До початку сторінка 2 з 14
6.4. Проведення основних випробувань (санітарно-хімічних і токсикологічних).
6.5. Визначення показника токсичності матеріалу HCL50.
7. ВІДБІР ЗРАЗКІВ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ 7.1. Відбір проб є першим етапом випробувань, від якого багато в чому залежить відтворюваність і надійність отриманих результатів.
7.2. Зразки полімерних матеріалів повинні бути представлені у кількості, достатньому для проведення випробувань з урахуванням розмірів спеціальної установки, що використовується в лабораторії, а також необхідності виділення зразків-свідків для можливих арбітражних випробувань. Термін зберігання зразків-свідків 3 роки, умови зберігання згідно з нормативною документацією.
7.3. Зразки полімерних матеріалів повинні бути відібрані від дослідної та промислової партії, виготовленої згідно з технологічним регламентом.
7.4. Не допускається зміна агрегатного стану зразків матеріалу, їх дроблення, пресування, а також розшарування, розділення на складові частини композитної структури матеріалу.
7.5. Оцінка токсичності продуктів горіння клеїв, фарб, емалей проводиться у складі відповідної конструкції або на спеціальних металевих пластинах (фарбується одна поверхня).
7.6. Для випробувань готують не менш ніж 10 зразків розміром (40 х 40) мм фактичної товщини, але не більш 10 мм. Для пінопластів допускається застосування зразків товщиною 15 мм.
7.7. Зразки кондиціонують в лабораторних умовах не менше 48 год., зважують з похибкою не більш 0,1 г. Вони повинні характеризувати середні властивості досліджуваного матеріалу.
7.8. Об'єм і форма виготовленого для спалення зразку повинні забезпечити збереження вільного простору у камері, який складає не менш однієї третини об'єму камери.
8. УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ ТОКСИЧНОСТІ ПРОДУКТІВ ГОРІННЯ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ 8.1. Вимоги до експериментальної установки за ГОСТ 12.1.044-89 "Система стандартов безопасности труда (СТ СЭВ 4831-84, СТ СЭВ 6219-88, МС ИСО 4589, СТ СЭВ 6527-88). Пожароопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения".
8.1.1. Випробування щодо визначення показника токсичності продуктів горіння здійснюють на установці, схема якої наведена на рис. 1.
Рис. 1 - Схема установки для визначення токсичності продуктів горіння полімерів.
1 - камера горіння; 2 - утримувач зразку; 3 - електронагрівальний випромінювач; 4 - заслінки; 5, 18 - перехідні рукава; 6 - стаціонарна секція експозиційної камери; 7 - двірка запалювальної камери; 8 - пересувна секція експозиційної камери; 9, 15 - штуцери; 10 - термометр; 11 - клітка для піддослідних тварин; 12 - затравочна камера; 13 - запобіжна мембрана; 14 - вентилятор; 16 - гумова прокладка; 17 - клапан продувки.
8.1.2. Камера горіння місткістю 3·10-3 м3, з'єднана з експозиційною камерою перехідними рукавами, виконана з листової нержавіючої сталі товщиною (2,0 ± 0,1) мм. Внутрішня поверхня камери горіння ізольована мінеральними теплоізоляційними плитами товщиною 20 мм.
8.1.3. У камері встановлено екранований електронагрівальний випромінювач, розміри якого становлять (120 х 120) мм, та утримувач зразку з розмірами (120 х 120 х 25) мм. Випромінювач - електронагрівальна спіраль, розміщена у трубках з кварцового скла та розташована перед стальним полірованим відбивачем з водяним охолодженням. Він закріплений на верхній стінці камери під кутом 45° до горизонталі.
8.1.4. Спіраль випромінювача, яка має опір (22,0 ± 0,1) Ом, виготовлена з дроту марки Х20Н80-Н (ГОСТ 12766.1) діаметром (0,9 ± 0,1) мм. Електроживлення випромінювача регулюють за допомогою трансформатору і контролюють згідно показанням вольтметра з похибкою не більше 0,5 В.
