
产品概述
阻燃性能是高分子材料、纺织织物、橡塑制品、泡沫材料非常关键的安全性能指标,氧指数(LOI,极限氧指数)作为行业通用的燃烧性能评价指标,能够表征材料在氧氮混合气流环境条件下维持持续燃烧所需要的氧体积百分比数值,是阻燃配方研发、原材料进厂检验、成品质量管控、新材料性能鉴定的重要检测手段。纺织氧含量氧指数测试仪JF‑3采用数显传感式检测方案,配置进口氧传感器,直接数字输出氧浓度读数,省去人工换算步骤,设备适配纺织纤维、各类织物、塑料、橡胶、泡沫塑料、软片薄膜、防火相关材料的燃烧氧指数测试工作,广泛应用于纺织生产企业、橡塑加工厂、建筑材料生产单位、大专院校材料实验室、科研院所、第三方检测实验室、线缆绝缘材料生产企业等各类场景。
该仪器依据国内以及国际相关燃烧测试标准进行结构设计,整机分为气体控制主机单元与燃烧测试筒体单元,控制箱体与试验筒体相互分离,气体回路集成稳压阀、流量调节阀、气体过滤器与气体混合室,氧气与氮气经过过滤、稳压、充分混合之后,向上匀速通入石英玻璃燃烧筒内部,试样垂直固定在燃烧筒内部夹具上,使用点火装置引燃试样,观察试样燃烧行为,不断调整氧气与氮气配比,得到刚好维持试样持续燃烧的氧浓度数值,即为被测样品的氧指数。氧指数数值越高,代表材料维持燃烧需要的氧气占比越高,材料相对更不容易发生持续燃烧;氧指数数值越低,则代表材料更容易被引燃并且维持燃烧状态。
需要明确说明,氧指数试验是实验室条件下的小型试样燃烧测试,测试环境为可控配比的氧氮向上流动气流,该试验结果仅用于实验室条件下样品之间性能对比、配方筛选、出厂质量检验,不能够直接等同于材料在真实火灾场景下的实际燃烧风险,产品实际防火安全评估还需要结合其他燃烧测试项目综合判断。
JF‑3纺织氧含量氧指数测试仪支持自撑式硬质试样,同时可选配非自撑试样夹具,用于纺织品、轻薄薄膜这类自身无法直立支撑试样的检测工作。箱体外壳提供钢板静电喷涂、磨砂不锈钢两种材质方案,两种外壳方案存在一千元的成本差价,采购阶段可以根据实验室使用环境、防腐防尘需求进行选择。设备整体操作流程清晰,气体调节部件布局直观,数显屏幕直接展示实时氧浓度读数,降低人工计算带来的读数偏差,适合日常大批量样品的重复性检测工作。
设备可执行GB/T 2406.2‑2009《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第2部分:室温试验》,同时兼容ASTM D 2863,ISO 4589‑2,NES 714,GB/T 5454,GB/T 10707‑2008,GB/T 8924‑2005,GB/T 16581‑1996,NB/SH/T 0815‑2010,TB/T 2919‑1998,IEC 61144‑1992,ISO 15705‑2002,ISO 4589‑2‑1996多项国内外标准的试验要求,满足塑料、纺织织物、橡胶、泡沫、复合材料多品类样品的标准检测需求。
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:±0.1%
整机测量精度:0.4 级
流量调节范围:0‑10L/min(60‑600L/h) 5.响应时间: <5 S 6石英玻璃筒: 内径 ≥75 mm 高480mm
燃烧筒内气体流速:40mm±2mm/s
压力表精度2.5 级,分辨率:0.01MPa
流量计:1‑15L/min(60‑900L/H)可调,精度2.5 级
试验环境:环境温度:室温~40℃;,相对湿度:≤70%;
