氧指数实验指导书

氧指数实验指导书沈阳航空工业学院安全工程学院消防教室氧气指数实验指导书1 .实验目的氧指数(Oxygen Index )也被称为临界氧浓度(COC )或极限氧浓度(LOC )，是用于评估和分类液体或固体材料可燃性的特性指标。 适用于评价塑料、橡胶、树脂、织物、木材、绝缘液体等材料的可燃性和阻燃性。 通过本实验，掌握了固体材料氧指数测量的原理和方法，学习了应用氧指数测量仪进行固体材料氧指数测量。2 .实验原理氧气指数法模拟材料在大气中的着火条件，如大气温度、湿度、气流速度等，使试料在不同浓度的氧气和氮气的混合气中着火燃烧，测定能够维持该试料燃烧的最低氧气浓度(即氧气指数)，用混合气中氧气含量的体积百分比表示。3 .实验装置采用JF-3型氧指数测试仪，图1是实验装置的示意图，该装置是根据GB/T2406的技术要求生产的。4 .主要仪器材料和试剂4.1JF-3型氧指数测量仪4.1.1燃烧筒：内径75mm、高度300mm为耐热玻璃制，垂直放置在可通过氧和氮混合气流的基座上。 底部用直径35mm的玻璃珠填充，填充高度为80100mm。 通过在玻璃珠的上方设置金属网，能够防止燃烧碎片堵塞气体入口和气体通路。4.1.2样品夹：可固定在燃烧筒的轴心位置，分为可垂直夹持样品的自支撑材料和样品夹和非自支撑材料样品夹两种。 图2是非自支持材料的样本剪辑。4.1.3流量测量和控制系统：由调节器、调节阀、转子流量器、气体混合器等构成。 能够控制进入燃烧筒的气体流量进行测量。4.1.4氧浓度测量系统：由氧浓度传感器和数字显示器组成，可测量读取燃烧筒中通气的氧浓度。4.2气源：氧、氮气瓶和压力调节装置。 氧气瓶需要空气填充的额定值，气体压力在1MPa以上。4.3点火器见图2。 有长金属管，尾端有内径2mm的喷嘴，可以进入燃烧筒内点燃试料。 储气瓶内是可燃性气体。 点火后，喷嘴垂直向下时，火焰长度为16 4mm。 使用时，首先顺时针关闭旋钮“1”，顺时针拧紧旋钮“2”，慢慢打开旋钮“1”，同时点燃喷嘴调整火焰的长度。图1点火器图2样本夹4.4秒表：计时用。 有0.25s的精度。4.5排烟系统能够排除燃烧产生的烟尘和灰粒，但不影响燃烧筒中的温度和气体流速。4.6试样4.6.1尺寸：参照表1。 (型号、厚度不同的样品无法比较测试结果)表1试样尺寸要求mm类型风格很长幅度大厚用途基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差自我支持80150-是10540.25成型材料ii.100.5发泡体10.5-是原厚片iv701506.530.25电气设备用塑料、座椅或橡胶不是自我支持v140-55210.5-是胶片或胶片4.6.2数量：各组试样至少15支。4.6.3外观：表面应清洁，无影响燃烧行为的缺陷。 例如气泡、裂纹、膨胀、毛刺、毛刺等。4.6.4标线：对于I、ii、iii、iv型试样，对于在距离点火端50mm处划出标线v试样，标线在框架上(参照图2 )或从点火端划出20mm和100mm .4.7实验环境：常温、常压下进行，即环境为温度1035，相对湿度为45%75%。 有特殊要求，另行规定。5 .实验内容和程序5.1实验开始时氧浓度的确定根据经验和试料在空气中着火的情况，估算实验开始时的氧浓度。 在空气中快速燃烧，实验开始时的氧浓度为18%左右，在空气中慢慢燃烧或断续的时间为21%左右，在空气中离开点火源时消失，至少为25%。5.2调节设备和点火试样5.2.1样品安装：将样品夹在夹具中，垂直安装在燃烧筒的中心位置，保证样品前端比燃烧筒前端至少低100mm。5.2.2调节气体控制装置5.2.2.1校准满意度：打开仪器的电源，打开氧浓度值已知的氧气瓶总阀门，调节减压阀，压力计为0.25-0.4MPa，顺时针调节仪表板右下方的“稳定化”阀门，仪表压力计的指示值为0.10.01MPa，逆时针调节右侧压力计上方的“流量” 流量计的指示值为10L0.5L/min，此时，数字表示氧浓度值满足已知的氧浓度值，否则调节“饱和度”，然后逆时针关闭“稳定化”阀。5.2.2.2调零：调零旋钮一般不需要调整，如果错误调整，请按5.2.2.1条重新修正。打开氮气瓶的原阀，调节减压阀，使压力达到0.25-0.4MPa。 顺时针调节仪表板左下角的“稳定化”阀，仪表压力计的指示值为0.10.01MPa，逆时针调节左侧压力计上方的“流量”旋钮，流量计的指示值为10L0.5L/min，氮纯度为99.999%时，数字表示氧浓度值为00.05.2.2.3清洗燃烧筒再次打开氮气、氧气的“稳定化”阀门，仪表压力计指示0.10.01MPa，调节流量，使氮气、氧气的混合流量达到10L0.5L/min (球形浮子上观察最大直径)，从数字窗口读取的数值为此时的混合气体的氧浓度值提高氧气浓度会增加氧气流量，减少氮气流量，否则相反。 始终维持压力0.1MPa和总流量10L/min。 使混合气中的氧浓度为5.1确定的氧浓度，至少清洗燃烧筒30秒。5.2.3点燃样品5.2.3.1方法a前端点火法使火焰的最低可见部分与试料的前端接触，复盖整个表面，防止火焰接触试料的边缘和侧面。 确认试料前端全部着火后，立即取下点火器，开始记录或观察试料的焚烧长度。点燃试样时，火焰作用的时间最长为30S，不能在30S以内点燃时，增加氧浓度，持续点燃直到30S以内点燃。5.2.3.2法b扩散点火法充分下降点火器，使看到火焰的部分加到试料的上面，同时在垂直侧面加上约6mm的长度。 点燃样品时，火焰作用时间最长为30S，每5S左右稍微离开燃烧器观察样品，直至垂直侧面稳定燃烧或可见燃烧部分的前锋到达上标线为止，立即卸下燃烧器，开始测量样品的燃烧长度。30秒以内无法点火时，提高氧浓度，再次点火直至30秒以内点火。方法b也适用于I、ii、iii、iv，标线距点火端10mm和60mm。注：点燃样品后，样品的火焰会燃烧，点燃方法的实验结果无法比较。燃烧部分包括沿试料表面流下的燃烧物。5.3燃烧行为的评价5.3.1评价标准燃烧行为的评价标准如表2所示。表2燃烧行为评价标准试样型号点火方式评价标准(or )燃烧时间，s燃烧长度、a法180燃烧前锋超过标线b法燃烧前锋超过下标线vb法5.3.2“O确定“o”和“”的反应在点燃试料后立即开始记录时，观察了试料的燃烧长度和燃烧行为。 即使停止燃烧，如果在1s以内自发性再燃，继续观察和计时。试料的燃烧时间和燃烧长度都不超过评价标准的话，这次的实验作为“o”反应记录下来，燃烧长度和时间都记录下来。 两者中任一者超过表面2的规定时，熄灭火焰，将此次实验记录为反应。同时记录材料的燃烧特性，如熔滴、煤烟、木炭、烧灼等现象。 火焰燃烧的有无包括没有火焰燃烧的情况和没有火焰燃烧的情况下的氧指数来报告。5.3.3准备下一个实验取出试料，擦去燃烧筒和点火器表面的污垢，使燃烧筒的温度恢复到常温或变成常温的燃烧筒，进行以下实验。5.4依次选择氧浓度以某个步骤为变化量，分别进行了5.25.4条样品组的实验。a .如果前一试料的燃烧行为是“反应”，则降低氧浓度。b .如果前一试料的燃烧行为为“o”反应，则增大氧浓度。5.5初始氧浓度的确定在任意适当的步骤中，重复5.25.4直到以体积百分比表示的两次氧浓度之差达到1%以下为止，在该两次实验之间设置其他实验，一次为 o 反应，一次为反应，将该两次实验中的 o 反应的氧浓度设为初始氧浓度0 实验数据记录表和实例见附录。5.6 NT系列数据的测量5.6.1以初始氧浓度0重复5.25.3的操作，记录对应的“o”反应或“反应”是NL系列的最初值。以5.6.2混合气浓度的0.2%(V/V )为步骤，重复5.25.4操作，测定氧浓度的值和对应的反应。 记录实验现象，直到得到与5.6.1结果不同的反应为止。5.6.1、5.6.2中测量的结果为NL系列。5.6.3仍以0.2%(V/V )的间隔重复5.25.4的操作，再测定4个试料，记录各自的氧浓度和对应的反应，最后的试料的氧浓度用F表示。5.6.15.6.3中测量的结果，构成NT系列。6 .计算结果6.1氧指数的计算以体积百分比表示的氧指数按公式(1)计算OI=F Kd (1)式中： OI氧指数，%；FNT系列最后的氧浓度为小数%；d5.6步取小数位K查看表3中得到的系数。报告OI时，取小数一位，不能约定事项，但为了计算6.3的标准偏差，OI必须把小数计算成两位。6.2 K值的确定如果在5.6.1条件下实验的试料为“o”反应，则最初的反应为“反应”，从表3的第1列发现与F系列对应的反应，按下检测对应行的NL系列的最初几个反应(表3中的a栏)，则检测出对应行。 行与列的交叉点是必需的k值，其符号与下表中的符号相同。如果在5.6.1条件下实验的试料为反应，则最初的反应为“o”反应，从表3的第6列发现与F系列对应的反应，按下