Identyfikatory
Warianty tytułu
Research of the Fireproof Capability of “Amotherm Steel Wb” Coating for Metal Constructions Protection Using an Experiment-Calculation Method
Badanie z wykorzystaniem metody obliczeniowo-eksperymentalnej właściwości ogniochronnych powłoki „Amotherm Steel WB” dla zabezpieczenia konstrukcji metalowych
Języki publikacji
Abstrakty
Цель: Определение характеристики огнезащитной способности огнезащитного покрытия „Amotherm Steel Wb” расчетно- экспериментальным методом решением обратных задач теплопроводности на основе данных огневых испытаний. Методы: Для определения предела огнестойкости металлических пластин с огнезащитным покрытием использованы экспериментальные методы исследования поведения образцов при нагревании, регламентированных требованиями ДСТУ Б В.1.1-4-98 и ДСТУ-Н-П Б В.1.1–29:2010; математическое и компьютерное моделирование процессов нестационарного теплообмена в системе «металлическая пластина – вспучивающееся огнезащитное покрытие»; определение теплофизических характеристик и характеристики огнезащитной способности исследуемого покрытия. Результаты: Проведены огневые испытания металлических пластин, покрытых огнезащитным составом „Amotherm Steel Wb”, в условиях стандартного температурного режима. На основе полученных данных (температуры с необогреваемой поверхности пластины), решением обратных задач теплопроводности определены теплофизические характеристики образованного огнезащитного покрытия, которые зависят от температуры, и характеристику огнезащитной способности исследуемого покрытия для предела огнестойкости металлической конструкции 30 мин. Выводы: Доказана эффективность вспучивающегося огнезащитного покрытия „Amotherm Steel Wb” и установлена зависимость коэффициента его теплопроводности от температуры в условиях нагрева в испытательной печи металлической пластины с этим покрытием при стандартном температурном режиме. При этом выявлено, что в диапазоне температур от 0°С до 500°С значение коэффициента теплопроводности покрытия падает на порядок по сравнению с исходным значением, и проходит через минимальное экстремальное значение 0,003 Вт/м·К (при температуре 500°С), что объясняется вспучиванием покрытия и увеличением его пористости, а дальше линейно возрастает до начального значения, что объясняется появлением радиационной составляющей в порах покрытия в сочетании с его высокотемпературной усадкой и обугливанием. Выявлена взаимосвязь между толщиной вспучивающегося огнезащитного покрытия „Amotherm Steel Wb” и огнестойкостью металлических конструкций, а также рассчитаны необходимые минимальные толщины такого покрытия от толщины металлической пластины для обеспечения значения предела огнестойкости 30 минут.
Purpose: To examine the fireproof capability of a fire-retardant coating (“Amotherm Steel Wb”), using an experiment-calculation approach to address inverse heat conduction problems during fire tests. Methods: Application of experimental research methods to samples, in accordance with the requirements of National Standards of Ukraine B.V. 1.1.-4-98 and N-P B V.11-29:2010, to examine the behaviour of samples which are exposed to a heating process. Utilising mathematical and computer modelling techniques to processes involving unsteady heat transfer in a procedure “Metal plate – Intumescent Fire Retardant Coating”, to determine thermal characteristics and fireproof capability of examined coating. Results: Fire tests of metal sheets covered by the flame retardant “Amotherm Steel Wb” were performed in standard temperature conditions. Based on derived data (temperature from the unheated sheet surface), with the aid of a solution to the problem of inverse heat conduction, the thermal characteristics of a created fire-retardant coating were determined. The formation of a protective screen depends on temperature levels. The level of protection against fire for a sample metal construction R30 was 30 minutes. Conclusions: The effectiveness of an intumescent coating “Amotherm Steel Wb” was verified. Research revealed a dependence relationship between the heat conduction coefficient and temperature of the metal sheet covered with this coating during heating in the experimental oven at standard temperature conditions. Additionally, it was discovered that within the temperature range from 0°С to 500°С the value of heat conductivity coefficient of coating decreases, compared with the exit value, and achieves the lowest value of 0.003 W/mK (at the temperature of 500°С). This may be explained by bulging of the coating and its increased porosity. Furthermore, the heat conductivity coefficient growth to the initial value adopts a linear pattern which explains the appearance of radioactive elements in the coating pores attributable to high temperature shrinkage and charring. A dependence relationship was identified between the thickness of intumescent coating “Amotherm Steel Wb” and fire-retarding quality of metal constructions. Additionally, the required minimal thickness of the fire retardant covering was calculated to ensure fire resistance parameters for 30 minutes. The required thickness of covering is dependent on the thickness of the metal plate.
