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GB/T 33618-2017

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基本信息
标准编号 GB/T 33618-2017 (GB/T33618-2017)
中文名称 纺织品 燃烧烟释放和热释放性能测试
英文名称 Textiles -- Test method for visible smoke release and heat release properties during combustion process
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 W04
国际标准分类 59.080.30
字数估计 12,156
发布日期 2017-05-12
实施日期 2017-12-01
引用标准 GB/T 3820; GB/T 6529
起草单位 广州纤维产品检测研究院、中纺标检验认证有限公司
归口单位 全国纺织品标准化技术委员会(SAC/TC 209)
提出机构 中国纺织工业联合会
发布机构 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
范围 本标准规定了纺织品燃烧烟释放和热释放性能的试验方法。本标准适用于各种织物及其制品。

GB/T 33618-2017
Textiles -- Test method for visible smoke release and heat release properties during combustion process
ICS 59.080.30
W04
中华人民共和国国家标准
纺织品 燃烧烟释放和热释放性能测试
2017-05-12发布
2017-12-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中国纺织工业联合会提出。
本标准由全国纺织品标准化技术委员会(SAC/TC209)归口。
本标准起草单位:广州纤维产品检测研究院、中纺标检验认证有限公司。
本标准主要起草人:罗胜利、朱锐钿、聂凤明、韩玉茹、张鹏、吴文宜、冯泽强。
纺织品 燃烧烟释放和热释放性能测试
1 范围
本标准规定了纺织品燃烧烟释放和热释放性能的试验方法。
本标准适用于各种织物及其制品。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3820 纺织品和纺织制品厚度的测定
GB/T 6529 纺织品 调湿和试验用标准大气
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
热辐照度 thermalirradiance
试样表面在单位时间内单位面积所受到的热辐射能量。
3.2
引燃时间 timetoignition
在一定的热辐照度下,用电弧点火器点火,试样从暴露于热辐射源开始到出现火焰为止的时间。
3.3
平均质量损失速率 meanmasslossrate
试样在燃烧期间单位时间的质量损失与暴露面积之比。
3.4
热释放速率 heatreleaserate
试样单位时间燃烧释放的热量与暴露面积之比。
3.5
总热释放量 totalheatrelease
试样从开始引燃至熄灭期间释放的总热量与暴露面积之比。
3.6
烟释放速率 smokereleaserate
试样单位时间燃烧释放的烟量与暴露面积之比。
3.7
总烟释放量 totalsmokerelease
试样从开始引燃至熄灭期间释放的总烟量与暴露面积之比。
4 符号
见表1。
表1 符号说明
符号 说明 单位
As 试样初始暴露的表面积 m2
C 耗氧分析时的标定常数 m1/2·kg1/2·K1/2
D 光密度 -
Δhc 净燃烧热 kJ/kg
I/I0 透射光强与入射光强之比 -
L 被测烟道的光学长度 m
mi 试样质量(i=0,1,2,,n) kg
m0 试样初始质量 kg
mf 试样最终质量 kg
ΔP 孔板流量计的压力差 Pa
(t) 热释放速率 kW/m
T 实测光透过率 %
T0 无烟时的光透过率 %
t 时间 s
td 氧气分析仪的滞后时间 s
tf 试验结束的时间 s
t0 试验开始的时间 s
Δt 取样时间间隔 s
Te 孔板流量计中气体的绝对温度 K
Vs 烟道中气体的体积流量 m3/s
