نظام اختبار الحريق في غرفة فرن نفق شتاينر UL910

غرفة فرن نفق شتاينر UL910

 

تصميم مُشار إليه في المعايير أدناه

 

5.2 المعلمات الفنية:

 

2.1 ملخص

 

يعتمد هذا الحل التقني على تكامل الأجهزة والكهرباء، ويستخدم نظام التحكم متعدد الوظائف المتقدم من OMRON للجمع بين تسلسل الإشعال، وسلامة الاحتراق، والتشابك الكهربائي، والتحكم التلقائي في درجة الحرارة، والتعديل اليدوي، وإنذار المراقبة، واكتساب البيانات / الاتصال في واحد. يستخدم نظام التحكم في درجة الحرارة والضغط في الفرن نظام التحكم المكون من وحدة تحكم OMRON + Advantech + برنامج Visual Basic للتحكم التلقائي والمراقبة عبر الإنترنت. تقوم محطة تشغيل Advantech العلوية بتشغيل ومراقبة معلمات العملية الضرورية للفرن. لديها تخزين البيانات والفحص والطباعة. ، ووظائف أخرى. في الوقت نفسه، وفقًا لمتطلبات معايير UL910 / NFPA262، يمكن إعداد غرفة اختبار احتراق مخصصة لاختبار الاحتراق، تعمل غرفة اختبار الاحتراق هذه على عزل فرن نفق شتاينر الأفقي بشكل فعال، وتثبيت نهاية قياس كثافة الدخان في غرفة مظلمة، وتجنب التداخل من الضوء الخارجي； منطقة اختبار الحرق، تعتمد طريقة تصميم مستقلة، وفقًا لمتطلبات المعيار، يجب أن توفر تدفق هواء حر. لذلك، أثناء الاختبار بأكمله، حافظ على الغرفة تحت ضغط هواء متحكم فيه من 0-12 باسكال (0-0.05 بوصة من حجم الماء) أعلى من ضغط الهواء المحيط. يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند 18.3 درجة مئوية - 26.7 درجة مئوية (65 درجة فهرنهايت - 80 درجة فهرنهايت) ورطوبة نسبية تتراوح بين 45-60٪.

 

2.1.1 شروط التصميم

نوع الفرن: فرن نفق شتاينر الأفقي

الأبعاد الرئيسية للفرن: حجم الفرن 7620 مم * 451 مم * 305 مم

عدد أغطية الفرن: فرن نفق شتاينر الأفقي: غطاء فرن واحد

درجة حرارة عمل الفرن: تصل إلى 600 درجة مئوية (درجة حرارة غاز المداخن)

الوقود: الميثان بنقاء لا يقل عن 95٪

القيمة الحرارية للوقود: 3500 وحدة حرارية بريطانية / رطل

ضغط الوقود: 0.4-0.5 ميجا باسكال

موديل الموقد: موقد مزدوج على شكل حرف U مقاس 3/4 بوصة

درجة حرارة عادم أنبوب المداخن:<250 درجة مئوية، عادة ما يتم التحكم في درجة حرارة غاز المداخن في حدود 200 درجة مئوية.

طريقة اختبار الجسم الذي تم اختباره: رفع سقف الفرن الأفقي للمكون

شروط التصميم 15 كيلو فولت أمبير، 380 فولت / 220 فولت، 3 مراحل. ملاحظات: يمكن تخصيص الجهد.

2.1.2 المعلمات الهيكلية

2.1.3 هيكل الفرن: طوب حراري + لوح من الفولاذ المقاوم للصدأ SUS304

2.1.4 هيكل قاع الفرن: طوب حراري 229 مم × 114.5 مم × 64 مم

2.1.5 نوع وكمية الموقد: 1 موقد مزدوج على شكل حرف U مقاس 3/4 بوصة.

