Ügyfél SIKERES TÖRTÉNET
Tűzállósági vizsgálatok és tűzvédelmi tervezés
A NETZSCH TAURUS TCC 918 kúpkaloriméter a svédországi Luleå-i Műszaki Egyetemen használatban
Ez aRhoda Afriyie Mensah, a svédországi Luleå-i Műszaki Egyetem (LTU) Építőmérnöki, Környezetvédelmi és Természeti Erőforrások Tanszékének szerkezet- és tűzvédelmi mérnöki részlegének posztdoktori kutatója ügyfélsikertörténete. Beszámol a TCC 918 kúpkaloriméter és a hőáram egyedi programozási változásairól a vizsgálat időtartama alatt, amelyek döntő fontosságúak voltak az LTU tűzállósági vizsgálati projektjeihez, és amelyek innovatív megközelítések kidolgozásához vezettek a tűzvédelmi mérnöki tevékenység területén.
“Hatékonynak nevezném az Önök megoldásait és szolgáltatásait. A kúpkaloriméter különösen lenyűgöző a különböző tűzforgatókönyvek szimulálására való képességével és a felhasználóbarátságával. Ezenkívül az Önök csapatának gyors ügyfélszolgálata jelentős értéket ad a termékükhöz.”
A Luleå-i Műszaki Egyetemről
ALuleåi Műszaki Egyetem (LTU ) Észak-Svédországban, Luleåban, Norrbotten megyében található. Az LTU híres élvonalbeli kutatásairól és innovatív oktatási programjairól. Jelenleg 2,0 milliárd svéd korona éves forgalommal, 1500 alkalmazottal és 17 900 hallgatóval rendelkezik. A fenntarthatóságra, a mérnöki tudományokra és a technológiára összpontosítva olyan dinamikus tanulási környezetet alakít ki, amely ösztönzi az együttműködést és a kritikus gondolkodást. Az egyetem modern létesítményekkel és erős ipari kapcsolatokkal rendelkezik, amelyek biztosítják, hogy a hallgatók gyakorlati tapasztalatokat és a sikerhez elengedhetetlen gyakorlati készségeket szerezzenek.
Az LTU egyik hiánypótló oktatási programja a Michael Försth professzor által felügyelt tűzvédelmi mérnöki (FPE) program. Az LTU FPE programja alap- és mesterképzést kínál. Ez a program az Építőmérnöki, Környezetvédelmi és Természeti Erőforrás Mérnöki Tanszéken és a Szerkezeti és Tűzvédelmi Mérnöki Osztályon belül működik. A program a tudomány és a mérnöki elvek alkalmazására összpontosít, hogy megvédje az embereket, a vagyontárgyakat és környezetüket a tűz- és füstveszélyektől.
A tanterv elméleti kurzusokat és gyakorlati laboratóriumi munkát egyaránt tartalmaz, olyan létesítmények felhasználásával, mint a tűzvédelmi mérnöki laboratórium. Ez a laboratórium jól felszerelt olyan fejlett eszközökkel, mint a kúpkaloriméter, a mikroméretű égéskaloriméter (MCC), a limitáló oxigénindex (LOI) vizsgáló és egy speciális tűzkemencével, Tűzvédelmi mérnöki laboratórium.
Ezek közül a kúpkalorimétert és a LOI-tesztelőt a NETZSCH TAURUS Instruments GmbH-tól szereztük be. Ezek a műszerek létfontosságúak az anyagok hőátadásának és gyúlékonyságának tanulmányozásához, és a hallgatóknak gyakorlati tapasztalatot nyújtanak a tűzdinamika és a különböző anyagok tűzre adott reakciójának értékelésében.
Rhoda, bemutatkozna, kérem, az egyetemét és az alkalmazási/kutatási területeit?
