Пв 0 по степени горения что это значит

ПВХ пониженной пожарной опасности для кабелей

На бытовом уровне нас окружает множество изделий из поливинилхлорида. И мы на личном опыте знаем, что они достаточно легко загораются, а при горении дают очень неприятный запах. Тем не менее именно из данного материала изготавливают изоляцию и оболочки кабелей, которые должны быть устойчивыми к огню. Естественно, для этой цели используются совсем другие сорта пластика. О том, какие к ним предъявляются требования, пойдет речь в статье.

Чистый поливинилхлорид (ПВХ) — это твердое вещество, которое достаточно сложно поджечь. Температура разложения равна +140 °C. При разложении ПВХ выделяет из себя хлористый водород, это довольно вредный для человека газ, который, кроме всего, вызывает коррозию. Тем не менее у данного материала есть важное преимущество — при отсутствии доступа кислорода горение в нем не распространяется.

Инженеры (как, впрочем, и обычные люди в быту) под ПВХ, как правило, подразумевают так называемый ПВХ-пластикат. Для того, чтобы пластик был гибким при комнатной температуре, в него добавляют специальные вещества, так называемые пластификаторы. И вот как раз именно они обычно становятся причиной распространения огня.

В то же время ПВХ по многим параметрам наилучшим образом подходит в качестве материала изоляции проводов и оболочек кабелей. Возможными альтернативами являются полиэтилен, резина и силикон. Но полиэтилен и резина еще хуже себя проявляют с точки зрения пожарной безопасности, а силикон хоть и превосходит по огнестойкости ПВХ, но недостаточно сопротивляется разрезам, да и стоит в несколько раз дороже.

Поэтому для кабелей, которые должны быть устойчивы к нагреву и возгоранию, в большинстве случаев используют ПВХ, предпринимая следующие меры:

• дозировка пластификаторов, оптимальная с точки зрения огнестойкости;
• применение сортов пластификаторов, более устойчивых к огню и нагреву, не выделяющих в больших количествах дым и токсичные вещества;
• добавление в ПВХ композиции антипиренов, т. е. веществ, снижающих горючесть и выделение вредных газов при нагреве.

Кислородный индекс

Для оценки горючести тех или иных материалов широко используется такой параметр, как кислородный индекс (КИ). Он определяется долей кислорода в окружающей атмосфере, при которой материал начинает поддерживать свечеобразное устойчивое пламенное горение. Речь идет о самостоятельном горении вертикально расположенного образца, поджигаемого сверху. Измерение параметра производится согласно ГОСТ 21793-76 «Пластмассы. Метод определения кислородного индекса». Значение КИ выражается в процентах, иногда также употребляют единицы, равные процентным пунктам.

В обычных условиях в воздухе содержится 21 % кислорода. Соответственно, вещества, имеющие КИ более 21 % (по другой методике — более 27 %), относятся к трудногорючим. Но следует иметь в виду, что речь идет именно о ситуации, когда материал подожгли и он продолжает самостоятельно гореть. Применительно к кабельной продукции распространена ситуация, когда элементы из ПВХ находятся под воздействием пламени от другого источника. Чем выше КИ, тем, как правило, материал дольше сопротивляется подобному воздействию. Вот почему ПВХ-композиции для проводов и кабелей должны иметь КИ, значительно превышающий значение 21 %.

Огнестойкие кабельные линии

Сама по себе устойчивость кабеля к действию огня еще не гарантирует, что готовое решение с его использованием будет огнестойким. Статья 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» гласит: «Кабельные линии и электропроводка систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции и противодымной защиты, автоматического пожаротушения, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортировки подразделений пожарной охраны в зданиях и сооружениях должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для выполнения их функций и эвакуации людей в безопасную зону».

На устойчивость к действию огня в конечном счете сертифицируют всю кабельную линию, а не ее отдельные элементы

Данное положение было принято в 2012 г. Поэтому на огнестойкость для критически важных применений сейчас проверяют целую конструкцию, именуемую огнестойкой кабельной линией (ОКЛ), включающую в себя не только кабель, но и канал, в котором он проложен, а также средства крепления.

Минимальное время, которое ОКЛ должна сопротивляться пожару и сохранять работоспособность, составляет 15 мин., чтобы успеть безопасно вывести людей из здания. Класс огнестойкости ОКЛ обозначается комбинацией из буквы «E» и числа, равного количеству минут, в течение которых линия сохраняет работоспособность при пожаре.

Испытания ОКЛ производятся по ГОСТ 30247.0- 94 «Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования». Согласно этому стандарту, в печи, где имитируется пожар, после 15 мин. температура должна на 718 °C превышать температуру окружающей среды. Т. е. составлять примерно +740 °C. Тем не менее требований к ПВХ выдерживать именно такую температуру не предъявляется, это просто физически невозможно, поскольку температура возгорания материала составляет около +500 °C. Конструкция кабель-несущего лотка должна замедлять проникновение тепла к кабелю, тем самым давая время на его нормальное функционирование. Иногда на кабель может быть дополнительно нанесено специальное покрытие, отражающее тепло. Все это позволяет кабелю «продержаться» 15 мин. и даже более.

ГОСТ на кабели с изоляцией и оболочкой из ПВХ

Провода и кабели, прокладываемые в зданиях и сооружениях, должны соответствовать нормам ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Этот стандарт содержит общие требования для любых кабелей (включая слаботочные и оптические), в которых используются самые разные материалы. В нем, в частности, предписывается в обозначении марок кабелей, к которым предъявляются требования по части пожарной безопасности, указывать тип исполнения в соответствии с показателями опасности, приведенными в стандарте. Кабели, не допускающие распространения возгорания при групповой прокладке (когда кабели находятся ближе чем 30 см друг к другу), должны иметь буквы «нг» в маркировке, а после них в скобках — категория пожарной опасности, определяемая массой горючих веществ в пучке кабелей.

Изоляция проводов не должна позволять распространяться горению

Более детально расписаны требования в ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие требования», разработанном на основе аналогичного стандарта Международной электротехнической комиссии.

В данном ГОСТ используется понятие ПВХ-пластикат пониженной пожарной опасности. Кабели с внешней оболочкой или защитным шлангом из ПВХ не должны распространять горение при одиночной прокладке, а при наличии в маркировке букв «нг» — и при групповой прокладке. При горении и тлении ПВХ в кабелях концентрация хлористого водорода в воздухе не должна превышать 140 мг/г. Значение показателя токсичности продуктов горения полимерных материалов для внутренней и наружной оболочек и защитного шланга кабелей исполнений «нг-LS», «нг-HF», «нг-FRLS» и «нг-FRHF» должно быть более 40 г/куб. м.

На токоведущие жилы наносится термический барьер из слюдяных лент, и уже поверх него — изоляция. Это необходимо, чтобы даже после полного сгорания изоляции из ПВХ не произошло короткого замыкания. Огнестойкость кабелей исполнений «нг-FRLS» и «нг-FRHF» устанавливают в технических условиях на кабели конкретных марок и выбирают из ряда: 90, 120, 180 мин.

ГОСТ 31996-2012 в п. 5.2.1.20 предписывает указывать в технических условиях на кабели конкретных марок материалы, из которых они изготовлены.

В сентябре 2021 г. в ГОСТ 31996-2012 были внесены изменения, касающиеся в том числе огнестойкости. В частности, дано определение термического барьера как диэлектрического слоя изоляционной системы огнестойкого кабеля, обеспечивающего сохранение функционирования кабеля при воздействии открытого пламени в течение заданного времени. Это определение не привязано к определенному материалу. Тем не менее неоднократные упоминания о слюдяной ленте не изъяты из ГОСТ даже в редакции от 2021 г. Поэтому в плане допустимого материала для термического барьера ничего не меняется.

Главный смысл огнестойкости кабельной линии — обеспечение достаточного времени для функционирования элементов инфраструктуры, задействованных при эвакуации людей из здания

Самое же главное изменение — толщина наружной оболочки из ПВХ пониженной пожарной опасности должна быть такой же, как предусмотрено данным ГОСТ для обычных сортов ПВХ. Ранее этот параметр определялся техническими условиями и по факту был обычно меньше заданного ГОСТ.

Требования ГОСТ Р 59707-2021

А как можно определить, чем отличается ПВХ пониженной пожарной опасности от обычного? Для этого существует ГОСТ Р 59707-2021 «Поливинилхлоридные пластикаты пониженной пожарной опасности для кабельных изделий. Общие требования», вступивший в силу в сентябре 2021 г. Данный стандарт определяет, в частности, свойства изоляционных материалов для кабелей, не распространяющих горение при групповой прокладке.

Минимальное значение КИ для изоляции установлено на уровне 28-32 %, в зависимости от типа пластиката. Минимальное значение данного параметра для наружных оболочек установлено для разных типов в пределах 32-40 %.

Для силовых кабелей на 0,66; 1 и 3 кВ обязательным требованием является нераспространение горения при одиночной прокладке

Изоляция, в зависимости от типа пластиката, должна иметь устойчивость к возгоранию ПВ-1 или ПВ-0. Для внешней оболочки допускается только устойчивость к возгоранию ПВ-0. Напомним, что ПВ-1 предусматривает, что образец материала после того, как при его испытании убрали от него горелку, дает пламя не более 30 с., а при ПВ-0 образец дает пламя не более 10 с.

В ГОСТ Р 59707-2021 нормируются токсичность выбросов и плотность дыма для ПВХ. Следует отметить, что данный ГОСТ нормирует содержание всех галогенных кислот, в то же время как ГОСТ 31996-2012 нормирует максимальную концентрацию хлористого водорода. При этом нормы на все галогенные газы вместе в ГОСТ Р 59707-2021 жестче, чем в ГОСТ 31996-2012 только по одному галогенному газу.

Выводы

Любые кабели с маркировкой «нг», имеющие изоляцию и оболочку из ПВХ, должны выпускаться из материалов, отвечающих требованиям ГОСТ Р 59707-2021. В том случае, если речь идет о кабелях на 0,66; 1 или 3 кВ переменного напряжения, частотой 50 Гц, действует еще и ГОСТ 31996- 2012. Он обязывает производителя указывать в технических условиях используемые материалы. Соответственно, запросив технические условиях у производителя или органов стандартизации (можно порекомендовать сайт ФГБУ Российский институт стандартизации), вы узнаете, соответствуют ли материалы нормам ГОСТ Р 59707-2021.

