
高分子材料、建筑材料、纺织制品在现代工业与日常生活当中应用规模持续扩大,材料的燃烧安全性能是产品安全评价的核心指标之一。很多有机材质本身具备可燃属性,一旦遭遇火源就会发生持续燃烧,在火灾场景下会助长火势蔓延,同时释放大量高温烟气,提升火灾的危险等级。为客观评价各类材料的燃烧难易程度,行业引入氧指数这一关键评价指标。
氧指数,也称作极限氧指数,指的是在规定的试验条件之下,材料在氧气、氮气混合气流当中,维持稳定持续燃烧所需要的最低氧气体积分数。氧指数数值越高,代表材料想要维持燃烧所需要的氧气占比越高,材料就越难点燃、越不容易持续燃烧,阻燃防火性能就更加优异;反之氧指数数值越低,材料在普通空气环境就能够持续燃烧,阻燃性能较差。
GB/T2406智能化氧指数试验仪JF-5就是专门用来测定材料极限氧指数的标准化检测设备,设备严格按照 GB/T2406 相关标准开展硬件与控制程序开发,区别于传统手动调节流量的老式机型,该款智能化型号搭载触摸屏人机交互界面、步进比例阀、闭环浓度调控系统与进口氧传感器,大幅降低人为操作带来的试验误差,提升检测结果准确度。设备广泛应用于材料研发实验室、第三方检测机构、生产企业质检部门,用于原材料入厂检验、新产品配方研发对比、产品型式检验、质量监督抽查工作。
第一章 氧指数试验基础原理与设备系统构成
1.1 极限氧指数试验基础原理
普通空气当中氧气的体积占比大约为百分之二十一。部分可燃材料在普通空气环境接触火源就能够持续燃烧;阻燃改性之后的材料,只有在氧气占比高于空气的混合气体环境中,才可以维持持续燃烧。氧指数试验的核心逻辑,就是人为配制不同比例的氧气与氮气混合气体,混合之后的气体持续向上流过垂直放置的试样,使用点火源引燃试样上端,观察试样的燃烧行为。不断调整混合气体内部氧气所占比例,寻找到刚好能够支撑材料维持规定时长或者规定距离持续燃烧的最低氧气浓度,该数值就是该材料的极限氧指数。
试验过程当中氮气作为稀释惰性气体,用来调节混合气体内部氧气的占比。氧气与氮气两种气源经过管路输送进入设备内部,通过步进比例阀完成流量精准调配,两种气体充分混合之后,均匀向上流经石英玻璃燃烧筒,筒内形成流速稳定均匀的混合气流。试样垂直固定在燃烧筒内部的试样夹具之上,点火装置点燃试样顶端,观测试样燃烧状态。如果在某一档氧浓度条件,试样可以完成标准规定的燃烧行为,则适当降低氧气占比;如果试样不能够维持持续燃烧,则需要提高氧气占比,通过多组梯度反复比对测试,最终确定材料极限氧指数。
传统普通氧指数设备依靠人工调节流量计阀门,依靠流量换算间接推算氧浓度,容易受到气源压力波动的干扰,测试过程当中气源压力发生变化,实际筒体内氧浓度就会产生漂移,带来试验数据偏差。智能化氧指数试验仪搭载氧传感器直接实时采集燃烧筒内部实际氧气浓度,采用闭环控制逻辑,当测试过程中氧浓度出现漂移,设备程序可以自动驱动步进比例阀进行补偿调节,将实际氧浓度拉回到设定目标数值,消除气源压力波动带来的干扰,让试验条件全程保持稳定。
1.2 设备四大核心系统组成
GB/T2406智能化氧指数试验仪JF-5可以划分为供气调压系统、气体配比与检测系统、试样夹持与燃烧筒体单元、人机交互控制与点火系统,四大系统协同完成整套氧指数检测流程。
第一,供气调压系统。外部配备工业氧气钢瓶、工业氮气钢瓶,钢瓶自带减压阀,将气体减压之后输送至仪器主机,仪器输入端需要维持规定输入压力,主机内部配备压力表与压力调节旋钮,分别对氮气、氧气两路气体压力进行二次调节,保障两路气体工作压力处于标准规定区间。设备自带气源故障识别程序,可以实时监测供气状态,当气源压力异常,系统自动给出提示告警。