输入压力:0.2‑0.3MPa
工作压力:氮气0.05‑0.15Mpa 氧气0.05‑0.15Mpa 氧气/氮气混合气体入口:包括稳压阀,流量调节阀,气体过滤器和混合室。
试样夹可用于软质和硬质塑料、纺织品、防火门等
点火系统,火焰长度5mm‑60mm 可自由调节 15.气体:工业用氮气、氧气, 纯度>99% :(注:气源和链接头用户自备)。
电源要求:AC220(+10% )V、50HZ
最大使用功率:50W
点火器:有一根金属管制成、尾端有内径Φ2±1mm 的喷嘴,能插入燃烧筒内点燃试样,火焰长度:16±4mm ,大小可调
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(选配纺织品 薄膜等材料适用)
测试原理详解
氧指数测试核心原理,是将垂直夹持的标准试样放置在向上流动的氧气、氮气均匀混合气流的透明燃烧筒当中,使用标准火焰点燃试样顶端,观察记录试样的燃烧持续时间或者燃烧损毁长度,将实际燃烧结果和标准规定的判定条件进行比对,不断改变混合气体内部氧气的体积占比,经过多组不同氧浓度的重复试验,确定可以刚好维持试样持续燃烧的最低氧体积百分比,该数值即为被测材料的氧指数(LOI)。
整套设备气路系统由氧气供气支路、氮气供气支路、稳压组件、流量调节元件、气体过滤装置、气体混合腔体、石英燃烧筒体共同组成。高压工业气瓶输出的氧气、氮气,经过外接减压阀降压,送入仪器主机进气口,仪器内部稳压阀把气体压力稳定在工作压力区间,流量计分别控制两路气体的实时流量,两路气体进入混合室内部充分混匀,过滤装置拦截气源当中的颗粒杂质,混匀之后的氧氮混合气体,以稳定流速从燃烧筒底部向上流动,气流均匀流过被夹持的试样周边,为试样燃烧提供可控配比的气体环境。
传统老式氧指数设备依靠两路流量计读数,人工计算氧气所占体积百分比,人为读数、换算过程容易引入误差。JF‑3纺织氧含量氧指数测试仪搭载进口氧传感器,混合气体流经传感器位置,传感器直接采集混合气体内部氧含量,仪器数显屏幕直接输出氧浓度百分比,不需要操作人员根据流量手动运算,减少人为计算带来的数据偏差,传感器响应时间小于5秒,能够较快反馈气体配比变化之后的氧浓度实际数值。
试验过程包含两种主流点燃方式,顶面点燃法以及扩散点燃法。顶面点燃法,将点火火焰施加在试样整个上端顶面,不灼烧试样侧面,点火时长按照标准控制,最长点火接触时间不超过30秒,每隔数秒移开点火装置,观察试样顶面是否被引燃;扩散点燃法,火焰接触试样顶面之后,将点火器缓慢向下移动,让火焰蔓延接触试样上部侧面,直至试样形成稳定燃烧状态。点火完成之后移开点火源,开始计时并且观察试样燃烧情况,当试样满足燃烧总时长达到180秒,或者燃烧损毁长度达到50mm两项条件其中任意一项,就视为达到燃烧判据;如果试样在没有达到该条件就自行熄灭,则视为不能维持持续燃烧。通过升降氧浓度反复试验,找到临界氧浓度,完成氧指数测定工作。
针对纺织织物、薄膜这类非自撑材料,试样自身无法直立,就需要选配非自撑专用试样框架夹具,将试样两条垂直侧边固定在框架之上,保证试样在燃烧筒内部保持规定形态,混合气流可以正常流过试样表面,保证燃烧条件符合标准规范。
需要注意,燃烧筒内部气体流速需要维持40mm±2mm/s,流速过快会带走大量热量,造成氧指数测试结果偏高;流速过低,筒内气体置换不充分,燃烧产生的废气无法向上排出,会造成测试结果偏低,试验全程总气体流量需要维持稳定,不能在单组试样测试过程随意改动总流量参数。
机箱结构与硬件配置说明
