GB/T 42924.4-2023 塑料煙霧產(chǎn)生燃燒流腐蝕性的測定 第4部分：使用錐形腐蝕計(jì)的動(dòng)態(tài)分解法（正式版）

GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998塑料煙霧產(chǎn)生燃燒流腐蝕性的測定Part4:Dynamicdecompositionmethodusingaconicalradiantheater(ISO11907-4:1998,IDT)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件是GB/T42924《塑料煙霧產(chǎn)生燃燒流腐蝕性的測定》的第4部分。GB/T42924已經(jīng)——第1部分：通用術(shù)語和應(yīng)用；——第4部分：使用錐形腐蝕計(jì)的動(dòng)態(tài)分解法。本文件等同采用ISO11907-4:1998《塑料煙霧產(chǎn)生燃燒流腐蝕性的測定第4部分：使用錐形請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC15)歸口。IⅡGB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998煙霧腐蝕性是指材料或產(chǎn)品由于煙的腐蝕作用而導(dǎo)致的功能受損。這些腐蝕作用是評(píng)估火災(zāi)損害程度和損失的一個(gè)重要因素。與燃燒流腐蝕性有關(guān)的法律規(guī)定依據(jù)的唯一來源。計(jì)合適的排氣系統(tǒng)排出流經(jīng)暴露室的燃燒產(chǎn)物，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)將收集的燃燒產(chǎn)物排放在集煙罩中。測過正常排氣系統(tǒng)收集的燃燒產(chǎn)物應(yīng)有相應(yīng)的收集和通風(fēng)措施。目前國內(nèi)尚未有塑料領(lǐng)域相關(guān)的煙霧腐蝕性測定方法，因此有必要制定為后續(xù)相關(guān)研究工作提供技術(shù)支撐。GB/T42924旨在提供塑料燃燒流腐蝕性的測定方法，——第1部分：通用術(shù)語和應(yīng)用。目的在于為GB/T42924.4中燃燒流腐蝕性測試的適用性提供 第4部分：使用錐形腐蝕計(jì)的動(dòng)態(tài)分解法。目的在于為使用者提供一種具體的燃燒流腐蝕性1GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998塑料煙霧產(chǎn)生燃燒流腐蝕性的測定第4部分：使用錐形腐蝕計(jì)的動(dòng)態(tài)分解法警告1避免誤導(dǎo)2避免試驗(yàn)危險(xiǎn)采用設(shè)計(jì)合適的排氣系統(tǒng)排出流經(jīng)暴露室的燃燒產(chǎn)物。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)將收集的燃燒產(chǎn)物排放在集測試前，檢查排氣系統(tǒng)是否正常工作，應(yīng)確保燃燒產(chǎn)物排放到具有足夠容量的建筑物排氣系統(tǒng)中。對(duì)不能通過正常排氣系統(tǒng)收集的燃燒產(chǎn)物應(yīng)有相應(yīng)的收集和通風(fēng)措施。1.1本文件描述了通過測量電極中金屬損失來測定塑料材料或產(chǎn)品燃燒釋放物的腐蝕作用的方法。1.3本文件提供的腐蝕結(jié)果是由尺寸不超過100mm×100mm的塑料材料或產(chǎn)品得出，該結(jié)果與實(shí)際火災(zāi)的相關(guān)性尚不明確。1.4該方法通過測量金屬電路的電阻增大值來確定腐蝕程度。電阻增大與由于腐蝕造成金屬損失，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)電橫截面積減小有關(guān)。1.5本文件適用于在受控條件下測量和描述材料和/或產(chǎn)品對(duì)熱和火焰的響應(yīng)，不適用于在實(shí)際著火條件下直接描述或評(píng)估材料的火災(zāi)危險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)。