建筑构件垂直耐火试验炉

一、建筑构件垂直耐火试验炉设备概述：

国家消防、质检部门为了进行墙、门、窗等建筑构件的耐火试验，并提高试验的准确性和可靠性，中子公司按照本试验机依据的GB/T9978.1—2008-T、BS476.20（垂直）22（水平）相关要求，特设计研发此装置。建筑构件的耐火试验就是按照标准中的温度、压力在耐火试验炉中模拟火灾的环境，通过对完整性，隔热性等指标进行分析从而判定试件的耐火性能。耐火试验炉主要包括炉体部分、燃气控制部分和电气控制部分随着建筑业以及各种新型建筑材料的不断发展，人们对建筑构件的耐火性能越来越重视。建筑构件的耐火性能一般通过在耐火试验炉中进行耐火试验得到检测。

二、设备特点：

★ ZZZ-JN-2型建筑构件耐火性能试验炉调试完成后，进行了多次试验，对温度、压力控制准确，对试件隔热性、完整性判断正确；并且采用自动控制方式，操作简单，具有很好的稳定性，达到水平；

★设备内部电路和气路分开设计，安装有火焰截止筒，防止丙烷气体回火，从而zui大程度上保证试验的安全；

★ 电脑控制：自动记录、储存试验数据、可重复比对试验结果，及时打印试验燃烧线性速率曲线和着火温度曲线。试验过程中因为温度对气体压力和密度的影响，通过电脑控制燃烧器燃气和空气自动补偿系统；

★试验炉控制系统可通过手动操作方式控制，亦可通过远程WIFI操作。同时在炉体外部装有自动声音报警设备及黄色信号灯预警系统，zui大程度的保证试验过程的安全可靠性。

三、设备技术规格要求：

3.1  炉内温度设计

根据GB9978.1-2008-T 标准规定试验炉内的平均温度随时间的变化规律必须符合以下关系式：T=345*lg（8*t+1）+20

在公式中：T—炉内平均温度，单位是摄氏度（℃）；

t—时间，单位为分钟（min）。

该关系式表示的建筑构件耐火试验炉内标准

3.2 炉内压差

GB9978.1-2008-T 标准规定尽管压力梯度随炉内温度的改变会有轻微的变化，仍要保证炉内高度处每米的压力梯度值为8 Pa，并且控制炉内压力的变化，使其在试验开始5 min 后压力值为（15±5）Pa，10 min 后压力值为（17±3）Pa。

3.3 耐火试验炉的整体结构

本公司生产的ZZZ-JN-2型耐火试验炉属于墙炉，用于墙、门、窗等非承重建筑构件耐火试验。目前，耐火试验炉一般采用柴油、天然气、液化石油气作为燃料。考虑到使用柴油或天然气作燃料，需要为试验炉配备地下油库或天然气管道，该试验炉采用灌装液化石油气作为燃料。同时，由于人工控制稳定性和准确性差，该试验炉采用自动控制系统，不仅提高了试验的稳定性和准确性，而且操作简单，可自动存储试验数据，大大节约了成本。综上所述，该建筑构件耐火试验炉采用液化石油气作为燃料，采用自动控制系统保证炉内的温度和压力*符合标准要求。所以，该耐火试验炉由炉体、燃气控制和电气控制三部分构成。

在试验中，总电磁阀和10个电磁阀分别控制整个气路和各个分支气路的通断。当二级减压后的液化石油气压力过高时，放散阀会自动打开稳定压力，将部分液化石油气排入大气；当压力再高时，高压检测开关动作，停止试验，以防发生危险。当压力很低时，低压检测开关动作，提示操作员燃气压力过低，可能需要更换液化石油气。

3.4建筑构件垂直耐火试验炉燃气配气系统：

★自动切换系统操作方便，实现24小时供气性能可靠 
★不需要操作者任何操作即可实现自动切换 
★不间断供气，欠压声光报警。 
★自动切换柜采用全封闭式金属箱，抗干扰性强 
★电磁开关控制 
★信号灯指示工作状态 
★三路气体压力显示 
★可水平、垂直安装 
★可适用于甲烷、丙烷等可燃性气体

标准配置 
◆SS316L无缝不锈钢钢管 

◆乙炔、丙烷气体汇流排在输出端配置回火防止器 
◆耐腐蚀性强、结构合理，经久耐用 。

3.5 炉体特点

该耐火试验炉的炉膛采用钢结构框架，在钢结构框架中间用耐火砖砌成炉壁，炉壁内侧贴有高温耐火棉，外侧用彩钢板包裹。炉膛的内部空间是3.05m*3.05m*1.2m， 炉壁厚65cm。在两侧炉壁内嵌有10个高速烧嘴，提供炉膛内升温所需的热量；在后侧炉壁设计有三个排烟孔，连接到后面的烟道，将炉膛内的烟气排出，控制压力。

在后侧炉壁还设计有四个观火孔，用来观察试验时试件受火面和火焰的情况，由耐热玻璃、空气冷却、连接到供应管和不锈钢隔热板构成，该观察口的替代物是摄像机光阑；十根镍铬- 镍硅（K型）热电偶通过后侧炉壁一直伸到距离试件受火面10cm 处，用来测量试件受火面的温度，作为炉膛内温度自动控制的依据。烧嘴、排烟孔、观火孔和热电偶在炉膛内的具体位置如图3 所示。

该耐火试验炉采用后排烟方式，烟道位于炉膛后面，炉内烟气由三个排烟孔进入烟道，排到大气中。烟道的室内部分是不锈钢管，由于温度很高，用焰棉做了保温；室外部分是铁管，并且在不锈钢管和铁管的结合处设计有排烟风机。

   窑车是试件的载体，将试件固定到试验位置，进行试验。窑车高4.3m 宽3.5m， 由车体和试件平台组成。车体设计有四个地轮，可以在钢轨上运动；在距车体面2m 高处设计有工作平台，方便对试件被火面进行粘贴热电偶、检查完整性等操作，并有扶梯方便上下。试件平台是一个3.5mx3.5m 的方形钢结构框架，其作用是将试件砌在试件平台上，等试件养护好后，用电葫芦把砌有试件的试件平台吊装到车体上，然后把窑车推到试验位置并固定，然后开始试验。在车体上有四个挂钩和六个固定槽；挂钩钩住试件平台两侧的不锈钢柱，将试件平台固定在车体上；固定槽通过两侧炉壁的手轮将整个窑车固定到试验位置。

3.6设备重点技术参数：

1、设备工作电压：交流380V±10%，50HZ/60HZ；
2、炉体：试验炉道采用砖、钢结构和防火隔热材料组成；
3、炉内尺寸约为：垂直炉：（宽）3.05m×（高）3.05m×（深）1.2m ；

4、试样尺寸：宽300mm×高300mm（可定做）；

5、荷载测量设备：应加荷载值的±2.5%(加载型试验需要)；

6、试件缝隙测量探棒：直径6mm的±0.1mm，直径25mm的±0.2mm；

7、燃烧系统：配气系统（10米内）、喷火嘴（不少于10个）和调节阀；

8、燃烧气源：丙烷、液化气；

9、燃气流量：0~100L/min，测量精度2.5级；

10、空气流量：0~50m3/min 测量精度≤±0.5m3/min；

11、气罐容量：≥50kg×6；

12、炉温控制系统：zui大取样点10点；  

13、垂直炉热电偶要求、布置：

13.1 炉内采用十个热电偶，热电偶符合GB/T 16839.1规定的丝径为2.0mm的K型镍铬-镍硅热电偶，外罩耐热不锈钢套管，中间填装耐热材料，其热端伸出套管的长度不少于25mm；

13.2 热电偶的位置：热电偶热端与试件受火面的距离应为100mm；
13.3 背火面温度测量：采用直径为0.5mm热电偶，熔焊在厚0.2mm，直径为12mm的圆形铜片上，符合GB/T16839.1规定的大型镍铬-镍硅的热电偶，应覆盖长、宽均为30mm厚度为2.0mm的石棉衬垫；

13.4 内部热电偶，采用可移动的热电偶；
13.5 环境温度热电偶：采用直径3.0mm不锈钢铠装电热偶；
14、试件背火面辐射热测量范围：0~10W/cm2；
15、 炉压测量范围：为T形测量探头；测量范围：0~100pa ；测量精度：≤±1pa；
16、炉内压力测量条件： （1）. 试验开始5min后，炉内应达到以下规定的正压条件

a）水平构件—在试件底面以下100mm处的水平面上，炉压为15pa±1pa；

b)垂直构件—在炉内3m高度，离试件表面100mm处。炉压为15pa±1pa；

（2）. 试验开始10min后，炉内应达到以下规定的正压条件

a）水平构件—在试件底面以下100mm处的水平面上，炉压为17pa±1pa；

b)垂直构件—在炉内3m高度，离试件表面100mm处。炉压为17pa±1pa；

17、试品温度检测系统：zui大取样点20点；
18、试验温度：炉温控制满足T-T0=3451g（8t+1）的要求，其控温偏差d：0min＜t≤10min时， d≤15%，10min＜t≤30min时， d≤10% ，T＞30min时， d≤5%；
19、炉内温度：±15°C；
20、试件内部温度：±10°C；
21、试件背火温度：±4°C；
22、炉内温度测量：测试的温度zui高可达1450℃。温度传感器：a）炉内温度：±15°C，采用直径为1mm的热电偶；b) 试件背火温度：±4°C，丝经直径为0.5mm的热电偶；c)铠装铂铑铂s值热电偶，精度等级‖级；d) 铠装镍鉻镍硅K 型热电偶，等级‖级；
23、计时范围：0~120min；计时精度：＜±1s。