控制箱体:采用数控机床加工成型,外壳有钢板静电喷涂、磨砂不锈钢两种版本可供选择。控制单元与燃烧试验筒体相互分离布局,气体调节旋钮、压力表、数显显示窗口集中布置在主机面板,方便操作人员观察数据与调节气体参数。不锈钢外壳更适合湿度偏高、存在轻微腐蚀性气体的实验室环境;钢板静电喷涂版本适合常规干燥实验室工况,两种外壳在功能、测试指标层面保持一致,仅外壳材质成本存在差异。
石英玻璃燃烧筒:采用耐高温石英玻璃管材制作,筒体内径不小于75mm,筒体总高度480mm,筒体出口内径φ40mm。石英材质可以承受试样燃烧产生的瞬时高温,透明度良好,试验过程可以从外部完整观察试样的燃烧状态、火焰形态、滴落情况;石英筒属于易损耗件,受到猛烈撞击容易碎裂,日常使用、搬运过程做好防护。燃烧筒底部设置气体布风结构,保证氧氮混合气体向上流动时,筒体内横截面气流分布均匀,避免局部气流强弱不一致干扰燃烧过程。
试样夹持组件:标配自撑式试样夹,可直接垂直固定各类硬质自撑试样,试样可以固定在燃烧筒轴心位置;非自撑材料试样夹属于选配配件,主要面向纺织品、无纺布、薄膜、薄软片这类材料使用,夹具采用插接式安装结构,试样拆装操作简便,更换试样时操作步骤简单。根据测试样品类型,选择对应夹具,不可使用自撑夹具夹持柔软织物试样,容易出现试样倒伏,造成试验失效。
长杆点火器:点火杆为金属管材加工而成,喷嘴内径φ2±1mm,点火燃料采用气体,火焰长度可在5mm‑60mm区间做调节,标准试验工况常用火焰长度16±4mm;长杆结构可以直接伸入石英燃烧筒内部,完成试样顶端引燃,点火器用完之后需要取出燃烧筒,避免持续处在高温筒内,造成点火喷嘴受热损坏。
气路元器件:主机内部集成稳压阀、流量调节阀、气体过滤器、气体混合室。稳压阀保障氧气、氮气输出压力稳定在0.05‑0.15Mpa;流量计支持1‑15L/min可调;气体过滤器过滤钢瓶输出气体内部杂质颗粒,避免颗粒进入混合室、燃烧筒;两路气体进入混合腔体充分混匀,再送入燃烧筒,避免两路气体混合不均匀造成筒内局部氧浓度波动。压力表分辨率0.01MPa,压力表精度等级2.5级,方便操作人员直观监视供气压力状态。
备注:氧气钢瓶、氮气钢瓶、钢瓶减压阀、连接气管不属于设备出厂配套部件,需要用户在本地气站采购,氧气氮气气体纯度需要大于99%;高压气体属于危险品,无法随同仪器设备一起发货,建议用户选择当地正规气站充装气源,保障气体纯度满足试验条件。
适用行业与测试样品介绍
纺织行业
纺织氧含量氧指数测试仪JF‑3,在纺织领域主要用于各类阻燃纺织面料的燃烧性能筛查。样品包含纯棉织物、麻纺织物、羊毛织物、涤纶、锦纶、腈纶、芳纶等化纤面料,混纺织物、阻燃涂层织物、装饰窗帘布料、地毯、产业用纺织品、无纺布等。纺织行业开展阻燃面料研发,对比不同阻燃整理剂、不同浸轧工艺对于面料阻燃效果的改变;面料成品出厂检验,把氧指数作为参考指标,筛选面料阻燃性能。纺织试样大多属于非自撑试样,需要配置选配的框架式试样夹,将织物固定之后开展试验,不同织物克重、织物组织结构、后整理工艺都会对氧指数测试数值带来影响,做对比试验,试样预处理条件需要统一。
塑料与改性高分子行业
通用塑料、工程塑料、改性阻燃塑料,包含PP、PE、ABS、PVC、尼龙、环氧树脂、酚醛塑料、玻纤增强改性塑料等,通过氧指数测试评估阻燃配方效果。在配方研发阶段,改变阻燃剂添加种类、添加比例,比对氧指数变化,筛选合适配方;生产质控阶段,每批次原料抽样做氧指数检测,监控批次之间阻燃性能波动。自撑式硬质塑料样条直接使用标配自撑试样夹固定测试。泡沫塑料,例如聚氨酯硬质、软质泡沫,泡沫、酚醛保温泡沫,也是本仪器常见测试对象,建筑保温泡沫材料阻燃性能评估,氧指数是基础检测项目。
