Abstrakt
Cel: Określenie charakterystyki zdolności do zabezpieczenia przed ogniem powłoki ogniochronnej „Amotherm Steel Wb” z wykorzystaniem obliczeniowo-eksperymentalnej metody rozwiązania odwrotnych zadań przewodzenia ciepła na podstawie danych testów ogniowych.
Metodologia: W celu określenia stopnia odporności ogniowej płyt metalowych pokrytych powłoką ogniochronną wykorzystano eksperymentalne metody badań zachowania się, reglamentowanych wymogami ДСТУ Б В.1.1-4-98 и ДСТУ-Н-П Б В.1.1–29:2010, próbek podczas ich nagrzewania; matematyczne i komputerowe modelowanie procesów niestacjonarnej wymiany ciepła w systemie „płyta metalowa – pęczniejąca powłoka ogniochronna”; określenie termofizycznych charakterystyk oraz charakterystyki zdolności ogniochronnej badanej powłoki.
Wyniki: Przeprowadzono testy ogniowe płyt metalowych pokrytych mieszaniną ogniochronną „Amotherm Steel Wb” w standardowych warunkach termicznych. Na podstawie otrzymanych danych (temperatury nieogrzewanej powierzchni płyty), z wykorzystaniem rozwiązania zagadnienia odwrotnego przewodzenia ciepła, określono właściwości termofizyczne powstałej powłoki ogniochronnej, które zależą od temperatury. Opisano charakterystykę zdolności ogniochronnej badanej powłoki dla stopnia odporności ogniowej konstrukcji metalowej wynoszącej 30 minut.
Wnioski: Udowodniona została skuteczność pęczniejącej powłoki ogniochronnej „Amotherm Steel Wb” i wykazana została zależność współczynnika przewodzenia przez nią ciepła od temperatury nagrzewanej w piecu eksperymentalnym metalowej płyty pokrytej tego rodzaju powłoką przy standardowych warunkach termicznych. Dodatkowo zauważono, iż w przedziale temperatur od 0°С do 500°С wartość współczynnika przewodzenia ciepła powłoki obniża się w porównaniu z wartością wyjściową i osiąga najniższą wartość 0,003 W/mK (przy temperaturze 500°С), co może być wyjaśnione pęcznieniem powłoki i zwiększeniem jej porowatości, a następnie dalej liniowo rośnie do wartości początkowej, co może wyjaśniać pojawienie się składowej radiacyjnej w porach powłoki w połączeniu z jej kurczeniem się i zwęglaniem przy wysokiej temperaturze. Odkryto zależność między grubością pęczniejącej powłoki ogniochronnej „Amotherm Steel Wb” i odpornością ogniową konstrukcji metalowych, a także obliczono konieczną minimalną grubość takiej powłoki w zależności od grubości płyty metalowej w celu zapewnienia parametru odporności ogniowej na poziomie 30 minut.
Słowa kluczowe: zdolność ogniochronna, powłoka ogniochronna, metoda obliczeniowo-eksperymentalna, właściwości termofizyczne
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy