Système d'essai au feu de la chambre du four en tunnel Steiner UL910

Chambre de four à tunnel Steiner UL910

 

Conception référencée aux normes ci-dessous

 

UL 910 : Norme UL pour les essais de sécurité concernant la propagation des flammes et les valeurs de densité de fumée pour les câbles électriques et à fibres optiques utilisés dans les espaces transportant l'air ambiant

 

2.1 Résumé

 

Cette solution technique est basée sur l'intégration de l'instrumentation et de l'électricité, et utilise le système de contrôle multifonction avancé d'OMRON pour combiner la séquence d'allumage, la sécurité de la combustion, l'interverrouillage électrique, le contrôle automatique de la température, le réglage manuel, l'alarme de surveillance et l'acquisition/communication de données en un seul. Le système de contrôle de la température et de la pression du four utilise le système de contrôle composé d'un contrôleur OMRON + Advantech + logiciel Visual Basic pour le contrôle automatique et la surveillance en ligne. L'ordinateur supérieur de la station d'exploitation Advantech exploite et surveille les paramètres de processus nécessaires du four. Il dispose du stockage de données, de l'inspection et de l'impression. , Et d'autres fonctions. En même temps, selon les exigences des normes UL910 / NFPA262, une salle d'essai de combustion dédiée peut être mise en place pour l'essai de combustion, Cette salle d'essai de combustion isole efficacement le four à tunnel horizontal Steiner,Installer l'extrémité de mesure de la densité de fumée dans une pièce sombre,Éviter les interférences de la lumière extérieure；Zone d'essai de combustion, adopter une méthode de conception indépendante,selon l'exigence de la norme, doit fournir un flux d'air libre. Par conséquent, pendant tout le test, maintenir la pièce sous une pression d'air contrôlée de 0-12 Pa (0-0,05 pouce de volume d'eau) supérieure à la pression d'air ambiante.,La température est maintenue à 18,3 ° C-26,7 ° C (65 ° F-80 ° F) et une humidité relative de 45-60%.

 

2.1.1 Conditions de conception

Type de four : Four à tunnel horizontal Steiner

Dimensions principales du four : Dimensions du four 7620mm * 451mm * 305mm

Nombre de couvercles de four : Four à tunnel horizontal Steiner : 1 couvercle de four

Température de fonctionnement du four : jusqu'à 600 ℃ (température des gaz de combustion)

Combustible : Méthane d'une pureté d'au moins 95 %

Pouvoir calorifique du combustible : 3500btu / lb

Pression du combustible : 0,4-0,5 MPa

Modèle de brûleur : Brûleur double en U de 3/4 pouce

Température d'échappement du tuyau de fumée : <250 ° C, généralement la température des gaz de combustion est contrôlée à moins de 200 ° C.

Méthode d'essai de l'objet testé : Four à composants horizontaux - levage du plafond du four

Conditions de conception 15KVA, 380V/220V, 3 phases. Remarques : La tension peut être personnalisée.

2.1.2 Paramètres structurels

2.1.3 n Structure du four : brique réfractaire + plaque en acier inoxydable SUS304

2.1.4 n Structure du fond du four : brique réfractaire 229mm x 114.5mm x 64mm

2.1.5 n Type et quantité de brûleur : 1 brûleur double en U de 3/4 pouce.

2.1.6 n Méthode d'extraction des fumées : extraction mécanique des fumées + mélange d'air froid sur la paroi arrière

2.1.7 Méthode d'ouverture de la porte du four : Four à composants horizontaux - levage et translation du plafond (construit par le client)

2.1.8 Schéma du four

2.1.4 Objectif :

Pour les essais d'inflammabilité des fils et câbles UL910

2.1.5 Principes de conception

Adopter les principes de la technologie de pointe, de la fiabilité, de la sécurité et de la rationalité économique

 

2.2 Structure du four

 

2.2.1 Enveloppe du four

La structure en acier du four est composée d'un tube carré / tube rectangulaire, d'un montant latéral et d'une plaque d'acier du corps du four. Après avoir été soudée à haute résistance, elle forme un ensemble solide, qui peut être utilisé sans déformation pendant une longue période.