由于它們與特定的最終用途有關(guān)，該試驗(yàn)的結(jié)果可用作評(píng)估火災(zāi)危險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)的要素。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T16172—2007建筑材料熱釋放速率試驗(yàn)方法(ISO5660-1:2002,IDT)GB/T42924.1—2023塑料煙霧產(chǎn)生燃燒流腐蝕性的測定第1部分：通用術(shù)語和應(yīng)用2GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:19983.13.23.33.43.53.63.73.83.103.11火災(zāi)模型firemodel3GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:19983.12火災(zāi)場景firescenario對(duì)特定場所真實(shí)火災(zāi)或大規(guī)模的模擬試驗(yàn)，詳細(xì)描述從起燃前到燃燒結(jié)束的一個(gè)或多個(gè)階段(包括環(huán)境條件)的火災(zāi)情況。4符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。A?:暴露于燃燒產(chǎn)物1h后腐蝕電極的電阻，單位為歐姆(Q)。C?4:放置于環(huán)境室24h后電極的腐蝕度，單位為納米(nm)。m?o:總質(zhì)量損失的70%,單位為克(g)。qv:燃燒產(chǎn)物的容積采樣率，單位為立方米每秒(m3/s)。5原理5.1本文件通過測量電極中金屬損失來測量塑料材料燃燒產(chǎn)物的腐蝕作用。腐蝕程度取決于標(biāo)準(zhǔn)電極上金屬厚度的減小，與由導(dǎo)電橫截面積減小造成電阻增加直接相關(guān)。所用的電極不一定代表預(yù)期的5.2試驗(yàn)分兩步進(jìn)行。第一步，將試樣暴露于50kW/m2的推薦輻照度下，或與特定場景相關(guān)的最高不超過100kW/m2的其他熱通量進(jìn)行兩次質(zhì)量損失測試。火花點(diǎn)火器點(diǎn)燃可燃蒸汽，可燃物質(zhì)損失由兩次測試的平均質(zhì)流進(jìn)放置有腐蝕電極的暴露室，直到試樣質(zhì)量損失達(dá)到第一步測試結(jié)果的70%時(shí)停止流進(jìn)。然后將電極暴露于燃燒產(chǎn)物1h,再取出并放置于特定溫濕度的環(huán)境室中暴露24h,最終測量該腐蝕電極的腐蝕5.3附錄A和GB/T42924.1—2023給出了附加的試驗(yàn)指南。6儀器6.1腐蝕試驗(yàn)裝置4GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998腐蝕試驗(yàn)裝置的示意圖見圖A.1,尺寸見圖A.1～圖A.8。GB/T16172—2007中規(guī)定的錐形量熱儀，當(dāng)配備有6.1.9規(guī)定的氣體采樣系統(tǒng)時(shí)，可用作腐蝕測試設(shè)備。加熱器的加熱元件由電加熱棒組成，額定功率為5000W/240V,緊密纏繞成圓錐形狀(見圖A.2)。加熱器由填充了密度約100kg/m3的耐火纖維材料的雙層不銹鋼錐體包裹。照度應(yīng)均勻，與中心處輻照度的偏差不超過±2%。加熱器的輻照度通過溫度控制器和三個(gè)外徑為1.5mm～1.6mm的非暴露熱節(jié)點(diǎn)的K型不銹鋼鎧裝電偶進(jìn)行控制，使其保持在預(yù)設(shè)水平上。也可用外徑為3mm的暴露熱節(jié)點(diǎn)的或外徑為1mm的非暴露熱節(jié)點(diǎn)的鎧裝熱電偶。熱電偶對(duì)稱設(shè)置并與加熱器元件接觸，但不焊接(見圖A.2)。每根熱電溫度控制器應(yīng)能將加熱元件溫度穩(wěn)定在±2℃以內(nèi)，其溫度輸入范圍為0℃~1000℃,分辨率為2℃,具有自動(dòng)冷端補(bǔ)償功能。控制器應(yīng)配有安全防護(hù)功能，以便在熱電偶線路中出現(xiàn)開路時(shí)，溫度會(huì)降至接近其控制范圍的下限。注：合適的溫度控制器系統(tǒng)能在240V時(shí)切換高該裝置的分辨率應(yīng)為2℃?？装辶髁坑?jì)由內(nèi)徑為57mm的銳緣孔組成，位于風(fēng)機(jī)下游至少350mm的排氣管處。排氣系統(tǒng)的幾何形狀不是影響測試的關(guān)鍵因素。