第二,气体配比与检测系统。核心部件包含步进比例阀、气体混合腔体、进口氧传感器。步进比例阀接收触摸屏下发的浓度指令,精准控制氧气、氮气两路气体输出流量;两路气体在混合腔充分混合均匀之后送入石英玻璃燃烧筒;氧传感器直接采集混合气体当中实际氧气浓度,将浓度数据反馈至控制系统,形成闭环调节。如果氧传感器出现性能衰减、老化故障,设备可以主动给出传感器故障、传感器老化提示,提醒工作人员进行校准或者更换。设备流量调节覆盖宽区间,能够把燃烧筒内部气体流速控制在标准要求范围。
第三,试样夹持与燃烧筒体单元。核心部件为石英玻璃燃烧筒,搭配两套不同功能的试样夹。自撑材料试样夹,能够固定在燃烧筒轴心位置,垂直夹紧可以自立的硬质试样;选配非自撑材料试样夹,用于纺织品、软质发泡材料这类无法自身直立的试样,可以同时固定试样两条垂直侧边。燃烧筒为透明石英玻璃材质,操作人员可以直接从外部完整观察筒内试样的燃烧状态。
第四,人机交互控制与点火系统。整机配置全彩触摸屏,是操作人员和设备交互的核心载体,能够完成参数设置、浓度一键配比、数据存储查询清除、燃烧筒规格选择等全部操作;内置计时模块,记录试样燃烧时间;点火部件采用气源点火系统,可弯曲金属点火管,点火喷嘴尺寸符合标准,点火火焰长度可在指定区间自由调节,点火嘴能够伸入燃烧筒内部完成试样点火作业。
第二章 性能参数
采用进口氧传感器,数字显示氧气浓度无需计算,精度更高更准确,范围 0‑100%。
数字分辨率正负零点一百分比。
测量精度零点一级。
触摸屏设置程序自动调节氧浓度。
一键校准精度。
一键配比浓度。
氧浓度稳定自动提示报警声。
带有计时功能。
可存储实验数据。
可查询历史数据。
可清除历史数据。
可选择是否燃烧五十毫米。
气源故障提示。
氧传感器故障提示。
氧气氮气错接提示。
氧传感器老化提示。
标准氧浓度输入。
可设定燃烧筒直径,两种常用规格可选。
流量调节范围零至二十升每分钟,零至一千二百升每小时。
石英玻璃筒,内径不小于七十五毫米。
燃烧筒内气体流速,四十毫米正负二毫米每秒。
整机外形尺寸六百五十毫米乘以四百毫米乘以八百三十毫米。
压力表精度二点五级,分辨率零点零一兆帕。
试验环境,环境温度室温至四十摄氏度,相对湿度小于等于百分之七十。
输入压力零点二五至零点三兆帕。
工作压力,氮气零点一五至零点二零兆帕,氧气零点一五至零点二零兆帕。
试样夹可用于软质和硬质塑料、各类建筑材料、纺织品、防火门等。
点火系统,点火嘴为一根金属管制成,尾端有内径二毫米正负一毫米的喷嘴,可自由弯曲。能插入燃烧筒内点燃试样,火焰长度十六毫米正负四毫米,大小五毫米至六十毫米可自由调节。
气体,工业用氮气、氧气,纯度大于百分之九十九,气源和链接头用户自备。
电源要求交流二百二十伏正负百分之十,五十赫兹。
最大使用功率一百五十瓦。
自撑材料试样夹,能固定在燃烧筒轴心位置上,并能垂直夹住试样。
非自撑材料试样夹,能将试样的两个垂直边同时固定在框架上,选配,应用于纺织品等柔软不可自撑材料。
第三章 应用领域
本设备依据 GB/T2406.2‑2009 标准进行设计制造,用于测定各类固体材料的极限氧指数,评价材料的相对燃烧性能,测试对象覆盖硬质塑料、软质发泡塑料、橡胶制品、建筑保温材料、防火板材、纺织织物、复合板材等,服务于高分子改性企业、建筑建材行业、纺织行业、第三方检测机构、科研院校多个领域。
3.1 塑料高分子材料行业
改性塑料、阻燃塑料生产企业是氧指数设备最主要的使用群体。家电外壳、电器绝缘塑胶件、管材、发泡塑料、橡塑密封条等产品,都需要添加阻燃改性助剂来提升防火安全性能。氧指数是评价塑料阻燃效果最常用指标。企业在新材料配方研发阶段,调整阻燃剂种类、添加比例之后,使用本设备测试氧指数,直观判断配方改动对于阻燃性能带来的变化,筛选性能合格的配方。同时在原材料入厂检验环节,对采购塑胶粒子制样开展氧指数测试,把控来料质量,避免阻燃指标不达标的原料投入生产。成品型式检验同样需要开展氧指数检测,确认成品材料阻燃性能满足产品设计规范。
3.2 建筑建材行业
建筑领域大量使用有机保温材料、装饰板材、防火门芯材料、密封填充材料,建筑材料的阻燃性能直接关系建筑消防安全。国内建筑相关规范对于部分有机建材燃烧性能有明确管控要求。氧指数试验可以用来评价保温发泡材料、高分子装饰板、防火门配套材料的燃烧特性。建材生产企业借助该设备完成产品研发与出厂质检;市场监管以及第三方检测机构利用设备完成监督抽检、委托检测,为建材防火等级判定提供试验数据支撑。
3.3 纺织与柔性材料行业
功能性阻燃纺织品、阻燃无纺布、地毯、柔性复合织物,很多织物本身柔软无法直立,需要选配非自撑专用试样夹开展氧指数测试。防护服面料、装饰窗帘布、家具软装织物,都有阻燃性能要求。通过氧指数测试,评价织物经过阻燃整理工艺之后的阻燃效果,对比不同阻燃处理工艺的优劣,用于纺织产品研发和质量管控。
3.4 科研院所与高校实验室
各大高校材料学院、高分子科研研究院,将智能化氧指数试验仪用于课题研究、教学实验。科研人员研究新型阻燃剂、生物基高分子、可降解阻燃材料时,氧指数是基础表征试验项目,用来量化材料阻燃水平,积累试验数据,支撑学术课题开展。智能化机型操作简便,数据可存储,能够减少学生操作带来的人为误差,提升试验效率。
3.5 第三方检测与质量监督机构
第三方检测试验室、市场监管下属质检机构,需要配备符合国标的氧指数试验仪,承接社会委托检测、型式检验、质量仲裁业务。智能化闭环控制的设备,试验条件稳定,数据可记录留存,检测结果具备公信力,当供需双方针对材料阻燃指标产生质量争议时,可以以此设备的检测结果作为仲裁参考依据。
第四章 设备各核心部件功能详细解读
整机主要包含主机触摸屏控制面板、氮气调压单元、氧气调压单元、压力表组、石英玻璃燃烧筒、试样夹具组件、点火装置、外接气源接口。每一个部件状态都会直接影响氧指数测试结果,操作人员应当熟知各个部件功能。
触摸屏控制面板:整机人机交互中枢,所有试验参数都在此处设置。可以设定目标氧浓度,设备自动完成配比调节,浓度稳定之后发出声音提示;支持一键校准氧传感器,一键配比目标浓度;内置声音告警,浓度达标提示、各类故障告警全部通过屏幕与蜂鸣器输出;具备计时功能,记录试样燃烧时长;拥有数据存储、历史记录查询、历史记录清除功能;可以开启选择是否判定燃烧五十毫米的试验判据;能够选择两种不同规格燃烧筒参数;同时具备多重故障报警,气源故障、氧传感器故障、氧气氮气管路接反、氧传感器老化,全部可以识别提示,降低操作人员排查故障难度。
压力调节旋钮与压力表组:分为氮气调节回路与氧气调节回路,两路分别配置调节旋钮以及压力表。压力表精度二点五级,分辨率零点零一兆帕。压力表用来直观显示两路气体压力,操作人员通过旋钮调整,把氮气、氧气的工作压力调节到标准规定的零点一五至零点二零兆帕区间。输入到仪器的气源输入压力需要维持零点二五至零点三兆帕。如果供气压力异常,设备会触发气源故障提示。