Если кабель не распространяет горение при групповой прокладке, то он заведомо не будет его распространять и в случае одиночной прокладки.

Кабели, не распространяющие горение лишь при одиночной прокладке, в обозначении категории пожарной опасности имеют «O1». Эта категория разрешена только в кабельных сооружениях и производственных помещениях.

Для кабелей, которые не обладают даже такой степенью огнестойкости, указывают «О2». Но следует иметь в виду, что для всех кабелей на 0,66; 1 и 3 кВ, согласно ГОСТ 31996-2012 при выполнении внешней оболочки из ПВХ, нераспространение горения при одиночной прокладке является обязательным требованием. Для жилых помещений категория «О2» в любом случае недопустима.

ГОСТ на ПВХ-пластикаты, обеспечивающие нераспространение огня при одиночной прокладке, отсутствует. Да и необходимости в нем нет при массовом выпуске и большом разнообразии ассортимента кабелей с маркировкой «нг».

В общем, если вы хотите иметь гарантии, что в кабеле или проводе применен ПВХ, пожаробезопасность которого регламентируется на уровне ГОСТ, лучше выбрать изделия с индексом «нг» в маркировке, даже если речь идет об одиночной прокладке. Если кабель рассчитан на напряжения 0,66; 1 и 3 кВ, следует ориентироваться еще и на соответствие нормам ГОСТ 31996-2012, о котором производитель должен заявить в технических данных на кабель.

И в любом случае помните — для критически важных применений, где требуется огнестойкость, сертифицируется не отдельно кабель, а вся кабельная линия. Качественная изоляция — очень важный, но не единственный параметр, влияющий на пожарную безопасность оборудования.

Источник: Алексей Дубневский, журнал «Электротехнический рынок» № 1 (102), 2022 год

Оценка воспламеняемости полимеров

Для оценки результатов воспламеняемости твердых электроизоляционных материалов, и в частности стенок кабельных колодцев, используются методы, прописанные в ГОСТ 28779-90 . Ранее действовавший ГОСТ 28157-89 "ПЛАСТМАССЫ: Методы определения стойкости к горению" в настоящий момент на территории РФ не применяется.

Настоящие методы испытаний применяются для предварительной оценки поведения твердых электроизоляционных материалов при воздействии источника зажигания. Полученные результаты позволяют проверить постоянные свойства материала, оценить достигнутые успехи в разработке электроизоляционных материалов.

Воспламеняемость — это способность материала или продукта гореть с образованием пламени. Испытания проводят на образцах определенных размеров по принятым критериям оценки, при использовании определенного источника зажигания. Другими словами, оценивается способность начинать горение при поднесении открытого пламени и длительность после устранения источниками огня.

Необходимо обратить внимание, что при испытании многослойного материала воздействию огня и проверкой на воспламеняемость подвергается только наружный слой.

Свойства образцов при испытаниях оценивают по следующим трем классам, представленным в таблице. FV (ПВ): Пламя — вертикальный образец.

*Только для одного воздействия пламени допускается превышение времени горения 10 или 30 с при условии, что суммарное время горения при десяти приложениях пламени для каждой серии из пяти образцов не превышает 50 или 250 с соответственно.

Таким образом, при обозначении воспламеняемости изделии категорией ПВ0 необходимо обратить внимание, что:

  ►  материал с категорией ПВ0 не является абсолютно негорючим, а трудновоспламеняем и горит с затуханием до 10сек.;
  ►  категории ПВ0 соответствует только верхний слой многослойного материала — нижние слои могут под воздействием высокой температуры при образования очага возгорания внутри колодца плавиться;
  ►  плавление нижнего слоя может вызывать коробление конструкции колодца.

Альтернативой использования многослойного полимера, где один слой имеет категорию ВП0, явлются специальные негорючие составы, наносимые на внутренние поверхности колодца, или самосрабатывающие порошковые огнетушители, типа, ОСП-1 или ОСП-2. Последная альтернатива дает большую сохранность кабелям и оборудованию при возгорании внутри колодца.

Широко используется зарубежом мировой стандарт UL94 классификации полимерных материалов на воспламеняемость. Шесть классификаций относятся к материалам, которые широко используются в корпусах, структурных деталях и изоляции:

UL94 5VA: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце не могут появляться отверстия;
UL94 5VB: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце могут появляться отверстия;
UL94 V-0: самогашение в течение менее 10 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
UL94 V-1: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
UL94 V-2: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; допускается образование горящих капель или пылающих частиц;
UL94 HB: медленное горение горизонтально лежащего образца; при толщине стенки менее 3 мм скорость горения должна быть меньше 76 мм/мин.

Инженерные пластики котес. Деление веществ на группы по степени горючести Категория стойкости к горению пв 0

Компания «Компамид» является региональным дистрибьютором пластиков компании КОТЕС на территории России. Она основана в 2000 году, однако, этот брэнд уже широко известен на российском рынке технических пластмасс. В настоящий момент, Компамид Инженерные Пластики входит в первую десятку крупнейших поставщиков инженерных пластиков.

Инновации: разработка принципиально новых марок с тщательно выверенным спектром свойств под требования конструкторских служб клиентов — главная задача технических специалистов. Совместная работа с научно-исследовательскими центрами партнеров позволяет осуществлять инновационные проекты с высоким рыночным потенциалом.
На выставке представлены несколько видов продукции.

Поликарбонат (ПК) — прозрачный конструкционный материал, имеющий аморфную структуру, также как и другие прозрачные пластики: полистирол общего назначения, САН, ПММА, сополимеры акриловых и стирольных полимеров (прозрачный АБС — МАБС, МС, МНС).
Основные области применения поликарбоната: электротехника (корпуса электроприборов и электроинструментов), автомобилестроение (панели приборов, фары, рассеиватели), электроника (бытовая электроника, корпуса мобильных телефонов, оргтехника, носители информации), светотехника (светильники, световые панели и табло), оптика (линзы, светофильтры, очки, щитки для пожарных и мотоциклетных шлемов), медицинская техника (диализаторы, оксигинаторы, сосуды для хранения и переливания крови), товары широкого потребления (посуда, бутыли, упаковка), строительство (листы и панели), реклама (рекламные щиты)
Такое широкое применение поликарбоната обусловлено следующими факторами. Во-первых, его механическими свойствами: поликарбонат обладает высокой жесткостью (предел текучести при растяжении — 60-70 МПа) в сочетании с очень высокой стойкостью к ударным воздействиям (не разрушается при испытаниях по Шарпи без надреза), в том числе при повышенной и пониженной температуре. Это позволяет использовать материал при изготовлении, как корпусных, так и видовых изделий.
Во-вторых, его оптическими свойствами: поликарбонат имеет высокую прозрачность (светопропускание — 88-89%), лучше, чем у полистирола и сополимера САН. Это качество материала используется в производстве линз, светофильтров, очков, щитков для пожарных и мотоциклетных шлемов.

Диапазон применения поликарбоната определяется следующими свойствами. Химическая и климатическая стойкость к слабым кислотам, растворам щелочей и солей, спиртам, воде, атмосферным воздействиям.
Детали полученные из ПК работают в интервале температур от -1000C до +1350С. Выдерживают кратковременный нагрев до 175 оС. Готовые детали имеют высокую термоформоустойчивость.
Имеются и электроизоляционные свойства: удельное объемное сопротивление: 1014 Ом*см; электрическая прочность: 32 — 35 кВ/мм.
Этот диапазон можно расширить за счет различных добавок.

Светостойкость : введение светостабилизаторов позволяет использовать материал в производстве наружных светильников, световых панелей и табло.

Огнестойкость : базовые марки характеризуются температурой стойкости при испытаниях раскаленной петлей 850-960°C , категория их горения — ПВ-2. Введение антипиренов позволяет повысить категорию горения до ПВ-0. Трудногорючий поликарбонат применяется, например, при производстве корпусов электросчетчиков.

Стеклонаполнение : наиболее широко стеклонаполненный поликарбонат применяется в радиопромышленности и электронике при изготовлении деталей повышенной жесткости. Типичное содержание стекловолокна — 20-30%, за счет которого достигается прочность при растяжении — 100-130 МПа, несколько увеличивается теплостойкость (температура размягчения по Вика — 150-155оС).

Переработка: поликарбонат очень чувствителен к влаге. Содержание влаги больше 0,1-0,15%, вызывает гидролитическую деструкцию полимера. Рекомендуется для изготовления точных деталей, а также для компаундирования с АБС и ПБТ.

Поликарбонат Carbotex PC
Компания КОТЕС выпускает поликарбонат под торговой этой маркой в ассортименте :
-прозрачный неармированный поликарбонат категории стойкости к горению ПВ-2
-трудногорючий поликарбонат категории ПВ-0
-цветные прозрачные и тонированные марки
-поликарбонат, армированный стекловолокном

Прозрачный материал имеет коэффициент светопропускания 88% и обладает высокой биосовместимостью
Материал выпускается различной вязкости: литьевой и экструзионный, включая марки, разрешенные к контакту с пищевыми продуктам, светостабилизированные (маркировка — UV), содержащие антиадгезионную добавку, облегчающую выемку из формы (MRA), светостабилизированные с антиадгезионной добавкой (UVR).