2.1.6 طريقة عادم الدخان: عادم ميكانيكي للدخان + خلط الهواء البارد على الجدار الخلفي

2.1.7 طريقة فتح باب الفرن: رفع سقف المكون الأفقي والترجمة (بناء العميل)

2.1.8 رسم تخطيطي للفرن

2.1.4 الغرض:

لاختبار قابلية الاشتعال للكابلات والأسلاك UL910

2.1.5 مبادئ التصميم

اعتماد مبادئ التكنولوجيا المتقدمة والموثوقية والسلامة والعقلانية الاقتصادية

 

2.2 هيكل الفرن

 

2.2.1 هيكل الفرن

يتكون الهيكل الفولاذي للفرن من أنبوب مربع / أنبوب مستطيل ونهاية وقضيب جانبي ولوحة فولاذية لجسم الفرن. بعد لحامه بقوة عالية، فإنه يشكل كلاً صلبًا، والذي يمكن استخدامه دون تشوه لفترة طويلة.

لوحة جسم الفرن الفولاذية: SUS304، δ = 3 مم

إطار الفرن: Q235-A، أنبوب مربع / أنبوب مستطيل

قضبان الفرن المستعرضة: Q235-A، أنبوب مربع / أنبوب مستطيل

النافذة: مزيج مزدوج من زجاج الكوارتز والزجاج المقسى، δ = 3 مم، 70 مم ± 6 مم × 280 مم ± 38 مم

 

2.2.2 مواد مقاومة الفرن

يتكون بناء فرن الاختبار من الطوب الحراري، وفي الوقت نفسه، من أجل توفير اضطراب الهواء المطلوب أثناء عملية الاحتراق، يتم الحصول عليه عن طريق وضع ستة طوب حراري مقاوم للحرارة بطول 229 مم وطول 114.5 مم وعرض 64 مم (خط رأسي طويل للجدار وخط موازٍ بطول 114.5 مم). وفقًا لخط الوسط للموقد المقاس إلى خط الوسط للطوب الحراري، الطوب الحراري بالقرب من النافذة (دون إعاقة النوافذ) 1.98 م ± 152 مم، 3.96 م ± 152 مم و 5.79 ± 152 مم، المسافة من الجانب الآخر هي 1.37 م ± 152 مم، 2.90 م ± 152 مم و 4.88 م ± 152 مم.

أعلى مقاومة لدرجة الحرارة: 1427 درجة مئوية (2600 درجة فهرنهايت)

الكثافة الظاهرية: 0.77 ± 0.046 جم / سم 3

التوصيل الحراري عند متوسط درجة الحرارة:

260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت) 0.23 واط / م ·؛ درجة مئوية

538 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) 0.27 واط / م ·؛ درجة مئوية

815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت) 0.32 واط / م ·؛ درجة مئوية

1093 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت) 0.37 واط / م ·؛ درجة مئوية

2.2.3 باب الفرن وآلية الضغط

باب تشغيل الفرن فوق جسم الفرن، كجهاز إغلاق لجسم الفرن. يتكون من عوازل معدنية وغير عضوية، عوازل تتكون من عوازل غير عضوية، مادة عازلة غير عضوية بسمك 51 مم ± 6 مم

باب الفرن الأفقي ملحوم بفولاذ مقطعي، استخدم طريقة الرفع الرأسي ذاتي الوزن لضغطه، لمراقبة حالة الفرن، نوافذ المراقبة المثبتة على جانبي جدار الفرن، للحصول على ختم فعال، يعمل الختم المائي الفعال كختم بين باب الفرن وجسم الفرن، باستخدام ماء الصنبور كمصدر للمياه المتداولة لا يمكنه فقط توفير ختم لجودة فحص جسم الفرن وباب الفرن، ولكنه يزيل أيضًا الحرارة أثناء اختبار الاحتراق ويحمي جسم الفرن بشكل فعال.

يجب على المختبر توفير الرافعة لرفع الغطاء.

أقصى درجة حرارة استخدام فعالة تصل إلى 1050 درجة مئوية；

الكثافة: 335 ± 5 كجم / م 3؛

التوصيل الحراري: 0.085 واط / م كيه @ 400 درجة مئوية

الأبعاد 7620 ± 50 مم * 451 ± 5 مم * 305 ± 5 مم

2.2.4 غرفة المدخل والحاجز المدخل

يتكون الهيكل الفولاذي للفرن من أنبوب مربع / أنبوب مستطيل ونهاية وقضيب جانبي ولوحة فولاذية لجسم الفرن. بعد لحامه بقوة عالية، فإنه يشكل كلاً صلبًا، والذي يمكن استخدامه دون تشوه لفترة طويلة. يتم التحكم في حاجز مدخل الهواء هوائيًا ويمكن فتحه وإغلاقه تلقائيًا. غرفة المدخل يجب أن يحتوي هذا العنصر على فتحة مستطيلة مقاس 298.5 مم ± 6 مم × 464 مم ± 6 مم للسماح للهواء بالمرور عبر الحاجز الأقرب إلى غرفة اختبار الاحتراق.