Rhoda Afriyie Mensah vagyok, a svédországi Luleå-i Műszaki Egyetem (LTU) posztdoktori kutatója. A kínai Nanjingi Tudományos és Technológiai Egyetemen végeztem gépészmérnöki doktori tanulmányaimat, ahol a mesterséges intelligencia alkalmazását kutattam az anyagok hőelemzésében és gyúlékonyságában. Posztdoktori tanulmányaimat 2021-ben kezdtem meg az LTU szerkezeti és tűzvédelmi mérnöki részlegének tűzvédelmi mérnöki csoportjánál. Kutatási hátterem középpontjában az anyagok tűzvédelmi viselkedésének értékelése és tűzgátló anyagok beépítése áll, hogy azok kevésbé gyúlékonyak legyenek. Kutatásaim során különböző tűzvizsgálati eszközöket használtam, többek között a kúpkalorimétert és a mikroméretű égéskalorimétert. Feladataim közé tartozik továbbá a tűzvédelmi mérnökhallgatók hőátadási kurzusának oktatása és a tűzvédelmi mérnöki laboratórium irányítása.
Mióta létezik az együttműködés a NETZSCH címmel, és milyen konkrét kihívásokkal kellett szembenéznie a részlegének, mielőtt a mi megoldásainkat használta volna?
Az együttműködés 2022 augusztusában kezdődött. A NETZSCH TCC 918 kúpkaloriméter bevezetése előtt a Tűzvédelmi Mérnöki Laboratóriumnak jelentős kihívásokkal kellett szembenéznie a régi kúpkaloriméterünkkel. A készülék nyitott égéstérrel rendelkezett, ami a lángoknak és a hőnek való kitettség kockázatát jelentette a felhasználók számára. Ezenkívül a régebbi modell Drieritet, egy mérgező vegyi anyagokat tartalmazó szárítószert használt. Olyan megoldást kerestünk, amely megoldja ezeket az aggályokat, miközben javítja a tűz viselkedésének hatékony vizsgálatára vonatkozó képességeinket. A TCC 918 biztonságosabb, zárt égőkamrát kínált, és kiküszöbölte a mérgező anyagok szükségességét, ezzel megoldva aggályainkat.
Miért a NETZSCH oldalt választotta? Hogyan segítettek megoldásaink megoldani ezeket a kihívásokat?
Azért választottuk a NETZSCH weboldalt, mert hírnevüknek köszönhetően kiváló minőségű, megbízható, oktatási és kutatási környezetre szabott hőelemző berendezéseket kínálnak. A TCC 918 modelljük fejlett biztonsági funkciókat kínált, beleértve a korábbi kockázatokat csökkentő zárt égőkamrát, valamint a hatékony tanuláshoz elengedhetetlen felhasználóbarát szoftvert.
A NETZSCH TCC 918-as modellje hatékonyan megoldotta a kihívásainkat, mivel biztonságosabb és fejlettebb kaloriméterrendszert biztosított. A zárt égőkamra jelentősen csökkentette a lángoknak és a hőnek való kitettség kockázatát, biztonságosabb környezetet biztosítva a személyzetünk számára. A kísérleti folyamat során a mérgező anyagok, mint például a drierit, kiküszöbölése tovább növelte a biztonságot. A TCC 918 felhasználóbarát szoftvere továbbá megkönnyítette a kísérletek elvégzését és az adatok elemzését, elősegítve a produktívabb és tanulságosabb tapasztalatszerzést. Ez a megoldás nemcsak a biztonsági aggályainkat oldotta meg, hanem kutatási képességeink minőségét és hatókörét is növelte.
Rhoda, mesélne nekünk többet a konkrét alkalmazásról?
A Luleå-i Műszaki Egyetemen történő üzembe helyezése óta a NETZSCH TCC 918 kúpkalorimétert széles körben használják a legkülönbözőbb anyagok tűzreakciós tulajdonságainak vizsgálatára. Például sikeresen használtuk ezt a fejlett berendezést olyan anyagok gyúlékonyságának és égési viselkedésének tanulmányozására, mint a fa, a műanyagok, a textíliák, a kompozitok, a bioszén, a különböző növények, sőt még a beton is. Ez lehetővé tette számunkra, hogy kritikus adatokat gyűjtsünk arról, hogyan viselkednek ezek az anyagok tűz esetén, ami jelentősen hozzájárul a tűzvédelmi mérnöki kutatásainkhoz, és segít biztonságosabb anyagalkalmazások és tűzmegelőzési stratégiák kidolgozásában az építőiparban és az anyagiparban.
Kérem, részletezze és magyarázza el az elemzés és a mérési eredményeket.