Полифениленсульфид REPRO
Полифениленсульфид (ПФС) является высокотехнологичным материалом из разряда, так называемых, суперконструкционных термопластов. Материал быстро кристаллизуется (степень кристалличности

50%). ПФС применяется в автомобильной и авиационной промышленности, машиностроении, нефтяной и газовой промышленности, электротехнике и электронике, светотехнике и т.д. Он успешно заменяет не только другие пластики, но, также, реактопласты и металлы.
Практическое применение материала обеспечивается уникальным набором его свойств. Конструкционные марки ПФС содержат, помимо полимерной матрицы, стекловолокно (40-60%), минералы (50-60%) или стекловолокно и минералы вместе взятые (суммарно до 65%). Специальные марки содержат 20% и менее стекловолокна (экструзионные марки), 15-30% углеволокна (тепло- и электропроводящие марки), тефлон (антифрикционные марки).
Механические свойства: стандартные (стеклонаполненные и стекломинералонаполненные) марки ПФС характеризуются супержесткостью (прочность при растяжении — до 200 МПа, модуль упругости — до 22 000 МПа) в сочетании с ударопрочностью (до 50 кДж/м2 по Изоду без надреза и 10 кДж/м2 по Шарпи с надрезом) и стабильностью размеров при длительных нагрузках. Это позволяет применять материал при изготовлении полых изделий, находящихся под повышенным давлением, патронов электроламп, корпусных изделий, манжетных уплотнений, сложных конструкций с ребрами жесткости.
ПФС является одним из наиболее теплостойких термопластов. Изделия из данного материала могут работать постоянно в интервале температур от -600C до +2200С и выдерживать кратковременный нагрев до 260 -270оС.
Химическая и климатическая стойкость: полифениленсульфид обладает исключительной химической стойкостью, в том числе к автомобильному и авиационному топливу и горюче- смазочным материалам, кислотам, щелочам, детергентам и другим моющим средствам, а, также, стойкостью к гидролизу (водопоглощение

0,02%). Низкий уровень водопоглащения (до 0,02%) позволяет использовать материал для изготовления различных деталей погружных насосов или деталей работающие во влажной среде.
Материал сохраняет химическую стабильность и при повышенных температурах, например при контакте с горячим воздухом или горюче-смазочными материалами в процессе эксплуатации двигателей.
Одним из уникальных свойств ПФС является его огнестойкость (категория ПВ-0) без введения каких бы то ни было добавок, что является дополнительным преимуществом использования материала в автомобилестроении, производстве авиационно-космической техники (детали интерьера самолетов и космических кораблей), нефтехимической и газовой промышленности и т.п..
Электрические свойства: по своей природе материал является прекрасным диэлектриком. Эти свойства сохраняются во всем диапазоне температур эксплуатации и при различной влажности. В то же время, при наполнении ПФС углеволокном можно получить электропроводящий материал (поверхностное сопротивление Примеры практического применения:
Автомобилестроение: детали подкапотного пространства, воздуховсасывающей системы, насосов, вентилей автомобиля; топливные рамы и т.п.;
Авиационно-космическая техника: детали интерьера самолетов и космических кораблей;
Нефтехимическая и газовая промышленность: детали погружных насосов;
Шестерни, поршни и корпуса прецизионных насосов (для аппарата «искусственная почка», оборудования для автоматического проявления пленок и др.);
Бытовая техника: теплостойкие и нагруженные детали, посуда для микроволновых печей, детали фенов, электробритв и щипцов для завивки волос, детали кухонных процессоров;
Электротехника: теплостойкие детали электротехнического назначения, подложки микросхем, штекеры, переключатели, корпуса катушек, детали реле;
Электроника: имеет преимущества перед другими пластмассами из-за практического отсутствия ионных примесей;
Медицинская техника.

Композиция ПК-АБС Carbotex
Это композиция (сплав) поликарбоната с АБС-пластиком относится к ударопрочным аморфным полимерам. Наибольшее распространение материал получил в автомобильной промышленности. Он применяется для изготовления деталей интерьера и экстерьера, панели приборов, обрамления окон, облицовки передней двери и рамы ветрового стекла, горловина воздухозаборника, бампера, спойлера, решетки радиатора, колпаков колес, корпуса наружных зеркал, корпуса аккумуляторов, деталей автомобильной светотехники (например, рефлекторов фар). Кроме того, есть и другие области применения. Это корпусные детали бытовой и оргтехники: компьютеров, ноутбуков, принтеров, дисплеев, копировальных аппаратов, клавиатуры, мобильных телефонов, кассовых аппаратов. А так же корпуса линз, рефлекторов, электроинструменты, детали медицинского оборудования, спортивные товары
Такая специфика применения ПК/АБС обусловлена сочетанием преимуществ компонентов, входящих в композицию. Механические свойства — жесткость и прочность композиции — сравнимы с АБС и поликарбонатом (предел текучести при растяжении = 40-70 МПа), а стойкость к удару значительно выше, чем у АБС, что особенно эффективно проявляется при низких температурах. Ударопрочность композиции увеличивается с увеличением содержания поликарбоната.
Химическая и климатическая стойкость: композиция обладает стойкостью по отношению к спиртам, воде, растворам солей и маслам. Как и АБС-пластик материал пригоден для нанесения гальванического покрытия
Детали полученные из ПК/АБС более теплостойкие, чем АБС. Теплостойкость материала значительно увеличивается с увеличением содержания поликарбоната (со 110 до 140 оС). В среднем, материал выдерживает кратковременный нагрев без нагрузки до 145оС, с нагрузкой — до 110оС Максимальная температура длительной эксплуатации — до 100оС. Температура хрупкости: -50 оС.
Композиция является и хорошим диэлектриком. Электрическая прочность = 20-30 кВ/мм объемное сопротивление = 1016 Ом*см.
Вследствие низкого водопоглощения (0,2-0,7%) материал стоек к длительному воздействию погодных факторов.

Модификация ПК/АБС
Введение антипиренов (добавок, способствующих затуханию пламени) позволяет увеличить температуру стойкости композиции к испытанию раскаленной петлей до 960оС. Трудногорючие марки ПК/АБС имеют категорию стойкости к горению ПВ-0 и применяются при изготовлении корпусов электрической и бытовой техники (принтеры, копировальные машины и т.д.). Как правило, трудногорючие марки ПК/АБС несколько уступают стандартным маркам в ударопрочности и теплостойкости, но имеют лучшие диэлектрические свойства.
Введение в композицию стекловолокна (как правило 10-30%) увеличивает жесткость композиции (прочность при растяжении — до 130 МПа) и ее теплостойкость.
Материал перерабатывается значительно лучше, чем поликарбонат. Пресс-формы разработанные под композицию можно использовать для литья поликарбоната с АБС, а также полиметилметакрилата и других материалов, чья линейная усадка находится в диапазоне 0,4-0,7%. При вторичной переработке можно использовать рециклат с добавлением до 10-20% к первичному материалу без изменения физико-механических свойств полимера.

Олеся Пенкина

Изобретение относится к конструкционным композиционным материалам на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), используемым для промышленного производства огнестойких изделий широкого назначения методом прессования. Огнестойкий материал содержит сверхвысокомолекулярный полиэтилен, взятый в порошкообразном виде с размером частиц порошка 20-50 мкм и с молекулярной массой от 1,0 до 25,0 млн, и полифосфат аммония с размером частиц порошка не более 10 мкм и степенью полимеризации не менее 1200. При этом материал создан путем сухого перемешивания смеси взятых в порошкообразном виде СВМПЭ и полифосфата аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%: сверхвысокомолекулярный полиэтилен — 80, полифосфат аммония — 20. Полученный огнестойкий материал характеризуется категорией огнестойкости ПВ-0 и обеспечивает уменьшение степени горючести конструкционным композиционным материалам. 1 табл.

Изобретение относится к конструкционным композиционным материалам на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), используемым для промышленного производства огнестойких изделий широкого назначения методом прессования.

Известен полимерный материал с пониженной горючестью, используемый для изготовления деталей теле-, радио- и светотехники и изделий электротехнического назначения и включающий в себя гексабромциклогексан — 4,0-12,0%; трехокись сурьмы 2,0-6,0%; термостабилизатор 1,7-3,5%, остальное полипропилен (патент РФ №2079521, публикация 1997 г.).

Формование изделий из известного материала затруднено из-за большого содержания наполнителя.

Известен состав для теплозащитных покрытий, включающий фосфаты аммония (степень полимеризации менее 10), хлорсульфированный полиэтилен, толуол, терморасширяющийся графит, окись цинка, окись магния, стеариновую кислоту и дифенилгуанидин (патент РФ №2186813, публикация 2002 г.), причем хлорсульфированный полиэтилен и толуол приготавливаются в виде раствора, что непригодно для переработки порошкообразного СВМПЭ.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание огнестойкого материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с категорией огнестойкости ПВ-0.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Огнестойкий материал содержит в качестве компонентов матрицы сверхвысокомолекулярный полиэтилен и полифосфат аммония, при этом матрица создана путем сухого перемешивания смеси взятых в порошкообразном виде сверхвысокомолекулярного полиэтилена с размером частиц порошка 20-50 мкм и с молекулярной массой от 1,0 до 25,0 млн и полифосфата аммония с размером частиц порошка не более 10 мкм и степенью полимеризации не менее 1200, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сверхвысокомолекулярный полиэтилен — 80

полифосфат аммония — 20.

Огнестойкий композиционный материал получается методом сухого перемешивания компонент в порошкообразном виде на трехлопастном смесителе, при скорости перемешивания не менее 2400 об/мин. Время перемешивания 10-15 мин.

Огнестойкость материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) в зависимости от степени полимеризации полифосфата аммония оценивалась по ГОСТ 28157-89. Для этого в порошкообразном виде приготавливались смеси СВМПЭ с массой 7,3 млн (известно, что свойства сверхмолекулярного полиэтилена с молекулярной массой в пределах от 1,0 до 25,0 млн (промышленные марки) одинаковы; поэтому выбранное Заявителем значение в 7,3 млн обладает теми же свойствами), (ф.Ticona) с 5% соответствующей добавки. Из этих смесей были приготовлены стержни длинной 130 мм, диаметром 8 мм, которые и вносились затем вертикально в открытое пламя. В таблице приведены характеристики горения и огнестойкости сырья СВМПЭ, там же приведены категории огнестойкости (по ГОСТ 28157-89).

Таблица. Характеристики горения и категории огнестойкости (по ГОСТ 28157-89) образцов СВМПЭ с использованием огнестойких добавок типа полифосфат аммония разной степени полимеризации.

Наиболее высокая степень полимеризации для полифосфата аммония, которая была получена: n=1200.