步进比例阀与氧传感器:步进比例阀接收系统指令,精准调节两路气体流量,配合闭环控制,测试过程中如果氧浓度发生漂移,设备自动修正流量,维持筒体内氧浓度稳定。氧传感器实时检测混合气体实际氧含量,直接输出氧气浓度数值,不需要依靠流量换算,测量精度高。设备持续监测传感器工作状态,当传感器出现损坏或者老化衰减,屏幕弹出对应提示,提醒维护更换。同时具备氧气氮气错接识别,如果钢瓶管路接反,设备直接给出提示,规避人为接线失误造成试验完全失效。
石英玻璃燃烧筒:透明石英材质,内径不小于七十五毫米,是试样燃烧的腔体。氧气氮气混合气体从筒体底部通入,自下向上匀速流过筒体,筒内气体流速维持四十毫米正负二毫米每秒。筒体透明可视,全程可以直接观察试样燃烧火焰形态、燃烧距离,筒体可以选择两种规格参数,在触摸屏完成对应设置。筒体属于易碎耗材,需要避免磕碰撞击。
试样夹具组件:分为两种类型。自撑材料试样夹,安装于燃烧筒轴心,垂直夹紧硬质可以自立的试样,保证试样处于混合气流的中心位置。选配的非自撑材料试样夹,专门针对纺织品、软质发泡材料,同时固定试样两条垂直侧边,让柔软试样可以垂直置于气流当中,用于柔性材料氧指数测试。夹具夹持状态会影响试样受热和气流接触状态,装夹试样时必须保证试样位置居中。
点火系统:使用作为点火气源,点火管为可弯曲金属管,末端配置标准规格点火喷嘴。点火火焰长度可以在五毫米到六十毫米区间自由调节,标准使用火焰长度为十六毫米正负四毫米。可弯曲点火嘴能够伸入燃烧筒内部,从试样顶端完成点火,点火完成之后需要将点火嘴撤出燃烧筒,避免点火装置干扰筒内气流场。
外接气源接口:仪器主机预留两路进气接口,分别对接氮气钢瓶减压阀、氧气钢瓶减压阀。需要注意,氧气属于助燃高危气体,严禁油脂沾染氧气管路、减压阀。氧气和氮气钢瓶、连接接头需要用户自行在当地正规气站采购,气体纯度需要大于百分之九十九。
第五章 安装调试与完整操作流程
5.1 开箱安装前期准备工作
设备开箱之后,移除全部防震缓冲材料,将整机放置在水平稳固的试验台面。设备周边预留操作空间,远离明火、热源,设备摆放位置通风良好。
准备外接气源,在当地正规气站购置工业氧气与工业氮气,两种气体纯度均需要大于百分之九十九,准备配套钢瓶减压阀、连接气管。注意氧气管路所有配件禁止沾染油污,油脂接触高压氧气会引发燃烧爆炸重大安全事故。钢瓶需要使用钢瓶支架进行可靠固定,防止钢瓶倾倒。
确认供电条件,设备供电为交流二百二十伏正负百分之十,五十赫兹,整机最大功率一百五十瓦,接通合规接地电源。
试验室环境需要满足设备试验环境条件,环境温度处于室温至四十摄氏度,环境相对湿度不大于百分之七十。试验室配备通风排风装置,试样燃烧产生的烟气可以及时排出室外,同时配备对应的消防器材。
准备待测试样,按照 GB/T2406 标准要求制备试样,区分自撑试样与非自撑试样,按照标准完成试样状态调节处理。检查石英玻璃燃烧筒无裂纹破损,根据试样类型选择对应的试样夹。
5.2 设备安装调试步骤
第一步,气路管路连接。分别将氧气钢瓶、氮气钢瓶装配减压阀,使用专用气管把减压阀输出端对应连接至仪器主机氧气、氮气进气接口,管路连接必须牢固密封。仔细核对管路标识,杜绝氧气氮气接口接反,设备虽然具备错接提示,但仍需要人工做好核对。缓慢打开钢瓶总阀门,调节钢瓶减压阀,使得到达仪器主机的输入压力维持零点二五至零点三兆帕。再调节仪器面板的两路压力旋钮,把氮气、氧气的工作压力调节至零点一五至零点二零兆帕。观察压力表压力稳定,检查全部管路接头,确认不存在漏气现象。
第二步,设备上电自检。接通设备电源,开启仪器电源开关,触摸屏启动完成设备自检。观察屏幕告警信息,如果弹出气源故障、传感器故障、气体错接提示,需要排查对应问题,全部故障消除之后再继续试验。按照仪器操作说明,按需执行氧传感器一键校准操作,保障传感器测量准确度。在触摸屏设置界面,选择对应燃烧筒规格参数。
