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阻燃PVC电工套管氧指数测定中的影响因素分

1前言

在建筑施工中,电工套管是使用最为频繁的建 筑材料之一。其在实际使用过程中能否保证安全有 效的阻止火势蔓延,很大程度上决定了建筑火势的 发展。根据对国内建筑火灾事故的统计发现,不合 格的PVC电工套管在实际火场中不但没有起到应 有的阻止火势蔓延的效果,反而在一定程度上成为

火灾肆虐的方便之门,提升了火灾发展的速度,使着 火面积进一步扩大。因此,在建筑工程中是否选用 符合国家标准的阻燃PVC电工套管在阻止火势蔓 延过程中起到了举足轻重的作用。根据中华人民共 和国公共安全行业标准《GA305—2001电气安装用 阻燃PVC塑料平导管通用技术条件》的规定,在测 定电气安装用阻燃PVC塑料平导管的燃烧性能时, 须根据《GB/T 2406塑料燃烧性能试验方法一氧指 数法》进行氧指数的判定,以确定此电工套管是否 可用于实际工程中,但由于在试验条件下氧指数测 定过程中受其他因素的影响,导致氧指数测定数值 出现偏差,特别是很多生产厂家为了降低生产成本,

在阻燃PVC电工套管产品中添加的阻燃剂剂量恰 好处于国家要求的合格临界点时,外部因素对氧指 数测定结果的影响会更加明显。本文通过对各影响 因素的分析,初步得到各因素对氧指数测定结果的 影响效果及影响幅度,以求为监管部门进行社会监 督时的执法工作提供参考。

2影响因素分析

笔者作为专业从事阻燃PVC电工套管检验的 人员,从经手的众多合格与不合格受检产品中进行 了严格的筛选,以求试验结论具有广泛的适用性及 代表性。以下为我针对不同因素对样品氧指数测定 的数据的影响结果及简要分析。

2.1不同试验仪器对氧指数测定数据的影响 笔者选用经国家认可的同厂家、同型号和批次 的试验仪器进行验证,验证过程中严格按照国家标 准要求调节样品及试验环境,使得试验的各种外部 条件保持一致,验证结果见表1。

表1不同试验仪器样品氧指数检验结果

仪器 次数 氧指数(%) 氧指数平均值(% )通过数据我们可以看出,不同温度下样品的检 验结果不同,并且随着试验温度的上升,试验所得氧 指数的平均值不断下降,因此,我们得到结论:随着 试验环境温度的升高,所得到的试验数据会不断降 低,并且在国家标准允许的温度变化范围内,所得试 验数据上下极值间可能会出现>1的偏差,而这样 的数据在氧指数的测定过程中对结论的影响是巨大 的。根据笔者长期参与该产品检验的经验,受检产 品有很大比例的氧指数数值处于国家要求的合格界 限40%附近,因此由于环境温度对样品的影响而导 致受检产品结论不合格者应该是存在的。而对于这 些处于国家规定氧指数合格界限附近的产品投入市 场以后,一旦发生火灾,能否保证不成为火灾蔓延的 途径,笔者已无法考证。因此,笔者向所有该产品的 生产厂商呼吁,宁肯在经济上多支出一些,保证产品 的消防安全性能,也不要将火灾隐患和损失转移到 建筑物的使用者身上。

通过数据我们可以看出,不同湿度下样品的检 验结果不同,并且随着试验湿度温度的增加,试验所 得氧指数的平均值不断升高,因此,我们得到结论: 随着试验环境湿度的增加,所得到的氧指数试验数 据会不断增加。同时我们发现,在国家标准允许的 湿度变化范围内,所得试验数据上下极值间所得偏 差并不是很大,因此我们说,在实际工程及实际火灾 中,环境湿度的变化并不足以影响到产品的阻燃 性能。

2. 4不同试样长度条件对氣指数测定数据的影响

国家标准中对受检产品的试样规格进行了限 制,长度为80150mm,目的是为了与试验仪器玻 璃圆筒的长度保持一致,并使得玻璃圆筒内的小环 境混合气体中氧浓度均匀恒定,但笔者个人认为此 法无法完全正确反应产品的实际火场情况。根据测 定,数据见表4。

表4不同试验长度氧指数测定结果

试样长度(mm) 次数 氧指数(%)氧指数平均值(%)

第一次 46.3

80 第二次 46.3 46.3

第三次 46.3

第一次 46.3

100 第二次 46.4 46*4

第三次 46,4

第一次 46.6

120 第二次 46.6 47.0

第三次 46.4

第一次 46*6

150 第二次 46.7 47.3

第三次 46.7

由试验数据我们可以看出,试样长度对检验数据 的影响还是很大的,并且在国家标准要求的范围内, 随着试样长度的增加测定的氧指数值不断增加,所得 试验数据上下极值间甚至可能会出现>1的偏差。 据笔者看法,其原因有二 •• (1)圆筒内的试验环境氧浓 度大于室内环境氧气浓度;(2)圆筒内气流与室内环 境气体的交换。当试样长度较短时,受检试样的燃烧 区域上方距圆筒顶部还有相当大的距离,因此其火焰 燃烧所需氧气完全由仪器本身支持,不受圆筒外气流 影响。但随着试样长度的增加,受检试样的燃烧区域 与圆筒顶部的距离被缩短,因此火焰燃烧所需氧气的 流动受圆筒外气流的影响程度逐渐加大,即,火焰实 际燃烧时的氧气浓度已经逐渐小于仪器显示的氧浓 度数值,因此,为了能够支持火焰燃烧,仪器本身就必 须提供更多的氧气以满足火焰燃烧,结果就使得测得 的氧浓度数值逐渐增大。由此,笔者以为,应对国家 标准进行更改,将受检样品的长度规定为一特定值而 非一范围值,以减小室内环境空气流动对仪器圆筒内 燃烧状况的影响程度。

2.5不同调节时间条件对氣指数测定数据的影响[3] 根据国家标准GB2918的要求,我们应对试验 材料进行状态调节,以尽量减小环境偶然因素对试 验结果的影响。因此,我们选用某一种试样进行比 对试验。选定材料,调节恒温箱的温湿度在通过数据我们可以看出,不同调节时间下样品 的检验结果不同,并且随着试样调节时间的增长,试 验所得氧指数的平均值不断降低,当调节时间满足 一定时限时,氧指数保持稳定状态。因此,我们得到 结论:随着试验调节时间的增加,所得到的氧指数试 验数据会呈减小趋势。同时我们发现,首先,在国家 标准允许的调节时间范围内,所得试验数据上下极 值间所得偏差不大;其次,当调节时间达到某一时限 以上时,氧指数测定值趋于稳定。因此,我们建议国 家检验标准中对此项目的检验调节时间进行下限强 制规定,以求得数据的一致性。

表6不同厚度套管测定氧指数结果

试样厚度(mm) 次数 氧指数(%) 氧指数平均值(% )

第一次 40.0

0.75 第二次 40.3 40.1

第三次 40.1

第一次 41.4

1.10 第二次 41.8 41.6

第三次 41.7

续表6

1.54 第一次  第二次  第三次 412  412  4Z0 411

第一次 417

146 第二次 41.8 41.8

第三次 41.8

通过数据我们可以粗略发现,其氧指数值随着 套管厚度的增加而逐渐增大,即燃烧所需氧浓度越 大。但当套管厚度超过一定值后,氧指数值也会降 低。我们假设该厂家的各型号套管的成分比例一致 的话,则可以发现套管的燃烧所需氧浓度和套管与 氧气的接触面积有直接关系,并且对燃烧氧指数的 结果测定影响很大。但国标中对试样厚度的要求和 本试验用试样的厚度比对出人很大,如上表所示,我 们选用的试样厚度均为套管的原始厚度,但此厚度 值早已超过了国标中对试样厚度规定的上限值。因 此出现两种情况:(1)每家检测单位配备专门的工 具对送检的样品进行重新培融、固化并精密切割,使 成为标准试样;但问题在于此举是否破坏了送检样 品本身的物理性能则不得而知,并且在重新熔融、固 化和切割过程中的细节已无法标准化。(2)保持送 检样品的原始状态进行检验,那么我们必须修订国 标以满足工程实际需要。

2.7不同点燃方式对塑料氧指数测定数据的影响

表7不同点燃方式氧指数测定结果

点燃方式 次数 氧指数(%) 氧指数平均值(% )