ИСТОРИЯ ЗА УСПЕХ НА КЛИЕНТА
Изпитване на пожароустойчивост и инженеринг на пожарната безопасност
Конусен калориметър NETZSCH TAURUS TCC 918 в употреба в Технологичния университет в Лулео, Швеция
Това е история за успеха на клиента отРода Африйе Менса, постдокторант в отдела за структурно и противопожарно инженерство, катедра "Строителство, околна среда и природни ресурси" в Технологичния университет в Лулео (LTU), Швеция. Тя разказва за използването на TCC 918 конусен калориметър и неговите уникални програмни изменения на топлинния поток през цялата продължителност на изпитването, които са от решаващо значение за проектите за изпитване на пожароустойчивост в LTU и които са довели до разработването на иновативни подходи в областта на инженерната пожарна безопасност.
“Бих описал вашите решения и услуги като ефективни. Особено впечатляващ е конусовият калориметър, който може да симулира различни сценарии на пожар и е лесен за използване. Освен това бързата поддръжка на клиентите от страна на вашия екип добавя значителна стойност към вашия продукт.”
За Технологичния университет в Лулео
Технологичният университет в Лулео (LTU ) се намира в Северна Швеция, Лулео, окръг Норботен. LTU е известен с авангардните си изследвания и иновативни образователни програми. Понастоящем годишният му оборот възлиза на 2,0 милиарда шведски крони, има 1500 служители и 17 900 студенти. С фокус върху устойчивото развитие, инженерството и технологиите, той насърчава динамична учебна среда, която поощрява сътрудничеството и критичното мислене. Университетът разполага с модерни съоръжения и силни връзки с индустрията, което гарантира, че студентите получават практически опит и практически умения, които са от съществено значение за успеха.
Една от нишовите образователни програми в LTU е програмата за противопожарно инженерство (FPE), ръководена от проф.Михаел Фьорст. Програмата FPE в LTU предлага бакалавърска и магистърска степен. Тази програма е в рамките на Катедрата по строителство, околна среда и природни ресурси и на Отдела по строително и противопожарно инженерство. Тя се фокусира върху прилагането на научните и инженерните принципи за защита на хората, имуществото и тяхната среда от опасностите от пожар и дим.
Учебната програма включва както теоретични курсове, така и практическа лабораторна работа, като се използват съоръжения като Лабораторията за инженерна противопожарна защита. Тази лаборатория е добре оборудвана с модерни инструменти, като конусен калориметър, микромащабен горивен калориметър (MCC), тестер за определяне на граничния кислороден индекс (LOI) и специализирана огнева пещ, Инженерна лаборатория по противопожарна защита.
От тези инструменти конусовият калориметър и LOI тестерът бяха закупени от NETZSCH TAURUS Instruments GmbH. Тези уреди са от съществено значение за изучаване на топлообмена и запалимостта на материалите, като осигуряват на студентите практически опит в оценката на динамиката на пожара и реакцията на различни материали на огън.
Рода, бихте ли представили себе си, университета си и областите на приложение/изследване?
Аз съм Рода Африйе Менса, постдокторант в Технологичния университет в Лулео (LTU), Швеция. Защитих докторска степен по машинно инженерство в Университета за наука и технологии в Нанкин, Китай, където изследвах приложението на изкуствения интелект в термичния анализ и запалимостта на материалите. През 2021 г. започнах постдокторантурата си в групата по инженерна противопожарна защита към отдела по строително и пожарно инженерство в LTU. Изследователският ми опит е съсредоточен върху оценката на поведението на материалите при пожар и влагането на забавители на горенето в материалите, за да ги направят по-малко запалими. За моите изследвания съм използвал различни инструменти за изпитване на пожар, включително конусен калориметър и микромащабен горивен калориметър. Освен това преподавам курс по топлопренасяне на студентите по инженерна противопожарна защита и ръководя лабораторията по инженерна противопожарна защита като част от задълженията ми.
Откога съществува сътрудничеството с NETZSCH и какви бяха конкретните предизвикателства, които вашето подразделение имаше, преди да използва нашите решения?
Сътрудничеството започва през август 2022 г. Преди да внедри конусния калориметърNETZSCH TCC 918, Лабораторията за инженерна противопожарна защита беше изправена пред значителни предизвикателства с нашия стар конусен калориметър. Устройството имаше отворена горивна камера, което създаваше риск от излагане на пламъци и топлина за потребителите. Освен това по-старият модел използваше Drierite - изсушител, съдържащ токсични химикали. Потърсихме решение, което да отговори на тези проблеми, като същевременно увеличи възможностите ни за ефективно провеждане на изследвания на поведението на огъня. Моделът TCC 918 предлагаше по-безопасна, затворена горивна камера и елиминираше нуждата от токсични вещества, като по този начин разрешаваше нашите проблеми.
Защо избрахте NETZSCH? Как нашите решения помогнаха за решаването на тези предизвикателства?
Избрахме NETZSCH заради репутацията им на доставчици на висококачествено и надеждно оборудване за термичен анализ, пригодено за образователни и изследователски среди. Техният модел TCC 918 предлагаше усъвършенствани функции за безопасност, включително затворена горивна камера, която намаляваше предишните рискове, и удобен за потребителя софтуер, който е от съществено значение за ефективното обучение.
TCC 918 от NETZSCH ефективно отговори на нашите предизвикателства, като осигури по-безопасна и по-усъвършенствана калориметрична система. Затворената горивна камера значително намали рисковете от излагане на пламъци и топлина, осигурявайки по-безопасна среда за нашите служители. Елиминирането на токсични вещества като дриерит в експерименталния процес допълнително повиши безопасността. Освен това удобният за потребителя софтуер на TCC 918 подобри лекотата на провеждане на експерименти и анализиране на данни, улеснявайки по-продуктивния и образователен опит. Това решение не само реши проблемите ни, свързани с безопасността, но и повиши качеството и обхвата на нашите изследователски възможности.
Рода, бихте ли ни разказали повече за конкретното си приложение?
Откакто е инсталиран в Технологичния университет в Лулео, конусният калориметър NETZSCH TCC 918 се използва широко за изследване на свойствата на реакцията при пожар на разнообразни материали. Например, успешно използвахме това модерно оборудване за изследване на запалимостта и поведението при горене на материали като дърво, пластмаса, текстил, композитни материали, биовъглерод, различни растения и дори бетон. Това ни позволи да съберем важни данни за това как тези материали се държат при пожарни сценарии, което значително допринася за нашите изследвания в областта на инженерната пожарна безопасност и помага за разработването на по-безопасни приложения на материалите и стратегии за предотвратяване на пожари в строителството и материалната индустрия.
Моля, опишете подробно и обяснете резултатите от анализа и измерванията.
Графиката по-долу представя скоростта на отделяне на топлина (kW/m²) от различни материали за определен период от време (секунди), измерена от нашия уред NETZSCH TAURUS TCC 918. Ето и разбивка на етикетите:
Neat WG (Neat Wheat Gluten): Тази линия (черна) показва скоростта на отделяне на топлина на чист пшеничен глутен, пресован без никакви добавки. Тя показва рязък пик в началото, достигайки над 700 kW/m², след което бързо намалява и се стабилизира близо до нулата, което показва бързо изгаряне.
BC_APP_WG_COMP (Композит от биовъглен и амониев полифосфат от пшеничен глутен): Тази линия (червена) представлява композит от пшеничен глутен, биовъглен и амониев полифосфат, забавител на горенето. Тя показва много по-ниска и по-постепенна скорост на отделяне на топлина, която достига своя пик около 150 kW/m² и бавно намалява, което предполага, че добавянето на биовъглен и амониев полифосфат значително намалява запалимостта и пиковата скорост на отделяне на топлина на пшеничния глутен със 74 %.
BC_Lanosol_WG_COMP (Композит от биовъглен и пшеничен глутен с ланозол): Линията (в синьо) показва композит от пшеничен глутен, биовъглен и Lanosol, забавител на горенето. Подобно на BC_APP_WG_COMP, този композит също показва намалена максимална скорост на отделяне на топлина от 14 % в сравнение с чистия пшеничен глутен. Пикът е по-висок от този на BC_APP_WG_COMP, но остава значително по-нисък от този на Neat WG, което показва ефективно забавяне на горенето.
Кривите също така показват, че добавянето на ланозол и биовъглен леко подобрява времето за запалване на чистия WG, но APP и биовъгленът значително подобряват времето за запалване.