Из таблицы также видно, что для достижения необходимой степени перемешивания порошкообразных компонент рассматриваемых смесей размеры частиц полифосфата аммония должны быть не более 10 мкм, в то время как у частиц СВМПЭ (независимо от его молекулярной массы) не более 20-50 мкм.

С другой стороны, с увеличением n — степени полимеризации полифосфата аммония от 14 до 1200 — содержание Р205 (а следовательно, и фосфора в частице, контактирующей с частицей СВМПЭ) растет от 45-50 до 72,5 (%; мол.), а это характеризует эффективность частиц материала, что и выражается в уменьшении степени горючести всей смеси.

Полученные результаты показывают, что образцы СВМПЭ без добавок воспламеняются в пламени и горят коптящим пламенем, образуя горящие падающие капли. Введение в СВМПЭ рассмотренных добавок полифосфата аммония уменьшают степень горючести — нет горящих капель материала и нет копоти. Однако категория огнестойкости ПВ-0 (по ГОСТ 28157-89) была получена только в случае, если полифосфат аммония имел степень полимеризации не менее 1200.

Огнестойкий материал, содержащий в качестве компонентов полиэтилен и фосфат аммония, отличающийся тем, что в качестве полиэтилена материал содержит сверхвысокомолекулярный полиэтилен, взятый в порошкообразном виде с размером частиц порошка 20-50 мкм и с молекулярной массой от 1,0 млн до 25,0 млн, а в качестве фосфата аммония материал содержит полифосфат аммония с размером частиц порошка не более 10 мкм и степенью полимеризации не менее 1200, при этом материал создан путем сухого перемешивания смеси взятых в порошкообразном виде сверхвысокомолекулярного полиэтилена и полифосфата аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Похожие патенты:

Изобретение относится к силиконовым композициям, способным к долговечному прилипанию к текстилям и обеспечивающим получение огнестойкости. .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОЙКОСТИ К ГОРЕНИЮ

ГОСТ 28157-89

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Срок действия с 01.07.90

Настоящий стандарт распространяется на пластмассы и устанавливает методы определения стойкости к горению при воздействии пламени газовой горелки и категории стойкости пластмасс к горению.

Стандарт не распространяется на пластмассы, которые коробятся или подвергаются усадке при воздействии пламени газовой горелки, и используются в строительстве, а также для оценки пожарной опасности пластмасс.

Термины, применяемые в стандарте, и их определения приведены в .

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Отбор проб и метод изготовления образцов для испытаний должны быть указаны в научно-технической документации (НТД) на конкретный материал.

1.2. Испытания проводят на пяти образцах, имеющих форму брусков длиной (125±5), шириной 10-13 и толщиной 1-13 мм.

2. Размеры образца дляиспытаний указывают в НТД на материал.

1.3 Испытаниям подвергают образцы, изготовленные по одному методу, не имеющие вздутий, трещин, сколов, раковин, зазубрин, заусенцев и отверстий

Края образцов должны быть гладкими, радиус закругления углов не должен превышать 1,3 мм.

1.4. Испытания проводят для каждой марки материала, если она отличается от базовой показателем текучести расплава или содержанием и типом наполнителей, красителей или других модифицирующих добавок.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ

Лабораторный вытяжной шкаф или испытательная камера вместимостью около 1 м 3 , снабженная вытяжным устройством. После проведения каждого испытания вытяжной шкаф или испытательная камера должны тщательно вентилироваться. Стенки камеры должны быть выстланы алюминиевой фольгой, жестью или другими аналогичными материалами.

Универсальная горелка Бунзена с длиной патрубкаот 80 до100 мм и внутренним диаметром от 9,4 до 11,0 мм.

Лабораторный штатив с зажимами для крепленияобразцов в горизонтальном или вертикальном положениях.

Секундомер — по ГОСТ 5072. Допускается использование других типов секундомеров с погрешностью отсчета времени не более 0,5 с.

Экран из стальной сетки размерами 125 ´ 125 мм. Диаметр проволоки от 0,40 до 0,45 мм, размер ячейки 1,2 мм по .

Гигроскопическая хирургическая вата — по ГОСТ 5556.

Газ — технический метан.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

при температуре (23±2)°С и относительной влажности (50±5) % в течение 88 ч по ГОСТ 12423;

при температуре (70±1)°C в течение 168 ч, после чего их охлаждают в эксикаторе над безводным хлористым кальцием в течение 4 ч при температуре (23±2)°С.

В случае разногласий кондиционирование проводят при температуре 23°С и (50±5)% относительной влажности.

3.2. На образцы, испытываемые по методу А, наносят метки перпендикулярно к оси образца на расстоянии 25 и 100 мм оттогоконца образца, который будет подвергнут воздействию пламени.

3.3. Штатив с зажимом для крепления образцов и горелку помещают в испытательную камеру или лабораторный вытяжной шкаф.

3.4. При испытании по методу А образец закрепляют в зажиме за конец, наиболее удаленный от метки 25 мм, и располагают таким образом, чтобы его продольная ось находилась в горизонтальном положении, а поперечная ось — под углом 45° к горизонтали.

Установка для испытания на горение горизонтально закрепленного образца

1 — металлическая (проволочная) сетка; 2 — образец; 3 — горелка

Установка для испытания на горение вертикально закрепленного образца

1 — образец; 2 — горелка; 3 — вата

Под образцом на расстоянии (9,5±0,5) мм от его нижней кромки в зажиме горизонтально закрепляют проволочную сетку таким образом, чтобы положение свободного конца образца совпало с краем сетки. Испытания образца проводят на установке в соответствии с .

3.5. При испытании по методу Б образец закрепляют в зажиме так, чтобы его продольная ось располагалась вертикально и нижний конец находился на расстоянии 300 мм от слоя гигроскопической хирургической ваты площадью 50 ´ 50 мм и толщиной 6мм.Испытание образца проводят на установке в соответствии с .

3.6. Газовую горелку, находящуюся в вертикальном положении на расстоянии не менее 150 мм от образца, зажигают и регулируют так, чтобы высота голубого пламени с желтым кончиком была (25±1) мм для метода А и (20±1) мм для метода Б. Подачу воздуха регулируют до тех пор, пока не исчезнет желтый кончик пламени. Высоту пламени измеряют еще раз и при необходимости корректируют.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1.1. Сущность метода заключается в определении скорости распространения пламени по горизонтально закрепленному образцу.

Горизонтально закрепленные образцы по стойкости к горению относят к категории ПГ (пламя горелки является источником воспламенения горизонтально закрепленного образца).

4.1.2. Пламя горелки подносят к нижней кромке свободного конца образца. Центральная ось патрубка горелки должна находиться в той же вертикальной плоскости, что и продольная ось образца, и под углом 45° к горизонтали. Пламя подносят на 30с без изменения положения горелки так, чтобы торец образца был погружен в пламя на глубину около 6,5 мм, и затем удаляют от образца.

4.1.3. Если образец сгорает до метки 25 мм менее чем на 30 с, то горелку удаляют от образца, как только пламя достигает метки 25 мм.

4.1.4. Если образец продолжает гореть после удаления горелки, то фиксируют время t (с) горения образца между метками и рассчитывают скорость горения v (мм/мин).

4.1.5. Если фронт пламени распространяется от метки 25 мм,но не достиг метки 100 мм, фиксируют время горения и длину L (мм) поврежденной части образца между меткой 25 мм и местом на образце, до которого распространился фронт пламени.

4.2.1. Сущность метода заключается в определении времени горения и тления вертикально закрепленного образца. По стойкости к горению вертикально закрепленные образцы относят к категориям ПВ-0, ПВ-1, ПВ-2 (пламя горелки является источником воспламенения вертикально закрепленного образца) в соответствии с .

4.2.2. Пламя горелки подносят к центру свободного конца образца на 10 с. Затем горелку удаляют от образца не менее чем на 150 мм и регистрируют время горения образца. Когда горение образца прекратится, пламя подносят к образцу повторно. Через 10 с пламя снова удаляют от образца и регистрируют время горения и тления.

4.2.3. Если при горении образца наблюдается падение расплавленных и горящих частиц материала, то горелку следует установить под углом 45° и сместить ее от центра влево или вправо по ширине образца, чтобы исключить попадание капель материала в горелку. Расстояние между нижним концом образца и концом патрубка горелки во время испытания следует поддерживать равный 10 мм.

4.2.4. Во время испытания следует фиксировать следующие показатели:

1) время горения t 1 после первого приложения пламени к образцу;

2) время горения t 2 после второго приложения пламени к образцу;

3) время тления t 3 после второго приложения пламени;

4) число образцов, сгоревших до зажима;

5) наличие горящих капель или частиц, которыезажигают гигроскопическую хирургическую вату под образцом.

4.2.5. По результатам испытаний определяют категорию горючести материала.

4.2.5.1. Материалы, отнесенные к категории ПВ-0, должны удовлетворять следующим требованиям:

1) время горения образца не должно превышать 10 с после каждого приложения пламени;

2) суммарное время горения серии из пяти образцов после двукратного приложения пламени не должно превышать 50 с;

4) гигроскопическая хирургическая вата, находящаяся на расстоянии 300 мм под образцом, не должна воспламеняться падающими частицами вещества;

5) ни один образец не должен гореть и тлеть более 30 с после второго удаления пламени.

4.2.5.2. Материалы, отнесенные к категории ПВ-1, должны удовлетворять следующим требованиям:

2) суммарное время горения пяти образцов после двукратного приложения пламени не должно превышать 250 с;

3) ни один из образцов не должен гореть или тлеть до зажима;

4) гигроскопическая хирургическая вата, находящаясяна расстоянии 300 мм под образцом, не должна воспламеняться падающими частицами вещества;

5) ни один образец не должен гореть и тлеть более 60 с после второго удаления пламени.

4.2.5.3. Материалы, отнесенные к категории ПВ-2, должны удовлетворять следующим требованиям:

1) время горения образца не должно превышать 30 с после каждого приложения пламени;

2) суммарное время горения серии из пяти образцов после двукратного приложения пламени не должно превышать 250 с;

3) ни один из образцов не должен гореть или тлеть до зажима;

4) допускается воспламенение гигроскопической хирургической ваты, находящейся на расстоянии 300 мм под образцом, падающими частицами вещества от поджигаемого образца;

5) ни один образец не должен гореть и тлеть более60 с после второго удаления пламени.