لوحة الفرن الفولاذية: SUS304، δ = 3 مم

إطار الفرن: Q235-A، أنبوب مربع / أنبوب مستطيل

أضلاع الفرن المستعرضة: Q235-A، أنبوب مربع / أنبوب مستطيل

2.2.4 نظام عادم الدخان ونظام التحكم في ضغط الفرن

يعتمد عادم جسم الفرن شكل العادم الميكانيكي لضمان أن الضغط ودرجة الحرارة في الفرن وغاز العادم تفي بالمتطلبات القياسية. يتضمن قسم الانتقال، وخط أنابيب عادم الدخان، وصمام الفراشة الأوتوماتيكي، ونظام التحكم في فرق الضغط. قسم الانتقال: عنصر من الفولاذ المقاوم للصدأ ذو مقطع مستطيل بطول 902 مم ± 6 مم × 686 مم ± 6 مم بعرض × 438 مم ± 6 مم في الارتفاع، و 457 مم ± 6 مم يتكون من قسم انتقالي بيضاوي مستطيل طويل، ويرتبط القسم الانتقالي البيضاوي المستطيل بأنبوب عادم بقطر داخلي (I.D.) يبلغ 406 مم ± 3 م. يتم عزل الجزء الخارجي من القسم الانتقالي بغطاء من الألياف الخزفية بسمك 51 مم، بكثافة 130 كجم / م 3. اللوحة الفولاذية هي SUS304، δ = 1.5 مم. أنبوب العادم: أنبوب عادم بقطر داخلي 406 مم ± 3 مم، يمتد من نهاية عادم قسم الانتقال من 4.88 م إلى 5.49 م إلى الخط المركزي لنظام قياس الدخان، وذلك لتوفير تدفق غاز عادم مختلط تمامًا. يجب عزل فتحة أنبوب العادم بمادة غير عضوية عالية الحرارة لا تقل عن 51 مم، من بداية جزء نقل العادم إلى نظام الكشف عن الدخان. اللوحة الفولاذية هي SUS304، δ = 1.5 مم. نظام التحكم في فرق الضغط: يجب أن يتكون الكاشف من عمود من الفولاذ المقاوم للصدأ بطول عمود مصنف ضعف القطر الخارجي للعمود، وطول صنبور مقياس المسودة هو 25 ± 12 مم. 25 ± 12 مم، وقسم صلب مركزي. يتم توصيل المسبار ثنائي الاتجاه بجهاز استشعار ضغط، والذي يمكنه قراءة قيمة الضغط في الفرن بشكل فعال.

 

مخمد العادم: 406 مم I.D. يتم تثبيت مخمد التحكم في تدفق الأنبوب المكون من قطعة واحدة من الأنبوب على ارتفاع 1.68 م ± 0.15 م أسفل أنبوب عادم نظام قياس الدخان، والخط المركزي هو الخط المركزي.

تظهر المواضع النسبية لمكونات انتقال العادم وقنوات العادم وأنظمة قياس الدخان ومخمدات قنوات العادم في الشكل.

من أجل الحفاظ على التحكم في تدفق الهواء أثناء عملية الاختبار بأكملها، يجب التحكم في مخمد أنبوب العادم بواسطة نظام تغذية راجعة مغلق الحلقة يشكل اتصالاً فعالاً مع نظام التحكم في فرق الضغط.

2.2.5 رسم التأثير: غرفة فرن نفق شتاينر

2.3 نظام الحرق

 

2.3.1 الموقد

يجب توفير الغاز للموقد عن طريق قناة دخول واحدة، وتوزيعه عبر قسم T لكل موقد. أنبوب الكوع المصنف بفتحة هواء 19 مم (0.75 بوصة)، يجب أن تكون مستوى الموقد موازية لأرضية غرفة الاختبار. يسمح هذا بتوجيه الغاز مباشرة إلى العينة. يستخدم كل موقد الخط المركزي 102 مم ± 6 مم على كل جانب من الخط المركزي لغرفة اختبار الاحتراق الخاصة به لتعويض المواضع بحيث يتم توزيع لهب الموقد بالتساوي.