橡胶及弹性体行业
天然橡胶、合成橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶等橡胶制品,橡胶密封件、橡胶板材、线缆护套橡胶材料,都可以开展氧指数测试。橡胶材料试样大多切割为标准条状自撑试样;部分软质橡胶容易发生弯曲变形,需要确认试样可以保持直立,若试样容易倒伏,则需要选用支撑框架辅助固定。
电线电缆绝缘材料行业
电线电缆绝缘料、护套高分子材料,线缆行业非常看重材料阻燃能力,氧指数是原材料筛选重要参考指标。不同配方线缆料,通过氧指数对比,评估材料燃烧特性,为线缆材料选型提供试验数据。
大专院校、科研院所实验室
高校高分子材料专业、纺织专业,开设燃烧性能相关教学实验课程,使用本仪器开展氧指数教学实验;科研院所开展阻燃新材料课题研究,做材料燃烧性能基础表征,探究阻燃填料、改性工艺对高分子材料燃烧行为的影响,测试得到氧指数试验数据,用于课程报告、科研论文基础数据支撑。设备兼容国内、国际多项标准,测试数据具备参考价值。
第三方检测机构
第三方材料检测实验室,接收塑胶、纺织、保温材料的委托测试任务,按照客户指定标准完成氧指数检测,出具测试结果。仪器硬件参数覆盖多项标准的设备条件,能够满足常规委托检测的硬件基础需求。
建筑防火材料行业
防火板材、防火高分子复合材料、防火门配套高分子部件,相关企业实验室使用氧指数测试仪,完成原材料与成品试样的燃烧性能比对,作为内部质量管控手段。
完整试验操作流程说明
试验前期准备工作
试样制备与状态调节:按照对应标准制备试样,自撑硬质塑料样条、泡沫材料按照标准尺寸裁切;纺织品、薄膜使用专用夹具框架。试样表面保持干净,没有油污、破损、孔洞。很多高分子材料,会受到温湿度影响燃烧特性,试样需要按照标准开展状态调节,放置规定温湿度环境完成状态调节,消除加工内应力、控制含水率。一组测试通常需要准备多根试样,未知氧指数的材料,建议准备15‑30根试样用于反复配比试验,已知氧指数波动较小的材料,至少准备15根试样,保障统计有效性。
气源系统检查:确认氧气钢瓶、氮气钢瓶气体充足,气体纯度大于99%;安装钢瓶减压阀,连接设备进气口,检查全部气管接头,确认管路连接密封,不存在漏气。打开钢瓶总阀,调节外接减压阀输出压力,控制输入压力在0.2‑0.3MPa区间;之后调节仪器主机面板稳压阀,把氮气、氧气的工作压力调节到0.05‑0.15Mpa范围,观察压力表,压力稳定无跳动。
设备通电检查:接通AC220V(+10%)电源,打开主机电源开关,观察数显氧浓度显示屏,确认传感器正常工作,无异常报错;检查点火装置,点燃点火气源,调节点火火焰,确认火焰可以正常调节长度。
气路吹扫:正式试验之前,通入氧氮混合气体,对燃烧筒内部管路进行短时间吹扫,排尽筒内残留空气,避免筒内残留空气干扰初始氧浓度。
确认燃烧筒状态:石英玻璃筒内壁擦拭干净,无之前试验残留的炭黑、燃烧滴落残渣;筒体摆放垂直,底部布风部件安放到位,保证气流向上均匀流动。
试样装夹
如果测试硬质自撑试样,使用标配自撑试样夹,将试样垂直夹紧,固定于燃烧筒轴心位置;
如果测试纺织织物、薄膜等非自撑试样,安装选配非自撑试样框架,把试样两个垂直侧边固定在框架上,保证试样平整,不会出现松垮倒伏;
将装好试样的夹具平稳放置到燃烧筒底部支座,小心把石英玻璃筒安放到位,保证筒体竖直,无歪斜。
