Термические испытания: нагрев, термостойкость, огнестойкость

Три группы термических испытаний

Группа	Вопрос, на который отвечает	Типовые объекты
Измерение нагрева	Насколько нагреваются части в работе	Электрооборудование, приборы, инструмент
Стойкость к нагреву	Сохранит ли материал свойства при температуре	Полимеры, изоляция, покрытия, уплотнения
Поведение при пожаре	Что произойдёт при воздействии огня	Строительные конструкции, кабели, отделка
Теплофизические характеристики	Каковы теплопроводность и теплоёмкость	Изоляционные и строительные материалы

Измерение превышения температуры

измеряется превышение над температурой окружающей среды, а не абсолютное значение;
контрольные точки: обмотки, изоляция, доступные для касания части, органы управления;
отдельно нормируются металлические и неметаллические доступные части;
измерения проводятся в нормальном и в аварийном режиме;
испытания проводятся при наиболее неблагоприятном напряжении питания;
измерение продолжается до установления теплового равновесия;
применяются термопары, термометры сопротивления, метод сопротивления обмоток;
фиксируется температура окружающей среды в течение всего испытания.

Стойкость к нагреву

Метод	Что определяет
Испытание давлением шарика	Стойкость пластмасс к деформации при нагреве
Испытание нагретой проволокой	Стойкость к воспламенению от нагретого элемента
Испытание игольчатым пламенем	Поведение при воздействии малого пламени
Испытание раскалённым стержнем	Стойкость изоляции к точечному нагреву
Теплостойкость по Вика и по Мартенсу	Температура размягчения полимеров
Термостойкость керамики и стекла	Стойкость к резким перепадам без разрушения
Термостарение	Изменение свойств после длительного нагрева
Стойкость к трекингу	Образование проводящих дорожек на изоляции при нагреве и загрязнении

Огнестойкость конструкций

Предел огнестойкости — время от начала стандартного температурного воздействия до наступления одного из предельных состояний. Обозначение всегда содержит и признак, и время.

потеря несущей способности — обрушение или недопустимая деформация;
потеря целостности — образование трещин и отверстий, пропускающих пламя и газы;
потеря теплоизолирующей способности — нагрев необогреваемой поверхности выше нормы;
для светопрозрачных конструкций — превышение плотности теплового потока;
испытание проводится в печи по стандартному температурному режиму;
конструкция испытывается в проектном исполнении с реальным заполнением и креплением;
результат относится к испытанной конструкции, а не к материалу;
предел устанавливается по наступлению первого из предельных состояний.

Пожарные показатели материалов

горючесть и группа горючести материала;
воспламеняемость и время воспламенения;
распространение пламени по поверхности;
дымообразующая способность;
токсичность продуктов горения;
для кабелей — нераспространение горения при групповой прокладке;
для огнезащитных составов — огнезащитная эффективность и её срок службы;
для покрытий — сохранение свойств после климатических воздействий.

Теплофизические характеристики

коэффициент теплопроводности при заданной температуре и влажности;
теплоёмкость и температуропроводность;
термическое сопротивление конструкции;
сопротивление паропроницанию;
влияние влажности на теплопроводность материала;
изменение теплопроводности при уплотнении и старении;
результаты применяются в теплотехнических расчётах ограждающих конструкций.

Оформление результатов

метод и стандарт с указанием пунктов;
описание образца и его подготовки, для конструкций — проектное исполнение;
схема установки образца и точки измерений;
температура окружающей среды и условия испытаний;
температурный режим воздействия и его фактическая реализация;
фактические значения по каждой контрольной точке;
нормируемые значения для сопоставления;
для огнестойкости — время и признак наступления предельного состояния;
заключение с явным указанием, к какой конструкции или материалу оно относится.

Типовые ошибки

заказ измерения нагрева вместо испытаний на огнестойкость и наоборот;
измерение абсолютной температуры без фиксации температуры среды;
оценка доступных металлических частей по нормам для пластика;
измерение только в нормальном режиме без аварийного;
перенос предела огнестойкости конструкции на другой вариант заполнения;
испытания огнезащитного состава на одном основании с выводом для всех;
указание теплопроводности в сухом состоянии для расчёта конструкции;
прекращение измерений до установления теплового равновесия.

