建筑構件垂直耐火試驗爐

一、建筑構件垂直耐火試驗爐設備概述：

國家消防、質檢部門為了進行墻、門、窗等建筑構件的耐火試驗，并提高試驗的準確性和可靠性，中子公司按照本試驗機依據(jù)的GB/T9978.1—2008-T、BS476.20（垂直）22（水平）相關要求，特設計研發(fā)此裝置。建筑構件的耐火試驗就是按照標準中的溫度、壓力在耐火試驗爐中模擬火災的環(huán)境，通過對完整性，隔熱性等指標進行分析從而判定試件的耐火性能。耐火試驗爐主要包括爐體部分、燃氣控制部分和電氣控制部分隨著建筑業(yè)以及各種新型建筑材料的不斷發(fā)展，人們對建筑構件的耐火性能越來越重視。建筑構件的耐火性能一般通過在耐火試驗爐中進行耐火試驗得到檢測。

二、設備特點：

★ ZZZ-JN-2型建筑構件耐火性能試驗爐調試完成后，進行了多次試驗，對溫度、壓力控制準確，對試件隔熱性、完整性判斷正確；并且采用自動控制方式，操作簡單，具有很好的穩(wěn)定性，達到水平；

★設備內部電路和氣路分開設計，安裝有火焰截止筒，防止丙烷氣體回火，從而zui大程度上保證試驗的安全；

★ 電腦控制：自動記錄、儲存試驗數(shù)據(jù)、可重復比對試驗結果，及時打印試驗燃燒線性速率曲線和著火溫度曲線。試驗過程中因為溫度對氣體壓力和密度的影響，通過電腦控制燃燒器燃氣和空氣自動補償系統(tǒng)；

★試驗爐控制系統(tǒng)可通過手動操作方式控制，亦可通過遠程WIFI操作。同時在爐體外部裝有自動聲音報警設備及黃色信號燈預警系統(tǒng)，zui大程度的保證試驗過程的安全可靠性。

三、設備技術規(guī)格要求：

3.1  爐內溫度設計

根據(jù)GB9978.1-2008-T 標準規(guī)定試驗爐內的平均溫度隨時間的變化規(guī)律必須符合以下關系式：T=345*lg（8*t+1）+20

在公式中：T—爐內平均溫度，單位是攝氏度（℃）；

t—時間，單位為分鐘（min）。

該關系式表示的建筑構件耐火試驗爐內標準

3.2 爐內壓差

GB9978.1-2008-T 標準規(guī)定盡管壓力梯度隨爐內溫度的改變會有輕微的變化，仍要保證爐內高度處每米的壓力梯度值為8 Pa，并且控制爐內壓力的變化，使其在試驗開始5 min 后壓力值為（15±5）Pa，10 min 后壓力值為（17±3）Pa。

3.3 耐火試驗爐的整體結構

本公司生產(chǎn)的ZZZ-JN-2型耐火試驗爐屬于墻爐，用于墻、門、窗等非承重建筑構件耐火試驗。目前，耐火試驗爐一般采用柴油、天然氣、液化石油氣作為燃料。考慮到使用柴油或天然氣作燃料，需要為試驗爐配備地下油庫或天然氣管道，該試驗爐采用灌裝液化石油氣作為燃料。同時，由于人工控制穩(wěn)定性和準確性差，該試驗爐采用自動控制系統(tǒng)，不僅提高了試驗的穩(wěn)定性和準確性，而且操作簡單，可自動存儲試驗數(shù)據(jù)，大大節(jié)約了成本。綜上所述，該建筑構件耐火試驗爐采用液化石油氣作為燃料，采用自動控制系統(tǒng)保證爐內的溫度和壓力*符合標準要求。所以，該耐火試驗爐由爐體、燃氣控制和電氣控制三部分構成。

在試驗中，總電磁閥和10個電磁閥分別控制整個氣路和各個分支氣路的通斷。當二級減壓后的液化石油氣壓力過高時，放散閥會自動打開穩(wěn)定壓力，將部分液化石油氣排入大氣；當壓力再高時，高壓檢測開關動作，停止試驗，以防發(fā)生危險。當壓力很低時，低壓檢測開關動作，提示操作員燃氣壓力過低，可能需要更換液化石油氣。

3.4建筑構件垂直耐火試驗爐燃氣配氣系統(tǒng)：

★自動切換系統(tǒng)操作方便，實現(xiàn)24小時供氣性能可靠 
★不需要操作者任何操作即可實現(xiàn)自動切換 
★不間斷供氣，欠壓聲光報警。 
★自動切換柜采用全封閉式金屬箱，抗干擾性強 
★電磁開關控制 
★信號燈指示工作狀態(tài) 
★三路氣體壓力顯示 
★可水平、垂直安裝 
★可適用于甲烷、丙烷等可燃性氣體

標準配置 
◆SS316L無縫不銹鋼鋼管 

◆乙炔、丙烷氣體匯流排在輸出端配置回火防止器 
◆耐腐蝕性強、結構合理，經(jīng)久耐用 。

3.5 爐體特點

該耐火試驗爐的爐膛采用鋼結構框架，在鋼結構框架中間用耐火磚砌成爐壁，爐壁內側貼有高溫耐火棉，外側用彩鋼板包裹。爐膛的內部空間是3.05m*3.05m*1.2m， 爐壁厚65cm。在兩側爐壁內嵌有10個高速燒嘴，提供爐膛內升溫所需的熱量；在后側爐壁設計有三個排煙孔，連接到后面的煙道，將爐膛內的煙氣排出，控制壓力。

在后側爐壁還設計有四個觀火孔，用來觀察試驗時試件受火面和火焰的情況，由耐熱玻璃、空氣冷卻、連接到供應管和不銹鋼隔熱板構成，該觀察口的替代物是攝像機光闌；十根鎳鉻- 鎳硅（K型）熱電偶通過后側爐壁一直伸到距離試件受火面10cm 處，用來測量試件受火面的溫度，作為爐膛內溫度自動控制的依據(jù)。燒嘴、排煙孔、觀火孔和熱電偶在爐膛內的具體位置如圖3 所示。

該耐火試驗爐采用后排煙方式，煙道位于爐膛后面，爐內煙氣由三個排煙孔進入煙道，排到大氣中。煙道的室內部分是不銹鋼管，由于溫度很高，用焰棉做了保溫；室外部分是鐵管，并且在不銹鋼管和鐵管的結合處設計有排煙風機。

   窯車是試件的載體，將試件固定到試驗位置，進行試驗。窯車高4.3m 寬3.5m， 由車體和試件平臺組成。車體設計有四個地輪，可以在鋼軌上運動；在距車體面2m 高處設計有工作平臺，方便對試件被火面進行粘貼熱電偶、檢查完整性等操作，并有扶梯方便上下。試件平臺是一個3.5mx3.5m 的方形鋼結構框架，其作用是將試件砌在試件平臺上，等試件養(yǎng)護好后，用電葫蘆把砌有試件的試件平臺吊裝到車體上，然后把窯車推到試驗位置并固定，然后開始試驗。在車體上有四個掛鉤和六個固定槽；掛鉤鉤住試件平臺兩側的不銹鋼柱，將試件平臺固定在車體上；固定槽通過兩側爐壁的手輪將整個窯車固定到試驗位置。

3.6設備重點技術參數(shù)：

1、設備工作電壓：交流380V±10%，50HZ/60HZ；
2、爐體：試驗爐道采用磚、鋼結構和防火隔熱材料組成；
3、爐內尺寸約為：垂直爐：（寬）3.05m×（高）3.05m×（深）1.2m ；

4、試樣尺寸：寬300mm×高300mm（可定做）；

5、荷載測量設備：應加荷載值的±2.5%(加載型試驗需要)；

6、試件縫隙測量探棒：直徑6mm的±0.1mm，直徑25mm的±0.2mm；

7、燃燒系統(tǒng)：配氣系統(tǒng)（10米內）、噴火嘴（不少于10個）和調節(jié)閥；

8、燃燒氣源：丙烷、液化氣；

9、燃氣流量：0~100L/min，測量精度2.5級；

10、空氣流量：0~50m3/min 測量精度≤±0.5m3/min；

11、氣罐容量：≥50kg×6；

12、爐溫控制系統(tǒng)：zui大取樣點10點；  

13、垂直爐熱電偶要求、布置：

13.1 爐內采用十個熱電偶，熱電偶符合GB/T 16839.1規(guī)定的絲徑為2.0mm的K型鎳鉻-鎳硅熱電偶，外罩耐熱不銹鋼套管，中間填裝耐熱材料，其熱端伸出套管的長度不少于25mm；

13.2 熱電偶的位置：熱電偶熱端與試件受火面的距離應為100mm；
13.3 背火面溫度測量：采用直徑為0.5mm熱電偶，熔焊在厚0.2mm，直徑為12mm的圓形銅片上，符合GB/T16839.1規(guī)定的大型鎳鉻-鎳硅的熱電偶，應覆蓋長、寬均為30mm厚度為2.0mm的石棉襯墊；

13.4 內部熱電偶，采用可移動的熱電偶；
13.5 環(huán)境溫度熱電偶：采用直徑3.0mm不銹鋼鎧裝電熱偶；
14、試件背火面輻射熱測量范圍：0~10W/cm2；
15、 爐壓測量范圍：為T形測量探頭；測量范圍：0~100pa ；測量精度：≤±1pa；
16、爐內壓力測量條件： （1）. 試驗開始5min后，爐內應達到以下規(guī)定的正壓條件

a）水平構件—在試件底面以下100mm處的水平面上，爐壓為15pa±1pa；

b)垂直構件—在爐內3m高度，離試件表面100mm處。爐壓為15pa±1pa；

（2）. 試驗開始10min后，爐內應達到以下規(guī)定的正壓條件

a）水平構件—在試件底面以下100mm處的水平面上，爐壓為17pa±1pa；

b)垂直構件—在爐內3m高度，離試件表面100mm處。爐壓為17pa±1pa；

17、試品溫度檢測系統(tǒng)：zui大取樣點20點；
18、試驗溫度：爐溫控制滿足T-T0=3451g（8t+1）的要求，其控溫偏差d：0min＜t≤10min時， d≤15%，10min＜t≤30min時， d≤10% ，T＞30min時， d≤5%；
19、爐內溫度：±15°C；
20、試件內部溫度：±10°C；
21、試件背火溫度：±4°C；
22、爐內溫度測量：測試的溫度zui高可達1450℃。溫度傳感器：a）爐內溫度：±15°C，采用直徑為1mm的熱電偶；b) 試件背火溫度：±4°C，絲經(jīng)直徑為0.5mm的熱電偶；c)鎧裝鉑銠鉑s值熱電偶，精度等級‖級；d) 鎧裝鎳鉻鎳硅K 型熱電偶，等級‖級；
23、計時范圍：0~120min；計時精度：＜±1s。