Plaque d'acier du corps du four : SUS304,δ=3mm

Châssis du four : Q235-A ,Tube carré / tube rectangulaire

Barres transversales du four : Q235-A ,Tube carré/ tube rectangulaire

Fenêtre : Combinaison double couche de verre de quartz et de verre trempé,δ=3mm,70mm±6mm×280mm±38mm

 

2.2.2 Matériaux de résistance du four

La maçonnerie du four d'essai est constituée de briques réfractaires. En même temps, afin de fournir la turbulence d'air requise pendant le processus de combustion,Obtenu en plaçant six briques réfractaires résistantes à la chaleur de 229 mm de long x 114,5 mm de large x 64 mm d'épaisseur (ligne verticale longue du mur et ligne parallèle de 114,5 mm de long). Selon l'axe du brûleur mesuré par rapport à l'axe de la brique réfractaire,Briques réfractaires près de la fenêtre (sans obstruer les fenêtres) 1,98 m±152 mm,3,96 m±152 mm et 5,79±152 mm,la distance de l'autre côté est de 1,37 m±152 mm,2,90 m±152 mm et 4,88 m±152 mm.

La résistance à la température la plus élevée : 1427℃ (2600℉)

Densité apparente : 0,77±0,046g/cm3

Conductivité thermique à la température moyenne :

260℃(500℉) 0,23W/m·℃

538℃(1000℉) 0,27 W/m·℃

815℃(1500℉) 0,32 W/m·℃

1093℃(1500℉) 0,37 W/m·℃

2.2.3 Porte du four et mécanisme de pression

Faire fonctionner la porte du four au-dessus du corps du four, comme dispositif d'étanchéité pour le corps du four. Composé de métaux et d'isolants inorganiques, Isolants composés d'isolants inorganiques, matériau isolant inorganique de 51 mm ± 6 mm d'épaisseur

La porte horizontale du four est soudée par une section d'acier, utiliser la méthode de levage vertical par auto-poids pour compacter, pour observer l'état du four, des fenêtres d'observation installées des deux côtés de la paroi du four, pour obtenir une étanchéité efficace, un joint d'eau efficace agit comme un joint entre la porte du four et le corps du four, L'utilisation d'eau du robinet comme source d'eau de circulation peut non seulement assurer une étanchéité pour le contrôle qualité du corps du four et de la porte du four, mais aussi emporter la chaleur pendant l'essai de combustion et protéger efficacement le corps du four.

Le laboratoire doit fournir la grue pour soulever le couvercle.

Température d'utilisation effective maximale jusqu'à 1050℃；

Densité : 335±5kg/m3 ;

Conductivité thermique : 0,085W/mK@400 ℃

Dimension 7620±50mm*451±5mm*305±5mm

2.2.4 Chambre d'entrée et déflecteur d'entrée

La structure en acier du four est composée d'un tube carré / tube rectangulaire, d'un montant latéral et d'une plaque d'acier du corps du four. Après avoir été soudée à haute résistance, elle forme un ensemble solide, qui peut être utilisé sans déformation pendant une longue période. Le déflecteur d'entrée d'air est contrôlé pneumatiquement et peut être ouvert et fermé automatiquement. Chambre d'entrée Cet élément doit avoir une ouverture rectangulaire de 298,5 mm ± 6 mm × 464 mm ± 6 mm pour permettre à l'air de passer à travers le déflecteur le plus proche dans la chambre d'essai de combustion.

