ИСПЫТАНИЯ НА ВЗРЫВОПОЖАРНУЮ ОПАСНОСТЬ

ИСПЫТАНИЯ НА ВЗРЫВОПОЖАРНУЮ ОПАСНОСТЬ — это проверка взрывопожароопасных свойств испытуемого объекта на соответствие показателям, установленным на него в нормативной документации (см. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ ПО ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ) [1].

К объектам, подвергающимся испытаниям, относятся:

· вещества и материалы;

· изделия, оборудование;

· строительные конструкции и элементы инженерного оборудования зданий (см. ВНУТРЕННИЙ ПРОТИВОПОЖАРНЫЙ ВОДОПРОВОД) (стены, перегородки, окна, двери, ворота, люки, клапаны, и т. п.) (см. ПРОТИВОПОЖАРНЫЙ ЗАНАВЕС (ЭКРАННАЯ СТЕНА, ШТОРА);

· изделия бытового назначения (ковры, ковровые изделия, мебель, и т. п.);

· электротехнические и электронные изделия (электрообогреватели, кабельная продукция, бытовые холодильники, морозильники и радиоэлектронная аппаратура, и т. п.);

· технологическое оборудование и др.

Показатели взрывопожарной опасности этих объектов и методы испытаний содержатся в нормативных документах по пожарной безопасности, стандартах, (технических регламентах), технических условиях и других нормативных документах и используются в целях:

· классификации;

· определения области применения;

· сертификации в области пожарной безопасности (см. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ);

· сравнительной оценки по пожарной опасности (см. ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ОБЪЕТА ЗАЩИТЫ);

· определения пригодности и эффективности средств тушения пожара (см. ПЕРВИЧНЫЕ СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ);

· установления исходных данных для моделирования процесса развития пожара (см. ПОЖАР) в помещении (см. НЕОБХОДИМОЕ (РАСЧЕТНОЕ) ВРЕМЯ ЭВАКУАЦИИ);

· разработки пожарно-профилактических мероприятий (см. ПОЖАРНО‑ПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ).

Номенклатура показателей и их применяемость для характеристики пожаровзрывоопасности веществ и материалов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Для обеспечения пожаровзрывобезопасности процессов производства, переработки, хранения и транспортирования веществ и материалов необходимо данные о показателях пожаровзрывоопасности веществ и материалов использовать с коэффициентами безопасности, приведенными в таблице 2.

Таблица 2

КИ — кислородный индекс, % об.;

КИ_д — допустимый кислородный индекс при нормальной температуре, % об.;

R — воспроизводимость метода определения показателя пожарной опасности при доверительной вероятности 95 %;

t_без — безопасная температура, °С;

t_всп,д — допустимая температура вспышки, °С;

 — температура вспышки в закрытом тигле, °С;

t_c — минимальная температура среды, при которой наблюдается самовозгорание образца, °С;

t_тл — температура тления, °С;

W_без — безопасная энергия зажигания, Дж;

W_min — минимальная энергия зажигания, Дж;

φ_в — верхний концентрационный предел распространения пламени по смеси горючего вещества с воздухом, % об. (г·м^-3);

φ_г,без — безопасная концентрация горючего вещества, % об. (г·м^-3);

φ_{н –—} нижний концентрационный предел распространения пламени по смеси горючего вещества с воздухом, % об. (г·м^-3);

φ_О2 — минимальное взрывоопасное содержание кислорода в горючей смеси, % об.;

φ_{О2, без} — безопасная концентрация кислорода в горючей смеси, % об.;

φ_ф — минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора, % об.;

φ_ф.без — безопасная флегматизирующая концентрация флегматизатора, % об.

Метод экспериментального определения группы негорючих материалов

Метод не применим для испытания слоистых материалов и материалов с покрытиями и облицовками.

Схема прибора для определения группы негорючих материалов приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема установки:

1 – подставка; 2 – вытяжка; 3 – теплоизоляционный слой защитного экрана и стабилизатора; 4 – печь; 5 – держатель образца; 6 – устройство для опускания образца; 7 – термоэлектрические преобразователи; 8 – защитный экран; 9 – защитный кожух; 10 – теплоизоляционный материал; 11 – стабилизатор воздушного потока

Проведение испытаний

Подготовленный к испытанию образец помещают в держатель, крепят к нему термоэлектрические преобразователи, после чего держатель с образцом без каких-либо толчков опускают в печь на время не более 5 с. Включают секундомер сразу же после введения испытуемого образца в печь (п. 4.1.3.2, ГОСТ 12.1.004-89).

В течение всего испытания показания термоэлектрических преобразователей, измеряющих температуру печи и образца, должны регистрироваться самопишущим прибором (п. 4.1.3.2, ГОСТ 12.1.004-89).

Время испытания, как правило, составляет 30 мин. За это время достигается конечное температурное равновесие, регистрируемое термоэлектрическими преобразователями в печи, внутри образца и на его поверхности, различие между показаниями которых не должно превышать 2 °С в течение последних 10 мин.

В случае если температурное равновесие не достигнуто за 30 мин, то необходимо продолжить испытание до момента достижения конечного температурного равновесия, проверяя показания термоэлектрических преобразователей с интервалом 5 мин. При достижении температурного равновесия испытание прекращают по окончании последнего 5-минутного интервала; фиксируют продолжительность испытания (п. 4.1.3.4, ГОСТ 12.1.004-89).

Образец извлекают из печи и после его охлаждения до температуры окружающей среды взвешивают (с учетом отходов, которые отделились от образца и упали вниз в процессе испытания или после его окончания) (п. 4.1.3.5, ГОСТ 12.1.004-89).

