Povestea de succes a clientului
Testarea rezistenței la foc și ingineria siguranței la foc
Calorimetrul conic NETZSCH TAURUS TCC 918 în uz la Universitatea de Tehnologie din Luleå, Suedia
Aceasta este o poveste de succes a unui client deRhoda Afriyie Mensah, cercetător postdoctoral la divizia de inginerie structurală și a incendiilor, Departamentul de inginerie civilă, a mediului și a resurselor naturale, de la Universitatea de Tehnologie Luleå (LTU) din Suedia. Ea vorbește despre utilizarea Calorimetrului cu con TCC 918 și variațiile sale unice de programare a fluxului de căldură pe toată durata testului, care au fost cruciale pentru proiectele de testare a rezistenței la foc de la LTU și care au condus la dezvoltarea unor abordări inovatoare în domeniul ingineriei siguranței la foc.
“Aș descrie soluțiile și serviciile dvs. ca fiind eficiente. Calorimetrul conic este deosebit de impresionant prin capacitatea sa de a simula diverse scenarii de incendiu și prin ușurința în utilizare. În plus, asistența promptă pentru clienți din partea echipei dumneavoastră adaugă o valoare considerabilă produsului dumneavoastră.”
Despre Universitatea de Tehnologie din Luleå
Universitatea de Tehnologie din Luleå (LTU) este situată în nordul Suediei, Luleå, județul Norrbotten. LTU este renumită pentru cercetarea sa de ultimă oră și pentru programele sale educaționale inovatoare. În prezent, are o cifră de afaceri anuală de 2,0 miliarde SEK, 1.500 de angajați și 17.900 de studenți. Cu accent pe durabilitate, inginerie și tehnologie, aceasta promovează un mediu de învățare dinamic care încurajează colaborarea și gândirea critică. Universitatea are facilități moderne și legături puternice cu industria, asigurând studenților experiență practică și abilități practice esențiale pentru succes.
Unul dintre programele educaționale de nișă de la LTU este programul FPE (Fire Protection Engineering) supravegheat de Prof. Michael Försth. Programul FPE de la LTU oferă o diplomă de licență și un masterat în științe. Acest program se află în cadrul Departamentului de Inginerie Civilă, de Mediu și Resurse Naturale și al Diviziei de Inginerie Structurală și de Incendiu. Acesta se concentrează pe aplicarea principiilor științifice și inginerești pentru a proteja oamenii, proprietățile și mediile lor de pericolele de incendiu și fum.
Programul de studii include atât cursuri teoretice, cât și lucrări practice de laborator, utilizând facilități precum Laboratorul de inginerie a protecției împotriva incendiilor. Acest laborator este bine echipat cu instrumente avansate, cum ar fi un calorimetru conic, un calorimetru de combustie la microscală (MCC), un aparat de testare a indicelui limită de oxigen (LOI) și un cuptor de foc specializat, Laboratorul de inginerie pentru protecția împotriva incendiilor.
Dintre aceste instrumente, calorimetrul conic și testerul LOI au fost achiziționate de la NETZSCH TAURUS Instruments GmbH. Aceste instrumente sunt vitale pentru studierea transferului de căldură și a inflamabilității materialelor, oferind studenților experiență practică în evaluarea dinamicii incendiilor și a răspunsului diferitelor materiale la foc.
Rhoda, vă rog să vă prezentați, universitatea și domeniile de aplicare/cercetare?
Sunt Rhoda Afriyie Mensah, cercetător postdoctoral la Luleå University of Technology (LTU) din Suedia. Am urmat un doctorat în inginerie mecanică la Universitatea de Știință și Tehnologie Nanjing din China, unde am cercetat aplicarea inteligenței artificiale în analiza termică și inflamabilitatea materialelor. Mi-am început studiile postdoctorale în cadrul grupului de inginerie a protecției împotriva incendiilor din cadrul diviziei de inginerie structurală și a incendiilor de la LTU în 2021. Domeniul meu de cercetare se axează pe evaluarea comportamentului la foc al materialelor și încorporarea substanțelor ignifuge în materiale pentru a le face mai puțin inflamabile. Pentru cercetarea mea, am folosit diverse instrumente de testare a incendiilor, inclusiv calorimetrul conic și calorimetrul de combustie la microscală. De asemenea, în cadrul sarcinilor mele, predau un curs de transfer de căldură studenților de la ingineria protecției împotriva incendiilor și gestionez laboratorul de inginerie a protecției împotriva incendiilor.
De când există cooperarea cu NETZSCH și care au fost provocările specifice cu care s-a confruntat divizia dumneavoastră înainte de a utiliza soluțiile noastre?
Cooperarea a început în august 2022. Înainte de implementarea calorimetrului conicNETZSCH TCC 918, laboratorul de inginerie pentru protecția împotriva incendiilor s-a confruntat cu provocări semnificative cu vechiul nostru calorimetru conic. Dispozitivul avea o cameră de ardere deschisă, ceea ce reprezenta un risc de expunere la flăcări și căldură pentru utilizatori. În plus, vechiul model folosea Drierite, un desicant care conținea substanțe chimice toxice. Am căutat o soluție care să rezolve aceste probleme, îmbunătățind în același timp capacitatea noastră de a efectua studii eficiente privind comportamentul incendiilor. TCC 918 a oferit o cameră de ardere închisă, mai sigură și a eliminat nevoia de substanțe toxice, rezolvând astfel problemele noastre.
De ce ați ales NETZSCH? Cum au contribuit soluțiile noastre la rezolvarea acestor provocări?
Am ales NETZSCH pentru reputația lor în furnizarea de echipamente de analiză termică fiabile și de înaltă calitate, adaptate mediilor educaționale și de cercetare. Modelul lor TCC 918 oferea caracteristici avansate de siguranță, inclusiv o cameră de combustie închisă, care reducea riscurile anterioare, și un software ușor de utilizat, care este esențial pentru o învățare eficientă.
Modelul TCC 918 de la NETZSCH a răspuns în mod eficient provocărilor noastre, oferind un sistem calorimetric mai sigur și mai avansat. Camera de ardere închisă a redus semnificativ riscurile de expunere la flăcări și căldură, asigurând un mediu mai sigur pentru personalul nostru. Eliminarea substanțelor toxice precum Drierite în procesul experimental a sporit și mai mult siguranța. În plus, software-ul ușor de utilizat al TCC 918 a îmbunătățit ușurința efectuării experimentelor și a analizei datelor, facilitând o experiență mai productivă și mai educativă. Această soluție nu numai că a rezolvat problemele noastre de siguranță, dar a și sporit calitatea și domeniul de aplicare al capacităților noastre de cercetare.
Rhoda, vrei să ne spui mai multe despre aplicația ta specifică?
De la instalarea sa la Universitatea de Tehnologie din Luleå, calorimetrul conic NETZSCH TCC 918 a fost utilizat pe scară largă pentru a explora proprietățile de reacție la foc ale unei game diverse de materiale. De exemplu, am utilizat cu succes acest echipament avansat pentru a studia comportamentele de inflamabilitate și combustie ale materialelor precum lemnul, materialele plastice, textilele, compozitele, biochar-ul, diverse plante și chiar betonul. Acest lucru ne-a permis să colectăm date esențiale cu privire la modul în care aceste materiale se comportă în situații de incendiu, contribuind în mod semnificativ la cercetarea noastră în domeniul ingineriei siguranței la incendiu și ajutând la dezvoltarea unor aplicații materiale mai sigure și a unor strategii de prevenire a incendiilor în industria construcțiilor și a materialelor.
Vă rugăm să detaliați și să explicați analiza și rezultatele măsurătorilor.
Graficul de mai jos prezintă ratele de degajare de căldură (kW/m²) ale diferitelor materiale în timp (secunde) măsurate de instrumentul nostru NETZSCH TAURUS TCC 918. Iată o defalcare a etichetelor:
Neat WG (Gluten de grâu neat): Această linie (neagră) arată rata de degajare de căldură a glutenului de grâu pur comprimat turnat fără niciun aditiv. Aceasta prezintă un vârf brusc la început, atingând peste 700 kW/m², apoi scade rapid, stabilizându-se aproape de zero, indicând o combustie rapidă.
BC_APP_WG_COMP (compozit de gluten de grâu biochar-polifosfat de amoniu): Această linie (roșie) reprezintă un compus de gluten de grâu, biochar și polifosfat de amoniu, un ignifug. Aceasta arată o rată de degajare a căldurii mult mai scăzută și mai treptată, cu un vârf de aproximativ 150 kW/m² și o scădere lentă, ceea ce sugerează că adăugarea de biochar și de polifosfat de amoniu reduce semnificativ inflamabilitatea și rata de degajare a căldurii de vârf a glutenului de grâu cu 74%.
BC_Lanosol_WG_COMP (compozit de gluten de grâu Biochar-Lanosol): Linia (albastră) indică un compus de gluten de grâu, biochar și Lanosol, un agent ignifug. Similar cu BC_APP_WG_COMP, acest compozit prezintă, de asemenea, o rată de eliberare a căldurii de vârf redusă cu 14% comparativ cu glutenul de grâu pur. Aceasta este mai mare decât la BC_APP_WG_COMP, dar rămâne semnificativ mai mică decât la Neat WG, ceea ce indică o rezistență eficientă la flacără.
Curbele arată, de asemenea, că adăugarea de lanosol și biochar a îmbunătățit ușor timpul de aprindere al WG pur, însă APP și biochar au îmbunătățit semnificativ timpul de aprindere.
În general, graficele ilustrează eficacitatea diferiților aditivi (biochar cu polifosfat de amoniu și Lanosol) în reducerea ratei de eliberare a căldurii și a timpului de aprindere a glutenului de grâu atunci când este expus la foc, ceea ce este important pentru îmbunătățirea siguranței la foc a materialelor fabricate din gluten de grâu.
Au existat caracteristici speciale ale dispozitivului de testare la foc care au fost deosebit de utile pentru aplicația dvs. specifică?
Calorimetrul conic TCC 918 posedă o capacitate unică vitală pentru proiectele noastre de testare a rezistenței la foc. Spre deosebire de testele tradiționale de reacție la foc în care probele sunt supuse unui flux de căldură constant, TCC 918 permite programarea variațiilor fluxului de căldură pe toată durata testului. Această caracteristică ne-a permis să implementăm și să simulăm cu acuratețe diverse curbe de foc, inclusiv curba de foc standard și curbele parametrice. Prin introducerea în sistem a ecuațiilor acestor curbe, am putut ajusta parametrii în mod dinamic pentru a reflecta condițiile reprezentate de aceste curbe.
Această funcționalitate avansată a fost esențială în expunerea eficientă a probelor de beton de diferite grosimi atât la curbele de temperatură standard, cât și la cele specializate. Echipa de la Universitatea de Tehnologie din Luleå a valorificat această funcție pentru a efectua teste complete de rezistență la foc, îmbunătățind astfel înțelegerea comportamentelor materialelor în diferite condiții de incendiu. Această adaptabilitate și precizie fac din TCC 918 un instrument neprețuit în cercetarea noastră continuă în domeniul siguranței la foc.
Cum ați utilizat rezultatele obținute pentru a vă îmbunătăți cercetarea, controlul calității, dezvoltarea sau producția?