允許與圖A.3中給出的建議尺寸略有偏差，如允測量孔的空氣流混合均勻。稱重傳感器的精度為0.1g,測量范圍至少為500g,機(jī)械皮重調(diào)節(jié)范圍為3.5kg。帶有錐形輻射電加熱器的稱重傳感器的總體布置見圖A.4。稱重傳感器應(yīng)能連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)以5s或更短的間隔顯示試樣質(zhì)量。尺寸為(111±2)mm×(111±2)mm×(24±2)mm。試樣架的底部放置一層厚度至少為13mm的低密度(標(biāo)稱密度65kg/m3)耐火陶瓷纖維毯。邊框由厚度為2mm的不銹鋼制成，外部尺寸為(116±2)mm×(116±2)mm×(56±2)mm?？蚣茼敳坑幸粋€(gè)8mm的唇緣，頂部開口尺寸為100mm×100mm。兩個(gè)固定銷的直徑為(3±0.5)mm,長度為(130±3)mm,用于將試樣鎖定在邊框中。5GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998點(diǎn)火器是一個(gè)由10kV變壓器供電，間隙為3mm的火花塞。變壓器是專為火花點(diǎn)火使用而設(shè)計(jì)火花隙位于試樣中心上方13mm處。高度為(97±5)mm。長度為(675±75)mm,外徑為6.3mm的薄壁不銹鋼管，用于從燃燒流中抽取氣體試樣。管的一端彎曲，其開口端朝上并遠(yuǎn)離試樣表面，以避免煙灰沉積，開口端距離試樣表面(255±1連接到軟管。帶有漏斗的剛性管的布置見圖A.6。加熱裝置(例如電加熱帶)應(yīng)能保持剛性管的最低溫度，并應(yīng)能提供至少120℃的溫度。外徑為6.3mm,長為(255±10)mm的耐熱管，用于剛性管與暴露室體積為(0.0112±0.0005)m3,其中包含一個(gè)腐蝕電極支架和擋煙板(見圖A.7)。腔室具有O形腐蝕電極支架(見圖A.8)由耐腐蝕材料制成。能以7.5×10-?m3/s(4.5L/min)的速率抽取氣體試樣。用于使泵免受煙霧微粒的影響。按照泵制造商說明書選擇合適的濾芯。6.2腐蝕電極和儀器由組裝在非反應(yīng)性基板上的兩個(gè)相同材質(zhì)的電路元件組成，應(yīng)能與腐蝕測量儀器連接。一個(gè)電路露于燃燒產(chǎn)物中。典型腐蝕電極示意圖見圖A.9。6GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998變化的分辨率不低于5nm。量程為0L/min～5L/min,分辨率為0.5L/min,精度為滿量程讀數(shù)的2%,也可使用具有相同功應(yīng)維持溫度為(23±2)℃和相對(duì)濕度為(75±5)%。7試樣5個(gè)尺寸為100mm×100mm×6mm的試樣。其他厚度可由相關(guān)方商定，但最大厚度不超過8狀態(tài)調(diào)節(jié)除非有關(guān)各方另有商定，試樣在溫度為(23±2)℃和相對(duì)濕度為(50±5)%的條件下狀態(tài)調(diào)節(jié)至少24h。9儀器校準(zhǔn)9.1加熱器校準(zhǔn)在每個(gè)試驗(yàn)日開始或改用新的輻照度時(shí)，使用熱通量計(jì)測量輻照度，將溫度控制器設(shè)置為50kW/m2的輻照度，或有關(guān)各方同意的另一種輻照度。錐形加熱器至少運(yùn)行10min,以確?？刂破髟谒柙O(shè)置值的±5%以內(nèi)。9.2稱重傳感器校準(zhǔn)每個(gè)試驗(yàn)日用試樣質(zhì)量范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)稱重傳感器。9.3腐蝕儀器校準(zhǔn)10.1準(zhǔn)備工作在溫度為(23±2)℃和相對(duì)濕度為(50±5)%的實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行。過熱。10.4排氣流量為(0.024±0.002)m3/s。10.5按第9章規(guī)定進(jìn)行校準(zhǔn)。7GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:199810.7在泵按規(guī)定的流量正常運(yùn)行時(shí)，檢查采樣系統(tǒng)是否有泄漏。直接關(guān)閉進(jìn)入暴露室前的軟管氣流。