第三步,试样装夹。打开燃烧筒,取出试样夹。如果是硬质可以自立的自撑材料,使用自撑试样夹,将试样垂直夹紧,固定到燃烧筒轴心位置;如果是纺织品等柔软试样,则使用选配的非自撑试样夹,固定试样两条垂直侧边。将装好试样的夹具放回燃烧筒内部,装好石英玻璃筒。
第四步,目标氧浓度配比设置。在触摸屏输入本次试验需要的目标氧浓度,点击一键配比浓度。设备自动控制步进比例阀调节两路气体流量,氧传感器实时监测筒内实际氧浓度,闭环系统自动修正流量。当氧浓度达到设定目标并且趋于稳定之后,设备发出声音提示,代表可以开展点火试验。确认燃烧筒内部气体流速满足四十毫米正负二毫米每秒的标准要求。
第五步,点火装置调试。接通点火气源,调节点火火焰,将火焰长度调整至十六毫米正负四毫米区间。测试点火嘴,确认点火正常,点火嘴可以顺畅伸入燃烧筒内部。
5.3 正式标准化试验操作流程
设备完成浓度配比,听到稳定提示音之后,代表燃烧筒内混合气体状态已经符合试验条件。
将调试完成的点火嘴伸入燃烧筒内部,对试样的顶端进行点火作业,充分引燃试样上端。点火完成之后,把点火嘴完全撤出燃烧筒体,避免点火管扰乱筒内气流。
启动设备内置计时功能,开始记录试样燃烧时间。操作人员透过石英玻璃筒,持续观测试样的燃烧行为,观察火焰蔓延距离以及燃烧持续时长。触摸屏可以开启燃烧五十毫米判定选项,用于按照标准判据观察试样燃烧状态。
记录本次氧浓度条件下试样燃烧结果。如果试样可以维持标准规定的燃烧行为,则需要降低目标氧浓度,更换全新试样,重新配比气体开展下一组测试;如果试样不能够维持规定的持续燃烧,则提高目标氧浓度,更换全新试样再次测试。每一次更改氧浓度,都需要等待设备重新配比、浓度稳定提示之后再点火。
通过多梯度不同氧浓度反复比对测试,最终确定该材料维持标准燃烧行为所需要的最低氧气浓度,该数值即为材料的极限氧指数。
试验过程中,触摸屏可以存储本次试验数据,试验人员可以在后续查询历史试验记录,不需要的历史记录也可以执行清除操作。
单组试验结束之后,关闭点火火焰,等待筒内试样冷却,再打开燃烧筒,取出试样。
5.4 试验结束关机操作步骤
全部试验工作完成之后,首先关闭点火气源,熄灭点火火焰。关闭氧气钢瓶、氮气钢瓶总阀门,把管路当中残余气体释放排空,再关闭钢瓶减压阀。关闭仪器主机的压力调节旋钮。关闭设备电源开关。
打开试验室排风系统,将试验过程产生的燃烧烟气充分排出。等待燃烧筒、夹具完全冷却之后,清理夹具上的燃烧残渣,擦拭石英玻璃筒,清理筒内的炭黑、烟尘沉积物。如果短期内不再开展试验,将设备做好防尘遮盖。
第六章 核心功能优势
第一,智能化自动配比,降低人为操作门槛。传统氧指数设备依靠操作人员手动调节两路流量计,人工计算氧浓度,操作繁琐,人为失误概率高。该智能化型号,操作人员仅仅在触摸屏输入目标氧浓度,设备自动驱动步进比例阀调节流量,完成配比,浓度稳定之后声音提示,省去手动调流量、换算浓度的大量工作,降低人员操作门槛。
第二,闭环浓度调控,消除气源波动干扰。老式设备,一旦钢瓶压力逐步下降、气源压力出现波动,实际燃烧筒内部氧浓度就会发生漂移,测试条件偏离设定值,带来试验误差。本设备搭载闭环控制系统,氧传感器实时读取筒体内实际氧浓度,测试过程当中一旦浓度出现漂移,程序自动调节步进比例阀,把实际氧浓度修正回目标数值,保障整个燃烧观测阶段氧浓度条件稳定,显著提升测试数据准确度与重复性。
第三,直接数字采集氧浓度,测量精度高。配置进口氧传感器,直接测量混合气体实际氧含量,数字直接输出氧浓度数值,不需要依靠流量进行间接换算。测量精度达到零点一级,数字分辨率正负零点一百分比,测试精度优于传统流量换算模式。设备支持一键校准,方便定期完成传感器精度校验。
