Sistema de prueba de fuego de la cámara del horno túnel Steiner UL910

Cámara del horno túnel Steiner UL910

 

Diseño referenciado a los siguientes estándares

 

UL 910: Norma UL para pruebas de seguridad para valores de propagación de llama y densidad de humo para cables eléctricos y de fibra óptica utilizados en espacios que transportan aire ambiental

 

2.1 Resumen

 

Esta solución técnica se basa en la integración de instrumentación y electricidad, y utiliza el sistema de control multifunción avanzado de OMRON para combinar la secuencia de encendido, la seguridad de la combustión, el enclavamiento eléctrico, el control automático de la temperatura, el ajuste manual, la alarma de monitoreo y la adquisición/comunicación de datos en uno solo. El sistema de control de temperatura y presión del horno utiliza el sistema de control compuesto por el controlador OMRON + Advantech + software Visual Basic para el control automático y el monitoreo en línea. La estación de operación de la computadora superior Advantech opera y monitorea los parámetros de proceso necesarios del horno. Tiene almacenamiento de datos, inspección e impresión. , Y otras funciones. Al mismo tiempo, de acuerdo con los requisitos de las normas UL910 / NFPA262, se puede configurar una sala de pruebas de combustión dedicada para la prueba de combustión. Esta sala de pruebas de combustión aísla eficazmente el horno túnel horizontal Steiner, Instale el extremo de medición de la densidad del humo en una habitación oscura, Evite la interferencia de la luz externa；Área de prueba de combustión, adopte un método de diseño independiente, de acuerdo con el requisito estándar, debe proporcionar flujo de aire libre. Por lo tanto, durante toda la prueba, mantenga la habitación bajo una presión de aire controlada de 0-12 Pa (0-0,05 pulgadas de volumen de agua) superior a la presión del aire circundante., La temperatura se mantiene a 18,3 ° C-26,7 ° C (65 ° F-80 ° F) y una humedad relativa del 45-60%.

 

2.1.1 Condiciones de diseño

Tipo de horno: Horno túnel horizontal Steiner

Dimensiones principales del horno: Tamaño del horno 7620 mm * 451 mm * 305 mm

Número de cubiertas del horno: Horno túnel horizontal Steiner: 1 cubierta del horno

Temperatura de trabajo del horno: hasta 600 ℃ (temperatura de los gases de combustión)

Combustible: Metano con una pureza de al menos el 95%

Poder calorífico del combustible: 3500btu / lb

Presión del combustible: 0,4-0,5 MPa

Modelo de quemador: Quemador doble en forma de U de 3/4 de pulgada

Temperatura de escape de la tubería de humos:<250 ° C, generalmente la temperatura de los gases de combustión se controla dentro de los 200 ° C.

Método de prueba del objeto probado: Elevación del techo del horno de componentes horizontales

Condiciones de diseño 15KVA, 380V/220V, 3 fases. Notas: El voltaje se puede personalizar.

2.1.2 Parámetros estructurales

2.1.3 n Estructura del horno: ladrillo refractario + placa de acero inoxidable SUS304

2.1.4 n Estructura inferior del horno: ladrillo refractario 229 mm x 114,5 mm x 64 mm

2.1.5 n Tipo y cantidad de quemador: 1 quemador doble en forma de U de 3/4 de pulgada.

2.1.6 n Método de escape de humo: escape de humo mecánico + mezcla de aire frío en la pared trasera

2.1.7 Método de apertura de la puerta del horno: Elevación y traslación del techo del horno de componentes horizontales (construido por el cliente)

2.1.8 Diagrama del horno

2.1.4 Propósito:

Para pruebas de inflamabilidad de cables y alambres UL910

2.1.5 Principios de diseño

Adoptar los principios de tecnología avanzada, confiabilidad, seguridad y racionalidad económica

 

2.2 Estructura del horno

 

2.2.1 Carcasa del horno

La estructura de acero del horno está compuesta por un tubo cuadrado/tubo rectangular, un montante lateral y una placa de acero del cuerpo del horno. Después de ser soldada con alta resistencia, forma un todo sólido, que se puede utilizar sin deformación durante mucho tiempo.