Като цяло графиките илюстрират ефективността на различните добавки (биовъглен с амониев полифосфат и Lanosol) за намаляване на скоростта на отделяне на топлина и времето за запалване на пшеничния глутен при излагане на огън, което е важно за повишаване на пожарната безопасност на материалите, произведени от пшеничен глутен.
Имаше ли някакви специални характеристики на устройството за изпитване на пожар, които бяха особено полезни за вашето конкретно приложение?
Конусният калориметър TCC 918 притежава уникална способност, която е от съществено значение за нашите проекти за изпитване на огнеустойчивост. За разлика от традиционните изпитвания на реакция на огън, при които пробите се подлагат на постоянен топлинен поток, TCC 918 позволява програмиране на промените в топлинния поток през цялото времетраене на изпитването. Тази функция ни позволи точно да реализираме и симулираме различни огневи криви, включително стандартната огнева крива и параметричните криви. Като въведохме уравненията на тези криви в системата, можехме да регулираме динамично параметрите, за да отразяват условията, които тези криви представляват.
Тази усъвършенствана функционалност беше от съществено значение за ефективното излагане на бетонни образци с различни дебелини както на стандартни, така и на специализирани температурни криви. Екипът на Технологичния университет в Лулео използва тази функция за провеждане на цялостни тестове за пожароустойчивост, като подобри разбирането ни за поведението на материалите при различни условия на пожар. Тази адаптивност и прецизност превръщат TCC 918 в безценен инструмент в продължаващите ни изследвания в областта на пожарната безопасност.
Как използвахте получените резултати, за да подобрите изследванията, контрола на качеството, развойната дейност или производството си?
Конусният калориметър ни позволи да подложим материалите на стандартната крива по ISO 834 и на параметричните криви в скалата на small, които са от решаващо значение за оценката на огнеустойчивостта на строителните материали. Неговата система за контрол умело се придържаше към тази крива до максималната й температурна граница от 1000°C, покривайки изискванията за повечето изпитвания на материали. Тази функция беше особено ценна в подкрепа на целта на един от нашите проекти да се намали размерът на тестовете за целите на скрининга. Универсалността на конусния калориметър подобри нашите процеси на изпитване, като ни помогна да направим скрининговите изпитвания за огнеустойчивост по-достъпни и икономически ефективни. Тази възможност е в съответствие с дългосрочната цел на нашия проект за разширяване на достъпността на изпитванията за пожароустойчивост, което е особено благоприятно за оценка на нови материали и технологии в строителната индустрия.
Как използването на нашите решения или резултатите от анализа се отразиха на бизнеса ви? Постигнахте ли значителни икономии или ефективност?
Да, с използването на конусовия калориметър ще постигнем значителни икономии и ефективност в сравнение с традиционните изпитвания за огнеустойчивост. Традиционно тези тестове изискват много large образци, но с конусовия калориметър ни трябват само образци с размери 100 на 100 mm и дебелина до 50 mm. Това намаляване на размера на пробите значително намалява количеството на използвания материал и в резултат на това - общите разходи за изпитване. Освен това консумацията на енергия на конусовидния калориметър е много по-ниска от тази на пещта large, която обикновено се използва при изпитването на огнеустойчивост. Това не само се изразява в пряка икономия на енергия, но също така допринася за по-устойчив процес на изпитване чрез минимизиране на въздействието върху околната среда. Тази ефективност ще направи изпитването на пожароустойчивост по-достъпно и по-рентабилно, което съответства на нашите цели за подобряване на наличността на изпитванията и намаляване на оперативните разходи. Все пак трябва да се подчертае, че това са изпитвания в мащаба на small за ориентировъчни и скринингови цели. За класификацията на строителните елементи са необходими изпитвания в пещ в мащаб large.
Помогнаха ли нашите решения да подобрите качеството на продуктите си или да оптимизирате работните си процеси?
Да, използването на конусовия калориметър значително подобри качеството на нашите процеси на изпитване за пожароустойчивост, което от своя страна повиши качеството на материалите и продуктите, които оценявахме. Прецизността и адаптивността на конусния калориметър ни позволиха да провеждаме по-точни и подробни анализи на материалите при различни условия на пожар. Този подобрен капацитет за изпитване ни позволи да оптимизираме състава на материалите и обработките им за по-добра огнеустойчивост, което доведе до разработването на по-безопасни и надеждни материали.
TCC 918 значително оптимизира работните ни процеси, намали работното натоварване на служителите ни, особено в контекста на образователните, и изследователските условия в университета. Неговата ефективност и лекота на използване позволиха по-бърза настройка и изпълнение на експериментите, което е идеално за студентски лаборатории, където времето и удобството за потребителя са важни. Студентите могат да провеждат множество тестове за по-кратък период, което подобрява учебния им опит, тъй като позволява повече време за практическа работа с оборудването и незабавни резултати за анализ. При изследователски проекти интелигентният характер на конусовидния калориметър гарантира, че изследователите могат да провеждат повече тестове с по-малко време за подготовка, което води до по-ефективни изследователски цикли и по-бърз преход от хипотеза към заключение. Въвеждането на новия конусен калориметър в нашата лаборатория повиши производителността, като позволи по-ефективно управление на времето и намали ръчните усилия, необходими за създаването и провеждането на огневи изпитвания.
Успяхте ли да извлечете нови изследователски прозрения или се стигна до напълно нова разработка?
Да, използването на конусния калориметър ни позволи да получим нови научни познания и дори доведе до разработването на иновативни подходи в областта на инженерната пожарна безопасност. Прецизността и гъвкавостта на устройството при симулиране на различни сценарии на пожар ни позволиха да изследваме задълбочено поведението при пожар на различни материали, включително такива, които обикновено не се включват в стандартните пожарни тестове, като биовъглен. Това отвори нови възможности за разбиране на начина, по който материалите горят и си взаимодействат в условия на пожар. Един от значителните постижения е разработването на формули за пожароустойчиви материали. Наблюдавайки поведението на различни композитни материали при контролирани огневи тестове, нашите изследователи успяха да променят състава на материалите, за да повишат устойчивостта им на топлина. Тези прозрения допринесоха и за по-широката област на пожарната безопасност. Освен това калориметърът е улеснил интердисциплинарното сътрудничество, съчетавайки прозренията на отделите по химия, наука за дървесината и инженерна противопожарна безопасност от други институции, за да се изследва запалимостта на материалите. Този съвместен подход не само разшири обхвата на нашите изследвания, но и увеличи тяхното въздействие.
Имате ли опит с нашата поддръжка и обслужване на клиенти?
Опитът ни с вашата клиентска поддръжка и обслужване е изключително положителен, особено благодарение на експертния екип на NETZSCH TAURUS Instruments. Техните бързи и компетентни отговори са от съществено значение за гарантиране, че използването на конусовия калориметър от наша страна е ефективно и ефикасно. Всеки път, когато се сблъсквахме с технически предизвикателства по време на пускането в експлоатация или имахме въпроси относно оборудването, екипът на NETZSCH Taurus осигуряваше бърза и точна подкрепа, като значително намаляваше времето на престой и повишаваше цялостната ни производителност. Техният експертен опит помогна не само при рутинната поддръжка и отстраняването на неизправности, но и при оптимизирането на използването на калориметъра за нашите специфични изследователски нужди. Високо ценим тяхната всеотдайност и професионализъм, които значително подобриха нашия опит и удовлетвореност от вашите услуги.
Има ли други предизвикателства, които бихте искали да отправите към нас за в бъдеще?
В перспектива се радваме, че ще задълбочим сътрудничеството си с вашия екип, като се съсредоточим върху изпитването на съвременни материали за пожар и разработването на екологични и пожароустойчиви материали, които биха могли да предефинират индустриалните стандарти. Предвиждаме също така необходимостта от усъвършенствани технологии в оборудването, като например добавяне на камера за получаване на измервания в реално време на място. Освен това виждаме голяма стойност в разширяването на програмите за обучение и семинарите, за да гарантираме, че нашият екип може да използва напълно развиващите се възможности на вашето оборудване. Това продължаващо партньорство не само ще подобри нашите изследователски възможности, но и ще допринесе за значителен напредък в технологиите за пожарна безопасност.
Благодаря ви!
Рода, благодаря ви много за това интервю, за вълнуващия поглед към работата ви и за положителните думи! Очакваме с нетърпение да Ви съпътстваме в бъдеще с помощта на нашите устройства за анализ по по-нататъшния път към усъвършенстваното изпитване на материали за пожар и разработването на екологични и пожароустойчиви материали.