8.1.5. Утримувач зразку виконується у вигляді металевої рамки з піддоном, в який розміщують вкладиш із зразком матеріалу. Вкладиш виготовлений з термостійкого інертного матеріалу, наприклад, з порцеляни. Поверхня зразку, що нагрівається, та поверхня електронагрівального випромінювача паралельні, відстань між ними дорівнює 60 мм.
8.1.6. На боковій стінці камери горіння є вікно з кварцового скла для спостереження за зразком під час іспитів.
8.1.7. На виході з камери горіння розташовані заслінки верхнього и нижнього перехідних рукавів. Довжина верхнього рукава 250 мм, нижнього - 180 мм, прохідні перетини рукавів відповідно (160 х 40) мм и (160 х 30) мм. Внутрішня поверхня верхнього перехідного рукава також облицьована мінеральними теплоізоляційними плитами.
8.1.8. Експозиційна камера складається з стаціонарної та пересувної секцій. По периметру стаціонарної секції є паз для надувної гумової прокладки з робочим тиском не менш 6 МПа.
8.1.9. У верхній частині камери знаходиться чотирилопастевий вентилятор діаметром 150 мм з частотою обертання 5 с-1. На боковій стінці встановлений клапан продувки. На торцевій стінці пересувної секції закріплені запобіжна мембрана, затравочна камера, штуцери для підключення газоаналізаторів, термометр для вимірювання температури у нижній частині камери. Переміщення рухомої секції дозволяє змінювати об'єм експозиційної камери від 0,1 до 0,2 м3.
8.1.10. Затравочна камера об'ємом 15·10-3 м3 обладнана зовнішньою і внутрішньою дверцями і оглядовим вікном.
8.1.11. Для контролю густини теплового потоку ГОСТ рекомендує водоохолоджуваний датчик і реєструючий прилад, встановлений в камері горіння, з погрішністю вимірювання густини теплового потоку не більш ± 8 %.
8.1.12. Додатковий пристрій - термометр лабораторний будь-якого типу з діапазоном вимірювань від 0 до 100° C з погрішністю не більш 1° C.
8.1.13. Установка повинна бути обчищена від залишків матеріалу, сажі, продуктів горіння і провентильована.
8.1.14. При наладці установки встановлюють за допомогою трансформатору параметри напруги на спіралі електронагрівального випромінювача, що забезпечують задані рівні густини теплового потоку. Для вимірювання величини теплового потоку водоохолоджуваний датчик типа Гордона ФОА закріплюють на центральній ділянці утримувача зразка. Вимірювання проводять за умов герметизації експозиційної камери і відкритих заслінках перехідних рукавів. За результатами вимірювань будують графік залежності густини падаючого теплового потоку (Q) від напруги на спіралі випромінювача.
8.1.15. За величиною густини теплового потоку визначають значення температури випробування (tiсп), яке відповідає температурі поверхні контрольного (негорючого) зразку з азбоцементу. Для визначення tiсп використовують дані, наведені в табл. 1.
Таблиця 1 - Залежність температури випробування від густини теплового потоку
Q, кВт/м2
10,0
13,5
18,0
23,0
28,0
32,5
38,0
44,0
52,5
65,0
Твипр., ° C
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
8.1.16. Контроль температурного режиму здійснюється регулятором температури Ш 4538 і термоелектричним перетворювачем типу ХА.
8.1.17. Періодичний контроль роботи установки здійснюють з метою перевірки герметичності і відтворюваності результатів, проводять контрольну перевірку роботи установки (Додаток 1 "Показники контрольної перевірки готовності експериментальної установки до випробувань"). Установку слід вважати готовою до випробувань матеріалів, якщо при контрольній перевірці:
- Вихід оксиду вуглецю (II) в умовах термоокислювального розкладу порошкової целюлози (фракція 0,25 - 0,75) масою 2,5 г при температурі випробування 450° C (густина падаючого теплового потоку 23 кВт·м2) складає (200 ± 4) мг·г-1;
- Концентрація оксиду вуглецю (II) в експозиційній камері за час витримки 30 хв. знижується не більше ніж на 5 % від максимального рівня.
8.2. Інші установки для проведення випробувань матеріалів.
8.2.1. Крім установок за ГОСТ 12.1.044-89 в практиці випробувань на токсичність продуктів горіння використовуються інші установки. Вони використовуються у випадках, коли немає необхідності у сертифікаційних іспитах.
8.2.2. Збіжність і відтворюваність результатів випробувань за ГОСТ 12.1.044-89 лежать у широкому діапазоні значень, відповідно 15 % і 20 %, тому для одержання більш об'єктивних результатів бажано застосовувати ці установки на стадії попередніх випробувань. Використання більш простих, ніж установка за ГОСТ, на цьому етапі має багатоцільове призначення:
- роль порівняльного методу з метою одержання більш вірогідних результатів;
- попередні випробування на цих установках проводять без застосування лабораторних тварин;
- вони дозволяють одержати розрахункові дані відносно токсичності продуктів горіння; та використати ці данні для прогнозування умов проведення і одержуваного ефекту основних іспитів на установці ГОСТ з застосуванням лабораторних тварин.
8.2.3. Варіанти установок:
8.2.3.1. Перший варіант - установка згідно з деклараційним патентом на корисну модель, схема якої наведена на рис. 2. Принципи проведення іспитів із застосуванням цієї установки такі самі, що і в установці згідно з ГОСТ 12.1.044-89, а отримані результати порівняльні.
Рис. 2 - Експериментальна установка згідно патенту
1 - камера горіння; 2 - експозиційна камера; 3 і 4 - перехідні рукава циліндричної форми; 5 і 6 запірні кульові крани; 7 - нагрівальний елемент; 8 - металевий відбивач; 9 - кронштейн; 10 - датчик температури (термопара); 11 - утримувач зразку; 12 - дверцята камери горіння; 13 - оглядове вікно в дверцятах камери; 14 - стаціонарна секція експозиційної камери; 15 - рухома секція експозиційної камери; 16 - паз; 17 - надувний гумовий ущільнювач; 18 - вентилятор; 19 і 20 - штуцери для пробовідбору; 21 - термометр; 22 - камера для отруєння тварин; 23 - зовнішні дверцята; 24 - внутрішні дверцята; 25 - оглядове вікно; 26 - тросик з кільцем для відчинення внутрішніх дверцят.
8.2.3.2. Другий варіант установки - це трубчаста електропіч (рис. 3), застосування якої рекомендовано рядом вітчизняних та міжнародних нормативних документів.
8.2.3.3. Конструкція установки забезпечує:
- ламінарний потік повітря з постійною контрольованою швидкістю;
- легку очистку внутрішньої поверхні кварцової трубки від органічних сполук, що сорбуються в ході випробувань;
- можливість одночасного відбору декількох проб продуктів горіння для санітарно-хімічного аналізу;
- горіння матеріалу в печі відбувається у динамічному режимі, шляхом подачі газу з різним вмістом кисню та азоту. Це дозволяє отримати різні умови термічного розкладу речовин.
8.2.3.4. За допомогою установки оперативно визначають склад токсичних продуктів горіння при моделюванні різних стадій пожеж.
Рис. 3 - Установка з використанням трубчастої печі.
1 - блок дозування та подачі газа-носія; 2 - кварцова трубка, 3 - електропіч з регулюванням температури; 4 - блок відбору проб, поглинання та знешкодження продуктів горіння.
9. ПОПЕРЕДНІ ВИПРОБУВАННЯ 9.1. У попередніх випробуваннях проводять детальний аналіз технічної документації на матеріал, який випробовується. Розглядають рецептуру матеріалу і характеристику компонентів, що входять до його складу, технологію виготовлення, призначення, галузь і умови застосування матеріалу.
9.2. Розробляють сценарії проведення горіння матеріалу в двох режимах: термоокислювального розкладу (тління) та полум'яного горіння.
9.3. Зразки кожного матеріалу піддають дії теплових потоків різної густини, що забезпечує в кожному подальшому досліді підвищення температури випробування зразка на 50° C. При цьому знаходять значення температури випробування матеріалу в режимі термоокислювального розкладу (тління). Воно повинне бути на 50° C нижче за температуру, при якій спостерігається самозаймання зразку (приблизно 450° C).
9.4. Активне полум'яне горіння матеріалу проводять при температурі 750° C (густина падаючого теплового потоку 65 кВт·м-2).
9.5. Встановлюють кількість основних токсичних продуктів горіння в кожному з вказаних режимів. Для оцінки токсикологічної значущості основних токсичних компонентів розраховують сумаційний показник FLD, який використовується у міжнародних документах, який характеризується як сума співвідношень концентрацій токсичних компонентів до їх середньосмертельної концентрації (Додаток 2).
(1),
де Ci - концентрація i-го компоненту;
n - кількість основних токсичних компонентів;
CL50 - середньосмертельна концентрація i-го компоненту.
9.6. Одержаний результат обчислення FLD дозволяє визначити орієнтовну наважку матеріалу для проведення основних випробувань.
10. ПРОВЕДЕННЯ ОСНОВНИХ ВИПРОБУВАНЬ 10.1. Матеріали випробовують в одному з двох температурних режимах, сприяючих виділенню більш токсичних сумішей летких речовин:
- <450° C - максимальна температура термоокислювальної деструкції (безполум'яне горіння).
- 750° C - температура активного полум'яного горіння (нижня межа самозаймання оксиду вуглецю (II)).
Критерієм вибору температурного режиму основних випробувань є мінімальне значення відповідного температурного режиму випробування.
10.2. ГОСТ-ом допускається можливість зміни діапазону вимірюваних температур для матеріалів спеціального призначення відповідно до нормативної документації на зразок.
10.3. При проведенні основних випробувань у встановленому режимі знаходять ряд значень залежності токсичної дії продуктів горіння від величини відношення маси зразку до об'єму установки. Для отримання токсичних ефектів нижче і вище за рівень 50 % летальності змінюють розміри та товщину зразків матеріалів.
10.4. Затравку тварин проводять у статичному режимі. В кожному випробуванні використовують не менше 8 білих безпородних мишей масою (20 ± 2) г. Тривалість експозиції складає 30 хв. (В окремих випадках час експозиції може бути змінено в межах 5 - 60 хв.).
10.5. Температура повітря в камері затравки під час експозиції не повинна перевищувати 30° C, а концентрація кисню повинна бути не менше 16 %.
10.6. Передбачають наступний порядок проведення випробування. Нагнітають повітря в надувну прокладку до тиску 0,6 МПа, перевіряють заземлення установки, справність приладів і устаткування, ефективність вентиляції. Подають воду для охолоджування випромінювача, після чого включають його на відповідну напругу. Заслінки перехідних рукавів, клапан продування, дверці камери горіння знаходяться в положенні "зачинено".
10.7. Зразок матеріалу розміщують, а при необхідності закріплюють у вкладиші, що має кімнатну температуру.
10.8. Клітку з тваринами встановлюють в камері затравки, зовнішні дверці якої закривають.
10.9. З моменту виходу електронагрівального випромінювача на стабілізований режим, відкривають заслінки перехідних рукавів і дверці камери горіння. Вкладиш із зразком без затримки поміщають в утримувач зразка, після чого дверці камери горіння швидко закривають. Відзначають час початку експозиції тварин в токсичному середовищі.
10.10. Після досягнення максимальних значень концентрацій CO і CO2 в експозиційній камері заслінки перехідних рукавів зачиняють. Знімають напругу з нагрівального елементу випромінювача. Включають на 2 хв. вентилятор перемішування. Через спеціальні патрубки відбирають проби повітря для хіміко-аналітичних досліджень. Перелік компонентів, що визначають встановлюють в попередніх випробуваннях.
10.11. Після закінчення часу експозиції тварин (30 хв.) відкривають клапан продування, заслінки перехідних рукавів і зовнішні дверці затравочної камери. Установку вентилюють не менше 10 хв. Реєструють кількість загиблих і виживших тварин. При визначенні токсичного ефекту враховують загибель тварин, що наступила під час експозиції, а також протягом подальших 14 діб.
10.12. Визначають масу сухого залишку дослідного зразку та втрату маси зразку, (%).
10.13. Залежно від складу матеріалу при аналізі продуктів горіння визначають кількісний вихід оксиду вуглецю (II), оксиду вуглецю (IV), ціаністого водню, оксидів азоту, альдегідів та інших речовин (Додаток 3 "Токсичні речовини, що виділяються при горінні полімерних матеріалів різної хімічної основи").
Побачили розбіжність з офіційним текстом?