如果流量計(jì)流量降至零，則系統(tǒng)是氣密的。如果流量沒有降至零，則系統(tǒng)內(nèi)存在泄漏，找到泄漏的位11.1對(duì)于片材或模塑試樣，將試樣切割成100mm×100mm的尺寸，用單層鋁箔包裹試樣。將邊框11.2對(duì)于管狀試樣，將其切割成長度為100mm的試樣并放入試樣架。每個(gè)試驗(yàn)所需的管狀試樣數(shù)量等于100除以外徑。采用陶瓷膠黏劑密封兩端，膠黏劑覆蓋層中沒有可見的氣孔，且兩端沒有膠黏劑重疊。用單層鋁箔包裹管狀試樣，將邊框放在管狀試樣上，沿著邊框頂部的開口邊緣切割鋁箔，露出在底部試樣架上。12試驗(yàn)步驟12.1初始質(zhì)量的測量測量每個(gè)試樣的初始質(zhì)量，并計(jì)算5個(gè)試樣的平均初始質(zhì)量。每個(gè)試樣的初始質(zhì)量與平均值的差值應(yīng)在10%以內(nèi)。記錄每個(gè)試樣的初始質(zhì)量。12.2膨脹試樣底部和試樣上表面的間隔應(yīng)調(diào)整為60mm。在這種情況下的加熱器校準(zhǔn)(見9.1),熱通量計(jì)應(yīng)位于錐形加熱器底部下方60mm處。60mm間隔與25mm間隔測得的引燃時(shí)間沒有可比性。12.3腐蝕試驗(yàn)前的質(zhì)量損失測定12.3.2將裝在試樣架的試樣(試樣架最開始為室溫狀態(tài))放置在稱重傳感器上，使用滑動(dòng)高度調(diào)節(jié)裝置(見圖A.2)調(diào)節(jié)輻射加熱器底部與邊框頂部之間的距離為(25±1)mm。將火花塞移動(dòng)到試樣上12.3.3記錄少于10s的火焰(閃燃或短暫火焰)出現(xiàn)時(shí)間和持續(xù)火焰出現(xiàn)時(shí)間。a)1min內(nèi)的平均質(zhì)量損失已降至1.5g以下；b)60min過去。12.3.5取下試樣架。12.3.7根據(jù)兩次測量的質(zhì)量損失數(shù)據(jù)，由公式(1)計(jì)算腐蝕試驗(yàn)用的70%的平均總質(zhì)量損失值：8GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998其中下標(biāo)1表示第一次測定，下標(biāo)2表示第二次測定。12.4.1確定70%的平均總質(zhì)量損失值后，進(jìn)行3次腐蝕氣體采樣試驗(yàn)。12.4.3將剛性不銹鋼管的最低溫度設(shè)置為105℃.12.4.4記錄腐蝕電極的初始電阻A。。12.4.6開始進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)的氣體采樣，并確保連續(xù)采樣速率為(7.5×10-?)m3/s(4.5L/min)。12.4.7將裝在試樣架中的試樣放在稱重傳感器上并開始采集數(shù)據(jù)，采集間隔不超過5s。將火花塞移12.4.8當(dāng)試樣失去其質(zhì)量的70%(由12.3.7中所確定),或在試驗(yàn)已進(jìn)行60min時(shí)，停止采樣，記錄采樣時(shí)間td。12.4.9燃燒產(chǎn)物暴露：腐蝕時(shí)間為1h,如用夾子封住暴露室的進(jìn)出口采樣管，讓燃燒產(chǎn)物與腐蝕電極12.4.11從暴露室中取出電極并記錄電阻A?。12.4.12試驗(yàn)后暴露：電極從暴露室中取出后10min內(nèi)，放入溫度為(23±2)℃和相對(duì)濕度為(75士5)%的環(huán)境室中調(diào)節(jié)24h。12.4.13取出電極并記錄最終電阻A??。他組件。用蒸餾水沖洗組件，用異丙醇再次清潔。風(fēng)干并組裝組件以備下一次試驗(yàn)使用。每次試驗(yàn)13試驗(yàn)結(jié)果的有效性——電極上形成了大量局部腐蝕?！獏⒈入姌O的保護(hù)層因受到燃燒產(chǎn)物侵蝕而引起了視覺退化。14結(jié)果計(jì)算14.1計(jì)算試驗(yàn)暴露1h后和試驗(yàn)暴露24h后的電阻變化值。14.2根據(jù)電極和腐蝕儀器制造商規(guī)定的指南，計(jì)算1h試驗(yàn)暴露結(jié)束時(shí)(C?)和試驗(yàn)后24h環(huán)境暴露結(jié)束時(shí)(C?4)金屬損失對(duì)應(yīng)的腐蝕值。9GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998e)試樣厚度(mm);f)初始試樣質(zhì)量(g);g)試驗(yàn)室溫度(℃)和相對(duì)濕度(%);h)輻照度(kW/m2);j)腐蝕電極的量程(測量范圍)(nm);k)采樣體積速率q、(m3/s);m)質(zhì)量損失記錄表(g);o)采樣時(shí)間ta(min);r)1h試驗(yàn)暴露結(jié)束時(shí)計(jì)算的金屬損失(nm);s)試驗(yàn)后24h環(huán)境暴露結(jié)束時(shí)計(jì)算的金屬損失(nm);GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998(資料性)背景資料A.1簡介a)了解該試驗(yàn)方法的發(fā)展；b)介紹氣體采樣裝置各種特征的基本原理；c)介紹數(shù)據(jù)的使用。A.2腐蝕測量A.2.1已證實(shí)導(dǎo)電金屬的腐蝕損失導(dǎo)致電阻增加是腐蝕損壞的一種特征。為了測量這種增加的電A.2.2電極類型的選用取決于試樣的用途和腐蝕范圍。銅電極已被用于研究收集燃燒產(chǎn)物腐蝕性的數(shù)據(jù)。標(biāo)稱量程(測量范圍)為250nm,已證實(shí)易被多種產(chǎn)品和材料的燃燒產(chǎn)物完全腐蝕(超出電極承受范圍)。為了測量超過250nm的腐蝕，宜使用量程為4500nm的電極，作為250nm電極的補(bǔ)充或替結(jié)果合并。a)燃燒產(chǎn)物的組成和濃度，這反過來又受燃燒過程中消耗的材料量的影響；b)暴露時(shí)間；c)電極上的凝結(jié)程度。這些因素在試驗(yàn)設(shè)計(jì)中很重要，電極需要暴露在燃燒產(chǎn)物中一段時(shí)間才能測量腐蝕。研究表明在特定實(shí)驗(yàn)室條件下暴露1h可達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康?。腐蝕產(chǎn)物的傳輸和衰減是重要的考慮因素。煙霧顆粒會(huì)沿著加熱的不銹鋼管和暴露室的壁沉A.2.3本文件未規(guī)定使用的輻照度水平。應(yīng)根據(jù)火災(zāi)場景和大規(guī)模試驗(yàn)的總熱通量數(shù)據(jù)確定每種類型材料的輻照度水平。國際消防機(jī)構(gòu)推薦使用25kW/m2和50kW/m2,因?yàn)檫@兩個(gè)輻照度水平分別與低強(qiáng)度和高強(qiáng)度火焰一致。A.2.4本文件規(guī)定的試樣尺寸，面積最大為100mm×100mm,厚度最大為12mm。在未研究清楚試樣與實(shí)際產(chǎn)品腐蝕性能之間關(guān)系的情況下，不宜將由產(chǎn)品模型或產(chǎn)品一部分所得的腐蝕性能當(dāng)作整個(gè)產(chǎn)品的腐蝕性能。A.3.1氣體采樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要解決以下基本問題：a)采樣點(diǎn)的位置；GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998b)采樣速率；c)暴露室容積；d)氣體采樣程序。在漏斗小開口處采集燃燒產(chǎn)物，采樣頭朝氣流下游方向。采樣點(diǎn)位置的選擇是為了避免腐蝕試驗(yàn)裝置的排氣氣流稀釋燃燒產(chǎn)物。燃燒產(chǎn)物通過漏斗型口子引流至采樣點(diǎn)。質(zhì)量采樣速率與暴露室內(nèi)空氣質(zhì)量的比值是氣體采樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)之一。這個(gè)比值稱為系統(tǒng)的基于對(duì)各種塑料的試驗(yàn)分析，該采樣程序要求采集燃燒產(chǎn)物至試樣損失70%的總質(zhì)量(兩次測試的平均值)為止，這為氣體采集提供了一個(gè)非常明確的終點(diǎn)，也防止了暴露室內(nèi)燃燒產(chǎn)物的稀釋。A.4數(shù)據(jù)的應(yīng)用A.4.1腐蝕數(shù)據(jù)表示為金屬損失。A.4.2在確定材料或產(chǎn)品對(duì)特定用途的適用性時(shí)，宜從本試驗(yàn)獲得的腐蝕數(shù)據(jù)與其他燃燒試驗(yàn)數(shù)據(jù)一圖A.1典型的腐蝕試驗(yàn)裝置GB/T42924.4—2023/ISO11907-4:1998單位為毫米標(biāo)引序號(hào)