Испытанию подлежат все пять подготовленных образцов. В протоколе отражают все наблюдения, касающиеся поведения каждого образца в процессе испытаний; отмечают все случаи воспламенения для каждого образца и фиксируют их продолжительность.

Воспламенение считают устойчивым при наличии пламени в печи, возникшем при горении образца и продолжающемся 10 с и более (п. 4.1.3.6, ГОСТ 12.1.004-89).

Оценка результатов

Вычисляют разницу (t) между максимальной и конечной температурами по показаниям термоэлектрических преобразователей в печи, на поверхности и внутри каждого образца (п. 4.1.4.1, ГОСТ 12.1.004-89).

По полученным значениям t каждого образца вычисляют среднеарифметическое

( ) изменения температуры в печи, на поверхности и внутри образца по результатам испытаний пяти образцов (п. 4.1.4.2, ГОСТ 12.1.004-89).

На основе данных по определению потери массы каждого образца (в процентном отношении к первоначальной массе образца) вычисляют среднеарифметическое значение потери массы пяти образцов (п. 4.1.4.3, ГОСТ 12.1.004-89).

На основе данных по определению продолжительности горения каждого образца вычисляют среднеарифметическую продолжительность горения по результатам испытания пяти образцов (п. 4.1.4.4, ГОСТ 12.1.004-89).

Материал относят к группе негорючих, если соблюдены следующие условия:

· среднеарифметическое изменение температуры в печи, на поверхности и внутри образца не превышает 50 °С;

· среднеарифметическое значение потери массы для пяти образцов не превышает 50 % от их среднего значения первоначальной массы после кондиционирования;

· среднеарифметическое значение продолжительности устойчивого горения пяти образцов не превышает 10 с. Результаты испытаний пяти образцов, в которых продолжительность устойчивого горения составляет менее 10 с, принимают равными нулю (п. 4.1.4.5, ГОСТ 12.1.004-89).

Метод экспериментального определения группы трудногорючих и горючих твердых веществ и материалов

Метод применяют для оценки горючести неметаллических материалов, содержащих в своем составе более 3 % масс. органических веществ. Метод не применим для испытания материалов, имеющих одностороннее огнезащитное (см. ТОНКОСЛОЙНОЕ ВСПУЧИВАЮЩЕЕСЯ ОГНЕЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ) или негорючее покрытие. Для строительных материалов заключение о группе горючести делают по результатам испытаний.

Рис. 2. Схема установки:

1 – горелка; 2 – реакционная камера; 3 – механизм ввода образца; 4 – образец; 5, 6 – держатели образца; 7 – зеркало; 8 – термоэлектрический преобразователь; 9 – зонт

Прибор ОТМ (рис. 2) состоит из керамической реакционной камеры прямоугольной формы высотой (295±2) мм и имеющей в сечении квадрат со стороной (88±2) мм, установленной на металлическую подставку; газовой горелки внутренним диаметром (7,0±0,1) мм; механизма ввода образца с держателем, фиксирующим положение образца в центре реакционной камеры; зонта с рукояткой, установленного соосно на верхнюю кромку реакционной камеры, и смотрового зеркала для наблюдения за образцом в реакционной камере.

Для измерения температуры газообразных продуктов горения используют термоэлектрический преобразователь диаметром электродов 0,5 мм, рабочий спай которого располагают в центре зонта на расстоянии 15 мм от его верхней кромки.

Регистрирующий температуру прибор с диапазоном измерения от 0 до 800°С, класс точности не ниже 0,5.

Секундомер с погрешностью измерения не более 1 с.

Весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания 500 г, погрешностью измерения не более 0,1 г.

Проведение испытаний

Образец исследуемого материала закрепляют в держателе и при помощи шаблона проверяют положение образца относительно его вертикальной оси (п. 4.3.3.1, ГОСТ 12.1.004-89).

Включают прибор для регистрации температуры, зажигают газовую горелку и регулируют расход газа так, чтобы контролируемая в течение 3 мин температура газообразных продуктов горения составляла (200±5)°С (п. 4.3.3.2, ГОСТ 12.1.004-89).

Держатель с образцом вводят в камеру за время не более 5 с и испытывают в течение (300±2) с или до достижения максимальной температуры отходящих газообразных продуктов горения материала, при этом регистрируют время ее достижения (п. 4.3.3.3, ГОСТ 12.1.004-89).

Оценка результатов

Максимальное приращение температуры (t_max) вычисляют по формуле

где t_max — максимальная температура газообразных продуктов горения исследуемого материала, °С;

t₀ — начальная температура испытания, равная 200 °С.

Потерю массы образца (m) в процентах вычисляют по формуле

,

где m_{Н —–} масса образца до испытания, г;

m_К — масса образца после испытания, г.

По значению максимального приращения температуры t_max и потере массы m материалы классифицируют:

· трудногорючие — tmax < 60 °C и m < 60 %;

· горючие — 60 °C или m 60 %.

Горючие материалы подразделяют в зависимости от времени (τ) достижения t_max на:

· трудновоспламеняемые — τ >4 мин;

· средней воспламеняемости — 0,5 ≤ τ ≤ 4 мин;

· легковоспламеняемые — τ < 0,5 мин [2].

Статью «К какой категории пожароопасности относятся здания и помещения: что подлежит категорированию, таблицы категорий» см. по ссылке.

Статью «Классификация помещений по взрывопожарной и пожарной опасности» см. по ссылке.

Литература

1. Лит. Энциклопедия «Пожарная безопасность», ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2019.

2. ГОСТ 12.1.044-89 «ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения»