Câmara de Forno Túnel Steiner UL910
Design referenciado às normas abaixo
UL 910: Norma UL para Teste de Segurança para Valores de Propagação de Chama e Densidade de Fumaça para Cabos Elétricos e de Fibra Óptica Usados em Espaços que Transportam Ar Ambiental
2.1 Resumo
Esta solução técnica é baseada na integração de instrumentação e eletricidade, e utiliza o avançado sistema de controle multifuncional da OMRON para combinar sequência de ignição, segurança da combustão, intertravamento elétrico, controle automático de temperatura, ajuste manual, alarme de monitoramento e aquisição/comunicação de dados em um só. O sistema de controle de temperatura e pressão do forno utiliza o sistema de controle composto por controlador OMRON + Advantech + software Visual Basic para controle automático e monitoramento online. A estação de operação Advantech do computador superior opera e monitora os parâmetros de processo necessários do forno. Possui armazenamento de dados, inspeção e impressão. E outras funções. Ao mesmo tempo, de acordo com os requisitos das normas UL910 / NFPA262, uma sala de teste de combustão dedicada pode ser configurada para teste de combustão. Esta sala de teste de combustão isola efetivamente o forno túnel horizontal Steiner. Instale a extremidade de medição da densidade de fumaça em uma sala escura, evite interferência de luz externa；Área de teste de combustão, adote o método de design independente, de acordo com o requisito padrão, deve fornecer fluxo de ar livre. Portanto, durante todo o teste, mantenha a sala sob pressão de ar controlada de 0-12 Pa (0-0,05 polegadas de volume de água) superior à pressão do ar ambiente., A temperatura é mantida em 18,3 ° C-26,7 ° C (65 ° F-80 ° F) e uma umidade relativa de 45-60%.
2.1.1 Condições de projeto
Tipo de forno: Forno túnel horizontal Steiner
Dimensões principais do forno: Tamanho do forno 7620mm * 451mm * 305mm
Número de tampas do forno: Forno túnel horizontal Steiner: 1 tampa do forno
Temperatura de trabalho do forno: até 600 ℃ (temperatura dos gases de combustão)
Combustível: Metano com uma pureza de pelo menos 95%
Valor calorífico do combustível: 3500btu / lb
Pressão do combustível: 0,4-0,5MPa
Modelo do queimador: Queimador duplo em forma de U de 3/4 polegadas
Temperatura de exaustão do tubo de combustão:<250 ° C, geralmente a temperatura dos gases de combustão é controlada em 200 ° C.
Método de teste do objeto testado: Forno de componente horizontal - içamento do teto do forno
Condições de projeto 15KVA, 380V/220V, 3 fases. Observações: A voltagem pode ser personalizada.
2.1.2 Parâmetros estruturais
2.1.3 n Estrutura do forno: tijolo refratário + placa de aço inoxidável SUS304
2.1.4 n Estrutura inferior do forno: tijolo refratário 229mm x 114,5mm x 64mm
2.1.5 n Tipo e quantidade de queimador: 1 queimador duplo em forma de U de 3/4 polegadas.
2.1.6 n Método de exaustão de fumaça: exaustão mecânica de fumaça + mistura de ar frio na parede traseira
2.1.7 Método de abertura da porta do forno: Forno de componente horizontal - içamento e translação do teto (construído pelo cliente)
2.1.8 Diagrama do forno
2.1.4 Propósito:
Para teste de inflamabilidade de fios e cabos UL910
2.1.5 Princípios de projeto
Adotar os princípios de tecnologia avançada, confiabilidade, segurança e racionalidade econômica
2.2 Estrutura do forno
2.2.1 Carcaça do forno
A estrutura de aço do forno é composta por extremidade de tubo quadrado / tubo retangular, montante lateral e placa de aço do corpo do forno. Após ser soldada com alta resistência, forma um todo sólido, que pode ser usado sem deformação por um longo tempo.
Placa de aço do corpo do forno: SUS304, δ=3mm
Estrutura do forno: Q235-A, tubo quadrado / tubo retangular
Barras transversais do forno: Q235-A, tubo quadrado / tubo retangular
Janela: Combinação de vidro de quartzo e vidro temperado de camada dupla, δ=3mm, 70mm±6mm×280mm±38mm
2.2.2 Materiais de resistência do forno
A alvenaria do forno de teste é composta por tijolos refratários. Ao mesmo tempo, a fim de fornecer a turbulência do ar necessária durante o processo de combustão, obtida pela colocação de seis tijolos refratários resistentes ao calor de 229 mm de comprimento x 114,5 mm de largura x 64 mm de espessura (linha vertical longa da parede e linha paralela de 114,5 mm de comprimento). De acordo com a linha central do queimador medida até a linha central do tijolo refratário, tijolos refratários próximos à janela (sem obstruir as janelas) 1,98m±152mm, 3,96m±152mm e 5,79±152mm, a distância do outro lado é 1,37m±152mm, 2,90m±152mm e 4,88m±152mm.
A resistência à temperatura mais alta: 1427℃ (2600℉)
Densidade aparente: 0,77±0,046g/cm3
Condutividade térmica à temperatura média:
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 Porta do forno e mecanismo de prensagem
Opere a porta do forno acima do corpo do forno, como um dispositivo de vedação para o corpo do forno. Composto por metal e isolantes inorgânicos, isolantes compostos por materiais isolantes inorgânicos, material isolante inorgânico com 51 mm ± 6 mm de espessura
A porta horizontal do forno é soldada por aço de seção, use o método de elevação vertical por peso próprio para compactar, para observar a condição do forno, janelas de observação instaladas em ambos os lados da parede do forno, para obter uma vedação eficaz, uma vedação de água eficaz atua como uma vedação entre a porta do forno e o corpo do forno, o uso de água da torneira como fonte de água circulante pode não apenas fornecer uma vedação para a inspeção de qualidade do corpo do forno e da porta do forno, mas também remover o calor durante o teste de combustão e proteger efetivamente o corpo do forno.
O laboratório deve fornecer o guindaste para levantar a tampa.
Temperatura máxima de uso efetivo de até 1050℃；
Densidade: 335±5kg/m3;
Condutividade térmica: 0,085W/mK@400 ℃
Dimensão 7620±50mm*451±5mm*305±5mm
2.2.4 Câmara de entrada e defletor de entrada
A estrutura de aço do forno é composta por extremidade de tubo quadrado / tubo retangular, montante lateral e placa de aço do corpo do forno. Após ser soldada com alta resistência, forma um todo sólido, que pode ser usado sem deformação por um longo tempo. O defletor de entrada de ar é controlado pneumaticamente e pode ser aberto e fechado automaticamente. Câmara de entrada Este elemento deve ter uma abertura retangular de 298,5 mm ± 6 mm × 464 mm ± 6 mm para permitir que o ar passe pelo defletor mais próximo para a câmara de teste de combustão.
Placa de aço do forno: SUS304, δ = 3mm
Estrutura do forno: Q235-A, tubo quadrado / tubo retangular
Costelas transversais do forno: Q235-A, tubo quadrado / tubo retangular
2.2.4 Sistema de exaustão de fumaça e sistema de controle de pressão do forno
A exaustão do corpo do forno adota a forma de exaustão mecânica para garantir que a pressão e a temperatura no forno e os gases de exaustão atendam aos requisitos padrão. Inclui seção de transição, tubulação de exaustão de fumaça, válvula borboleta automática e sistema de controle de pressão diferencial. Seção de transição: um elemento de aço inoxidável de seção retangular com um comprimento de 902 mm ± 6 mm × 686 mm ± 6 mm de largura × 438 mm ± 6 mm de altura, e 457 mm±6 mm Consiste em uma seção de transição elíptica retangular longa, e a seção de transição elíptica retangular é conectada a um tubo de exaustão com um diâmetro interno (I.D.) de 406 mm ± 3 m. O exterior da seção de transição é isolado com uma cobertura de fibra cerâmica de 51 mm, com uma densidade de 130 kg / m3. A placa de aço é SUS304, δ = 1,5 mm. Tubo de exaustão: tubo de exaustão de 406 mm ± 3 mm I.D., estendendo-se da extremidade de exaustão da seção de transição de 4,88 m a 5,49 m até a linha central do sistema de medição de fumaça, de modo a fornecer um fluxo de gás de exaustão totalmente misturado. A abertura do tubo de exaustão deve ser isolada com um material inorgânico de alta temperatura de pelo menos 51 mm, desde o início da parte de transmissão de exaustão até o sistema de detecção de fumaça. A placa de aço é SUS304, δ = 1,5 mm. Sistema de controle de pressão diferencial: O detector deve consistir em uma coluna de aço inoxidável com um comprimento de coluna nominal duas vezes o diâmetro externo da coluna, o comprimento da torneira do medidor de tiragem é 25±12 mm. 25±12 mm, e uma partição sólida central. A sonda bidirecional é conectada a um sensor de pressão, que pode ler efetivamente o valor da pressão no forno.
Amortecedor de exaustão: 406 mm I.D. O amortecedor de controle de fluxo de tubo de peça única do tubo é instalado a 1,68 m ± 0,15 m abaixo do tubo de exaustão do sistema de medição de fumaça, e a linha central está para a linha central.
As posições relativas dos componentes de transição de exaustão, dutos de exaustão, sistemas de medição de fumaça e amortecedores de dutos de exaustão são mostradas na figura.
Para manter o controle do fluxo de ar durante todo o processo de teste, o amortecedor do tubo de exaustão deve ser controlado por um sistema de feedback de circuito fechado que forma uma comunicação eficaz com o sistema de controle de pressão diferencial.
2.2.5 Desenho de efeito: Câmara de Forno Túnel Steiner
2.3 Sistema de queima
2.3.1 Queimador
O gás para o queimador deve ser fornecido por um único duto de entrada, disperso através da seção T para cada queimador. Tubo de cotovelo classificado para saída de ar de 19 mm (0,75 polegadas), o plano do queimador deve ser paralelo ao piso da sala de teste. Isso permite que o gás seja direcionado diretamente para a amostra. Cada queimador usa a linha central de 102 mm ± 6 mm em cada lado da linha central de sua câmara de teste de combustão para compor posições para que a chama do queimador seja distribuída uniformemente.
Use o sistema de ignição eletrônica para acender o fogão a gás de uma longa distância, desempenho de segurança garantido, ignitor de alta voltagem, 44KV, 50mA, voltagem mínima do eletrodo de ignição é 1,8kVp.
2.3.2 Grupo de válvulas
2.3.3.1 Sistema de tubulação de gás
Metano com uma pureza não inferior a 95% é enviado ao forno através de válvulas de esfera, válvulas redutoras de pressão, manômetros, duas válvulas solenóides e controladores de vazão mássica.
2.3.3.2 Componentes da tubulação de gás:
① Válvula redutora de pressão: Válvula redutora de pressão Japan Ito Mirai com compensação de pressão de entrada e desligamento de pressão zero, de acordo com a tensão da mola definida. A pressão de saída da válvula reguladora de pressão permanece constante e não é afetada por mudanças no fluxo de gás. Quando nenhum gás flui pela válvula redutora de pressão, a válvula reguladora fecha automaticamente.
② Válvula solenóide: aberta para cortar, tempo de fechamento rápido 1 segundo, desempenha uma resposta rápida e corte rápido. Frequência máxima de trabalho: 20 vezes / minuto, pressão máxima de trabalho: 360mbar.
③ Manômetro de pressão do pressostato: meça a pressão da tubulação principal de gás e prepare o caminho para o ajuste da pressão do gás durante a fase de comissionamento, o que pode garantir que a pressão da tubulação de gás seja mantida em um nível normal. Faixa de pressão: 0 ~ 20kpa.