r0 氧/燃料的理论质量比 -
XO2(t) 氧气分析仪的读数 -
X0O2 氧气分析仪的初始读数 -
X1O2 滞后时间修正前氧气分析仪的读数 -
5 原理
在规定的试验环境,试样在预定的热辐照度(0~100kW/m2)条件下,用电弧点火器点火并引燃试
样。通过纺织品在燃烧时所产生烟对光强度的衰减作用,测定激光束在烟中的透过率,计算得出试样的
烟释放性能。根据纺织品燃烧时消耗的氧气质量与释放热量之间的比例关系(每消耗1kg氧气释放出
的热量大约为13.10×103kJ),通过测定耗氧量,计算得出试样的热释放性能。
6 设备
6.1 设备组成
设备结构示意图见图1。6.2~6.14给出了设备主要部件的技术要求。
说明:
1 ---试验环境舱;
2 ---称重装置;
3 ---试样;
4 ---点火装置;
5 ---热辐射锥;
6 ---集烟罩;
7 ---辐射防护板;
8 ---橡胶减震器;
9 ---孔板;
10---导管;
11---气体取样装置;
12---烟雾减光测量系统;
13---热电偶(位于烟道中心线);
14---压力计;
15---风机的电机;
16---风机;
17---孔板。
图1 设备结构示意图
6.2 称重装置
称重装置的最小分辨率为0.1g,量程应不低于500g。在标定时,称重装置的输出漂移在30min
内应不超过1g。
6.3 点火装置
通过位于试样水平中心位置上方(13±2)mm处10kV电弧放电完成点火。火花塞的火花间隙应
为(3.0±0.5)mm,连接到火花塞电极的高电压不得与外壳相连接地,以减少数据传输线的干扰。进行
点火测试时,火花放电应在50Hz~60Hz连续操作,待火焰产生4s后,应移除点火器。
6.4 点火计时器
点火计时器应能够分段计时,示值分辨率为1s,计时误差小于1s/h。
6.5 热辐射锥
热辐射锥能在试样的表面产生0~100kW/m2 的热辐照度。热辐照度应均匀,在暴露试样的中心
部位50mm×50mm范围内,与中心处的热辐照度偏差不超过±2%。
6.6 辐射防护板
热辐射锥与试样之间应有一个可抽取的辐射防护板,以保护试样在试验开始之前不受热辐射。防
护板应由不燃材料制成,总厚度不超过12mm。辐射防护板可为下列中的一种:
a) 水冷并涂有一层表面发射率ε=0.95±0.05的耐磨无光黑色涂层;
b) 非水冷,上表面有反射功能的金属或陶瓷等,以将热辐射传递降至最低。
6.7 热辐射锥温度控制器
控温范围为0℃~1000℃,示值分辨率为2℃。
6.8 热流计
应使用热流计标定锥形加热器的热辐照度。热流计量程为0~100kW/m2,误差控制在±3%
以内。
6.9 排气系统
排气系统由离心式风机、集烟罩、进气和排气管道和孔板流量计组成。排气系统流量调节范围为
0.012m3/s~0.035m3/s。
6.10 气体取样装置
气体取样装置由取样泵、烟尘过滤器、除湿冷阱、水分过滤器、CO2 过滤器组成。
6.11 氧气分析仪
氧气量程为0~25%的顺磁型氧气分析仪。在标定时,30min内的含氧量漂移不应超过±50×10-6,
且输出干扰不应超过50×10-6。氧气分析仪满量程的10%~90%的响应时间应小于12s。
6.12 烟雾减光测量系统
烟雾测量系统包括氦-氖激光发生器、硅光敏电二极管、参比检测器和其他电子元件。该系统采用
耐火密封的方式。
6.13 数据采集系统
数据采集系统应能记录氧气分析仪、孔板流量计、热电耦、称重装置和烟雾测量系统的输出值。数
据采集系统应具有相应的精度,氧气测量通道精度为50×10-6、温度测量通道精度为0.5℃、其他通道
精度为仪器满量程输出的0.01%。该系统采集数据的时间间隔应不超过5s。
6.14 试样架
试样架包括试样安装架和试样架顶盖,见图2和图3。
单位为毫米
图2 试样安装架
单位为毫米
说明:
1---装样螺丝孔。
图3 试样架顶盖
对于轻薄型的纺织品,在试验过程中可能膨胀、飘飞或漂移,宜使用网格固定框架。网格固定框架
由长度为(100±1)mm、直径为(0.8±0.1)mm的不锈钢丝在中心点交叉“十字形”焊接。如果选用其
他形状的网格固定框架,应在报告中注明。
7 试样制备及准备
7.1 试样尺寸
7.1.1 对于选定的每一种热辐照度,应制备3个代表性试样进行试验。
7.1.2 试样尺寸为(100±1)mm×(100±1)mm的正方形。
7.1.3 对于厚度在4mm~50mm之间的样品,应采用其实际厚度进行试验。对于厚度小于4mm的
样品,可采用多层叠加的方式,使试样厚度达到4mm及以上。对于厚度大于50mm的样品,应通过剖
掉非暴露面使其厚度减少到50mm。试样厚度的测试按GB/T 3820的规定执行。
7.1.4 当从表面不规则的样品切取试样时,表面的最高点应处于试样的中心部位。
7.2 调湿
试样应在GB/T 6529规定的标准大气环境条件下调湿至平衡,然后将调湿后的试样放入密封容
器内。
7.3 试样准备
7.3.1 试样包覆
为防止试样熔融物溢出,用厚度为0.025mm~0.04mm单层铝箔包裹试样,使有光泽的一面朝向
试样,铝箔应预先裁剪,包覆试样的侧面和底部,铝箔宜伸出试样上表面2mm~3mm。如果使用网格
固定框架,应将其置于试样暴露面。
7.3.2 试样安装
将试样架顶盖倒置于平面上,将包好铝箔的试样暴露表面向下放入顶盖内,在上面放上耐火纤维
毡,以耐火纤维毡刚刚超出顶盖边缘即可,放上试样安装架,将定位螺母拧紧。
8 试验环境
在温度为15℃~30℃、相对湿度为20%~80%的环境中进行试验。
9 仪器标定
9.1 称重装置
标定称重装置应使用试样质量范围内的称重标准件。关闭热辐射锥并使装置在进行标定之前冷却
到环境温度。将试样架放置在称重设备上,将称重设备调零,加载250g或其他合适质量的砝码,稳定
后记录称重装置的输出值,完成校正。每个试样测试前应进行称重装置的校零。
9.2 氧气分析仪
标定氧气分析仪时热辐射锥可以工作也可以关闭,但不应处于升温阶段。开启风机,调节排气流量
为(0.024±0.002)m3/s。校零时,将纯氮气通入分析仪,使其流量和压力与样气的相同,将分析仪的示
值调为(0.00±0.01)%。通入干燥的环境空气时,应将示值调为(20.95±0.01)%,并将流量设置为测试
试样时使用的流量。每个试样测试后,应利用干燥的环境空气确保分析仪的示值为(20.95±0.01)%。
9.3 热释放速率
每个实验日开始试验时,应进行热释放速率标定,以确定耗氧分析时的标定常数C。标定时热辐射
锥可以工作也可以关闭,但不应处于升温阶段。开启风机,调节排气流量为(0.024±0.002)m3/s。以
5s的时间间隔开始收集基线数据,至少持续1min。根据甲烷的净燃烧热为50.0×103kJ/kg,将甲烷通
入标定燃烧器,通过标定的流量计得到对应热释放速率为5.0kW 的流量。平衡后,以5s的时间间隔
采集数据,持续3min,记录耗氧分析时的标定常数C。
9.4 热辐射锥
每个实验日开始试验时或改变热辐照度时,应采用热流计对热辐射锥产生的热辐照度进行测量,并
调节热辐照度控制系统,以使其达到所需热辐照度(误差不超过±2%)。当热流计插入标定位置时,不
应使用试样或试样安装架。热辐射锥稳定在设定温度至少运行10min,确保处于平衡状态。
9.5 烟雾减光测量系统
在每个试样测试前应做透光率为0和100%的标定。在仪器每工作100h以内,在激光波长为
632.8nm处,用两块中性玻璃滤光片对测光系统进行校准。
10 试验步骤
10.1 一般预防措施
警示:应采取适当预防措施进行安全防护,燃烧试验中应注意,试样暴露在热辐射锥下时存在散发
有毒或有害气体的可能性。
试验过程中伴随高温和燃烧。因此,可能存在引燃外部物体或衣物的危险。在插入和移去试样时
以及在高温情况下接触热辐射锥或与其相连的固定设备时,操作人员应使用防护手套。不应触摸电弧
点火器,因其带有10kV的高电压。试验之前,为使装置运转正常,应检查其排气系统,且应将燃烧产
物排放到排气能力足够大的建筑排气系统中。某些类型的熔融物或尖锐碎片有可能喷溅,因此应注意
保护眼睛不受伤害。
10.2 准备
10.2.1 打开设备电源。
10.2.2 检查CO2 过滤器和最终水分过滤器。如有必要,需更换水分吸附剂。排净除湿冷阱分离腔中
的凝结水。冷阱的正常工作温度为0℃~4℃。
注:如果在检查期间打开了气体采样系统中任何过滤器,宜检查气体采样系统是否漏气。
10.2.3 开启热辐射锥和风机的电源。
10.2.4 调节排气流量为(0.024±0.002)m3/s。
10.2.5 按第9章进行标定。升温期间及试验间歇期间,在称重装置的上方放置一个隔热层(例如,带
耐热纤维垫的空试样安装架或水冷辐射防护板),以避免过多的热量传递到称重装置。
10.3 测试
10.3.1 在试验环境下,将调湿平衡的试样从密封器中取出,按7.3将试样安装完毕,把安装试样的试样
架放到称重装置上,称取试样质量,调整热辐射锥底部与试样表面的距离为(25±1)mm,确保试样架与
热辐射锥中心对准。
10.3.2 移去装有试样的试样架,在称重装置上方放置一个隔热层。
10.3.3 设置热辐照度对应的温度,开启热辐射锥电源。
注:一般常用的热辐照度为25kW/m2、35kW/m2 或45kW/m2。
10.3.4 待热辐射锥加热至设定热辐照度对应的温度后,设置取样时间间隔(一般不超过5s),采集
1min的基线数据。
10.3.5 插入辐射防护板,移去保护称重装置的隔热层,将安装试样的试样架放到称重装置上。
注:辐射防护板在插入之前需冷却到100℃以下。
10.3.6 插入电弧点火器,根据辐射防护板的类型,按照下述规定,以正确的顺序移去辐射防护板。
对于6.6a)防护板,移去防护板并开始试验。在1s之内完成移去防护板、插入并开启点火器的
操作。
对于6.6b)防护板,防护板应在插入10s之内移去并开始试验。在1s之内完成移去防护板、插入
并开启点火器的操作。
10.3.7 记录引燃时间和火焰熄灭时间,计算续燃时间。当燃烧火焰持续4s时,关闭、移去点火器。如
果在移去点火器之后火焰熄灭,重新插入并开启点火器,在这种情况下,保持点火器开启状态至整个实
验完成。在试验报告中记录上述情况。
10.3.8 当以下任一条件发生2min后,结束采集数据:
a) 火焰熄灭或其他燃烧停止的迹象;
b) 试样质量变成零;
c) 氧气浓度已回到测试前值并保持10min;
d) 燃烧持续30min;
e) 试样30min内未被点燃。
10.3.9 数据采集、测试完成后,插入辐射防护板,移开试样架,将隔热层放置在称重装置上。
10.3.10 试样架完全冷却到室温后,清理干净。
10.3.11 按步骤(第9章和10.3.1~10.3.10)完成剩余2个试样的测试。如果单个试样结果与3个试样
平均值的差异超过10%,应另增加3个试样并测试。
11 结果计算和表达
11.1 质量损失速率
锥形量热仪的样品支撑台上设置有称重装置,可在加热和燃烧的过程中动态测量、记录样品的热失
重情况。记录的热失重曲线再通过五点差分法计算样品的质量损失速率[见式(1)~式(5)]。
第一次采集(i=0):
dm
dt
êê
úú
i=0
25m0-48m1+36m2-16m3+3m4
12Δt
(1)
第二次采集(i=1):
dm
dt
êê
úú
i=1
3m0+10m1-18m2+6m3-m4
12Δt
(2)
第i次采集(1< i< n-1,其中n=总采集次数):
dm
dt
êê
úú
-mi-2+8mi-1-8mi+1+mi+2
12Δt
(3)
倒数第二次采集(i=n-1):
dm
dt
êê
úú
i=n-1
-3mn-10mn-1+18mn-2-6mn-3+mn-4
12Δt
(4)
最后一次采集(i=n):
dm
dt
êê
úú
i=n
-25mn+48mn-1-36mn-2+16mn-3-3mn-4
12Δt
(5)
平均质量损失速率(MMLR)按式(6)计算,单位为g/(s·m2):
MMLR=
m0-mf
tf-t0 ×
As
(6)
11.2 热释放速率
热释放速率按式(7)计算,单位为kW/m2:
q̇(t)=
Δhc
r0
÷(1.10)C ΔPTe
X0O2-XO2(t)
1.105-1.5XO2(t)
êê
úú/As (7)
其中:
XO2(t)=X1O2(t+td)
式中:
As---试样初始暴露面积,即0.0088m2。
11.3 总热释放量
总热释放量(THR)按式(8)计算,单位为 MJ/m2:
THR=∑
i=n
i=1
q̇i(t) (8)
11.4 平均热释放速率
平均热释放速率值与截取的时间有关。从试验开始至试验结束期间的平均热释放速率(MHRR)
按式(9)计算,单位为kW/m2:
MHRR=
THR
tf-t0
(9)
11.5 烟释放速率
烟释放速率(SRR)按式(10)计算,单位为(m2/s)/m2:
SRR=
Vs(t)×D×ln10
As×L
(10)
其中:
D=lg
T0
T=
I0×
100
11.6 总烟释放量
将烟释放速率曲线进行积分,得出总烟释放量(TSR),按式(11)计算,单位为m2/m2:
TSR=
i=n
i=1
Vsi(t)·Di·ln10
As×L
(11)
11.7 平均烟释放速率
平均烟释放速率值与截取的时间有关......
   
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