Чек-лист

Определить, какая из трёх задач решается: нагрев, стойкость или поведение при пожаре.
Определить применимые нормы и предельные значения.
Для нагрева определить контрольные точки и материал доступных частей.
Включить в программу аварийные режимы.
Для конструкций подготовить образец в проектном исполнении.
Для огнезащитных составов зафиксировать основание и расход.
Обеспечить фиксацию температуры среды и условий на всём протяжении.
Довести измерения до теплового равновесия.
Для огнестойкости зафиксировать признак и время предельного состояния.
В заключении явно указать границы применимости результата.

Частые вопросы

Что относится к термическим испытаниям?

Измерение превышения температуры в работе, испытания на стойкость к нагреву материалов и изделий, испытания на огнестойкость конструкций и пожарные показатели материалов, а также определение теплофизических характеристик.

Что такое превышение температуры?

Разность между температурой части изделия и температурой окружающей среды. Нормируется именно превышение, поэтому температура среды фиксируется в течение всего испытания.

Почему нормы для металла и пластика различаются?

Из-за теплопроводности: металл при той же температуре вызывает ожог быстрее, поэтому для доступных металлических частей допустимые значения ниже.

Проводятся ли измерения в аварийном режиме?

Обязательно. Именно в аварийных режимах — при заблокированной вентиляции, заклиненном механизме, перегрузке — возникают опасные температуры.

Что такое предел огнестойкости?

Время от начала стандартного температурного воздействия до наступления предельного состояния: потери несущей способности, целостности или теплоизолирующей способности.

Относится ли предел огнестойкости к материалу?

Нет, к конструкции целиком, включая крепления, узлы примыкания и заполнение. Замена элемента делает результат неприменимым.

Что проверяют испытанием нагретой проволокой?

Стойкость материала к воспламенению от нагретого элемента — типичный сценарий отказа в электрооборудовании, когда перегревшийся контакт поджигает корпус.

Что даёт испытание давлением шарика?

Оценку стойкости пластмассы к деформации при нагреве: не потеряет ли деталь форму и не откроется ли доступ к токоведущим частям.

Какие пожарные показатели определяют для материалов?

Горючесть, воспламеняемость, распространение пламени по поверхности, дымообразующую способность и токсичность продуктов горения.

Как подтверждается огнезащитная эффективность?

Испытаниями на конкретном основании при заданном расходе состава. Другое основание или меньшая толщина слоя дают иной результат.

Почему важна влажность при измерении теплопроводности?

Теплопроводность утеплителей резко ухудшается при увлажнении. Для расчёта конструкций применяются значения при эксплуатационной влажности, а не в сухом состоянии.

Что такое стойкость к трекингу?

Стойкость изоляции к образованию проводящих дорожек при совместном действии загрязнения, влаги и напряжения — важный показатель для наружного электрооборудования.

Как долго идёт измерение нагрева?

До установления теплового равновесия, когда температура перестаёт расти. Прекращение измерений раньше даёт занижённый и недостоверный результат.

Можно ли одной лабораторией закрыть все термические испытания?

Редко. Огнестойкость конструкций требует крупногабаритных печей специализированной пожарной лаборатории, измерение нагрева — электротехнической, теплофизику — теплотехнической.

С чего начать?

С определения задачи: измерить нагрев, проверить стойкость материала или установить поведение при пожаре. Это три разные программы и три разных типа лабораторий.

Бесплатная консультация

Разберём ваш случай

Опишите товар и задачу — определим, какой документ нужен по техрегламентам, подберём схему подтверждения соответствия и назовём срок и стоимость до начала работ.

Проверим, попадает ли товар под технические регламенты
Подберём схему и состав испытаний под ваш код ТН ВЭД
Скажем срок и стоимость до начала работ
Проверим документы поставщика в реестре — без оплаты

Термические испытания: нагрев, огнестойкость, теплофизика