第四,完备的故障自诊断提示功能,规避试验失误。设备内置多重故障识别逻辑,气源压力异常提示、氧传感器故障提示、氧气氮气管路错接提示、氧传感器老化提示。很多试验的失败来源于管路接错、传感器失效、供气异常,传统设备很难直观发现这类问题;该机型可以主动告警,让操作人员快速定位问题,避免在错误试验条件下完成测试,产出无效试验数据。
第五,完善的数据管理能力。设备自带计时,可存储试验数据,支持查询历史数据,也可以按需清除历史记录,试验过程数据可以在设备本地留存,便于试验记录追溯,适配质检试验室的记录管理需求。同时可以对燃烧筒规格参数进行设定,适配两种常用燃烧筒,也可以开启燃烧五十毫米的判据选择,匹配标准多种试验判定模式。
第六,试样夹具通用性强,覆盖多种类型试样。标配自撑材料试样夹,同时提供选配非自撑试样夹,硬质塑料、软质发泡材料、纺织品、建筑防火材料都可以开展测试,一台设备可以满足多种品类材料检测需求。点火火焰长度调节区间宽泛,可以适配不同试样点火需求。
第七,安全细节设计完善。设备识别气源异常,当供气出现故障及时提示,避免无气流条件下持续点火;石英透明筒体,外部直接观察燃烧情况,不需要开启筒体;试验配套要求试验室排风,及时排出燃烧有毒烟气,保护操作人员职业健康。
第七章 试验过程常见异常现象、成因以及处置方案
在氧指数日常检测作业中,会遇到数据重复性差、点火困难、火焰异常、设备告警等各类问题,下面梳理常见异常、原因以及处置办法。
7.1 同一种材料,多次氧指数测试结果离散程度大
同一批次试样,多次测试得到氧指数数值波动偏大,是试验当中十分常见的异常。
可能成因:气源压力不稳定,没有维持规定的工作压力;氧传感器未定期校准,测量存在偏差;配比完成之后没有等待浓度稳定提示就提前点火;试样制备、状态调节不符合标准;试样装夹位置偏移,偏离筒体轴心,气流作用状态改变;石英玻璃筒内壁烟尘堆积,干扰筒内气流场;点火火焰过大,对试样有额外加热效果。
处置方案:试验过程监控输入压力与工作压力,保证压力处于参数规定区间;按照周期对氧传感器执行一键校准;必须等待设备发出浓度稳定提示音之后再执行点火;严格按照标准完成试样制样和状态调节;试样装夹保证处于燃烧筒轴心位置;定期清洁石英玻璃筒内壁的炭黑烟尘;点火火焰调整至标准十六毫米正负四毫米,不使用过大火焰。
7.2 试样点火困难,很难引燃试样顶端
可能原因:点火火焰长度过小;点火时间不足;混合气体气流流速过大,吹走点火火焰;试样本身氧指数很高,不易引燃;燃烧筒内部氧浓度尚未达到设定数值,就提前点火。
处置方案:调节点火火焰长度到标准区间;保证足够点火接触时间;确认筒内气体流速参数;等待设备氧浓度稳定提示完成之后再点火;对于高氧指数难燃试样,适当延长点火操作时间。
7.3 设备弹出氧气氮气错接提示告警
成因:氧气钢瓶、氮气钢瓶气管接反主机接口。
处置:立刻关闭钢瓶阀门,释放管路残余气体,调换两路气管的连接,重新检查确认管路标识,再开启气源,消除告警之后再开展试验。氧气管路严禁沾染油脂。
7.4 屏幕提示氧传感器故障或者氧传感器老化
成因:氧传感器发生损坏,或者传感器长期使用性能衰减。
处置:优先执行传感器一键校准操作,如果校准之后告警依旧存在,说明传感器已经失效,需要联系技术人员更换氧传感器。传感器属于消耗部件,会随着使用时长逐步老化。
7.5 设备提示气源故障
成因:钢瓶总阀未打开;钢瓶气体用尽;减压阀输出压力不满足输入压力零点二五至零点三兆帕的参数要求;气管漏气。
处置:检查钢瓶阀门状态,确认钢瓶气体存量;调整减压阀输出压力;检查全部气管接头,排查漏气点位,修复气路之后消除告警。
第八章 设备安全操作规程、日常点检与维护保养细则
智能化氧指数试验仪涉及助燃高压氧气钢瓶、点火可燃气体、材料燃烧,安全管理是重中之重,操作人员必须遵守安全规范,落实点检维护,保障人身安全,同时保证设备长期测试精度。
8.1 硬性安全操作规范
第一,氧气属于强助燃气体,所有氧气管路、减压阀接头绝对禁止接触油脂、润滑油。操作人员手上有油污时严禁操作氧气气路,否则会发生燃烧爆炸事故。钢瓶必须使用支架固定,防止倾倒。
第二,试验室需要具备良好通风排风,试样燃烧产生烟气、有毒裂解气体,试验过程必须开启排风,不要在密闭不通风环境开展试验。试验室配备适配的消防器材。
第三,点火操作过程当中,操作人员避开燃烧筒筒口,防止火焰窜出造成烫伤。点火完成及时把点火嘴撤出筒体。
第四,更换试样必须等待夹具、燃烧筒内部构件充分冷却,避免高温部件烫伤。
第五,设备出现气源告警、传感器告警等故障提示,优先排查解决故障,不可以忽略告警强行开展试验。
第六,试验结束之后,必须先关闭钢瓶总阀门,释放管路内部残余高压气体,不允许钢瓶阀门长期处于开启承压状态。
第七,不可私自改动设备内部气路、电路,设备硬件故障由专业技术人员检修。
8.2 每次开机前点检项目
每次开展试验之前完成点检,确认状态正常再启动试验。
检查设备供电接地完好。
检查氧气、氮气钢瓶固定牢靠,钢瓶气体存量充足,管路接头无漏气,确认氧气氮气管路没有接反。确认输入压力零点二五至零点三兆帕,仪器工作压力氮气、氧气维持零点一五至零点二零兆帕。
开机上电,观察触摸屏自检信息,确认没有故障告警;按需执行氧传感器一键校准。
检查石英玻璃燃烧筒无裂纹破损,筒内壁无大量炭黑堆积。
根据试样类型选用正确试样夹,检查夹具完好。
调试点火系统,确认点火正常,火焰可以正常调节。
试验室排风系统开启,通风条件良好。
8.3 每次试验结束维护工作
熄灭点火火焰,关闭钢瓶总阀,释放管路残余气体,关闭减压阀,调松仪器面板压力旋钮。
等待筒体、夹具冷却,清理夹具上燃烧残留物,擦拭石英玻璃筒内壁,清除炭黑烟尘。
做好试验记录,需要时保存、导出设备内部试验数据。
关闭设备主机电源。
8.4 周期性定期维护
月度维护:检查全部气路接头,检查气管是否存在老化裂纹;检查压力表显示是否正常;检查点火管路无漏气;清理触摸屏与设备外壳灰尘。按照设备使用频次,定期执行氧传感器一键校准操作。
季度维护:全面检查整套气路气密性;核对压力表指示;检查点火喷嘴,喷嘴出现堵塞及时清理;氧传感器使用一定周期后评估老化状态,如果频繁报老化告警,及时更换传感器;检查石英玻璃筒体有无暗裂纹,存在裂纹及时更换,防止筒体受热碎裂。
氧传感器属于消耗件,随着使用时间推移性能会衰减,必须按照要求进行校准或者更换,否则氧浓度测量失真,全部试验数据都会失去有效性。点火喷嘴也会存在积碳堵塞,需要定期清理疏通。
8.5 设备长期停机存放
设备长期不做试验,需要释放气路全部残余压力;将气管从主机拆卸;设备整机断电;石英玻璃筒做好防护,防止磕碰碎裂;整机盖上防尘罩,放置在干燥通风环境。
第九章 试验室配套条件与计量校验要求
9.1 试验室环境配套
试验室环境温度维持室温至四十摄氏度,相对湿度不大于百分之七十。避免阳光直接照射设备,远离热源,远离震动源。试验室通风排风系统必须到位,燃烧产生的烟气直接排至室外。钢瓶存放位置远离火源,使用支架固定钢瓶,钢瓶区域禁止存放油脂、易燃易爆物品。台面平整稳固,有足够操作空间,配备合适消防器材。
9.2 计量校准要求
为保证设备持续符合 GB/T2406 标准,需要定期开展设备计量校验。需要校验项目包含氧传感器浓度测量精度;燃烧筒内部气体流速;压力表示值;点火火焰长度;设备闭环调节功能;计时模块。经过计量确认全部指标合格,设备出具的试验数据才具备法律效力,满足型式检验、第三方报告出具的要求。如果计量发现指标超差,完成调试维修之后才能够重新投入检测。
第十章 影响氧指数测试结果的关键因素汇总
氧指数属于对试验条件高度敏感的检测项目,诸多细节条件都会改变最终测试结果。操作人员需要掌握各类影响因素,严格控制试验条件,降低数据离散。
第一,气体相关条件。氧气、氮气气源纯度;供气输入压力、工作压力的稳定性;燃烧筒内部混合气体实际氧浓度;燃烧筒内部气体流速。气源压力波动、纯度不足会直接带来结果偏差。智能化闭环设备可以减弱压力波动的影响,但气源纯度无法通过设备补偿。
第二,传感器性能。氧传感器的测量精度,传感器是否老化、有没有定期校准。传感器漂移会造成显示氧浓度和真实浓度不一致。
第三,点火条件。点火火焰长度、点火持续时间。火焰过大相当于额外给试样输入热量,会使测得氧指数数值偏低。
第四,试样条件。试样配方材质;试样厚度;试样制备加工方式;试样表面状态;试样状态调节温湿度时间;试样装夹位置。试样偏离筒体轴心,筒内气流对试样的作用发生改变,会带来结果波动。
第五,设备腔体状态。石英燃烧筒内壁烟尘炭黑堆积,会改变筒内气流流场,对燃烧状态产生干扰,需要定期清洁筒体。
第六,人为判读。观测试样燃烧距离、燃烧时长,操作人员观测判读带来的人为偏差,智能化设备计时功能可以降低计时带来的人为误差。
第十一章 设备基础故障排查指南
故障 1:开机触摸屏完全不点亮
排查:检查二百二十伏供电电源是否正常;检查电源线、电源插头是否接触良好;检查设备内部电源保险丝。外部供电无问题依旧不启动,联系专业维修人员检修内部电源回路。
故障 2:设备配比浓度,氧浓度数值始终没有变化
排查:确认钢瓶阀门已经打开,检查气源输入、工作压力;排查气管是否存在严重漏气;检查步进比例阀;氧传感器故障,查看屏幕传感器告警提示。
故障 3:点火装置不出火焰,无法点火
排查:检查点火气源阀门是否开启;点火气路管路是否弯折堵塞;点火喷嘴出现积碳堵塞,需要拆卸清理疏通喷嘴。
故障 4:气体配比完成,但是燃烧筒气流微弱
排查:检查钢瓶供气压力;仪器压力调节旋钮是否开启到位;气路管路压扁、堵塞;管路接头严重漏气。
结语
智能化氧指数试验仪 JF‑5 是执行 GB/T2406 标准测定材料极限氧指数的关键试验装备。和传统手动调节设备相比,闭环智能化控制模式大幅降低人为操作带来的误差,同时增加大量故障自诊断与数据管理功能,提升试验的可靠性和操作便捷度。
想要获得准确、可重复的氧指数试验数据,不只是简单设置参数启动试验。操作人员需要充分理解氧指数试验的底层原理,牢记设备全部性能指标,严格执行安装、气路连接、试样装夹、配比点火、试验后清理整套流程,做好日常点检维护,定期完成传感器校准与整机计量校验。同时高度重视氧气钢瓶、点火燃气带来的安全风险,严守安全操作规程。
该设备广泛服务于高分子材料、建筑建材、纺织、科研检测各个行业,为阻燃材料研发、原材料质量管控、产品型式检验提供重要的燃烧性能数据,为各类产品防火安全评价提供有力的技术支撑。操作人员在充分掌握设备知识的基础上,在保障人身与设备安全的前提下完成每一组检测试验。




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