Placa de acero del cuerpo del horno: SUS304, δ=3 mm

Marco del horno: Q235-A, tubo cuadrado/tubo rectangular

Barras transversales del horno: Q235-A, tubo cuadrado/tubo rectangular

Ventana: Combinación de doble capa de vidrio de cuarzo y vidrio templado, δ=3 mm, 70 mm ± 6 mm × 280 mm ± 38 mm

 

2.2.2 Materiales de resistencia del horno

La mampostería del horno de prueba está compuesta por ladrillos refractarios. Al mismo tiempo, para proporcionar la turbulencia de aire requerida durante el proceso de combustión, se obtiene colocando seis ladrillos refractarios resistentes al calor de 229 mm de largo x 114,5 mm de ancho x 64 mm de espesor (línea vertical larga de la pared y línea paralela de 114,5 mm de largo). De acuerdo con la línea central del quemador medido a la línea central del ladrillo refractario, ladrillos refractarios cerca de la ventana (sin obstruir las ventanas) 1,98 m ± 152 mm, 3,96 m ± 152 mm y 5,79 ± 152 mm, la distancia del otro lado es 1,37 m ± 152 mm, 2,90 m ± 152 mm y 4,88 m ± 152 mm.

La resistencia a la temperatura más alta: 1427 ℃ (2600 ℉)

Densidad aparente: 0,77 ± 0,046 g/cm3

Conductividad térmica a temperatura media:

260 ℃ (500 ℉) 0,23 W/m · ℃

538 ℃ (1000 ℉) 0,27 W/m · ℃

815 ℃ (1500 ℉) 0,32 W/m · ℃

1093 ℃ (1500 ℉) 0,37 W/m · ℃

2.2.3 Puerta del horno y mecanismo de prensado

Opere la puerta del horno por encima del cuerpo del horno, como un dispositivo de sellado para el cuerpo del horno. Compuesto por metales y aislantes inorgánicos, aislantes compuestos por aislantes inorgánicos, material aislante inorgánico de 51 mm ± 6 mm de espesor

La puerta horizontal del horno está soldada con acero de sección, utilice el método de elevación vertical por peso propio para compactar, para observar el estado del horno, las ventanas de observación instaladas en ambos lados de la pared del horno, para obtener un sello efectivo, un sello de agua efectivo actúa como un sello entre la puerta del horno y el cuerpo del horno, el uso de agua del grifo como fuente de agua circulante no solo puede proporcionar un sello para la inspección de calidad del cuerpo del horno y la puerta del horno, sino que también elimina el calor durante la prueba de combustión y protege eficazmente el cuerpo del horno.

El laboratorio debe proporcionar la grúa para levantar la tapa.

Temperatura máxima de uso efectivo de hasta 1050 ℃；

Densidad: 335 ± 5 kg/m3;

Conductividad térmica: 0,085 W/mK@400 ℃

Dimensión 7620 ± 50 mm * 451 ± 5 mm * 305 ± 5 mm

2.2.4 Cámara de entrada y deflector de entrada

La estructura de acero del horno está compuesta por un tubo cuadrado/tubo rectangular, un montante lateral y una placa de acero del cuerpo del horno. Después de ser soldada con alta resistencia, forma un todo sólido, que se puede utilizar sin deformación durante mucho tiempo. El deflector de entrada de aire se controla neumáticamente y se puede abrir y cerrar automáticamente. Cámara de entrada Este elemento debe tener una abertura rectangular de 298,5 mm ± 6 mm × 464 mm ± 6 mm para permitir que el aire pase a través del deflector más cercano a la cámara de prueba de combustión.

