Установка для визначення ефективності вогнезахисних покриттів металевих конструкцій

Изобретение относится к области определения огнестойкости строительных конструкций и может быть использовано для оценки эффективности огнезащитных покрытий. Известна установка для испытаний огнезащитных покрытий, включающая источник теплового излучения в виде муфельной печи, напротив которой в держателе с возможностью перемещения установлен испытываемый образец, выполненный в виде металлической пластины с нанесенным огнезащитным покрытием, а также термопару, расположенную между источником теплового излучения и образцом [Авт. ев, СССР №332356, кл G 01 N 3/08, 1972]. Контроль теплового воздействия на образец осуществляют по показаниям термопары, расположенной между источником теплового излучения и образцом. Эффективность огнезащитного покрытия определённой толщины оценивают по времени нагрева металлической пластины до критической температуры (сталь - 500°С, алюминий - 250°С). В установке тепловое воздействие на испытываемый образец обеспечивается за счет печи, нагретой до 1000°С. Такой характер теплового воздействия не обеспечивает получения стандартного температурного режима нагрева, поскольку испытываемый образец и термопара, контролирующая режим нагрева, находятся вне печи и охлаждаются за счет конвекции и переизлучением в окружающую среду. Показания термопары, в свою очередь, зависят от ее размера, степени черноты поверхности и места расположения, Время теплового воздействия на такой установке не превышает 30 мин., при этом толщина металлической пластины, которая имитирует конструкцию, не превышает 1 мм. Все это не позволяет объективно оценивать эффективность огнезащитного покрытия при проведении испытаний. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому объекту является установка для определения эффективности огнезащитных покрытий металлических конструкций, включающая теплоизолированную камеру с окном для установки испытываемого образца, стержневые нагревательные элементы и системы обеспечения температурного режима нагрева и регистрации [Романенков И. Г., Левитас Ф. А. Огнезащита строительных конструкций. – М.: Стройиздат, 1991. - С. 112-113]. Нагревательные элементы расположены в плоскости, параллельной плоскости окна, а термопары размещены между окном и нагревательными элементами. Недостатком указанной установки является то, что такое расположение нагревательных элементов не обеспечивает равномерности нагрева испытываемых образцов по площади, так как в местах, расположенных напротив стержней, тепловое воздействие будет больше. Термопара, расположенная между нагревательными элементами и поверхностью образца, не обеспечивает измерение среднеобъемной температуры в камере нагрева (показания будут изменяться в зависимости от места ее расположения). При сравнительных испытаниях огнезащитных покрытий практически невозможно добиться строго идентичных условий нагрева от испытания к испытанию (стандартный температурный режим нагрева допускает отклонения до 15% на первых 10 минутах нагрева, 10% до 30 мин и 5% после 30 мин), что не позволяет провести сравнительную оценку огнезащитных покрытий. Все это снижает достоверность получаемых результатов. В основу изобретения поставлена задача создания установки для определения эффективности огнезащитных покрытий металлических конструкций, в которой гарантируется создание заданного температурного режима нагрева, обеспечивается высокая равномерность теплового воздействия на испытываемые образцы по площади и возможность проведения сравнительной оценки эффективности покрытий одновременно в идентичных условиях нагрева, путем совершенствования конструкции теплоизолированной камеры с изменением расположения нагревательных элементов, что обеспечит повышение достоверности получаемых результатов. Поставленная задача решается благодаря тому, что в установке для определения эффективности огнезащитных покрытий металлических конструкций, включающей теплоизолированную камеру с окном для установки испытываемого образца, стержневые нагревательные элементы и системы обеспечения температурного режима нагрева и регистрации, стержневые нагревательные элементы установлены в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных плоскости окна, и расположены вне проема окна симметрично его оси. Кроме того, теплоизолированная камера может быть снабжена дополнительным окном, размещенным соосно с первым. Размещение нагревательных элементов согласно отличительным признакам в совокупности с известными конструктивными признаками позволяет обеспечить равномерность теплового воздействия на поверхности испытываемых образцов и гарантировать заданный температурный режим, так как, в отличие от прототипа, исключается более интенсивный нагрев поверхности образца в зонах, расположенных напротив стержней, а показания термопары не зависят от ее расстояния относительно окна и характеризуют среднеобъемную температуру камеры нагрева, что в конечном счете повышает достоверность получаемых результатов. Выполнение камеры с дополнительным окном, размещенным соосно с первым, обеспечивает возможность определения сравнительной эффективности двух образцов огнезащитных покрытий в одном эксперименте при идентичных условиях нагрева, что также повышает достоверность получаемых результатов. Такое исполнение установки также позволяет сократить количество испытаний по оценке эффективности огнезащитных покрытий при различном нанесении и разной толщине металлических конструкции, что в свою очередь снижает трудоемкость и стоимость испытаний. На фиг. 1 представлено заявляемое устройство, вид спереди в разрезе; на фиг. 2 - вид сбоку в разрезе; на фиг. 3 - вид сверху в разрезе. Установка включает стойку 1, на которой установлена теплоизолированная камера 2, а также блок 3 регулирования температурного режима нагрева и система регистрации 4. Стенки камеры 2 снабжены теплоизоляционным слоем 5, а одна из них оснащена окном 6 под вкладыш 7, изготовленный из теплоизоляционного материала, на котором смонтирована металлическая пластина 8 с открытой поверхностью для нанесения образца испытываемого огнезащитного покрытия 9, оборудованная термопарой 10. Внутри камеры 2 в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных плоскости окна 6, установлены стержневые карбидокремниевые нагревательные элементы 11, расположенные вне проема окна 6 симметрично его оси. Для контроля стандартного температурного режима нагрева в камере 2 установлены термопары 12. Термопары 10 и 12 подключены к системе регистрации 4. Теплоизолированная камера 2 может быть снабжена дополнительным окном 13, размещенным соосно с первым окном 6. Оценка эффективности огнезащитных покрытий производится следующим образом. Испытываемое огнезащитное покрытие 9 наносят на открытую поверхность металлической пластины 8 и устанавливают вкладыш 7 в окно 6. Затем включают блок 3 регулирования температурного режима нагрева стержневых элементов 11 и обеспечивают изменение температуры в камере 2 в соответствии со стандартным режимом. При этом регистрируют при помощи термопар 10 температуру металлической пластины 8 и при достижении ею критического значения температуры испытания прекращают. Оценку эффективности огнезащитного покрытия (при фиксированных значениях толщины покрытия и металлической пластины) производят по времени нагрева металлической пластины до критической температуры. При определении сравнительной эффективности двух образцов огнезащитных покрытий в одном эксперименте при идентичных условиях нагрева задействуют дополнительное окно 13, в которое, как и в первое окно, устанавливают аналогичный вкладыш с нанесенным на металлическую пластину огнезащитным покрытием другого типа. Такое выполнение установки и расположение нагревательных элементов позволяет обеспечить равномерность поверхностного распределения теплового воздействия на испытываемый образец и равномерность распределения температуры в камере нагрева. Показания термопар, расположенных в центре камеры нагрева и у поверхности образцов, практически одинаковы. Все это повышает достоверность получаемых данных и позволяет производить сравнительную оценку огнезащитной эффективности покрытий в одном эксперименте при идентичных условиях нагрева. Предлагаемая установка изготовлена и аттестована в УкрНИИПБ МВД Украины и используется для оценки эффективности огнезащитных покрытий металлических конструкций, например, "Эндотерм ХТ-150" и его модификации, покрытий фирм "Herberst" и "SVT-Brandschuts" (Германия).