气体配比调节
结合材料预估氧指数,初步调节氧气、氮气两路流量,观察仪器数显屏幕氧浓度读数,等待气体充分混合,待氧浓度读数稳定之后,确认燃烧筒总气体流量,保证总流量稳定,使得燃烧筒内部气体流速维持40mm±2mm/s。气体配比调整完成之后,保持通气稳定30秒,让燃烧筒内部气体完全置换,筒内氧浓度达到设定数值之后,再执行点火操作。
点火燃烧与观察判定
打开点火器气源,调节火焰长度至标准要求,将点火器伸入燃烧筒,采用顶面点燃法或者扩散点燃法引燃试样,点火接触试样的时间严格遵守标准,最长点火时间不超过30秒。试样成功引燃之后,把点火器从燃烧筒内部取出,关闭点火火焰,立刻开始计时,观察试样燃烧状态,记录燃烧时长以及燃烧损毁长度。
对比燃烧判据:试样燃烧持续时间达到180秒,或者试样燃烧损毁长度达到50mm,满足任意一项,则代表当前氧浓度可以维持试样持续燃烧;如果试样在未达到该条件就自行熄灭,则代表该氧浓度不足以维持试样燃烧。
根据本次燃烧结果调整氧浓度:试样持续燃烧,则降低氧气占比;试样快速熄灭,则提高氧气占比;更换全新试样,重复装样、通气稳定、点火试验整套流程。经过多梯度氧浓度反复测试,逐步逼近临界氧浓度,最终确定该样品氧指数数值。
重要提醒:每一次配比试验,都要使用全新试样,不可以使用已经燃烧过的试样重复测试;燃烧筒经过试样燃烧之后,筒内温度会上升,燃烧产生炭黑、残渣,连续多组试验,需要等待筒体温度回落,清理筒内燃烧残留物,再开展下一轮测试,筒内高温会干扰下一组试样测试结果。
试验结束收尾工作
全部样品测试完成之后,首先关闭点火气源;继续通入一段时间氮气,吹扫燃烧筒与气路,减少氧气在氧传感器位置长时间停留,有益于延长氧传感器使用寿命;之后关闭仪器面板稳压阀,再关闭钢瓶总阀门,释放管路内部残余压力,断开设备主机电源。取出夹具,清理燃烧筒内部炭黑、燃烧滴落残渣,擦拭石英筒内壁,将设备放置在干燥通风环境存放。
试验建议在通风橱内部开展,试样燃烧会释放烟气,通风橱可以及时排出燃烧废气,保护操作人员人身安全。
关键影响测试结果的因素解析
很多实验室在使用纺织氧含量氧指数测试仪JF‑3过程中,遇到同一样品多次测试数据离散度偏大,不一定是仪器设备故障,需要优先排查试样、操作条件、环境、气源等外界因素,下面梳理常见影响氧指数测试结果的各类条件。
试样制备与试样预处理带来的偏差:试样尺寸、厚度不满足标准,试样表面有油污、裂纹、孔洞,会改变燃烧行为;试样成型加工带来的内应力,试样含水率过高,纺织织物克重不一致,织物经纬组织结构差异,都会带来氧指数数值波动。对比试验的全部试样,必须保持统一的裁切工艺、统一状态调节条件。纺织面料试样,织物如果存在褶皱,装夹没有拉平,燃烧时火焰蔓延路径发生变化,直接造成结果离散。
供气系统压力与气体纯度:氧气、氮气气体纯度需要大于99%,如果钢瓶气体纯度不足,含有其他杂质气体,会改变混合气体成分,测试结果产生偏差;气源压力不稳定,钢瓶压力临近耗尽,减压阀、稳压阀故障,造成供气压力波动,会导致混合气体氧浓度不断漂移,数据重复性变差;气路接头漏气,外部空气渗入气路与燃烧筒,会严重干扰氧浓度。需要定期检查管路密封性。
燃烧筒内部气体流速:总流量发生变化,筒内向上气体流速偏离40mm±2mm/s。流速偏大,气流带走燃烧热量,氧指数测得数值偏高;流速偏小,燃烧废气堆积筒内,测得氧指数偏低。每次试验,总气体流量需要保持稳定,不可以随意改动。