Az alábbi grafikon különböző anyagok hőfelszabadulási sebességét (kW/m²) mutatja be a NETZSCH TAURUS TCC 918 műszerünkkel mért idő (másodperc) függvényében. Itt van a címkék bontása:
Neat WG (Neat Wheat Wheat Gluten): Ez a vonal (fekete) az adalékanyagok nélkül sajtolt, préselt, tiszta búzaglutén hőleadási sebességét mutatja. Korán éles csúcsot mutat, amely meghaladja a 700 kW/m²-t, majd gyorsan csökken, és a nulla közelében stabilizálódik, ami gyors égést jelez.
BC_APP_WG_COMP (bioszén-ammónium-polifoszfát búzaglutén kompozit): Ez a vonal (piros) búzaglutén, bioszén és ammónium-polifoszfát, egy tűzgátló anyag kompozitját ábrázolja. Sokkal alacsonyabb és fokozatosabb hőfelszabadulási sebességet mutat, amely 150 kW/m² körül éri el a csúcspontját, majd lassan csökken, ami arra utal, hogy a bioszén és az ammónium-polifoszfát hozzáadása jelentősen, 74%-kal csökkenti a búzaglutén gyúlékonyságát és hőfelszabadulási csúcsértékét.
BC_Lanosol_WG_COMP (bioszén-Lanosol búzaglutén kompozit): A vonal (kék) a búzaglutén, a bioszén és a Lanosol tűzgátló kompozitot jelzi. A BC_APP_WG_COMP-hoz hasonlóan ez a kompozit is 14%-kal csökkentett hőfelszabadulási csúcsértéket mutat a tiszta búzagluténhez képest. A csúcsérték magasabb, mint a BC_APP_WG_COMP esetében, de jelentősen alacsonyabb, mint a Neat WG esetében, ami hatékony égésgátlást jelez.
A görbék azt is mutatják, hogy a lanoszol és a bioszén hozzáadása kissé javította a tiszta WG gyulladásig eltelt időt, azonban az APP és a bioszén jelentősen javította a gyulladásig eltelt időt.
Összességében a grafikonok szemléltetik a különböző adalékanyagok (bioszén ammónium-polifoszfáttal és Lanosol) hatékonyságát a búzaglutén hőfelszabadulási sebességének és a gyulladásig eltelt időnek a csökkentésében, amikor tűznek van kitéve, ami fontos a búzagluténből készült anyagok tűzbiztonságának fokozása szempontjából.
Voltak-e olyan speciális jellemzői a tűzvizsgálati eszköznek, amelyek különösen hasznosak voltak az Ön konkrét alkalmazása szempontjából?
A TCC 918 kúpkaloriméter egyedülálló képességgel rendelkezik, amely elengedhetetlen a tűzállósági tesztelési projektjeinkhez. A hagyományos tűzreakció-vizsgálatokkal ellentétben, ahol a mintákat állandó hőáramnak vetik alá, a TCC 918 lehetővé teszi a hőáram programozását a vizsgálat időtartama alatt. Ez a funkció lehetővé tette számunkra a különböző tűzgörbék pontos megvalósítását és szimulálását, beleértve a standard tűzgörbét és a parametrikus görbéket. E görbék egyenleteit a rendszerbe beírva dinamikusan tudtuk beállítani a paramétereket, hogy tükrözzék az ezek a görbék által reprezentált körülményeket.
Ez a fejlett funkcionalitás nagyban hozzájárult ahhoz, hogy a különböző vastagságú betonmintákat hatékonyan tegyük ki mind a szabványos, mind a speciális hőmérsékleti görbéknek. A Luleå-i Műszaki Egyetem csapata ezt a funkciót kihasználva átfogó tűzállósági vizsgálatokat végzett, és ezzel javította az anyag különböző tűzviszonyok alatti viselkedésének megértését. Ez az alkalmazkodóképesség és pontosság teszi a TCC 918-at felbecsülhetetlen értékű eszközzé a tűzbiztonság területén folyó kutatásainkban.
Hogyan használta fel a kapott eredményeket a kutatás, a minőségellenőrzés, a fejlesztés vagy a gyártás javítására?
A kúpkaloriméter nagyban hozzájárult ahhoz, hogy az építőanyagok tűzállóságának értékeléséhez elengedhetetlenül fontos ISO 834 szabványos görbét és parametrikus görbéket alkalmazhassunk a small skálán. A vezérlőrendszere ügyesen tartotta be ezt a görbét a maximális 1000°C-os hőmérsékleti határértékig, ami a legtöbb anyagvizsgálat követelményeit fedezi. Ez a funkció különösen értékes volt az egyik projektünk azon célkitűzésének támogatásában, hogy az átvilágítási célú vizsgálatok méretét lekicsinyítsük. A kúpkaloriméter sokoldalúsága továbbfejlesztette vizsgálati folyamatainkat, és segített abban, hogy a szűrő tűzállósági vizsgálatokat hozzáférhetőbbé és költséghatékonyabbá tegyük. Ez a képesség összhangban van azzal a hosszú távú projektcélunkkal, hogy szélesítsük a tűzállósági vizsgálatok elérhetőségét, ami különösen előnyös az új anyagok és technológiák értékeléséhez az építőiparban.
Hogyan hatott a megoldásaink használata vagy az elemzés eredményei az Ön vállalkozására? Jelentős megtakarításokat vagy hatékonyságjavulást ért el?
Igen, a hagyományos tűzállósági vizsgálatokhoz képest jelentős megtakarításokat és hatékonyságot érünk el a kúpkaloriméter használatával. Hagyományosan ezekhez a tesztekhez nagyon nagy large mintákra van szükség, de a kúpkaloriméterrel csak 100 x 100 mm-es mintákra van szükségünk, legfeljebb 50 mm vastagsággal. A minták méretének ilyen mértékű csökkentése jelentősen csökkenti a felhasznált anyagmennyiséget, és ezáltal a teljes vizsgálati költséget. Ezenkívül a kúpkaloriméter energiafogyasztása sokkal alacsonyabb, mint a tűzállósági vizsgálatoknál általában használt large kemencéé. Ez nemcsak közvetlen energiamegtakarítást jelent, hanem a környezeti hatások minimalizálásával hozzájárul a fenntarthatóbb vizsgálati folyamathoz is. Ezek a hatékonysági előnyök hozzáférhetőbbé és költséghatékonyabbá teszik a tűzállósági vizsgálatokat, és összhangban vannak a vizsgálatok rendelkezésre állásának javítására és a működési költségek csökkentésére irányuló céljainkkal. Hangsúlyozni kell azonban, hogy ezek a small-méretű tesztek orientációs és szűrési célokat szolgálnak. Az építőelemek osztályozásához a large-skála szerinti kemence-vizsgálatokra van szükség.
Segítettek megoldásaink az Ön termékeinek minőségének javításában vagy a munkafolyamatok optimalizálásában is?
Igen, a kúpkaloriméter használata jelentősen javította tűzvizsgálati folyamataink minőségét, ami viszont javította az általunk vizsgált anyagok és termékek minőségét. A kúpkaloriméter pontossága és alkalmazkodóképessége lehetővé tette számunkra, hogy pontosabb és részletesebb elemzéseket végezzünk az anyagokról különböző tűzvédelmi körülmények között. Ez a megnövelt vizsgálati képesség lehetővé tette számunkra, hogy optimalizáljuk az anyagok összetételét és kezelését a jobb tűzállóság érdekében, ami biztonságosabb és megbízhatóbb anyagok kifejlesztéséhez vezetett.
A TCC 918 jelentősen optimalizálta munkafolyamatainkat, csökkentette munkatársaink munkaterhelését, különösen az egyetemen belüli oktatási, és kutatási környezetben. Hatékonysága és könnyű kezelhetősége lehetővé tette a kísérletek gyorsabb beállítását és végrehajtását, ami ideális a diáklaborok számára, ahol fontos az idő és a felhasználóbarátság. A diákok rövidebb idő alatt több kísérletet is elvégezhettek, ami javította a tanulási élményt, mivel több gyakorlati időt tölthettek a berendezéssel és azonnali eredményeket kaptak az elemzéshez. A kutatási projektek esetében a kúpkaloriméter intelligens jellege biztosítja, hogy a kutatók kevesebb előkészítési idővel több vizsgálatot végezhetnek, ami hatékonyabb kutatási ciklusokat és gyorsabb haladást eredményez a hipotézistől a következtetésig. Az új kúpkaloriméter bevezetése laboratóriumunkban javította a termelékenységet azáltal, hogy hatékonyabb időgazdálkodást tett lehetővé, és csökkentette a tűzvizsgálatok beállításához és elvégzéséhez szükséges kézi munkát.
Sikerült-e új kutatási eredményekre szert tennie, vagy teljesen új fejlesztést eredményezett?
Igen, a kúpkaloriméter használata lehetővé tette számunkra, hogy új kutatási ismeretekre tegyünk szert, sőt, innovatív megközelítések kidolgozásához vezetett a tűzvédelmi tervezés területén. A készülék pontossága és rugalmassága a különböző tűzforgatókönyvek szimulálásában lehetővé tette számunkra, hogy mélyrehatóan megvizsgáljuk a különböző anyagok tűzzel kapcsolatos viselkedését, beleértve azokat is, amelyek jellemzően nem szerepelnek a szabványos tűzvizsgálatokban, mint például a bioszén. Ez új utakat nyitott meg annak megértéséhez, hogy az anyagok hogyan égnek és lépnek kölcsönhatásba tűz esetén. Az egyik jelentős előrelépés a tűzálló anyagformulák kifejlesztése. Azáltal, hogy megfigyelték, hogyan viselkednek a különböző kompozitok a kontrollált tűzvizsgálatok során, kutatóink képesek voltak az anyagösszetételeket úgy módosítani, hogy növeljék a hőállóságukat. Ezek a felismerések a tűzbiztonság tágabb területéhez is hozzájárultak. A kaloriméter emellett elősegítette az interdiszciplináris együttműködést is, amely a kémia, a faanyagtudomány és más intézmények tűzvédelmi mérnöki részlegeinek ismereteit egyesítette az anyagok gyúlékonyságának feltárása érdekében. Ez az együttműködésen alapuló megközelítés nem csak a kutatásaink hatókörét bővítette, hanem annak hatását is növelte.
Ön is szerzett már tapasztalatokat ügyfélszolgálatunkkal és ügyfélszolgálatunkkal kapcsolatban?
Az Önök ügyféltámogatásával és szolgáltatásával kapcsolatos tapasztalataink kivételesen pozitívak voltak, különösen a NETZSCH TAURUS Instruments szakértői csapatának köszönhetően. Gyors és hozzáértő válaszaik nagyban hozzájárultak ahhoz, hogy a kúpkaloriméter használata nálunk hatékony és eredményes legyen. Amikor az üzembe helyezés során technikai kihívásokba ütköztünk, vagy kérdésünk volt a berendezéssel kapcsolatban, a NETZSCH Taurus csapata gyors és pontos támogatást nyújtott, jelentősen minimalizálva az esetleges leállásokat és növelve az általános termelékenységünket. Szakértelmük nemcsak a rutinszerű karbantartásban és hibaelhárításban segített, hanem abban is, hogy optimalizáljuk a kaloriméter használatát a konkrét kutatási igényeinkhez. Nagyra értékeljük elkötelezettségüket és professzionalizmusukat, amelyek jelentősen javították a szolgáltatásaikkal kapcsolatos tapasztalatainkat és elégedettségünket.
Van-e bármilyen más kihívás, amivel a jövőre nézve szeretne foglalkozni?
A jövőre nézve izgatottan várjuk, hogy elmélyítsük együttműködésünket az Ön csapatával, és a fejlett anyagtűzvizsgálatra, valamint a környezetbarát és tűzálló anyagok fejlesztésére összpontosítunk, amelyek újradefiniálhatják az ipari szabványokat. Arra is számítunk, hogy a berendezésekben fejlett technológiára lesz szükség, például egy kamera beépítésére a valós idejű helyszíni mérések elvégzéséhez. Emellett nagy értéket látunk a képzési programok és workshopok bővítésében, hogy csapatunk teljes mértékben ki tudja használni a berendezések fejlődő képességeit. Ez a folyamatos partnerség nemcsak kutatási képességeinket fogja erősíteni, hanem a tűzvédelmi technológiák jelentős fejlődéséhez is hozzájárul.
Köszönöm!
Rhoda, köszönöm szépen ezt az interjút, az izgalmas betekintést a munkádba és a pozitív szavakat! Örömmel várjuk, hogy a jövőben analitikai eszközeink segítségével elkísérhessük Önt a fejlett anyagtűzvizsgálat és a környezetbarát és tűzálló anyagok kifejlesztésének további útján.