Calorimetrul conic a fost esențial pentru a ne permite să supunem materialele curbei standard ISO 834 și curbelor parametrice, la scara small, cruciale pentru evaluarea rezistenței la foc a materialelor de construcție. Sistemul său de control a fost capabil să respecte această curbă până la limita maximă de temperatură de 1000°C, acoperind cerințele pentru majoritatea testelor de materiale. Această caracteristică a fost deosebit de valoroasă în susținerea obiectivului unuia dintre proiectele noastre de a reduce dimensiunea testelor în scopuri de screening. Versatilitatea calorimetrului conic a îmbunătățit procesele noastre de testare, ajutându-ne să facem testele de screening ale rezistenței la foc mai accesibile și mai rentabile. Această capacitate este în concordanță cu obiectivul proiectului nostru pe termen lung de extindere a disponibilității testelor de rezistență la foc, care este deosebit de avantajoasă pentru evaluarea noilor materiale și tehnologii din industria construcțiilor.
Care a fost impactul utilizării soluțiilor noastre sau al rezultatelor analizei asupra activității dumneavoastră? Ați realizat economii sau eficiențe semnificative?
Da, vom realiza economii și eficiențe semnificative prin utilizarea calorimetrului conic în comparație cu testele tradiționale de rezistență la foc. În mod tradițional, aceste teste necesită probe foarte large, dar cu calorimetrul conic, am avut nevoie doar de probe de 100 pe 100 mm, cu o grosime de până la 50 mm. Această reducere a dimensiunii probelor scade semnificativ cantitatea de material utilizat și, în consecință, costurile totale ale testelor. În plus, consumul de energie al calorimetrului conic este mult mai mic decât cel al unui cuptor large utilizat în mod obișnuit în testele de rezistență la foc. Acest lucru nu numai că se traduce prin economii directe de energie, dar contribuie și la un proces de testare mai durabil prin minimizarea impactului asupra mediului. Aceste eficiențe vor face testele de rezistență la foc mai accesibile și mai rentabile, aliniindu-se obiectivelor noastre de îmbunătățire a disponibilității testelor și de reducere a costurilor operaționale. Cu toate acestea, trebuie subliniat faptul că acestea sunt încercări la scara small în scopuri orientative și de selecție. Pentru clasificarea elementelor de construcție, sunt necesare încercări în cuptor la scara large.
Soluțiile noastre au contribuit, de asemenea, la îmbunătățirea calității produselor dvs. sau la optimizarea fluxurilor de lucru?
Da, utilizarea calorimetrului conic a îmbunătățit semnificativ calitatea proceselor noastre de testare la foc, ceea ce, la rândul său, a îmbunătățit calitatea materialelor și produselor pe care le-am evaluat. Precizia și adaptabilitatea calorimetrului conic ne-au permis să efectuăm analize mai precise și mai detaliate ale materialelor în diferite condiții de incendiu. Această capacitate îmbunătățită de testare ne-a permis să optimizăm compozițiile și tratamentele materialelor pentru o mai bună rezistență la foc, conducând la dezvoltarea unor materiale mai sigure și mai fiabile.
TCC 918 ne-a optimizat semnificativ fluxurile de lucru, a redus volumul de muncă al angajaților noștri, în special în contextul cadrelor educaționale și de cercetare din cadrul universității. Eficiența și ușurința sa de utilizare au permis configurarea și executarea mai rapidă a experimentelor, ceea ce este ideal pentru laboratoarele studențești în care timpul și ușurința în utilizare sunt importante. Studenții au putut efectua mai multe teste într-o perioadă mai scurtă, îmbunătățindu-le experiența de învățare prin faptul că au avut mai mult timp la dispoziție cu echipamentul și rezultate imediate pentru analiză. Pentru proiectele de cercetare, natura inteligentă a calorimetrului conic asigură faptul că cercetătorii pot efectua mai multe teste cu mai puțin timp de pregătire, ceea ce conduce la cicluri de cercetare mai eficiente și la o evoluție mai rapidă de la ipoteză la concluzie. Introducerea noului calorimetru cu con în laboratorul nostru a îmbunătățit productivitatea, permițând o gestionare mai eficientă a timpului și reducând efortul manual necesar pentru configurarea și efectuarea testelor la foc.
Ați reușit să obțineți noi perspective de cercetare sau a rezultat o dezvoltare complet nouă?
Da, utilizarea calorimetrului conic ne-a permis să obținem noi perspective de cercetare și chiar a condus la dezvoltarea unor abordări inovatoare în domeniul ingineriei siguranței împotriva incendiilor. Precizia și flexibilitatea dispozitivului în simularea diferitelor scenarii de incendiu ne-au permis să investigăm în profunzime comportamentul la foc al diferitelor materiale, inclusiv al celor care nu sunt incluse de obicei în testele standard de incendiu, cum ar fi biochar-ul. Acest lucru a deschis noi căi pentru înțelegerea modului în care materialele ard și interacționează în condiții de incendiu. Un progres semnificativ este dezvoltarea de formulări de materiale ignifuge. Observând modul în care diferite materiale compozite se comportă în cadrul testelor de rezistență la foc controlate, cercetătorii noștri au reușit să modifice compozițiile materialelor pentru a le spori rezistența la căldură. Aceste informații au contribuit, de asemenea, la domeniul mai larg al siguranței împotriva incendiilor. În plus, calorimetrul a facilitat colaborările interdisciplinare, combinând cunoștințele din chimie, știința lemnului și diviziile de inginerie a siguranței împotriva incendiilor din alte instituții pentru a explora inflamabilitatea materialelor. Această abordare colaborativă nu numai că a extins domeniul de aplicare al cercetării noastre, dar a sporit și impactul acesteia.
Ați avut, de asemenea, vreo experiență cu asistența și serviciul nostru pentru clienți?
Experiența noastră cu asistența și serviciile pentru clienți a fost extrem de pozitivă, în special datorită contribuțiilor echipei de experți de la NETZSCH TAURUS Instruments. Răspunsurile lor prompte și bine informate au fost esențiale pentru a ne asigura că utilizarea calorimetrului conic este eficientă și eficace. Ori de câte ori am întâmpinat provocări tehnice în timpul punerii în funcțiune sau am avut întrebări cu privire la echipament, echipa de la NETZSCH Taurus a oferit un sprijin rapid și precis, minimizând în mod semnificativ orice timp de inactivitate și sporind productivitatea noastră generală. Expertiza lor nu numai că ne-a ajutat în întreținerea de rutină și depanarea, dar și în optimizarea utilizării calorimetrului pentru nevoile noastre specifice de cercetare. Apreciem foarte mult dedicarea și profesionalismul lor, care au îmbunătățit semnificativ experiența și satisfacția noastră față de serviciile dvs.
Există alte provocări pe care ați dori să ni le adresați pentru viitor?
Privind spre viitor, suntem încântați să aprofundăm colaborarea cu echipa dvs., concentrându-ne pe testarea avansată a materialelor la foc și pe dezvoltarea de materiale ecologice și rezistente la foc care ar putea redefini standardele industriei. Anticipăm, de asemenea, nevoia de tehnologie avansată în echipamente, cum ar fi adăugarea unei camere pentru a obține măsurători în timp real in-situ. În plus, vedem o mare valoare în extinderea programelor de formare și a atelierelor pentru a ne asigura că echipa noastră poate valorifica pe deplin capacitățile în evoluție ale echipamentului dvs. Acest parteneriat continuu nu numai că ne va îmbunătăți capacitățile de cercetare, dar va contribui și la progrese semnificative în domeniul tehnologiilor de siguranță împotriva incendiilor.
Vă mulțumim!
Rhoda, vă mulțumim foarte mult pentru acest interviu, pentru perspectiva interesantă asupra activității dvs. și pentru cuvintele pozitive! Așteptăm cu nerăbdare să vă însoțim în viitor, cu ajutorul dispozitivelor noastre de analiză, pe calea viitoare către testarea avansată a materialelor la foc și dezvoltarea de materiale ecologice și rezistente la foc.