Plaque d'acier du four : SUS304, δ = 3mm

Châssis du four : Q235-A, tube carré / tube rectangulaire

Nervures transversales du four : Q235-A, tube carré / tube rectangulaire

2.2.4 Système d'extraction des fumées et système de contrôle de la pression du four

L'échappement du corps du four adopte la forme d'un échappement mécanique pour s'assurer que la pression et la température dans le four et les gaz d'échappement répondent aux exigences de la norme. Il comprend une section de transition, une tuyauterie d'extraction des fumées, un papillon automatique et un système de contrôle de la pression différentielle. Section de transition : un élément rectangulaire en acier inoxydable d'une longueur de 902 mm ± 6 mm × 686 mm ± 6 mm de largeur × 438 mm ± 6 mm de hauteur, et de 457 mm±6 mm Il se compose d'une section de transition elliptique rectangulaire, et la section de transition elliptique rectangulaire est reliée à un tuyau d'échappement d'un diamètre intérieur (I.D.) de 406 mm ± 3 m. L'extérieur de la section de transition est isolé avec un revêtement en fibre céramique de 51 mm, d'une densité de 130 kg / m3. La plaque d'acier est en SUS304, δ = 1,5 mm. Tuyau d'échappement : tuyau d'échappement de 406 mm ± 3 mm I.D., s'étendant de l'extrémité d'échappement de la section de transition de 4,88 m à 5,49 m jusqu'à l'axe du système de mesure des fumées, afin de fournir un flux de gaz d'échappement complètement mélangé. L'ouverture du tuyau d'échappement doit être isolée avec un matériau inorganique à haute température d'au moins 51 mm, du début de la partie de transmission d'échappement au système de détection des fumées. La plaque d'acier est en SUS304, δ = 1,5 mm. Système de contrôle de la pression différentielle : Le détecteur doit être constitué d'une colonne en acier inoxydable d'une longueur de colonne nominale deux fois supérieure au diamètre extérieur de la colonne, la longueur du taraud de la jauge de tirage est de 25±12 mm. 25±12 mm, et une cloison centrale pleine. La sonde bidirectionnelle est connectée à un capteur de pression, qui peut lire efficacement la valeur de la pression dans le four.

 

Registre d'échappement : 406 mm I.D. Le registre de contrôle du débit de tuyau monobloc du tuyau est installé à 1,68 m ± 0,15 m sous le tuyau d'échappement du système de mesure des fumées, et l'axe est par rapport à l'axe.

Les positions relatives des composants de transition d'échappement, des conduits d'échappement, des systèmes de mesure des fumées et des registres de conduits d'échappement sont indiquées sur la figure.

Afin de maintenir le contrôle du débit d'air pendant tout le processus d'essai, le registre du tuyau d'échappement doit être contrôlé par un système de rétroaction en boucle fermée qui forme une communication efficace avec le système de contrôle de la pression différentielle.

2.2.5 Schéma d'effet : Chambre de four à tunnel Steiner

2.3 Système de combustion

 

2.3.1 Brûleur

Le gaz vers le brûleur doit être fourni par un seul conduit d'entrée, Se disperser à travers la section en T vers chaque brûleur. Tube coudé nominal de 19 mm (0,75 pouce) de sortie d'air, le plan du brûleur doit être parallèle au sol de la salle d'essai. Cela permet au gaz d'être dirigé directement vers l'échantillon. Chaque brûleur utilise l'axe de 102 mm ± 6 mm de chaque côté de l'axe de sa chambre d'essai de combustion pour constituer des positions afin que la flamme du brûleur soit uniformément répartie.

Utiliser un système d'allumage électronique pour allumer le poêle à gaz à longue distance, performance de sécurité garantie, Allumeur haute tension, 44KV, 50mA, la tension minimale de l'électrode d'allumage est de 1,8kVp.

2.3.2 Groupe de vannes

2.3.3.1 Système de canalisation de gaz

Du méthane d'une pureté d'au moins 95 % est envoyé au four par des robinets à boisseau sphérique, des détendeurs, des manomètres, deux électrovannes et des débitmètres massiques.

2.3.3.2 Composants de la canalisation de gaz :

① Détendeur : Détendeur Japan Ito Mirai avec compensation de pression d'entrée et arrêt à pression nulle,Selon la tension du ressort réglé. La pression de sortie du détendeur reste constante et n'est pas affectée par les changements de débit de gaz. Lorsqu'aucun gaz ne traverse le détendeur, le détendeur se ferme automatiquement.

② Électrovanne : s'ouvre pour couper, temps de fermeture rapide 1 seconde, joue un rôle de réponse rapide et de coupure rapide. Fréquence de fonctionnement maximale : 20 fois/minute, pression de fonctionnement maximale : 360 mbar.

③ Manomètre de pression du pressostat : mesure la pression de la canalisation de gaz principale et ouvre la voie au réglage de la pression du gaz pendant la phase de mise en service, ce qui peut garantir que la pression de la canalisation de gaz est maintenue à un niveau normal. Plage de pression : 0 ~ 20 kpa.

