一种大直径HDPE管材的防火性能试验装配方法与流程

一种大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法
技术领域
1.本发明属于建筑材料的防火性能试验技术，具体涉及一种大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法。


背景技术：

2.由于实际核电厂重要厂用水系统中的hdpe管道外径为812.8mm，按照《建筑材料及制品燃烧性能分级》(gb 8624-2012)的规定，当管状绝热材料的外径大于300mm时需按照平板装材料的燃烧性能实验方法进行测试。现有对hdpe管道防火保护的方法通常是采用防火棉包裹、外层包覆金属层，再使用铁丝捆扎紧固。该方法不适用于进行防火性能试验的大尺度平板状hdpe，hdpe板的受火面有防火保护，背火面未保护，若使用铁丝捆扎，铁丝会将受火侧的高温迅速传导至背火面，导致hdpe材料受损；若不用铁丝捆扎，则难以固定hdpe棉和金属层，很容易导致受火侧的防火材料受热脱落，无法准确表征材料用于管道防火保护的效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法，实现试验过程中各层防火材料的稳固装配。
4.本发明的技术方案如下：一种大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法，采用与hdpe管材径向材料厚度一致的同种类hdpe板进行试验，先在所述hdpe板的受火面按照一定间距设置若干保温钉固定端，然后在所述受火面上铺设防火材料，再在所述防火材料上铺装铝质薄层材料，所述铝质薄层材料与所述保温钉固定端对应的位置上开孔，在开孔处将保温钉钉入所述保温钉固定端，实现防火材料及铝质薄层材料的固定。
5.进一步，如上所述的大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法，其中，所述铝质薄层材料的侧边弯折包覆在hdpe板侧面。
6.进一步，如上所述的大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法，其中，所述若干保温钉固定端采用耐高温无机胶粘接在所述hdpe板的受火面上。
7.进一步，如上所述的大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法，其中，所述若干保温钉固定端呈矩阵形式固定在hdpe板的受火面上。
8.进一步，如上所述的大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法，其中，所述防火材料为无机柔性防火棉，防火棉的厚度与实际hdpe管材上的防火材料厚度一致；所述铝质薄层材料的厚度与实际hdpe管材上的铝质薄层材料厚度一致。
9.更进一步，所述防火棉为硅酸铝棉。
10.进一步，如上所述的大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法，其中，所述保温钉和保温钉固定端为铝材质。
11.进一步，如上所述的大直径hdpe管材的防火性能试验装配方法，其中，所述保温钉的间距及数量的设计应在保证固定强度的前提下，避免过多的热量从受火面通过保温钉传
导至hdpe板。
12.本发明的有益效果如下：本发明对hdpe塑料板材进行包覆装配，既可真实体现对实际大直径hdpe塑料管道的保护效果，又满足燃烧性能测试方法的相关安装要求，能够真实反映经保护后的复合材料的整体燃烧性能，同时还具有美观安全等特点。
附图说明
13.图1为本发明装配方法中采用的hdpe板的结构示意图；
14.图2为采用本发明的方法装配后的试验样品剖视图。
具体实施方式
15.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
16.本发明所描述的大直径hdpe管材的防火性能试验，是采用与hdpe管材径向材料厚度一致的同种类hdpe板进行试验。目前，对于hdpe管道防火保护的安装方法较为成熟，通常在管道外包覆一层柔性防火保护材料，然后再在其外层包覆一层铝质薄层材料，但对于大尺度平板状的hdpe板，在试验中不适宜采用铁丝捆扎的方式对柔性防火保护材料及铝质薄层材料进行装配固定，本发明针对这一问题提出了具体的解决方案。
17.本发明提供的防火材料装配方法，如图1、图2所示，先在hdpe板1的受火面按照一定间距设置若干保温钉固定端2，然后在所述受火面上铺设防火材料3，再在所述防火材料3上铺装铝质薄层材料4，所述铝质薄层材料与所述保温钉固定端对应的位置上开有若干个孔，在开孔处将保温钉钉入所述保温钉固定端，实现防火材料及铝质薄层材料的固定。
18.如图2所示，hdpe板1的正面(受火面)和侧面被防火材料3和铝质薄层材料4包覆，铝质薄层材料4通过正面覆盖、侧边弯折的方式，减少防火保护材料的拼接缝隙。
19.铝质薄层材料4通过铝质保温钉，按照一定间距固定在hdpe板材上。具体为：将若干铝质保温钉固定端2用耐高温无机胶粘接在hdpe板材的受火面上，若干保温钉固定端呈矩阵形式分布，然后再铺装防火材料3(防火棉)，之后再盖上在相应位置有开孔的铝质薄层材料4，最后在其表面固定铝制保温钉。保温钉固定端的间距不宜过密，过多的保温钉会形成过多的热桥，导致热量从受火面通过大量的保温钉传导至hdpe板；但保温钉数量也不宜太少，太少则有可能无法稳定固定防火棉。由于防火棉有一定重量，在直接受火的情况下，如果数量较少的保温钉受热软化，其底部也有可能与hdpe板表面脱落。因此，保温钉的间距及数量的设计，应根据实际情况在保证固定强度的前提下，避免过多的热量从受火面通过保温钉传导至hdpe板。通常保温钉固定端的大小可设计成3cm
×
3cm见方左右，形状可以为矩形或圆形等。
20.本发明采用无机胶粘接保温钉固定端的方式能真实反映防火保护效果。若防火保护效果差，防火棉与hdpe板材交界部位温度必然显著升高，通过粘接进行稳固的保温钉就会出现脱落。试验中采用的防火棉的厚度与实际hdpe管材上的防火材料厚度一致；铝质薄层材料的厚度也与实际hdpe管材上的铝质薄层材料厚度一致。
21.实施例
22.将hdpe板与防火棉以及铝皮复合，并采用保温钉将三者紧密固定在一起，具体将铝质保温钉固定端用耐高温无机胶粘接在hdpe板材的受火侧，然后再铺装防火棉，之后再盖上在与固定端相应位置有开孔的铝质薄层材料，最后在其表面固定铝质保温钉，形成防火棉复合高密度聚乙烯板。本实施例中，所述无机胶水为耐高温无机胶，所述防火棉为密度130kg/m3的硅酸铝棉。从受火面至背火面分别是厚度为0.5mm的铝皮、厚度为30mm的硅酸铝棉和厚度为75mm的hdpe板。
23.使用丙烷气体作为燃料，对硅酸铝棉复合高密度聚乙烯板进行单体燃烧试验。丙烷气体通过沙盒燃烧器产生(30.7
±
2.0)kw的热输出，通过20min的试验过程，记录包括热释放、产烟量、火焰横向传播和燃烧滴落物及颗粒物等燃烧性能参数，从而评估样品的燃烧性能。其中，排烟管道配备了用于测量温度、光衰减、氧气和二氧化碳摩尔分数以及管道中引起压力差的气流传感器，可以自动记录相关数值，并用于计算体积流速、热释放速率和产烟率；对于火焰横向传播和燃烧滴落物及颗粒物这几个性能参数，则可以通过目测的方式进行记录。试验得到的相应数据列于表1中。
24.表1硅酸铝棉复合高密度聚乙烯板单体燃烧性能参数表
[0025][0026]
上述测试结果远低于建筑材料燃烧性能b1(b)级相关判据的要求(燃烧增长速率指数≤120w/s、600s总热释放量≤7.5mj、火焰横向蔓延未达到试样长翼边缘)。
[0027]
因此，采用本实施例厚度的硅酸铝棉和铝皮相结合对高密度聚乙烯板进行防火保护处理，能有效提高高密度聚乙烯板的燃烧性能，能达到b1(b)级别。
[0028]
本发明解决了采取防火保护措施后的大直径hdpe管材缺乏试验装配方法的问题，一方面能够在试验过程中对各层防火材料进行稳固装配，且在受火过程中不会受热脱落，另一方面这种安装方式也能准确反映实际应用中对管道状材料的防火保护效果。
[0029]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0030]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。