石英筒状态:筒内壁附着大量炭黑、燃烧残渣,会改变筒内热辐射条件,影响试样燃烧;筒体安放倾斜,气流分布不均匀,同样会造成数据偏差,试验之后需要及时清理筒体。
点火操作条件:点火火焰长度、点火接触试样的时间,会影响引燃效果。点火时间过长,火焰对试样进行额外加热,相当于试样提前受热,测得氧指数偏低;点火火焰过短,无法充分引燃试样,造成误判。按照标准规定,点火最长接触时间控制30秒以内。点火燃料建议使用,火焰热值更高,也会对部分试样引燃过程带来影响,仲裁试验优先选用气源。
氧传感器工作状态:氧传感器属于消耗元器件,长期使用之后会逐步老化;传感器表面被燃烧烟气挥发物污染,会造成响应变慢、读数漂移。读数出现持续偏移,需要进行传感器校准;老化严重则需要更换传感器。每次试验结束,用氮气吹扫气路,减少传感器长时间接触高浓度氧气,可以延缓传感器老化。
实验室环境气流干扰:设备不能放置在门口、风扇出风口位置,环境空气对流直接吹到燃烧筒,会干扰筒内燃烧状态,带来测试误差,设备摆放位置避开直吹风源,有条件放置于通风橱内部。
燃烧筒温度累积效应:连续多组试样测试,试样燃烧放热,燃烧筒筒体温度不断升高,筒内环境温度上升,试样被环境预热,会造成测得氧指数偏低。连续试验,需要预留冷却时间,待筒体温度回落之后再继续下一组试样测试。
设备维护保养指导
规范开展日常维护保养,能够维持仪器测量精度,延长元器件使用寿命,降低故障发生概率,结合JF‑3纺织氧含量氧指数测试仪硬件结构,下面分模块说明维护要点。
氧传感器维护:氧传感器是设备核心精密元器件,存在一定使用寿命。每次完成试验,建议通入氮气吹扫管路,减少传感器长时间暴露在高浓度氧气环境。试验环境烟气挥发物不要直接冲刷传感器。定期采用标准气体对传感器开展校准;当出现响应时间变长、读数漂移、满度达不到100%等现象,经过校准依旧无法达标,就需要更换传感器。设备长期不投入使用,如果条件允许,可按照操作说明拆卸传感器,妥善存放于阴凉环境,减缓老化进程。拆卸传感器必须先切断电源、关闭全部气源,释放管路压力之后再操作,禁止带电拆装传感器。
石英玻璃燃烧筒维护:石英筒耐高温但是脆性大,搬运拆装轻拿轻放,避免磕碰撞击。每次试验结束,等待筒体充分冷却,擦拭筒内壁炭黑、燃烧滴落残留物;不可以使用坚硬工具刮擦筒体内壁,防止筒壁划伤。石英筒属于易损耗件,出现裂纹、崩口,要及时更换,避免试验过程发生碎裂。
气路系统维护:定期检查全部气管接头、阀门位置密封性,可以采用保压方式排查漏气;气体过滤器滤芯需要定期检查,如果气源杂质较多,滤芯发生堵塞,会造成供气阻力变大,流量调节异常,及时清洁或者更换滤芯。稳压阀、流量调节阀旋钮操作力度轻柔,不要暴力拧动旋钮,防止阀杆滑丝损坏。严禁在阀门出现故障的时候强行反复旋转旋钮。
点火器组件维护:点火喷嘴,长期使用会积聚燃烧炭黑,冷却之后清理喷嘴位置积碳,防止喷嘴堵塞,造成火焰形态异常;点火金属杆避免磕碰弯曲,弯曲之后伸入筒体位置偏移,不方便对准试样顶端。点火燃料钢瓶远离高温,使用完毕关闭燃料阀门。
试样夹具维护:自撑试样夹、非自撑织物框架夹具,试验完成清理夹具上的燃烧残渣;夹具金属部件保持干燥,避免锈蚀;夹具出现变形会造成试样装夹位置偏移,变形夹具需要校正或者更换。
主机箱体维护:设备断电并且冷却之后,使用软布擦拭箱体表面污渍;不可以直接用水冲洗主机箱体,防止液体渗入设备内部电路板、气路元器件,引发电气故障。设备放置环境温度处于室温‑40℃,环境相对湿度≤70%,摆放位置干燥通风,避开阳光直射、腐蚀性气体、粉尘严重的场所。整机最大功耗仅50W,供电线路满足AC220V(+10%)50Hz要求,保证接地良好。设备不使用的时候,切断整机电源。