④ Débitmètre massique : Débitmètre massique américain AALBORG, acier inoxydable 316, pression maximale 1000psig (70bar), taux de fuite inférieur à 1 × 10-7 sml / s, calibré par NIST, signal 0 ～ 5VDC et 4 ～ 20mA, protection du circuit, Vitesse de contrôle ≤ 2s, la précision du contrôle est de ± 1% FS, la répétabilité ± 0,5FS, la plage de température de 0 ～ 50 ℃, la plage d'humidité de 0 ～ 90%, l'affichage numérique, l'alimentation en gaz répond à 5000Btu (5,3MJ) / pendant l'essai de contrôle automatique L'exigence de chaleur minimale, le logiciel enregistre automatiquement la quantité de gaz utilisée ; il peut coopérer avec la sortie du brûleur standard 5,3MJ / min de chaleur, et selon les différentes normes, le débit de gaz peut être contrôlé par le débitmètre massique, la plage de mesure est de 0 ~ 160L / min, ce qui peut changer le brûleur La valeur calorifique de sortie, l'énergie de sortie maximale peut atteindre 100MJ / min ;

⑤ Filtre à gaz : Filtre à gaz Italy Guilong, ouverture du coton filtrant <50um

 

2.4 Système de mesure de la densité de fumée

 

2.4.1 Source lumineuse du système de mesure de la densité de fumée

Une lampe scellée américaine GE 12V, une lentille propre, un projecteur automatique monté sur la section transversale du conduit d'échappement, le faisceau lumineux doit briller vers le haut le long de l'axe vertical du tuyau d'échappement, Le faisceau cylindrique doit passer à travers les ouvertures de 76 mm ± 3 mm de diamètre en haut et en bas du tuyau de 406 mm (16 pouces) I.D., et les faisceaux combinés doivent être concentrés au centre de la cellule photovoltaïque.

2.4.2 Dispositif de réception pour le système de mesure de la densité de fumée

Les photocellules qui sortent directement en fonction de la proportion de lumière reçue doivent être placées au-dessus de la source lumineuse, et la distance totale du trajet de la lumière à la batterie est de 914 mm ±102 mm. Les photocellules doivent être connectées à un équipement d'enregistrement, qui est utilisé pour montrer que la lumière incidente dans la fumée en disparition est atténuée en raison de circonstances particulières et d'autres effets.

2.4.4 Courbe de chauffage : Répondre aux exigences de contrôle de la température montante et descendante et de l'écart de température du four.

2.4.5 Critères de contrôle de la pression et de la température du four : Le préchauffage est effectué à l'aide d'une plaque d'acier et d'une couche de panneau de ciment renforcé de fibres non revêtu d'une épaisseur nominale de 6 mm x 2,44 m de long, suffisamment large pour être placé sur les supports de la chambre comme indiqué, avec un toit amovible en place. Le combustible était fourni avec du méthane, ajusté au débit requis à l'aide d'une ouverture de 16 mm ± 1,5 mm dans le déflecteur d'entrée. Le préchauffage a été effectué jusqu'à ce que la température atteigne 66°C ± 3°C, comme indiqué par le thermocouple de sol à 7,09 m ± 13 mm. La chambre d'essai de combustion a été laissée refroidir lorsque la température indiquée par le thermocouple de sol à 3,96 m a atteint 41°C ± 3°C.

2.4.6 Vitesse du flux d'air : Ces sept points sont déterminés en divisant le tunnel en sept sections égales et en enregistrant la vitesse du flux au centre géométrique de chaque section. Les points sont à 7 m ± 25 mm de l'axe du four à gaz et à 152 mm ± 6 mm sous le plan du support de toit. Une vitesse de flux de 1,22 m/sec ± 0,025 m/sec (4 pi/sec ± 0,083 pi/sec) doit être obtenue.

Traduit avec DeepL.com (version gratuite)

2.4.7 Thermocouple du four : Un thermocouple en alliage nickel-chrome de calibre 19 AWG à la porte avec un joint de 9,5 mm ± 3 mm exposé à l'air de la chambre de combustion doit être inséré à travers le sol de la chambre d'essai. L'extrémité du thermocouple doit être à 25,4 mm ± 3 mm sous la surface supérieure du ruban de fibre de verre, à 7,01 m ± 13 mm de l'axe de la buse du four et au milieu de la largeur de la chambre de combustion. Un thermocouple en alliage nickel-chrome de calibre 19 AWG encastré à 3,2 mm ± 1,5 mm sous la surface du sol de la chambre d'essai doit être placé à 3,96 m ± 13 mm de l'axe de la buse du four et à 7,09 m ± 13 mm du ciment réfractaire et au milieu de la largeur de la chambre de combustion.