Placa de acero del horno: SUS304, δ = 3 mm

Marco del horno: Q235-A, tubo cuadrado/tubo rectangular

Costillas transversales del horno: Q235-A, tubo cuadrado/tubo rectangular

2.2.4 Sistema de escape de humos y sistema de control de presión del horno

El escape del cuerpo del horno adopta la forma de escape mecánico para garantizar que la presión y la temperatura en el horno y los gases de escape cumplan con los requisitos estándar. Incluye sección de transición, tubería de escape de humos, válvula de mariposa automática y sistema de control de presión diferencial. Sección de transición: un elemento rectangular de acero inoxidable con una longitud de 902 mm ± 6 mm × 686 mm ± 6 mm de ancho × 438 mm ± 6 mm de altura, y 457 mm ± 6 mm. Consiste en una sección de transición elíptica rectangular larga, y la sección de transición elíptica rectangular está conectada a una tubería de escape con un diámetro interior (DI) de 406 mm ± 3 m. El exterior de la sección de transición está aislado con una cubierta de fibra cerámica de 51 mm, con una densidad de 130 kg/m3. La placa de acero es SUS304, δ = 1,5 mm. Tubería de escape: Tubería de escape de 406 mm ± 3 mm de DI, que se extiende desde el extremo de escape de la sección de transición de 4,88 m a 5,49 m hasta la línea central del sistema de medición de humo, a fin de proporcionar un flujo de gases de escape completamente mezclado. La abertura de la tubería de escape debe estar aislada con un material inorgánico de alta temperatura de al menos 51 mm, desde el comienzo de la parte de transmisión de escape hasta el sistema de detección de humo. La placa de acero es SUS304, δ = 1,5 mm. Sistema de control de presión diferencial: El detector debe consistir en una columna de acero inoxidable con una longitud de columna nominal dos veces el diámetro exterior de la columna, la longitud de la toma de manómetro es de 25 ± 12 mm. 25 ± 12 mm, y una partición central sólida. La sonda bidireccional está conectada a un sensor de presión, que puede leer eficazmente el valor de presión en el horno.

 

Amortiguador de escape: 406 mm de DI. El amortiguador de control de flujo de tubería de una sola pieza de la tubería se instala a 1,68 m ± 0,15 m por debajo de la tubería de escape del sistema de medición de humo, y la línea central está a la línea central.

Las posiciones relativas de los componentes de transición de escape, los conductos de escape, los sistemas de medición de humo y los amortiguadores de los conductos de escape se muestran en la figura.

Para mantener el control del flujo de aire durante todo el proceso de prueba, el amortiguador de la tubería de escape debe ser controlado por un sistema de retroalimentación de circuito cerrado que forma una comunicación efectiva con el sistema de control de presión diferencial.

2.2.5 Dibujo de efectos: Cámara del horno túnel Steiner

2.3 Sistema de combustión

 

2.3.1 Quemador

El gas al quemador debe ser proporcionado por un solo conducto de entrada, dispersarse a través de la sección T a cada quemador. Tubo de codo clasificado para salida de aire de 19 mm (0,75 pulgadas), el plano del quemador debe ser paralelo al piso de la sala de pruebas. Esto permite que el gas se dirija directamente hacia la muestra. Cada quemador utiliza la línea central de 102 mm ± 6 mm a cada lado de la línea central de su cámara de prueba de combustión para compensar las posiciones de modo que la llama del quemador se distribuya uniformemente.

Utilice el sistema de encendido electrónico para encender la estufa de gas desde una larga distancia, rendimiento de seguridad garantizado, encendedor de alto voltaje, 44KV, 50mA, el voltaje mínimo del electrodo de encendido es 1.8kVp.

2.3.2 Grupo de válvulas

2.3.3.1 Sistema de tuberías de gas

El metano con una pureza no inferior al 95% se envía al horno a través de válvulas de bola, válvulas reductoras de presión, manómetros, dos electroválvulas y controladores de flujo másico.

2.3.3.2 Componentes de la tubería de gas:

① Válvula reductora de presión: Válvula reductora de presión Japan Ito Mirai con compensación de presión de entrada y cierre de presión cero, de acuerdo con la tensión del resorte establecida. La presión de salida de la válvula reguladora de presión permanece constante y no se ve afectada por los cambios en el flujo de gas. Cuando no fluye gas a través de la válvula reductora de presión, la válvula reguladora se cierra automáticamente.

② Válvula solenoide: abierta para cortar, tiempo de cierre rápido 1 segundo, juega una respuesta rápida y un corte rápido. Frecuencia máxima de trabajo: 20 veces/minuto, presión máxima de trabajo: 360 mbar.

③ Manómetro de presión del interruptor de presión: mida la presión de la tubería principal de gas y allane el camino para el ajuste de la presión del gas durante la fase de puesta en marcha, lo que puede garantizar que la presión de la tubería de gas se mantenga a un nivel normal. Rango de presión: 0 ~ 20 kpa.