استخدم نظام الإشعال الإلكتروني لإشعال موقد الغاز من مسافة بعيدة، وأداء السلامة المضمون، ومشع الإشعال عالي الجهد، 44 كيلو فولت، 50 مللي أمبير، والحد الأدنى لجهد قطب الإشعال هو 1.8 كيلو فولت.

2.3.2 مجموعة الصمامات

2.3.3.1 نظام خط أنابيب الغاز

يتم إرسال الميثان بنقاء لا يقل عن 95٪ إلى الفرن من خلال صمامات الكرة، وصمامات تخفيض الضغط، ومقاييس الضغط، وصمامين لولبيين، ووحدات التحكم في التدفق الكتلي.

2.3.3.2 مكونات خط أنابيب الغاز:

① صمام تخفيض الضغط: صمام تخفيض الضغط الياباني Ito Mirai مع تعويض ضغط الدخول وإيقاف التشغيل بضغط صفري، وفقًا لتوتر الزنبرك المحدد. يظل ضغط مخرج صمام تنظيم الضغط ثابتًا ولا يتأثر بالتغيرات في تدفق الغاز. عندما لا يتدفق الغاز عبر صمام تخفيض الضغط، يغلق صمام التنظيم تلقائيًا.

② صمام لولبي: يفتح للإغلاق، ووقت الإغلاق السريع 1 ثانية، ويلعب استجابة سريعة وإغلاق سريع. أقصى تردد للتشغيل: 20 مرة / دقيقة، أقصى ضغط للتشغيل: 360 مللي بار.

③ مقياس ضغط مفتاح الضغط: قم بقياس ضغط خط أنابيب الغاز الرئيسي، ومهد الطريق لضبط ضغط الغاز أثناء مرحلة التشغيل، والتي يمكن أن تضمن الحفاظ على ضغط خط أنابيب الغاز عند المستوى الطبيعي. نطاق الضغط: 0 ~ 20 كيلو باسكال.

④ وحدة التحكم في التدفق الكتلي: وحدة التحكم في التدفق الكتلي الأمريكية AALBORG، فولاذ مقاوم للصدأ 316، أقصى ضغط 1000 رطل لكل بوصة مربعة (70 بار)، معدل التسرب أقل من 1 × 10-7 سم / ثانية، معايرة بواسطة NIST، إشارة 0 ～ 5VDC و 4 ～ 20mA، حماية الدائرة، سرعة التحكم ≤ 2 ثانية، دقة التحكم هي ± 1٪ FS، التكرار ± 0.5FS، نطاق درجة الحرارة 0 ～ 50 درجة مئوية، نطاق الرطوبة 0 ～ 90٪، شاشة رقمية، يلبي إمداد الغاز 5000 وحدة حرارية بريطانية (5.3 ميجا جول) / أثناء اختبار التحكم التلقائي، تسجل البرامج تلقائيًا كمية الغاز المستخدمة؛ يمكنها التعاون مع الموقد الناتج القياسي 5.3 ميجا جول / دقيقة من الحرارة، ووفقًا للمعايير المختلفة، يمكن التحكم في تدفق الغاز بواسطة مقياس التدفق الكتلي، ونطاق القياس هو 0 ~ 160 لتر / دقيقة، والذي يمكنه تغيير الموقد الناتج عن القيمة الحرارية، يمكن أن تصل أقصى طاقة إنتاج إلى 100 ميجا جول / دقيقة؛

⑤ مرشح الغاز: مرشح غاز Guilong الإيطالي، فتحة مرشح القطن <50um2.4 نظام قياس كثافة الدخان

 

2.4.1 مصدر ضوء نظام قياس كثافة الدخان

 

مصباح أمريكي GE 12V محكم الغلق، عدسة نظيفة، كشاف تلقائي مثبت على المقطع العرضي لقناة العادم، يجب أن يضيء شعاع الضوء لأعلى على طول المحور الرأسي لأنبوب العادم، يجب أن يمر الشعاع الأسطواني عبر فتحات بقطر 76 مم ± 3 مم في الجزء العلوي والسفلي من الأنبوب 406 مم (16 بوصة) I.D.، ويجب أن تتركز الحزم المجمعة في مركز الخلية الكهروضوئية.