④ Controlador de vazão mássica: Controlador de vazão mássica americano AALBORG, aço inoxidável 316, pressão máxima 1000psig (70bar), taxa de vazamento inferior a 1 × 10-7 sml / s, calibrado pela NIST, sinal de 0 ～ 5VDC e 4 ～ 20mA, proteção de circuito, velocidade de controle ≤ 2s, a precisão do controle é ± 1% FS, repetibilidade ± 0,5FS, faixa de temperatura 0 ～ 50 ℃, faixa de umidade 0 ～ 90%, display digital, o fornecimento de gás atende a 5000Btu (5,3MJ) / durante o teste de controle automático Requisito de calor mínimo, o software registra automaticamente a quantidade de gás usado; pode cooperar com a saída do queimador padrão 5,3MJ / min de calor e, de acordo com diferentes padrões, o fluxo de gás pode ser controlado pelo medidor de vazão mássica, a faixa de medição é 0 ~ 160L / min, o que pode mudar a saída do valor calorífico do queimador, a energia máxima de saída pode atingir 100MJ / min;
⑤ Filtro de gás: Filtro de gás Guilong da Itália, abertura do filtro de algodão<50um
2.4 Sistema de Medição de Densidade de Fumaça
2.4.1 Fonte de luz do sistema de medição de densidade de fumaça
Uma lâmpada selada GE 12V americana, lente limpa, holofote automático montado na seção transversal do duto de exaustão, o feixe de luz deve brilhar para cima ao longo do eixo vertical do tubo de exaustão, o feixe cilíndrico deve passar pelas aberturas de 76 mm ± 3 mm de diâmetro na parte superior e inferior do tubo de 406 mm (16 polegadas) I.D., e os feixes combinados devem ser concentrados no centro da célula fotovoltaica.
2.4.2 Dispositivo receptor para sistema de medição de densidade de fumaça
As fotocélulas que emitem diretamente de acordo com a proporção de luz recebida devem ser colocadas acima da fonte de luz, e a distância total do caminho da luz para a bateria é de 914 mm ±102 mm. As fotocélulas devem ser conectadas ao equipamento de gravação, que é usado para mostrar que a luz incidente na fumaça desaparecendo é atenuada devido a circunstâncias especiais e outros efeitos.
2.4.4 Curva de aquecimento: Atenda aos requisitos de controle de temperatura crescente e decrescente e desvio da temperatura do forno.
2.4.5 Critérios de controle de pressão e temperatura do forno: O pré-aquecimento é realizado usando uma placa de aço e uma camada de placa de cimento reforçada com fibra sem revestimento com classificação de 6 mm de espessura x 2,44 m de comprimento, larga o suficiente para ser colocada nos suportes da câmara, conforme mostrado, com um teto removível no lugar. O combustível foi fornecido com metano, ajustado para a vazão necessária usando uma abertura de 16 mm ± 1,5 mm no defletor de entrada. O pré-aquecimento foi realizado até que a temperatura atingisse 66°C ± 3°C, conforme indicado pelo termopar do piso a 7,09 m ± 13 mm. A câmara de teste de combustão foi deixada esfriar quando a temperatura indicada pelo termopar do piso a 3,96 m atingiu 41°C ± 3°C.
2.4.6 Velocidade do fluxo de ar: Esses sete pontos são determinados dividindo o túnel em sete seções iguais e registrando a velocidade do fluxo no centro geométrico de cada seção. Os pontos estão a 7 m ± 25 mm da linha central do forno a gás e 152 mm ± 6 mm abaixo do plano do suporte do teto. Uma velocidade de fluxo de 1,22 m/s ± 0,025 m/s (4 pés/s ± 0,083 pés/s) deve ser obtida.