④ Controlador de flujo másico: Controlador de flujo másico American AALBORG, acero inoxidable 316, presión máxima 1000 psig (70 bar), tasa de fuga inferior a 1 × 10-7 sml/s, calibrado por NIST, señal de 0 ～ 5VDC y 4 ～ 20mA, protección del circuito, velocidad de control ≤ 2s, la precisión del control es ± 1% FS, repetibilidad ± 0.5FS, rango de temperatura 0 ～ 50 ℃, rango de humedad 0 ～ 90%, pantalla digital, el suministro de gas cumple con 5000Btu (5.3MJ) / durante la prueba de control automático Requisito de calor mínimo, el software registra automáticamente la cantidad de gas utilizada; puede cooperar con la salida del quemador estándar 5.3MJ / min de calor, y de acuerdo con diferentes estándares, el flujo de gas puede ser controlado por el medidor de flujo másico, el rango de medición es 0 ~ 160L / min, lo que puede cambiar el quemador Salida de valor calorífico, la energía máxima de salida puede alcanzar 100MJ / min;

⑤ Filtro de gas: Filtro de gas Italy Guilong, apertura del filtro de algodón<50um

 

2.4 Sistema de medición de densidad de humo

 

2.4.1 Fuente de luz del sistema de medición de densidad de humo

Una lámpara sellada GE 12V estadounidense, lente limpia, foco automático montado en la sección transversal del conducto de escape, el haz de luz debe brillar hacia arriba a lo largo del eje vertical de la tubería de escape, el haz cilíndrico debe pasar a través de las aberturas de 76 mm ± 3 mm de diámetro en la parte superior e inferior de la tubería de 406 mm (16 pulgadas) de DI, y los haces combinados deben concentrarse en el centro de la célula fotovoltaica.

2.4.2 Dispositivo receptor para el sistema de medición de densidad de humo

Las fotocélulas que emiten directamente de acuerdo con la proporción de luz recibida deben colocarse por encima de la fuente de luz, y la distancia total desde la trayectoria de la luz hasta la batería es de 914 mm ± 102 mm. Las fotocélulas deben estar conectadas al equipo de grabación, que se utiliza para mostrar que la luz incidente en el humo que desaparece se atenúa debido a circunstancias especiales y otros efectos.

2.4.4 Curva de calentamiento: Cumplir con los requisitos de control de temperatura ascendente y descendente y desviación de la temperatura del horno.

2.4.5 Criterios de control de presión y temperatura del horno: El precalentamiento se lleva a cabo utilizando una placa de acero y una capa de tablero de cemento reforzado con fibra sin recubrimiento con una clasificación de 6 mm de espesor x 2,44 m de largo, lo suficientemente ancho como para colocarse en los soportes de la cámara como se muestra, con un techo extraíble en su lugar. El combustible se suministró con metano, ajustado al caudal requerido utilizando una abertura de 16 mm ± 1,5 mm en el deflector de entrada. El precalentamiento se llevó a cabo hasta que la temperatura alcanzó los 66°C ± 3°C, como lo indica el termopar del piso a 7,09 m ± 13 mm. La cámara de prueba de combustión se dejó enfriar cuando la temperatura indicada por el termopar del piso a 3,96 m alcanzó los 41°C ± 3°C.

2.4.6 Velocidad del flujo de aire: Estos siete puntos se determinan dividiendo el túnel en siete secciones iguales y registrando la velocidad del flujo en el centro geométrico de cada sección. Los puntos están a 7 m ± 25 mm del centro del horno de gas y a 152 mm ± 6 mm por debajo del plano del soporte del techo. Se debe obtener una velocidad de flujo de 1,22 m/seg ± 0,025 m/seg (4 pies/seg ± 0,083 pies/seg).

Traducido con DeepL.com (versión gratuita)

2.4.7 Termopar del horno: Un termopar de aleación de níquel-cromo de calibre 19 AWG en la puerta con una junta de 9,5 mm ± 3 mm expuesta al aire de la cámara de combustión debe insertarse a través del piso de la cámara de prueba. La punta del termopar debe estar a 25,4 mm ± 3 mm por debajo de la superficie superior de la cinta de fibra de vidrio, a 7,01 m ± 13 mm del centro de la boquilla del horno y en el centro del ancho de la cámara de combustión. Un termopar de aleación de níquel-cromo de calibre 19 AWG incrustado a 3,2 mm ± 1,5 mm por debajo de la superficie del piso de la cámara de prueba debe colocarse a 3,96 m ± 13 mm del centro de la boquilla del horno y a 7,09 m ± 13 mm del cemento refractario y en el centro del ancho de la cámara de combustión.

Entorno de trabajo

La cámara de prueba de fuego en la que se encuentran la cámara de prueba y el sistema de medición de humo debe estar provista de una condición de flujo libre de aire para mantener una presión controlada en la cámara de 0 a 12 Pa (0 a 0,05 pulgadas de columna de agua) por encima de la presión del aire ambiente durante toda la duración de cada prueba. La temperatura debe ser de 18,3°C a 26,7°C (65°F a 80°F) y la humedad relativa debe ser del 45% al 60%.

 

Se instalan dispositivos de aire acondicionado y humidificación y deshumidificación para controlar la temperatura y la humedad interiores, y se proporcionan termómetros e higrómetros para monitorear el entorno interior, así como manómetros de presión atmosférica para monitorear la presión interior.

 

1.2 Requisitos de agua, electricidad y gas para la instalación del equipo

 

1.2.1 Requisitos de agua

1.2.1.1 Enfriamiento del soporte del horno túnel: agua del grifo, 0,07 mpa

1.2.2 Requisitos del sitio

1.2.2.1 Superficie del horno túnel: longitud no inferior a 22 metros, ancho no inferior a 4 metros, altura no inferior a 4 metros;

1.2.3 Requisitos eléctricos

1.2.3.1 Requisitos de electricidad 1: 220V, 50Hz

1.2.3.2 Requisito de electricidad 2: 380V, 50Hz

UL 910: Norma UL para pruebas de seguridad para valores de propagación de llama y densidad de humo para cables eléctricos y de fibra óptica utilizados en espacios que transportan aire ambiental

 

5.2 Parámetros técnicos:

 

1. Cumplir con los requisitos de las normas de prueba NFPA 262 y UL910, así como los datos y curvas que deben registrarse en las normas;

2. Dispositivo de medición de densidad de humo, desviación del 1%, rango de fluctuación a escala completa de menos del 1%, se puede confirmar mediante calibración después del filtro;

3. Con la caja de entrada de aire en estado abierto, el flujo de aire del ventilador centrífugo puede hacer que la presión estática en la sección de medición de presión estática alcance los 37pa;

4. Con la caja de entrada de aire cerrada, la presión estática aumenta a al menos 93pa;

5. La velocidad del aire en la caja de combustión se puede ajustar a 1,22 m/seg ± 0,025 m/seg; la velocidad del aire debe registrarse en siete puntos, cada uno ubicado a 7 m ± 25 mm (23 pies ± 1 pulg.) del centro del quemador de gas y a 152 mm ± 6 mm (6 pulg. ± 0,25 pulg.) por debajo del plano de la brida de soporte de la cubierta superior. Determine estos siete puntos dividiendo el ancho del conducto de humos en siete segmentos iguales y registrando la velocidad del aire en el centro geométrico de cada segmento.

6. Un suministro de gas ajustable de 86 kW ± 2 kW (294.000 ± 7300 Btu/hr); la salida de la fotocélula, la presión del gas, la presión diferencial a través de la placa de orificio y el volumen de gas utilizado deben registrarse continuamente a intervalos de 2 segundos durante toda la prueba.

7. La curva de aumento de temperatura debe ser similar a la curva requerida en el estándar, con una desviación del 2% o menos;

8. Salida del informe de la gráfica de distancia de propagación de la llama versus tiempo durante el período de prueba

9. La salida del informe de la gráfica de velocidad de la tubería durante la prueba.

5.3 Aceptación del material estándar:

El cable estándar TP149 se utiliza para la evaluación de la aceptación del equipo, y sus resultados recomendados se muestran en la tabla a continuación: