; i) nhấn mạnh câu sau: “các kết thu qua phương pháp thử dùng để phân loại vật liệu không thiết áp dụng cho điều kiện cháy thực tế” PHỤ LỤC A (tham khảo) CÁC VẬT LIỆU HIỆN CĨ Dưới ví dụ vật liệu nêu tiêu chuẩn Có thể chọn vật liệu thay hoàn toàn phù hợp từ nguồn khác Thông tin đưa nhằm tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn khơng có nghĩa chứng nhận chất lượng cho sản phẩm Đèn xì (5.1) Fisher Burner model 3-902 P Fisher Scientific Company Muller – Scherr 711 Forbes Ave Laborausrustungsgesellschaff m.b.H &Co KG Pittsburg, PA 15219 Leopold-Hasner-Strasse 36, USA A-4020 Linz, Austria Tấm cách điện (5.2) Monolux 500 Cape Boards & Panels Ltd Iver Lane, Uxbridge UB 80 2JQ, England Sơn đen (5.2) Nextel Velvet coating Black 2010 3M UK Ltd P.O Box 38, Yeoman House, 63 Croydon Road, Penge, London SE20 7TR, England Dung dịch làm nhiệt lượng kế (9.3.3) Dung dịch có tỷ lệ pha trộn ba phần thể tích 1, 1, 1-trichloetan phần etanol phù hợp Chất tẩy sơn nhiệt lượng kế (9.3.3) Aceton PHỤ LỤC B (tham khảo) MẪU BÁO CÁO THỬ NGHIỆM Thử nghiệm tiến hành theo TCVN 6877 : 2001 (ISO 9151) Phòng thử nghiệm: ………………………………………………………………………………………… Tài liệu tra cứu: …………………………………………………… Ngày: ……………………………… Vật liệu thử Kiểu Khối lượng đơn vị diện tích Độ dày Không ép (g/m2) Chịu ép định vị Lớp (ngoài Kết thử: ………………………………………………………………………………………… Dòng nhiệt tới: ……………………………………………………………………………………… Mẫu thử Thời gian cho khoảng tăng 24ºC Chỉ số truyền nhiệt Các biến dạng xuất mẫu thử: ……………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Các kết thu theo phương pháp thử dùng để phân loại vật liệu không thiết áp dụng cho điều kiện cháy thực tế PHỤ LỤC C (tham khảo) Ý NGHĨA CỦA PHÉP THỬ ĐỘ TRUYỀN NHIỆT Chỉ số truyền nhiệt (HTI) cho phép phân loại vật liệu vải theo khả cách nhệt vật liệu lửa Chỉ số thời gian tính giây để đạt khoảng tăng nhiệt độ 24ºC điều kiện thử nghiệm định, tương ứng với nhiệt cặp nhiệt tăng (1 ± 0,01) mV (10µV) nhiệt lượng truyền tổng cộng (132,3 ± 1,1) kJ/m Mức độ truyền nhiệt qua quần áo phụ thuộc độ dầy lớp vải gồm lớp khơng khí Chỉ số truyền nhiệt HTI xác định với mẫu nén tải trọng tiêu chuẩn để hạn chế tối đa tất lớp khí Quần áo dầy có khả bảo vệ tốt có số truyền nhiệt cao giao động lớn Chỉ số truyền nhiệt không xem thời gian có tác dụng bảo vệ quần áo chống lại lửa Trong điều kiện sử dụng thực tế, mức độ cháy độ nén quần áo không cố định thay đổi nhiều so với điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn Đặc tính quần áo ướt khác với đặc tính mẫu thử khô Năm 1989 thử nghiệm liên phòng thực năm phòng thí nghiệm để đánh giá 18 tổ hợp vật liệu đơn nhiều lớp Năm 1991 thử nghiệm bảy tổ hợp vật liệu đơn nhiều lớp thực bảy phòng thí nghiệm khác Các công thức sau độ lặp lại độ tái lập thu từ thử nghiệm chung gần Độ lặp lại = 0,19 + 0,55 (trung bình Độ tái lập = 1.21 + 0,12 (trung bình) Đặc tính vật liệu thử thí nghiệm chung chia thành năm nhóm bảng C.1 Bảng C.1 mô tả lớp vật liệu thêm vào làm tăng số truyền nhiệt Các vật liệu dày, đặc biệt vật liệu chứa lượng lớn khơng khí bên hiệu Các giới hạn đề cho nhóm khác dựa đặc tính vật liệu thực tế chấp nhận dao động phòng thí nghiệm Các giá trị nằm khoảng giá trị nhóm dựa giá trị xuất thường xuyên khoảng rộng lớp gấp hai lần khả chép sở giá trị điểm Nếu mức đặc tính định sát với giá trị thực, phòng thí nghiệm khác đưa phân loại khác Theo phân loại này, tập hợp thử nghiệm cho kết rơi vào kết ranh giới phải tiến hành thử lại, việc phân loại dựa vào tối thiểu hai kết thử nhóm Tổ hợp thí nghiệm cho kết thấp khả chép lớp không xem khác đáng kể Có thể xác định số truyền nhiệt (HTI) (24-12) yếu tố bổ sung để phân biệt vật liệu khác Tuy nhiên thông số phù hợp với khả chép nhỏ để làm tròn sai số Bảng C.1 Nhóm Giới hạn HTI đến Cụm vật liệu tiêu biểu Bình luận Khả tái lập Một lớp Phần lớn vải lớp cho kết 1,7 đến 12 Hai lớp, dày lớp Đáp ứng diện rộng quần áo nhiều lớp thông thường 2,3 13 đến 20 Ba lớp, dày hai lớp Quần áo chống cháy đặc biệt có HTI khoảng 16 3,2 21 đến 30 Rất dày Quần áo chống nóng đặc biệt 4,3 ≥ 31 Cực dày Dùng trường hợp đặc biệt - ... LIỆU HIỆN CĨ Dưới ví dụ vật liệu nêu tiêu chuẩn Có thể chọn vật liệu thay hoàn toàn phù hợp từ nguồn khác Thông tin đưa nhằm tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn khơng có nghĩa chứng nhận chất... độ từ 10 C đến 30 C, độ ẩm tương đối từ 15% đến 80% khơng có thơng gió Cách tiến hành 9.1 Chuẩn bị hiệu chuẩn 9.1.1 Đo sơ Đặt khung giữ mẫu giá đỡ cho bề mặt đặt mẫu nằm cao miệng đèn xì 50 mm... thử nghiệm cần có nội dung sau đây: a) tên phòng thí nghiệm; b) ngày tháng; c) viện dẫn theo tiêu chuẩn này; d) tài liệu tra cứu để nhận dạng vật liệu thử; e) mơ tả vật liệu thử cách bố trí thử,