Cel: Określenie charakterystyki zdolności do zabezpieczenia przed ogniem powłoki ogniochronnej „Amotherm Steel Wb” z wykorzystaniem obliczeniowo-eksperymentalnej metody rozwiązania odwrotnych zadań przewodzenia ciepła na podstawie danych testów ogniowych. Metody: W celu określenia stopnia odporności ogniowej płyt metalowych pokrytych powłoką ogniochronną wykorzystano eksperymentalne metody badań zachowania się, reglamentowanych wymogami ДСТУ Б В.1.1-4-98 и ДСТУ-Н-П Б В.1.1–29:2010, próbek podczas ich nagrzewania; matematyczne i komputerowe modelowanie procesów niestacjonarnej wymiany ciepła w systemie „płyta metalowa – pęczniejąca powłoka ogniochronna”; określenie termofizycznych charakterystyk oraz charakterystyki zdolności ogniochronnej badanej powłoki. Wyniki: Przeprowadzono testy ogniowe płyt metalowych pokrytych mieszaniną ogniochronną „Amotherm Steel Wb” w standardowych warunkach termicznych. Na podstawie otrzymanych danych (temperatury nieogrzewanej powierzchni płyty), z wykorzystaniem rozwiązania zagadnienia odwrotnego przewodzenia ciepła, określono właściwości termofizyczne powstałej powłoki ogniochronnej, które zależą od temperatury. Opisano charakterystykę zdolności ogniochronnej badanej powłoki dla stopnia odporności ogniowej konstrukcji metalowej wynoszącej 30 minut. Wnioski: Udowodniona została skuteczność pęczniejącej powłoki ogniochronnej „Amotherm Steel Wb” i wykazana została zależność współczynnika przewodzenia przez nią ciepła od temperatury nagrzewanej w piecu eksperymentalnym metalowej płyty pokrytej tego rodzaju powłoką przy standardowych warunkach termicznych. Dodatkowo zauważono, iż w przedziale temperatur od 0°С do 500°С wartość współczynnika przewodzenia ciepła powłoki obniża się w porównaniu z wartością wyjściową i osiąga najniższą wartość 0,003 W/mK (przy temperaturze 500°С), co może być wyjaśnione pęcznieniem powłoki i zwiększeniem jej porowatości, a następnie dalej liniowo rośnie do wartości początkowej, co może wyjaśniać pojawienie się składowej radiacyjnej w porach powłoki w połączeniu z jej kurczeniem się i zwęglaniem przy wysokiej temperaturze. Odkryto zależność między grubością pęczniejącej powłoki ogniochronnej „Amotherm Steel Wb” i odpornością ogniową konstrukcji metalowych, a także obliczono konieczną minimalną grubość takiej powłoki w zależności od grubości płyty metalowej w celu zapewnienia parametru odporności ogniowej na poziomie 30 minut.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
107--113
Opis fizyczny
Bibliogr. 9 poz., il.
Twórcy
autor
- Academy of Fire Safety named after Chernobyl Heroes, Cherkassy, Ukraine
autor
- Academy of Fire Safety named after Chernobyl Heroes, Cherkassy, Ukraine
Bibliografia
- 1. Boris O.P., Polovko A.P., Iuzkiv T.B., Ekspres-metodyka otciniuvannia vognezakhisnoi zdatnosti vognezakhisnikh materialiv, „Naukovii visnik UkrNDIPB” Vol. 26, Issue 2, pp. 95-99.
- 2. Bazhenov S.V., Naumov Iu.V., Vliianie neodnorodnosti tolshchiny vspuchivaiushchegosia pokrytiia dla metallicheskikh konstruktcii na ognezashchitnuiu effektivnost s uchetom deformacii koksovogo sloia pri teplovom vozdeistvii (usloviia pozhara), „Pozharnaia bezopasnost”, Issue 6, 2004, pp. 57–62.
- 3. Krukovskii P.G., Obratnye zadachi teplomassoperenosa (obshchij inzhenernyi podkhod, Institut tekhnicheskoi teplofiziki NAN Ukrainy, Kiev, 1998, s. 218.
- 4. Kachkar E.V., Obosnovanie parametrov trekhsloinykh peregorodok s mineralovatnymi plitami dla zdanii i sooruzhenii s uchetom ikh ognestoikosti : dis. … kandidata tekhn. nauk : 21.06.02 / 2009., s. 157.
- 5. Novak S.V., Matematicheskoe modelirovanie processov teploobmena v ognestoikikh konstrukciiakh: avtoref. diss. na soiskanie uchen. stepeni kand. tekhn. nauk: spec. 05.14.05 Teoreticheskaia teplotekhnika, Kkarkov, 1996, s. 24.
- 6. Tcvіrkun S.V., Udoskonalennia metodu viznachennia vognezahisnoi zdatnostі pokrittіv metalevikh konstrukcіi: avtoref. dis. na zdobuttia nauk. stupenia kand. tekhn. nauk : spec. 21.06.02 „Pozhezhna bezpeka”, Kiiv, 2006, p. 20.
- 7. Kovalev A.I., Usovershenstvovanie metoda otcenki ognezashchitnoi sposobnosti pokrytii zhelezobetonnykh perekrytij: diss. … kandidata tekhn. nauk : 21.06.02, 2012, s. 163.
- 8. Reglament robit z vognezakhistu dlia vognezakhisnoi rechovini „Amotherm Steel Wb”, shcho spuchuyetsia, dlia stalevykh konstruktcii, DITB Ukrayiny, 2012, 95/1/36946711, s. 29.
- 9. Zakhist vid pozhezhi. Budivelni konstruktcii. Metody vyprobuvannia na vognestiikist. Zakhalni vymohy (ISO 834:1975): DSTU B V.1.1-4-98. – [Chinnii vid 1998-10-28], K. : Ukrarkhbudynform, 1999, s. 21 (Derzhavnii standart Ukrainy).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-dc336d45-d422-49f8-8eb5-b254aa8449b6
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.