Environnement de travail

La chambre d'essai au feu dans laquelle se trouvent la chambre d'essai et le système de mesure des fumées doit être dotée d'une condition de libre circulation de l'air pour maintenir une pression contrôlée dans la chambre de 0 à 12 Pa (0 à 0,05 pouce de colonne d'eau) au-dessus de la pression atmosphérique ambiante pendant toute la durée de chaque essai. La température doit être de 18,3°C à 26,7°C (65°F à 80°F) et l'humidité relative doit être de 45% à 60%.

 

Des dispositifs de climatisation et d'humidification et de déshumidification sont installés pour contrôler la température et l'humidité intérieures, et un thermomètre et un hygromètre sont fournis pour surveiller l'environnement intérieur, ainsi qu'une jauge de pression atmosphérique pour surveiller la pression intérieure.

 

1.2 Exigences en matière d'eau, d'électricité et de gaz pour l'installation de l'équipement

 

1.2.1 Exigences en matière d'eau

1.2.1.1 Refroidissement du support du four à tunnel : eau du robinet, 0,07 mpa

1.2.2 Exigences relatives au site

1.2.2.1 Empreinte du four à tunnel : longueur non inférieure à 22 mètres, largeur non inférieure à 4 mètres, hauteur non inférieure à 4 mètres ;

1.2.3 Exigences électriques

1.2.3.1 Exigences en matière d'électricité 1 : 220V, 50Hz

1.2.3.2 Exigence en matière d'électricité 2 : 380V, 50Hz

UL 910 : Norme UL pour les essais de sécurité concernant la propagation des flammes et les valeurs de densité de fumée pour les câbles électriques et à fibres optiques utilisés dans les espaces transportant l'air ambiant

 

5.2 Paramètres techniques :

 

1. répondre aux exigences des normes d'essai NFPA 262 et UL910, ainsi qu'aux données et courbes qui doivent être enregistrées dans les normes ;

2. dispositif de mesure de la densité de fumée, écart de 1 %, plage de fluctuation à pleine échelle inférieure à 1 %, peut être confirmé par étalonnage après le filtre ;

3. avec le boîtier d'entrée d'air en état ouvert, le flux d'air du ventilateur centrifuge peut faire en sorte que la pression statique dans la section de mesure de la pression statique atteigne 37pa ;

4. avec le boîtier d'entrée d'air fermé, la pression statique monte à au moins 93pa ;

5. la vitesse de l'air dans la boîte de combustion peut être réglée à 1,22 m/sec ± 0,025 m/sec ; la vitesse de l'air doit être enregistrée en sept points, chacun étant situé à 7 m ± 25 mm (23 pi ± 1 po) de l'axe du brûleur à gaz et à 152 mm ± 6 mm (6 po ± 0,25 po) sous le plan de la bride de support du couvercle supérieur. Déterminer ces sept points en divisant la largeur du conduit en sept segments égaux et en enregistrant la vitesse de l'air au centre géométrique de chaque segment.

6. une alimentation en gaz réglable de 86 kW ± 2 kW (294 000 ± 7300 Btu/hr) ; la sortie de la cellule photoélectrique, la pression du gaz, la pression différentielle à travers la plaque à orifice et le volume de gaz utilisé doivent être enregistrés en continu à des intervalles de 2 secondes tout au long de l'essai.

7. La courbe d'élévation de la température doit être similaire à la courbe requise dans la norme, avec un écart de 2 % ou moins ;

8. rapport de la sortie du graphique de la distance de propagation des flammes en fonction du temps pendant la période d'essai

9. la sortie du rapport du graphique de la vitesse du pipeline pendant l'essai.

5.3 Acceptation du matériel standard :

Le câble standard TP149 est utilisé pour l'évaluation de l'acceptation de l'équipement, et ses résultats recommandés sont présentés dans le tableau ci-dessous :