耐热与耐火检测
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发布时间:2025-07-04 10:53:43 更新时间:2025-07-03 10:53:42
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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耐热性与耐火性是评价材料、构件及产品在高温或火灾条件下能否保持其基本功能、结构完整性和安全性的核心指标,尤其在建筑、交通(如汽车、航空航天)、电子电气、化工、消防等领域至关重要。耐热检测侧重于材料在持续高温环境下的物理化学稳定性、机械强度保持能力及尺寸变化;而耐火检测则更聚焦于材料或构件在标准火灾条件(模拟真实火灾的升温曲线)下,抵抗火焰穿透、热量传递以及维持承重、分隔或隔热功能的时间,即“耐火极限”。这些检测不仅关乎财产安全,更是人员生命安全的重要保障,是产品认证、工程设计、规范验收不可或缺的环节。
耐热与耐火检测涵盖一系列具体项目,根据材料和用途不同有所侧重:
1. 耐火极限: 这是耐火检测的核心指标。指建筑构件(如墙体、楼板、梁柱、门窗、防火卷帘、管道贯穿封堵等)或特定产品(如防火电缆槽盒、防火阀)在标准火灾试验中,从开始受火作用直至失去所要求的完整性(防止火焰和热气穿透)、隔热性(背火面平均温升或单点温升不超过限值)和/或承载能力(结构垮塌或丧失支撑能力)的时间,通常以小时(h)计(如30min, 60min, 90min, 120min, 180min等)。
2. 耐热等级: 评估材料(如绝缘材料、塑料、复合材料)长期暴露在特定高温下,其关键性能(如电气绝缘性、机械强度、外观、尺寸)的保持能力。常用温度指数(TI)或相对温度指数(RTI)表示,例如UL的RTI值(电气、冲击、拉伸)。
3. 热稳定性: 检测材料在程序升温或恒定高温下是否发生分解、熔化、显著变形、冒烟或释放有毒有害气体。常用于塑料、高分子材料、密封胶、涂料等。
4. 燃烧性能: 评估材料的可燃性、火焰蔓延速率、热释放速率、烟密度、烟气毒性等。常见测试如UL 94(塑料可燃性等级)、氧指数(LOI)、锥形量热仪(CONE)、SBI(单体燃烧)测试等。虽然更侧重“燃”,但与耐火性紧密相关,是材料选择的基础。
5. 高温力学性能: 测试材料在设定高温环境下的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度、弹性模量、蠕变性能等。
6. 热传导系数/导热系数: 测量材料传导热量的能力,对于评价隔热材料(如防火保温材料)的耐火隔热性能至关重要。
进行耐热与耐火检测需要高度专业化和精密的设备:
1. 耐火试验炉: 这是进行耐火极限测试的核心设备(如建筑构件炉、水平/垂直炉、门窗炉、柱炉)。炉内可精确控制按特定标准(如ISO 834, BS 476, GB 9978, ASTM E119)规定的升温曲线(时间-温度曲线),并能模拟承重或约束条件。配备大量热电偶监测炉温、背火面温度及构件内部温度。
2. 高温试验箱/烘箱: 提供稳定的高温环境,用于耐热老化测试、长期耐热性评估、热变形温度测试(维卡、HDT)、高温力学性能测试前的试样预热等。控温精度和均匀性是关键指标。
3. 热重分析仪: 测量材料在程序控温下质量随温度/时间的变化,分析其热分解温度、失重速率、残余物含量等,评估热稳定性。
4. 差示扫描量热仪: 测量材料在程序控温下吸收或释放的热量,用于确定熔点、玻璃化转变温度、结晶温度、比热容以及反应热等,研究材料的热行为。
5. 锥形量热仪: 在模拟真实火灾条件下(辐射热源),精确测量材料的热释放速率(HRR)、点燃时间、质量损失速率、烟生成速率、有效燃烧热等关键燃烧参数。
6. 燃烧性能测试设备: 包括UL 94阻燃等级测试仪、氧指数测定仪、建材烟密度测试箱、SBI单体燃烧测试装置、火焰传播测试仪等。
7. 高温力学试验机: 配备高温炉的万能材料试验机,可在设定高温下进行拉伸、压缩、弯曲、剪切等力学性能测试。
8. 导热系数测定仪: 如防护热板法、热流计法设备,精确测量材料的导热系数。
9. 热电偶、红外测温仪、热流计: 用于精确测量温度分布和热流密度,是几乎所有热相关测试的基础传感器。
检测方法严格遵循相关国际、国家或行业标准:
1. 耐火极限测试方法: 严格按照ISO 834、GB/T 9978.1、ASTM E119、BS 476-20/22、EN 136系列等标准进行。将试样安装在专用炉体上,按标准升温曲线加热,同时施加规定的载荷(对于承重构件),实时监测炉温、背火面温度分布、构件变形、裂缝及完整性(棉垫点燃试验/缝隙探棒试验),记录失去完整性、隔热性或承载能力的时刻。
2. 耐热性/热稳定性测试方法: * 长期耐热性: 将试样置于高温试验箱中规定温度下,经过规定时间(如1000h, 3000h, 5000h)后,测试其关键性能(电气、机械)的变化率,依据标准(如IEC 60216, GB/T 11026)评定温度指数。 * 热变形温度: 按ISO 75, ASTM D648, GB/T 1634等标准,将试样在规定载荷下置于硅油浴或空气浴中匀速升温,测量其达到规定变形量(如0.2mm, 1.0mm)时的温度。 * 热重分析: 按ISO 11358, ASTM E1131等标准,在惰性或氧化气氛中以恒定速率加热样品,记录质量变化曲线。 * 差示扫描量热: 按ISO 11357, ASTM E967等标准进行。
3. 燃烧性能测试方法: 每种燃烧特性都有对应的特定标准方法,例如: * UL 94:塑料材料的可燃性等级(HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB)。 * ISO 4589-2 / ASTM D2863:氧指数测试。 * ISO 5660-1 / ASTM E1354:锥形量热仪测试。 * EN 13823 / GB/T 20284:SBI单体燃烧测试。 * ASTM E84 / UL 723 / GB 8624(部分):火焰传播/表面燃烧特性测试。
4. 高温力学测试方法: 遵循对应力学测试的高温版本标准,如ISO 527-2 (高温拉伸), ASTM E209 (高温压缩)等,关键是在测试前确保试样在测试温度下充分均热,并在测试过程中尽量保持温度恒定。
耐热与耐火检测高度依赖标准化,全球广泛采用的主要标准体系包括:
1. 国际标准 (ISO, IEC): * ISO 834:建筑构件耐火试验的通用基础升温曲线标准。 * ISO 3008:防火门和防火卷帘总成的耐火试验。 * ISO 3009:防火玻璃组件耐火试验。 * IEC 60216:电绝缘材料耐热性测定导则(温度指数TI)。 * ISO 5660-1:锥形量热仪测定热释放速率和烟雾产生率。 * ISO 1182:建筑材料不燃性试验。 * ISO 1716:建筑材料燃烧热值测定。
2. 欧洲标准 (EN): * EN 136 系列:建筑构件耐火试验(如EN 1363-1: 通用要求, EN 1364: 非承重隔墙, EN
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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