压力表、流量计维护:压力表属于精密压力指示器件,避免剧烈震动;流量计浮子表面如果附着油污杂质,会影响流量读数准确度,定期观察,必要时做清洁校验。
安全操作注意事项
氧气属于助燃高危气体,严禁油脂接触氧气管路、阀门、钢瓶配件,操作人员手上带有油污不要触碰氧气相关部件;氧气钢瓶远离火源热源,钢瓶直立放置并且做好固定,防止钢瓶倾倒。试验工作环境做好防火管理,设备周边不要堆放易燃易爆物品。
试样燃烧会产生高温火焰、高温滴落物以及燃烧烟气,整套试验操作优先安排在通风橱内部开展;操作人员可以佩戴防护眼镜,避免燃烧飞溅物、烟气带来伤害。试验过程,不要将面部正对燃烧筒上沿,防止火焰意外窜出造成灼伤。
拆装石英玻璃筒,等待筒体完全冷却之后操作,刚做完试验的筒体温度很高,直接徒手触碰会发生烫伤。
供气压力严格遵守设备参数要求,输入压力控制0.2‑0.3MPa,不要超压供气,过高压力会损坏内部稳压阀等气路元器件。调节阀门动作平缓,不要猛开猛关钢瓶阀门。
如果发现气路漏气,第一时间关闭钢瓶总阀门,释放管路残余压力,排查泄漏点,故障处理完毕之后再重新开机试验,禁止设备带漏气故障继续开展测试。
设备内部电路板、传感器、阀件,非专业人员不要自行拆解,不当拆装会破坏设备测量性能;设备出现故障,先切断电源和气源,联系专业人员检修。
点火燃料小气瓶,远离高温燃烧筒,不用的时候关闭气瓶阀门,妥善存放。
设备电源接地保持完好,避免出现漏电风险,不要使用破损电源线。
常见故障现象与排查参考
故障现象1:数显氧浓度数值波动大,读数不停漂移 排查方向:首先检查气源,钢瓶压力是否临近耗尽,外接减压阀、仪器稳压阀输出压力是否稳定;全面检查整套气路管路接头,排查漏气点位;确认气体过滤器滤芯没有堵塞;观察氧传感器,传感器是否老化、被烟气污染,需要开展校准工作;确认燃烧筒安放到位,筒体密封位置不存在缝隙,外部空气渗入筒内。
故障现象2:调节流量之后,氧浓度变化反应缓慢 排查方向:检查过滤器滤芯是否堵塞;确认管路无弯折造成通气不畅;传感器响应是否正常;气体混合室是否存在异物堵塞;调整流量之后需要预留足够的气体置换稳定时间,再读取稳定读数。
故障现象3:管路不通气,调节旋钮之后压力表无压力显示 排查方向:确认钢瓶总阀门已经打开,外接减压阀输出压力;检查仪器主机稳压阀,确认阀门没有完全关死;检查气管是否弯折堵死,管路接头是否脱落。
故障现象4:点火器点不着火或者火焰形态异常 排查方向:确认点火燃料气瓶阀门打开,燃料余量充足;检查点火喷嘴,喷嘴内部积碳堵塞,清理喷嘴;检查点火管路,燃料管路弯折堵塞;调节燃料输出压力,调整火焰至合适长度。
故障现象5:同一批平行试样,氧指数测试结果离散大 排查方向:优先确认试样,试样尺寸、状态调节、表面质量是否统一;装夹位置,纺织织物试样有没有出现松垮褶皱;确认总气体流量稳定,筒内气体流速符合标准;筒体内部是否残留燃烧残渣,筒体温度是否过高;排查气路是否存在轻微漏气;点火操作流程是否统一,点火接触时长是否一致;完成全部操作条件排查,再考虑传感器校准校验。
故障现象6:数显屏幕无法达到满量程100%氧浓度 排查方向:检查传感器接线插头是否接触良好;传感器长期使用出现性能衰减,先进行校准;校准之后依旧无法达标,需要更换氧传感器。
故障现象7:通气之后设备内部产生异常响声 排查方向:大多来自稳压阀弹簧移位,气体压力冲击,重新调节稳压阀,将工作压力调整至规定区间;检查是否存在气流剧烈啸叫,排查管路、过滤器堵塞。
故障现象8:试样总是无法被点燃,或者点燃之后瞬间熄灭 排查方向:核对点火火焰长度、点火接触时间是否符合标准;核对氧浓度设置是否过低;确认气体配比正确,氧氮混合气体已经充分置换燃烧筒内部原有空气;确认试样本身状态,试样含水率过高也会出现难以引燃的现象。
标准概念科普:氧指数(LOI)基础解读
氧指数也被叫做极限氧指数,是在规定试验条件下,刚好维持试样持续燃烧,氧氮混合气流当中氧气的体积百分比数值。氧指数数值的大小,能够相对反映材料的燃烧难易程度。一般参考经验:氧指数低于21%,材料在普通空气环境里面比较容易持续燃烧;氧指数处于21‑27%区间,材料属于可燃;氧指数大于27%,材料具备一定难燃特性。
但这里需要再次着重说明,氧指数是实验室小型试样,在向上流动氧氮气流条件得到的试验指标,不能直接等同于现实火灾环境下的防火性能。真实火灾场景,有辐射热、多方向空气流动、大尺寸构件、不同引燃热源,和实验室氧指数试验条件差异很大,氧指数适合用于原材料之间横向对比、阻燃配方研发筛选、工厂内部质量管控;产品防火安全评价,还需要结合垂直燃烧、水平燃烧、大型燃烧试验等其他测试项目综合判断。
针对纺织材料开展氧指数测试,需要区分自撑织物和非自撑织物。厚的硬质织物可以实现自撑;大部分普通面料、薄无纺布属于非自撑试样,必须使用配套框架夹具固定,不能直接使用硬质塑料试样夹,否则试样倒伏,试验结果无效。不同纺织相关标准,对织物试样的尺寸、预处理、装夹方式会有细节区别,开展检测前优先执行产品对应的现行版本标准。
氧指数测试存在两种点燃方法:顶面点燃法、扩散点燃法,不同标准会指定对应的点火方式,做数据对比的时候,点火方式也需要保持一致,不同点燃方法,得到的氧指数结果会存在差异,做报告和记录,完整记录点火方式、试样厚度、试样预处理条件,保障测试结果可以复现。
产品配套清单说明
仪器出厂配置包含:JF‑3纺织氧含量氧指数测试仪主机一台;耐高温石英玻璃燃烧筒一套;自撑材料试样夹一套;长杆点火器组件一套;主机配套电源线。 选配部件:非自撑材料试样夹(纺织品、薄膜专用框架夹具)。 用户需要自行准备物资:工业氧气钢瓶、工业氮气钢瓶,钢瓶减压阀、连接气管;点火燃料气瓶;通风橱(推荐使用);试样裁切工具,用于制备标准尺寸试样;标准校准气体,用于定期传感器校准。钢瓶高压气体属于危险品,不随仪器供货,用户在本地正规气站采购。
总结
纺织氧含量氧指数测试仪JF‑3,是面向纺织织物、塑料、橡胶、泡沫材料、复合材料的燃烧氧指数检测设备,设备采用进口氧传感器直接数显氧浓度,省去人工流量换算步骤,整机硬件参数满足GB/T 2406.2‑2009以及ASTM、ISO等多项国内外标准的设备条件,配置自撑试样夹,可增配非自撑织物专用夹具,适配纺织品这类软质样品检测需求。设备外壳有钢板静电喷涂、磨砂不锈钢两种材质方案,适配不同实验室使用环境。
在阻燃新材料研发、来料质量检验、成品出厂检测、高校教学科研、第三方检测业务当中,该仪器可以完成各类试样氧指数测定工作。想要获得重复性良好的试验数据,除仪器硬件本身,试样制备与状态调节、气源纯度压力、气体流量流速、点火操作规范、燃烧筒清洁冷却、氧传感器定期校准,每一个试验环节都需要按照标准规范落实到位。同时严格执行气体安全、高温防护相关操作要求,规避助燃气体、燃烧试验带来的安全风险,充分发挥设备在阻燃材料性能评价当中的作用。




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