2.4.2 جهاز استقبال لنظام قياس كثافة الدخان

يجب وضع الخلايا الكهروضوئية التي تخرج مباشرة وفقًا لنسبة الضوء المستلم فوق مصدر الضوء، والمسافة الإجمالية من مسار الضوء إلى البطارية هي 914 مم ± 102 مم. يجب توصيل الخلايا الكهروضوئية بمعدات التسجيل، والتي تستخدم لإظهار أن الضوء الساقط في الدخان المتلاشي قد تم إضعافه بسبب ظروف خاصة وتأثيرات أخرى.

2.4.4 منحنى التسخين: تلبية متطلبات التحكم في ارتفاع وانخفاض درجة الحرارة وانحراف درجة حرارة الفرن.

2.4.5 معايير التحكم في ضغط الفرن ودرجة الحرارة: يتم التسخين المسبق باستخدام لوح فولاذي وطبقة من لوح أسمنت مقوى بالألياف غير مطلي بسمك 6 مم × 2.44 م، وعرضه بما يكفي لوضعه على دعامات الغرفة كما هو موضح، مع وجود سقف قابل للإزالة في مكانه. تم تزويد الوقود بالميثان، وتم تعديله إلى معدل التدفق المطلوب باستخدام فتحة 16 مم ± 1.5 مم في الحاجز المدخل. تم إجراء التسخين المسبق حتى وصلت درجة الحرارة إلى 66 درجة مئوية ± 3 درجة مئوية كما هو موضح بواسطة المزدوجة الحرارية الأرضية عند 7.09 م ± 13 مم. سُمح لغرفة اختبار الاحتراق بالتبريد عندما وصلت درجة الحرارة المشار إليها بواسطة المزدوجة الحرارية الأرضية عند 3.96 م إلى 41 درجة مئوية ± 3 درجة مئوية.

2.4.6 سرعة تدفق الهواء: يتم تحديد هذه النقاط السبع عن طريق تقسيم النفق إلى سبعة أقسام متساوية وتسجيل سرعة التدفق في المركز الهندسي لكل قسم. تقع النقاط على بعد 7 أمتار ± 25 مم من الخط المركزي لفرن الغاز و 152 مم ± 6 مم أسفل مستوى دعامة السقف. يجب الحصول على سرعة تدفق تبلغ 1.22 م / ثانية ± 0.025 م / ثانية (4 قدم / ثانية ± 0.083 قدم / ثانية).

تمت الترجمة باستخدام DeepL.com (إصدار مجاني)

2.4.7 المزدوجة الحرارية للفرن: يجب إدخال مزدوجة حرارية من سبائك النيكل والكروم 19 AWG عند الباب مع وصلة 9.5 مم ± 3 مم مكشوفة للهواء في غرفة الاحتراق من خلال أرضية غرفة الاختبار. يجب أن يكون طرف المزدوجة الحرارية على بعد 25.4 مم ± 3 مم أسفل السطح العلوي لشريط الألياف الزجاجية، و 7.01 م ± 13 مم من الخط المركزي لفوهة الفرن، وفي منتصف عرض غرفة الاحتراق. يجب وضع مزدوجة حرارية من سبائك النيكل والكروم 19 AWG مضمنة على بعد 3.2 مم ± 1.5 مم أسفل سطح أرضية غرفة الاختبار على بعد 3.96 م ± 13 مم من الخط المركزي لفوهة الفرن و 7.09 م ± 13 مم من الأسمنت الحراري وفي منتصف عرض غرفة الاحتراق.