Traduzido com DeepL.com (versão gratuita)
2.4.7 Termopar do forno: Um termopar de liga de níquel-cromo 19 AWG na porta com uma junta de 9,5 mm ± 3 mm exposta ao ar da câmara de combustão deve ser inserido através do piso da câmara de teste. A ponta do termopar deve estar a 25,4 mm ± 3 mm abaixo da superfície superior da fita de fibra de vidro, 7,01 m ± 13 mm da linha central do bico do forno e no meio da largura da câmara de combustão. Um termopar de liga de níquel-cromo 19 AWG embutido a 3,2 mm ± 1,5 mm abaixo da superfície do piso da câmara de teste deve ser colocado a 3,96 m ± 13 mm da linha central do bico do forno e 7,09 m ± 13 mm do cimento refratário e no meio da largura da câmara de combustão.
Ambiente de trabalho
A câmara de teste de fogo na qual a câmara de teste e o sistema de medição de fumaça estão localizados deve ser fornecida com uma condição de fluxo livre de ar para manter uma pressão controlada na câmara de 0 a 12 Pa (0 a 0,05 polegadas de coluna de água) acima da pressão do ar ambiente durante toda a duração de cada teste. A temperatura deve ser de 18,3°C a 26,7°C (65°F a 80°F) e a umidade relativa deve ser de 45% a 60%.
Dispositivos de ar condicionado e umidificação e desumidificação são instalados para controlar a temperatura e a umidade internas, e termômetros e higrômetros são fornecidos para monitorar o ambiente interno, bem como medidores de pressão atmosférica para monitorar a pressão interna.
1.2 Requisitos de água, eletricidade e gás para instalação de equipamentos
1.2.1 Requisitos de água
1.2.1.1 Resfriamento de suporte do forno túnel: água da torneira, 0,07mpa
1.2.2 Requisitos do local
1.2.2.1 Área do piso do forno túnel: comprimento não inferior a 22 metros, largura não inferior a 4 metros, altura não inferior a 4 metros;
1.2.3 Requisitos elétricos
1.2.3.1 Requisitos de eletricidade 1: 220V, 50Hz
1.2.3.2 Requisito de eletricidade 2: 380V, 50Hz
UL 910: Norma UL para Teste de Segurança para Valores de Propagação de Chama e Densidade de Fumaça para Cabos Elétricos e de Fibra Óptica Usados em Espaços que Transportam Ar Ambiental
5.2 Parâmetros técnicos:
1. atender aos requisitos das normas de teste NFPA 262 e UL910, bem como os dados e curvas que devem ser registrados nas normas;
2. dispositivo de medição de densidade de fumaça, desvio de 1%, faixa de flutuação em escala total inferior a 1%, pode ser confirmado por calibração após o filtro;
3. com a caixa de entrada de ar no estado aberto, o fluxo de ar do ventilador centrífugo pode fazer com que a pressão estática na seção de medição de pressão estática atinja 37pa;
4. com a caixa de entrada de ar fechada, a pressão estática sobe para pelo menos 93pa;
5. a velocidade do ar na caixa de combustão pode ser ajustada para 1,22 m/s ± 0,025 m/s; a velocidade do ar deve ser registrada em sete pontos, cada um localizado a 7 m ± 25 mm (23 pés ± 1 pol.) da linha central do queimador a gás e 152 mm ± 6 mm (6 pol. ± 0,25 pol.) abaixo do plano da flange de suporte da tampa superior. Determine esses sete pontos dividindo a largura da chaminé em sete segmentos iguais e registrando a velocidade do ar no centro geométrico de cada segmento.
6. um fornecimento de gás ajustável de 86 kW ± 2 kW (294.000 ± 7.300 Btu/h); a saída da fotocélula, a pressão do gás, a pressão diferencial na placa de orifício e o volume de gás usado devem ser registrados continuamente em intervalos de 2 segundos durante todo o teste.
7. A curva de elevação da temperatura deve ser semelhante à curva exigida na norma, com um desvio de 2% ou menos;
8. relatório de saída do gráfico de distância de propagação da chama versus tempo durante o período de teste
9. a saída do relatório do gráfico de velocidade da tubulação durante o teste.
5.3 Aceitação do material padrão:
O cabo padrão TP149 é usado para avaliação de aceitação do equipamento, e seus resultados recomendados são mostrados na tabela abaixo:
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