4.2.6. Если хотя бы один образец из пяти не удовлетворяет требованиям , испытания повторяют еще на пяти образцах. Если хотя бы один образец последних пяти не удовлетворяет требованиям , то испытания проводят по методу А.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Скорость горения v , мм/мин, каждого образца, испытанного по методу А, вычисляют по формуле

где L — длина сгоревшей части, мм;

t — время горения, с.

5.2. Для каждого образца, испытанного по методу Б, вычисляют суммарное время горения t Г, с, после двукратного приложения пламени по формуле

t Г = t 1 + t 2 (2)

5.3. Суммарное время горения t СГ, с, пяти образцов после двукратного приложения пламени вычисляют по формуле

5.4. Время горения и тления t ГТ, с, для каждого образца после второго приложения пламени вычисляют по формуле

t ГТ = t 2 + t 3 (4)

5.5. Результаты наблюдений и вычислений оформляют протоколам, в котором указывают:

наименование, марку материала, номер серии;

способ и режим изготовления образцов;

условия кондиционирования образцов;

обозначение стандарта и метод испытания;

время горения после первого приложения пламени t 1 ;

время горения после второго приложения пламени t 2 ;

время тления после второго приложения пламени t 3 ;

суммарное время горения одного образца t Г;

длину сгоревшей части одного образца L ;

суммарное время горения серии из пяти образцов t СГ;

скорость горения v ;

наличие образцов, прогоревших до зажима;

наличие падающих частиц, зажигающих вату.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ, И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Зона горения в газовой фазе с видимым излучением

Беспламенное горение материала

Экзотермическая реакция окисления вещества, сопровождающаяся, по крайней мере, одним из трех факторов: пламенем, свечением, выделением газа

Для определения вероятности появления пламени главное значение имеет горючесть веществ и разнообразных материалов. Эта характеристика определяют категорию пожарной опасности сооружений, помещений, производств; позволяет правильно выбрать средства для ликвидации очагов.

Группа горючести всех материальных составляющих объекта, определяет успешность борьбы с пожаром, минимизирует вероятность появления жертв.

Особенности различных веществ

Известно, что вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях, которые важно учитывать, определяя группу горючести. ГОСТ предусматривает классификацию, основанную на количественных показателях.

Если вещество может гореть, до для пожарной безопасности наиболее оптимальна группа горючести Г1, чем Г3 или Г4.

Горючесть имеет большое значение для отделочных, теплоизоляционных, строительных материалов. На ее основе определяют класс пожарной опасности. Так, гипсокартонные листы имеют группу горючести Г1, каменная вата – НГ (не горит), а утеплить пенополистирол относится к группе горючести Г4, и снизить его пожарную опасность помогает применение штукатурки.

Газообразные вещества

Определяя класс горючести газов и жидкостей, нормативами вводят такое понятие как концентрационный предел. По определению – это предельная концентрация газа в смеси с окислителем (воздухом, например), при которой пламя может распространяться от точки возгорания на любое расстояние.

Если такого граничного значение не существует, и газ не может самовоспламеняться, то его называют негорючим.

Жидкие

Жидкости называют горючими, если существует температура, при которой они могут воспламеняться. Если жидкость перестает гореть в отсутствии внешнего источника нагревания, то ее называют трудногорючей. Негорючие жидкости вовсе не загораются в воздушной атмосфере при нормальных условиях.

Некоторые жидкости (ацетон, эфир) могут вспыхивать при 28 ℃ и ниже. Их относят к особо опасными. Загорающиеся жидкости при 61…66 ℃и выше относят к легковоспламеняющимся (керосин, уайт-спирит). Испытания проводят в открытом и закрытом тигле.

Твердые

В сфере строительства наиболее актуальным является определение группы горючести твердых материалов. Предпочтительнее использовать вещества группы горючести Г1 или НГ, как самые стойкие к воспламенению.

Классификация

Интенсивности процесса горения и условий его протекания определяют вероятность усиления пожара, возникновения взрыва. Исход происшествия зависит от совокупности свойств исходного сырья.

Общее деление

Согласно общегосударственному стандарту пожарной и взрывной опасности, вещества и разнообразные материалы из них делятся на следующие группы:

• абсолютно негорючие;
• трудно сгораемые;
• горючие.

Не могут гореть на воздухе, что не исключает взаимодействие с окислителями, друг с другом, водой. Следовательно, некоторые представители группы в определенных условиях представляют пожароопасность.

К трудно сгораемым относятся соединения, которые горят при поджигании на воздухе. Как только источник огня ликвидируется, горение прекращается.

Горючие вещества в определенных условиях загораются сами или в присутствии источника огня, продолжают интенсивно гореть.

Классификация по горючесть строительного сырья и продукции, рассмотрена в отдельном обновленном стандарте. Строительные общегосударственные нормы учитывают категории всех видов изделий, используемых в работе.

Согласно этой классификации негорючие стройматериалы (НГ) подразделяются на две группы в зависимости от режима испытаний и значений показателей, полученных при этом.

В 1 группу входит продукция, при исследовании которой температура внутри печи увеличивается не больше, чем на 50 ℃. Уменьшение массы образца не превышает 50 %. Пламя не горит вообще, а выделяющаяся теплота не превышает 2,0 МДж/кг.

Во 2 группу НГ входят материалы с такими же показателями увеличения температуры внутри печи и потери массы. Отличие в том, что пламя горит до 20 секунд, теплота сгорания не должна быть больше 3,0 МДж/кг.

Классы горючести

Горючие материалы исследуют по аналогичным критериям, подразделяют на 4 группы или класса, которые обозначают буквой Г и цифрой, находящейся рядом с ней. Для классификации учитывают значения следующих показателей:

• температура газов, выделяющихся с дымом;
• степень уменьшения размеров;
• величина уменьшения веса;
• время сохранения пламени без источника горения.

К Г1 относится группа материалов с температурой дыма, не превышающей 135 ℃. Потеря длины укладывается в 65 %, веса – 20 %. Само по себе пламя не горит. Такая строительная продукция называется самозатухающей.

В Г2 входит группа материалов с температурой дыма, не превышающей 235 ℃. Потеря длины укладывается в 85 %, массы – 50 %. Самостоятельное горение продолжается не более 30 секунд.

К Г3 относится материалы, у которых температура дыма не превышает 450 ℃. Потеря длины составляет более 85 %, веса – до половины. Само по себе пламя горит не более 300 секунд.

В группу горючести Г4 вошли материалы, у которых температура дыма превышает 450 °С. Потеря длины превышает 85 %, массы – более 50 %. Самостоятельное горение продолжается более 300 секунд.

Допустимо использовать следующие приставки в названии каждой группы горючести в порядке увеличения цифрового индекса:

• слабо;
• умеренно;
• нормально;
• сильногорючие материалы.

Приведенные показатели горючести наряду с некоторыми другими характеристиками обязательно учитывают при разработке проектной документации, составлении смет.

Большое значение также имеет способность образовывать дым, токсичность продуктов горения, скорость возможного распространения огня, вероятность быстрого воспламенения.

Подтверждение класса

Образцы материалов подвергают испытаниям в лабораториях и на открытой местности по стандартным методикам отдельно для негорючих и горючих стройматериалов.

Если продукция состоит из нескольких слоев, нормативом предусмотрена проверка на горючесть каждого слоя.

Определения горючести проводят на специальном оборудовании. Если окажется, что у одного из компонентов горючесть высокая, то этот статус будет закреплен за продуктом в целом.

Установка для проведения экспериментальных определений должна находиться в помещении с комнатной температурой, нормальной влажностью, без сквозняков. Яркий солнечный или искусственный свет в лаборатории не должны мешать снимать показания с дисплеев.

Перед началом исследования образца прибор проверяют, калибруют, прогревают. Затем образец закрепляют в держателе внутренней полости печи и сразу включают регистраторы.

Главное, чтобы не прошло более 5 секунд с момента размещения образца. Определение продолжают до достижения баланса температур, при котором на протяжении 10 минут изменения не составляют больше 2 °С.

По окончании процедуры образец вместе с держателем вынимают из печи, охлаждают в эксикаторе, взвешивают и измеряют, причисляя их к группе горючести НГ, Г1 и так далее.

Метод проверки горючести

Все строительные материалы, включая отделочные, облицовочные, лакокрасочные виды покрытий, независимо от однородности или многослойности исследуют на горючесть единым методом.

Предварительно готовят 12 единиц одинаковых образцов с толщиной, равной реальным значениям во время эксплуатации. Если структура слоистая, берут пробы с каждой поверхности.

Затем образцы выдерживают при комнатной температуре и нормальной влажности окружающего воздуха минимум 72 часа, периодически взвешивая. Выдерживание следует прекратить при достижении постоянной массы.

Установка имеет стандартную конструкцию, состоит из камеры сжигания, системы подачи воздуха и отвода выделяющихся газов.

Образцы по очереди помещают в камеру, проводят измерения, фиксируют потерю массы, температуру и количество выделяющихся газообразных продуктов, время горения без источника пламени.

Анализируя все полученные показатели, определяют уровень горючести материала, принадлежность его к определенной группе.

Применение в строительстве

При возведении строений применяют несколько разных видов стройматериалов: конструктивных, изолирующих, кровельных, отделочных с отличающимся назначением и нагрузками. На всю продукцию должны иметься в наличии и предъявляться потенциальным покупателям сертификаты.

Следует заранее ознакомиться с параметрами, характеризующими безопасность, твердо знать, что может означать каждое сокращение и цифры. Закон требует использовать для каркасов строительных потолков только материалы группы горючести Г1 или НГ.

Категория горения пв 0 что это: Стойкость к горению

Стандарт испытаний на воспламеняемость и противопожарную безопасность пластиковых материалов, использующихся в устройствах и системах UL 94 считается одной из наиболее общепринятых нормой для классификации пластмасс по огнестойкости. Этот стандарт определяет способность материала гореть или угасать после обработки пламенем. Согласно информации UL (Underwriters Laboratories Inc.) этот стандарт гармонизирован со стандартами IEC 60707, 60695-11-10 и 60695-11-20, а также ISO 9772 и 9773. Стандарт UL 94 определяет двенадцать (12) классификаций воспламеняемости.

Эти классификации используются для описания характеристик горения материалов, которые получают опытным путем — контрольные образцы подвергают воздействию пламени в контролируемых лабораторных условиях.

Классификация осуществляется:

• по скорости горения,
• времени угасания,
• стойкости к образованию капель,
• по тому, горят ли капли.

Каждому испытуемому материалу может быть присвоено несколько категорий в зависимости от цвета и/или толщины. При конкретном выборе материала для применения категория UL должна определяться по самой тонкой стенке пластиковой детали. Категория UL всегда должна указываться вместе с толщиной, простое указание категории UL без толщины недостаточно.

Шесть (6) классификаций относятся к материалам, которые широко используются в корпусах, структурных деталях и изоляции. Ниже эти классификации перечислены в порядке уменьшения устойчивости к воспламеняемости:

• UL94 5VA: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце не могут появляться отверстия;
• UL94 5VB: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце могут появляться отверстия;
• UL94 V-0: самогашение в течение менее 10 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
• UL94 V-1: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
• UL94 V-2: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; допускается образование горящих капель или пылающих частиц;
• UL94 HB: медленное горение горизонтально лежащего образца; при толщине стенки менее 3 мм скорость горения должна быть меньше 76 мм/мин.

Следующие три классификации основаны на тесте «Испытание на горение тонких материалов в вертикальном положении». Это испытание проводится для тонких материалов, которые не могут быть устойчивыми в горизонтальном положении. Например, к таким материалам относятся вещества, используемые на гибких печатных платах.

Ниже перечислены соответствующие классификации:

• UL94 VTM-0: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 10 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; не допускается образование горящих капель;
• UL94 VTM-1: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 30 c, время послесвечения образца ≤ 60 c; не допускается образование горящих капель;
• UL94 VTM-2: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 30 c, время послесвечения образца ≤ 60 c; допускается образование горящих капель.

И наконец, последние три классификации относятся к тесту на горизонтальное горение вспененных материалов.

Ниже перечислены классы воспламеняемости для таких материалов:

• UL94 HF-1: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 2 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; не допускается образование горящих капель;
• UL94 HF-2: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 3 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; допускается образование горящих капель;
• UL94HBF: скорость горения не превышает 40 мм/мин .

В зависимости от характеристик метода тестирования образцы, отлитые из пластмассового материала, устанавливаются в горизонтальное или вертикальное положение. Они подвергаются воздействию пламени на протяжении определенного периода времени. Для одних испытаний требуется однократная обработка пламенем, для других — многократная.

При тестировании материалов класса HB в горизонтальном положении должно быть было установлено, что скорость их горения меньше определенной предельно допустимой скорости. Как правило, материалы класса HB запрещено использовать в тех условиях, где они подвержены существенному риску воспламенения.

Испытания на воспламеняемость материалов для классификации по классам V-0, V-1, V-2, которые проводятся компанией UL

Классы «V» означают, что материл был протестирован в вертикальном положении. Для материалов классов V-0, V-1 и V-2 самогашение наступает в течение определенного периода времени после прекращения воздействия пламени. Кроме того, эти классы определяют, образуются ли при горении пылающие частицы, которые поджигают индикативный материал из хлопка под образцом. Классы VTM основаны на испытаниях для материалов очень маленькой толщины. Классы 5V получены в результате самых жестких испытаний, в течение которых материал подвергался обработке пламенем 5 раз.

Классы воспламеняемости CSA. Тест на воспламеняемость Канадской ассоциации по стандартизации (Canadian Standard Association, CSA) C22. 2 No 0.6, тест A подобен тесту UL 94 5V. Однако, требования данных тестов более строгие. Пламя воздействует дольше, а контрольные образцы должны угасать за меньшее время. Результаты этого теста рассматриваются в соответствии с UL 94.

ASTM D2863 (ISO 4589) По результатам тестирования контрольным образцам назначается кислородный индекс (КИ) в соответствии со стандартом ASTM D2863 «Измерение минимальной концентрации кислорода, при котором возможно свечеобразное горение пластмассового материала». Горение контрольных образцов происходит в кислородно-азотной смеси, состав которой контролируется в лабораторных условиях. Кислородный индекс — это минимальное объемное процентное содержание кислорода, которое необходимо для поддержания пламени на термопластическом пластике. КИ определяется как минимальная концентрация кислорода, необходимая для горения материала на протяжении трех минут или поддержания горения участка контрольного образца длиной 50 мм. Чем выше КИ, тем меньше вероятность возгорания материала.

ГОСТы по изоляторам

Популярные товары

Изоляторы полимерные всех типов

Индикаторы наличия напряжения 6-35 кВ

ПВХ пониженной пожарной опасности для кабелей | Публикации

На бытовом уровне нас окружает множество изделий из поливинилхлорида. И мы на личном опыте знаем, что они достаточно легко загораются, а при горении дают очень неприятный запах. Тем не менее именно из данного материала изготавливают изоляцию и оболочки кабелей, которые должны быть устойчивыми к огню. Естественно, для этой цели используются совсем другие сорта пластика. О том, какие к ним предъявляются требования, пойдет речь в статье.

Чистый поливинилхлорид (ПВХ) — это твердое вещество, которое достаточно сложно поджечь. Температура разложения равна +140 °C. При разложении ПВХ выделяет из себя хлористый водород, это довольно вредный для человека газ, который, кроме всего, вызывает коррозию. Тем не менее у данного материала есть важное преимущество — при отсутствии доступа кислорода горение в нем не распространяется.

Инженеры (как, впрочем, и обычные люди в быту) под ПВХ, как правило, подразумевают так называемый ПВХ-пластикат. Для того, чтобы пластик был гибким при комнатной температуре, в него добавляют специальные вещества, так называемые пластификаторы. И вот как раз именно они обычно становятся причиной распространения огня.

В то же время ПВХ по многим параметрам наилучшим образом подходит в качестве материала изоляции проводов и оболочек кабелей. Возможными альтернативами являются полиэтилен, резина и силикон. Но полиэтилен и резина еще хуже себя проявляют с точки зрения пожарной безопасности, а силикон хоть и превосходит по огнестойкости ПВХ, но недостаточно сопротивляется разрезам, да и стоит в несколько раз дороже.

Поэтому для кабелей, которые должны быть устойчивы к нагреву и возгоранию, в большинстве случаев используют ПВХ, предпринимая следующие меры:

• дозировка пластификаторов, оптимальная с точки зрения огнестойкости;
• применение сортов пластификаторов, более устойчивых к огню и нагреву, не выделяющих в больших количествах дым и токсичные вещества;
• добавление в ПВХ композиции антипиренов, т. е. веществ, снижающих горючесть и выделение вредных газов при нагреве.

Кислородный индекс

Для оценки горючести тех или иных материалов широко используется такой параметр, как кислородный индекс (КИ). Он определяется долей кислорода в окружающей атмосфере, при которой материал начинает поддерживать свечеобразное устойчивое пламенное горение. Речь идет о самостоятельном горении вертикально расположенного образца, поджигаемого сверху. Измерение параметра производится согласно ГОСТ 21793-76 «Пластмассы. Метод определения кислородного индекса». Значение КИ выражается в процентах, иногда также употребляют единицы, равные процентным пунктам.

В обычных условиях в воздухе содержится 21 % кислорода. Соответственно, вещества, имеющие КИ более 21 % (по другой методике — более 27 %), относятся к трудногорючим. Но следует иметь в виду, что речь идет именно о ситуации, когда материал подожгли и он продолжает самостоятельно гореть. Применительно к кабельной продукции распространена ситуация, когда элементы из ПВХ находятся под воздействием пламени от другого источника. Чем выше КИ, тем, как правило, материал дольше сопротивляется подобному воздействию. Вот почему ПВХ-композиции для проводов и кабелей должны иметь КИ, значительно превышающий значение 21 %.

Огнестойкие кабельные линии

Сама по себе устойчивость кабеля к действию огня еще не гарантирует, что готовое решение с его использованием будет огнестойким. Статья 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» гласит: «Кабельные линии и электропроводка систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции и противодымной защиты, автоматического пожаротушения, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортировки подразделений пожарной охраны в зданиях и сооружениях должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для выполнения их функций и эвакуации людей в безопасную зону».

На устойчивость к действию огня в конечном счете сертифицируют всю кабельную линию, а не ее отдельные элементы

Данное положение было принято в 2012 г. Поэтому на огнестойкость для критически важных применений сейчас проверяют целую конструкцию, именуемую огнестойкой кабельной линией (ОКЛ), включающую в себя не только кабель, но и канал, в котором он проложен, а также средства крепления.

Минимальное время, которое ОКЛ должна сопротивляться пожару и сохранять работоспособность, составляет 15 мин., чтобы успеть безопасно вывести людей из здания. Класс огнестойкости ОКЛ обозначается комбинацией из буквы «E» и числа, равного количеству минут, в течение которых линия сохраняет работоспособность при пожаре.

Испытания ОКЛ производятся по ГОСТ 30247.0- 94 «Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования». Согласно этому стандарту, в печи, где имитируется пожар, после 15 мин. температура должна на 718 °C превышать температуру окружающей среды. Т. е. составлять примерно +740 °C. Тем не менее требований к ПВХ выдерживать именно такую температуру не предъявляется, это просто физически невозможно, поскольку температура возгорания материала составляет около +500 °C. Конструкция кабель-несущего лотка должна замедлять проникновение тепла к кабелю, тем самым давая время на его нормальное функционирование. Иногда на кабель может быть дополнительно нанесено специальное покрытие, отражающее тепло. Все это позволяет кабелю «продержаться» 15 мин. и даже более.

ГОСТ на кабели с изоляцией и оболочкой из ПВХ

Провода и кабели, прокладываемые в зданиях и сооружениях, должны соответствовать нормам ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Этот стандарт содержит общие требования для любых кабелей (включая слаботочные и оптические), в которых используются самые разные материалы. В нем, в частности, предписывается в обозначении марок кабелей, к которым предъявляются требования по части пожарной безопасности, указывать тип исполнения в соответствии с показателями опасности, приведенными в стандарте. Кабели, не допускающие распространения возгорания при групповой прокладке (когда кабели находятся ближе чем 30 см друг к другу), должны иметь буквы «нг» в маркировке, а после них в скобках — категория пожарной опасности, определяемая массой горючих веществ в пучке кабелей.

Изоляция проводов не должна позволять распространяться горению

Более детально расписаны требования в ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие требования», разработанном на основе аналогичного стандарта Международной электротехнической комиссии.

В данном ГОСТ используется понятие ПВХ-пластикат пониженной пожарной опасности. Кабели с внешней оболочкой или защитным шлангом из ПВХ не должны распространять горение при одиночной прокладке, а при наличии в маркировке букв «нг» — и при групповой прокладке. При горении и тлении ПВХ в кабелях концентрация хлористого водорода в воздухе не должна превышать 140 мг/г. Значение показателя токсичности продуктов горения полимерных материалов для внутренней и наружной оболочек и защитного шланга кабелей исполнений «нг-LS», «нг-HF», «нг-FRLS» и «нг-FRHF» должно быть более 40 г/куб. м.

На токоведущие жилы наносится термический барьер из слюдяных лент, и уже поверх него — изоляция. Это необходимо, чтобы даже после полного сгорания изоляции из ПВХ не произошло короткого замыкания. Огнестойкость кабелей исполнений «нг-FRLS» и «нг-FRHF» устанавливают в технических условиях на кабели конкретных марок и выбирают из ряда: 90, 120, 180 мин.

ГОСТ 31996-2012 в п. 5.2.1.20 предписывает указывать в технических условиях на кабели конкретных марок материалы, из которых они изготовлены.

В сентябре 2021 г. в ГОСТ 31996-2012 были внесены изменения, касающиеся в том числе огнестойкости. В частности, дано определение термического барьера как диэлектрического слоя изоляционной системы огнестойкого кабеля, обеспечивающего сохранение функционирования кабеля при воздействии открытого пламени в течение заданного времени. Это определение не привязано к определенному материалу. Тем не менее неоднократные упоминания о слюдяной ленте не изъяты из ГОСТ даже в редакции от 2021 г. Поэтому в плане допустимого материала для термического барьера ничего не меняется.

Главный смысл огнестойкости кабельной линии — обеспечение достаточного времени для функционирования элементов инфраструктуры, задействованных при эвакуации людей из здания

Самое же главное изменение — толщина наружной оболочки из ПВХ пониженной пожарной опасности должна быть такой же, как предусмотрено данным ГОСТ для обычных сортов ПВХ. Ранее этот параметр определялся техническими условиями и по факту был обычно меньше заданного ГОСТ.

Требования ГОСТ Р 59707-2021

А как можно определить, чем отличается ПВХ пониженной пожарной опасности от обычного? Для этого существует ГОСТ Р 59707-2021 «Поливинилхлоридные пластикаты пониженной пожарной опасности для кабельных изделий. Общие требования», вступивший в силу в сентябре 2021 г. Данный стандарт определяет, в частности, свойства изоляционных материалов для кабелей, не распространяющих горение при групповой прокладке.

Минимальное значение КИ для изоляции установлено на уровне 28-32 %, в зависимости от типа пластиката. Минимальное значение данного параметра для наружных оболочек установлено для разных типов в пределах 32-40 %.

Для силовых кабелей на 0,66; 1 и 3 кВ обязательным требованием является нераспространение горения при одиночной прокладке

Изоляция, в зависимости от типа пластиката, должна иметь устойчивость к возгоранию ПВ-1 или ПВ-0. Для внешней оболочки допускается только устойчивость к возгоранию ПВ-0. Напомним, что ПВ-1 предусматривает, что образец материала после того, как при его испытании убрали от него горелку, дает пламя не более 30 с., а при ПВ-0 образец дает пламя не более 10 с.

В ГОСТ Р 59707-2021 нормируются токсичность выбросов и плотность дыма для ПВХ. Следует отметить, что данный ГОСТ нормирует содержание всех галогенных кислот, в то же время как ГОСТ 31996-2012 нормирует максимальную концентрацию хлористого водорода. При этом нормы на все галогенные газы вместе в ГОСТ Р 59707-2021 жестче, чем в ГОСТ 31996-2012 только по одному галогенному газу.

Выводы

Любые кабели с маркировкой «нг», имеющие изоляцию и оболочку из ПВХ, должны выпускаться из материалов, отвечающих требованиям ГОСТ Р 59707-2021. В том случае, если речь идет о кабелях на 0,66; 1 или 3 кВ переменного напряжения, частотой 50 Гц, действует еще и ГОСТ 31996- 2012. Он обязывает производителя указывать в технических условиях используемые материалы. Соответственно, запросив технические условиях у производителя или органов стандартизации (можно порекомендовать сайт ФГБУ Российский институт стандартизации), вы узнаете, соответствуют ли материалы нормам ГОСТ Р 59707-2021.

Если кабель не распространяет горение при групповой прокладке, то он заведомо не будет его распространять и в случае одиночной прокладки.

Кабели, не распространяющие горение лишь при одиночной прокладке, в обозначении категории пожарной опасности имеют «O1». Эта категория разрешена только в кабельных сооружениях и производственных помещениях.

Для кабелей, которые не обладают даже такой степенью огнестойкости, указывают «О2». Но следует иметь в виду, что для всех кабелей на 0,66; 1 и 3 кВ, согласно ГОСТ 31996-2012 при выполнении внешней оболочки из ПВХ, нераспространение горения при одиночной прокладке является обязательным требованием. Для жилых помещений категория «О2» в любом случае недопустима.

ГОСТ на ПВХ-пластикаты, обеспечивающие нераспространение огня при одиночной прокладке, отсутствует. Да и необходимости в нем нет при массовом выпуске и большом разнообразии ассортимента кабелей с маркировкой «нг».

В общем, если вы хотите иметь гарантии, что в кабеле или проводе применен ПВХ, пожаробезопасность которого регламентируется на уровне ГОСТ, лучше выбрать изделия с индексом «нг» в маркировке, даже если речь идет об одиночной прокладке. Если кабель рассчитан на напряжения 0,66; 1 и 3 кВ, следует ориентироваться еще и на соответствие нормам ГОСТ 31996-2012, о котором производитель должен заявить в технических данных на кабель.

И в любом случае помните — для критически важных применений, где требуется огнестойкость, сертифицируется не отдельно кабель, а вся кабельная линия. Качественная изоляция — очень важный, но не единственный параметр, влияющий на пожарную безопасность оборудования.

Источник: Алексей Дубневский, журнал «Электротехнический рынок» № 1 (102), 2022 год

0>>C$водорода, циклогексена $\left( <>> \right)$ и циклогексана $\left( <>> \right)$ -241, -3800 и -3920 кДж/моль соответственно. Рассчитать теплоту гидрирования циклогексена.А. -111кДж/мольВ. -121 кДж/мольС. -118кДж/форма. -128кДж/моль

Подсказка- Чтобы решить этот вопрос, мы используем базовую теорию, связанную с тепловым сгоранием. Как известно, очень высокотемпературная экзотермическая окислительно-восстановительная химическая реакция между горючим (восстановителем) и окислителем представляет собой горение, при котором выделяется большое количество тепловой и световой энергии. В реакции известен как быстрое горение.

Полный пошаговый ответ:
Об энтальпии:
Энтальпия — это способность отражать немеханическую работу, а также отражать способность выделять тепло. Это термодинамическое свойство. Энтальпия – это сумма внутренней энергии системы, добавленной к произведению давления на ее объем. Обычно энтальпия обозначается как H; и некоторую удельную энтальпию, обозначаемую как h. джоуль, калория или БТЕ (британская тепловая единица) являются распространенными единицами, используемыми для выражения энтальпии.
Используемые формулы энтальпии: – H = E + PV
, где H обозначает энтальпию, E обозначает внутреннюю энергию системы, P обозначает давление, а V обозначает объем.
Теперь,
d H = T d S + P d V
Требуемая реакция
$> + \to >\Delta = ?$ … (1)
Запишем данные факты
$$+$\dfrac<1><2> \to $$O$
$\Delta $=-241 кДж/моль …. (2)

Требуемая реакция (1) может быть получена путем сложения уравнений (2) и (3) и вычитания (4) из суммы (2) и (3).
$> + \to >$
$\Delta $=$\left( <\Delta + \Delta < H_3>> \right) – \Delta $
= [-241+(-3800)] – (-3920)
= (-241-3800) – (-3920)
= -4041+3920=- 121 кДж/моль
Следовательно, теплота гидрирования циклогексена составляет -121 кДж/моль.
Таким образом, вариант (Б) является правильным ответом.

Примечание. Всегда помните, что горение органического топлива на воздухе всегда экзотермическое, потому что двойная связь в кислороде $\left( <> \right)$ намного слабее, чем другие двойные связи в форме костров и костров. , реакция горения была первой контролируемой химической реакцией, открытой людьми. Сжигание используется для уничтожения многих отходов, как неопасных, так и опасных и т.д.0003

Щелочноземельные металлы Ba, Sr, Ca и Mg могут быть отнесены к 12 классу химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал 12 класс химии JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 класс 12 химии JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А 11 класс химии JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды Кальций 12 класса химии JEE_Main

В Индии по случаю бракосочетания фейерверк 12 класса химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba, Sr, Ca и Mg могут быть отнесены к 12 классу химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал 12 класс химии JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 класс 12 химии JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А Химический класс 11 JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды А Кальций 12 химического класса JEE_Main

Глава 1 – Летучая зола – Инженерный материал – Летучая зола Факты для инженеров-дорожников – Переработка – Экологичность – Тротуары

Глава 1 – Летучая зола – Инженерный материал

• Верх
• >>

• Почему летучая зола?
• Производство
• Обращение с
• Характеристики
• Качество летучей золы

Почему летучая зола?

Что такое летучая зола? Летучая зола представляет собой мелкодисперсный остаток, образующийся в результате сжигания пылевидного угля и переносимый из камеры сгорания выхлопными газами. В 2001 году было произведено более 61 миллиона метрических тонн (68 миллионов тонн) летучей золы9.0003

Откуда берется летучая зола? Летучая зола образуется на угольных электрических и паровых электростанциях. Как правило, уголь измельчается и вдувается воздухом в камеру сгорания котла, где он немедленно воспламеняется, выделяя тепло и образуя расплавленный минеральный остаток. Котельные трубы извлекают тепло из котла, охлаждая дымовые газы и вызывая затвердевание расплавленного минерального остатка и образование золы. Крупные частицы золы, называемые зольным остатком или шлаком, падают на дно камеры сгорания, в то время как более легкие мелкие частицы золы, называемые летучей золой, остаются взвешенными в дымовых газах. Перед выпуском дымовых газов летучая зола удаляется с помощью устройств контроля выбросов твердых частиц, таких как электростатические осадители или рукавные фильтры (см. рис. 1-1).

Где используется летучая зола? В настоящее время более 20 миллионов метрических тонн (22 миллиона тонн) летучей золы ежегодно используется в различных инженерных целях. Типичные области применения в дорожном строительстве включают: бетон на портландцементе (PCC), стабилизацию грунта и дорожного основания, текучие наполнители, цементные растворы, конструкционные наполнители и асфальтовые наполнители.

Чем полезна летучая зола? Летучая зола чаще всего используется в качестве пуццолана в приложениях PCC. Пуццоланы представляют собой кремнийсодержащие или кремнисто-глиноземистые материалы, которые в тонкоизмельченном виде и в присутствии воды реагируют с гидроксидом кальция при обычных температурах с образованием вяжущих соединений.

Уникальная сферическая форма и гранулометрический состав летучей золы делают ее хорошим минеральным наполнителем для горячих асфальтобетонных смесей (HMA) и улучшают текучесть жидкотекучих наполнителей и цементных растворов. Консистенция и обилие летучей золы во многих областях открывают уникальные возможности для использования в конструкционных заполнителях и других применениях на автомагистралях.

Экологические преимущества. Использование летучей золы, особенно в бетоне, имеет значительные экологические преимущества, включая: (1) увеличение срока службы бетонных дорог и сооружений за счет повышения долговечности бетона, (2) чистое сокращение энергопотребления и выбросов парниковых газов и других вредных выбросов в атмосферу при полете зола используется для замены или вытеснения производимого цемента, (3) сокращения количества продуктов сгорания угля, которые необходимо утилизировать на свалках, и (4) сохранения других природных ресурсов и материалов.

Рисунок 1-1: Метод переноса золы-уноса может быть сухим, мокрым или обоими.

Производство

Зола-унос образуется при сжигании угля в электроэнергетических или промышленных котлах. Существует четыре основных типа угольных котлов: пылеугольные (PC), кочегарные или с подвижной колосниковой решеткой, циклоны и котлы с кипящим слоем (FBC). Котел PC является наиболее широко используемым, особенно для крупных электростанций. Остальные котлы чаще используются на промышленных или когенерационных объектах. Летучая зола, образующаяся в котлах FBC, в этом документе не рассматривается. Летучая зола улавливается из дымовых газов с помощью электростатических пылеуловителей (ЭСО) или в тканевых коллекторах фильтров, обычно называемых рукавными фильтрами. Физические и химические характеристики летучей золы варьируются в зависимости от методов сжигания, источника угля и формы частиц.

Как показано в таблице 1-1, из 62 миллионов метрических тонн (68 миллионов тонн) летучей золы, произведенной в 2001 году, было использовано только 20 миллионов метрических тонн (22 миллиона тонн), или 32 процента от общего объема производства. Ниже приводится разбивка использования летучей золы, большая часть которой используется в транспортной отрасли.

Handling

The collected fly зола обычно транспортируется пневматическим способом из бункеров электрофильтра или фильтрующей ткани в силосы для хранения, где она хранится в сухом состоянии в ожидании утилизации или дальнейшей обработки, или в систему, в которой сухая зола смешивается с водой и транспортируется (шлюзируется) в пруд для хранения на месте. .

Сухая собранная зола обычно хранится и обрабатывается с использованием оборудования и процедур, аналогичных тем, которые используются для обработки портландцемента:

• Летучая зола хранится в силосах, куполах и других хранилищах
• Летучая зола может транспортироваться с помощью аэрожелобов, ковшовых конвейеров и винтовых конвейеров или может транспортироваться пневматически по трубопроводам в условиях положительного или отрицательного давления
• Летучая зола транспортируется на рынки автоцистернами, железнодорожными вагонами и баржами/судами
• Летучая зола может быть упакована в супер-мешки или пакеты меньшего размера для специального применения

Собранная в сухом виде летучая зола также может быть увлажнена водой и смачивающими агентами, если применимо, с использованием специального оборудования (кондиционированного) и вывезена крытыми самосвалами для специальных применений, таких как структурные заполнители. Летучая зола, кондиционированная водой, может складироваться на рабочих площадках. Открытый складируемый материал должен поддерживаться во влажном состоянии или накрываться брезентом, пластиком или аналогичными материалами для предотвращения выброса пыли.

Характеристики

Размер и форма. Летучая зола обычно мельче, чем портландцемент и известь. Летучая зола состоит из частиц размером с ил, которые обычно имеют сферическую форму, как правило, размером от 10 до 100 микрон (рис. 1-2). Эти маленькие стеклянные шарики улучшают текучесть и удобоукладываемость свежего бетона. Тонкость помола является одним из важных свойств, влияющих на пуццолановую реакционную способность летучей золы.

Рисунок 1-2: Частицы летучей золы при 2000-кратном увеличении.

Химия. Летучая зола состоит в основном из оксидов кремния, алюминия, железа и кальция. Магний, калий, натрий, титан и сера также присутствуют в меньшей степени. При использовании в качестве минеральной добавки в бетон летучая зола классифицируется как зола класса C или класса F в зависимости от ее химического состава. Американская ассоциация государственных служащих дорожного транспорта (AASHTO) M 295 [Спецификация C 618 Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM)] определяет химический состав летучей золы класса C и класса F.

Зола класса C обычно образуется из суббитуминозных углей и состоит в основном из кальциево-алюмосульфатного стекла, а также кварца, трехкальциевого алюмината и свободной извести (CaO). Зола класса C также называется летучей золой с высоким содержанием кальция, поскольку она обычно содержит более 20% CaO.

Золы класса F обычно получают из битуминозных и антрацитовых углей и состоят в основном из алюмосиликатного стекла с добавлением кварца, муллита и магнетита. Летучая зола класса F или с низким содержанием кальция содержит менее 10 процентов СаО.

Цвет. Летучая зола может иметь цвет от желтовато-коричневого до темно-серого, в зависимости от ее химического и минерального состава. Желтовато-коричневые и светлые цвета обычно связаны с высоким содержанием извести. Коричневатый цвет обычно связан с содержанием железа. Цвет от темно-серого до черного обычно объясняется повышенным содержанием несгоревшего углерода. Цвет летучей золы обычно очень одинаков для каждой электростанции и угольного источника.

Рисунок 1-3: Типичные цвета золы

Качество летучей золы

Требования к качеству летучей золы варьируются в зависимости от предполагаемого использования. На качество летучей золы влияют характеристики топлива (уголь), совместное сжигание топлива (битуминозный и полубитуминозный уголь) и различные аспекты процессов сжигания и очистки/сбора дымовых газов. Четыре наиболее важные характеристики летучей золы для использования в бетоне: потери при прокаливании (LOI), крупность, химический состав и однородность.

LOI представляет собой измерение несгоревшего углерода (угля), оставшегося в золе, и является важной характеристикой летучей золы, особенно для бетонных применений. Высокий уровень углерода, тип угля (например, активированный), взаимодействие растворимых ионов в летучей золе и непостоянство содержания углерода могут привести к серьезным проблемам с воздухововлечением в свежем бетоне и могут неблагоприятно повлиять на долговечность бетона. AASHTO и ASTM определяют ограничения для LOI. Однако некоторые государственные транспортные департаменты будут указывать более низкий уровень для LOI. Углерод также можно удалить из летучей золы.

LOI не распространяется на некоторые виды использования летучей золы. Наполнитель в асфальте, текучий наполнитель и структурный наполнитель могут принимать летучую золу с повышенным содержанием углерода.

Крупность летучей золы наиболее тесно связана с рабочим состоянием угольных дробилок и измельчаемостью самого угля. Для летучей золы, используемой в бетонных применениях, крупность определяется как весовой процент материала, оставшегося на сите 0,044 мм (№ 325). Более грубая градация может привести к менее реактивной золе и более высокому содержанию углерода. Пределы тонкости указаны в спецификациях ASTM и государственного транспортного департамента. Летучая зола может быть обработана просеиванием или воздушной классификацией для улучшения ее тонкости и реакционной способности.

Некоторые не бетонные применения, такие как конструкционные заполнители, не зависят от крупности летучей золы. Однако другие области применения, такие как битумный наполнитель, в значительной степени зависят от крупности летучей золы и распределения ее частиц по размерам.

Химический состав летучей золы напрямую связан с химическим составом исходного угля и любых дополнительных видов топлива или добавок, используемых в процессах сжигания или дожигания. Используемая технология контроля загрязнения также может влиять на химический состав летучей золы. Электростанции сжигают большие объемы угля из разных источников. Угли можно смешивать, чтобы максимизировать эффективность генерации или улучшить экологические показатели станции. Химический состав летучей золы постоянно проверяется и оценивается для конкретных применений.

На некоторых станциях избирательно сжигают определенный уголь или модифицируют состав добавок, чтобы избежать ухудшения качества золы или придать зольной пыли желаемый химический состав и характеристики.

Однородность характеристик летучей золы от отгрузки к отгрузке необходима для обеспечения стабильного продукта. Химический состав и характеристики летучей золы обычно известны заранее, поэтому бетонные смеси разрабатываются и испытываются на работоспособность.

Рисунок 1-4: Микрофотографии золы-уноса (слева) и портландцемента (справа).