بيئة العمل

يجب تزويد غرفة اختبار الحريق التي تقع فيها غرفة الاختبار ونظام قياس الدخان بحالة تدفق حر للهواء للحفاظ على ضغط متحكم فيه في الغرفة من 0 إلى 12 باسكال (0 إلى 0.05 بوصة من عمود الماء) فوق ضغط الهواء المحيط طوال مدة كل اختبار. يجب أن تكون درجة الحرارة 18.3 درجة مئوية إلى 26.7 درجة مئوية (65 درجة فهرنهايت إلى 80 درجة فهرنهايت) ويجب أن تكون الرطوبة النسبية 45٪ إلى 60٪.

يتم تركيب أجهزة تكييف الهواء والترطيب وإزالة الرطوبة للتحكم في درجة الحرارة والرطوبة الداخلية، ويتم توفير مقياس درجة الحرارة والرطوبة لمراقبة البيئة الداخلية، بالإضافة إلى مقياس الضغط الجوي لمراقبة الضغط الداخلي.

 

1.2 متطلبات المياه والكهرباء والغاز لتركيب المعدات

 

1.2.1 متطلبات المياه

 

1.2.1.1 تبريد دعم فرن النفق: ماء الصنبور، 0.07 ميجا باسكال

1.2.2 متطلبات الموقع

1.2.2.1 مساحة أرضية فرن النفق: الطول لا يقل عن 22 مترًا، والعرض لا يقل عن 4 أمتار، والارتفاع لا يقل عن 4 أمتار؛

1.2.3 المتطلبات الكهربائية

1.2.3.1 متطلبات الكهرباء 1: 220 فولت، 50 هرتز

1.2.3.2 متطلبات الكهرباء 2: 380 فولت، 50 هرتز

UL 910: معيار UL لاختبار السلامة لقيم انتشار اللهب وكثافة الدخان لكابلات الألياف الكهربائية والبصرية المستخدمة في الأماكن التي تنقل الهواء البيئي

5.2 المعلمات الفنية:

 

1. تلبية متطلبات معايير اختبار NFPA 262 و UL910، بالإضافة إلى البيانات والمنحنيات المطلوبة لتسجيلها في المعايير؛

 

2. جهاز قياس كثافة الدخان، انحراف 1٪، نطاق تقلب كامل النطاق أقل من 1٪، يمكن تأكيده عن طريق المعايرة بعد المرشح؛

3. مع صندوق مدخل الهواء في الحالة المفتوحة، يمكن لمروحة الطرد المركزي أن تجعل الضغط الثابت في قسم قياس الضغط الثابت يصل إلى 37 باسكال؛

4. مع إغلاق صندوق مدخل الهواء، يرتفع الضغط الثابت إلى 93 باسكال على الأقل؛

5. يمكن تعديل سرعة الهواء في صندوق الاحتراق إلى 1.22 م / ثانية ± 0.025 م / ثانية؛ يجب تسجيل سرعة الهواء في سبع نقاط، كل منها على بعد 7 أمتار ± 25 مم (23 قدمًا ± 1 بوصة) من الخط المركزي لموقد الغاز و 152 مم ± 6 مم (6 بوصات ± 0.25 بوصة) أسفل مستوى شفة دعم الغطاء العلوي. حدد هذه النقاط السبع عن طريق تقسيم عرض المدخنة إلى سبعة أجزاء متساوية وتسجيل سرعة الهواء في المركز الهندسي لكل جزء.

6. إمداد غاز قابل للتعديل يبلغ 86 كيلو واط ± 2 كيلو واط (294000 ± 7300 وحدة حرارية بريطانية / ساعة)؛ يجب تسجيل خرج الخلية الكهروضوئية، وضغط الغاز، وفرق الضغط عبر لوحة الفتحة، وحجم الغاز المستخدم بشكل مستمر على فترات زمنية مدتها ثانيتان طوال الاختبار.

7. يجب أن يكون منحنى ارتفاع درجة الحرارة مشابهًا للمنحنى المطلوب في المعيار، مع انحراف بنسبة 2٪ أو أقل؛

8. تقرير عن إخراج رسم بياني لمسافة انتشار اللهب مقابل الوقت خلال فترة الاختبار

9. تقرير عن إخراج رسم بياني لسرعة خط الأنابيب أثناء الاختبار.

5.3 قبول المواد القياسية:

يتم استخدام الكابل القياسي TP149 لتقييم قبول المعدات، وتظهر نتائجه الموصى بها في الجدول أدناه: