История успеха клиента
Испытания на огнестойкость и техника пожарной безопасности
Конусный калориметр TCC 918 NETZSCH TAURUS используется в Технологическом университете Лулео, Швеция
Это история успеха клиентаРода Африйе Менса (Rhoda Afriyie Mensah), постдокторант отдела структурной и пожарной инженерии факультета гражданского, экологического строительства и инженерии природных ресурсов Технологического университета Лулео (LTU) в Швеции. Она рассказывает об использовании Конусного калориметра TCC 918 и его уникальных программных изменениях теплового потока в течение всего времени испытания, которые имели решающее значение для проектов по испытанию огнестойкости в LTU и привели к разработке инновационных подходов в области инженерной пожарной безопасности.
“Я бы охарактеризовал ваши решения и услуги как эффективные. Конический калориметр особенно впечатляет своей способностью моделировать различные сценарии пожара и удобством использования. Кроме того, оперативная поддержка клиентов со стороны вашей команды значительно повышает ценность вашего продукта.”
О Технологическом университете Лулео
Технологический университет Лулео (LTU) расположен на севере Швеции, в городе Лулео, графство Норрботтен. LTU славится своими передовыми исследованиями и инновационными образовательными программами. В настоящее время его годовой оборот составляет 2,0 миллиарда шведских крон, в нем работают 1500 сотрудников и обучаются 17 900 студентов. Уделяя особое внимание устойчивому развитию, инженерному делу и технологиям, университет создает динамичную учебную среду, поощряющую сотрудничество и критическое мышление. Университет располагает современным оборудованием и тесными связями с промышленностью, благодаря чему студенты получают практический опыт и практические навыки, необходимые для достижения успеха.
Одной из нишевых образовательных программ в LTU является программа Fire Protection Engineering (FPE), которую курирует профессор Михаэль Фёрстх. Программа FPE в ЛТУ предлагает бакалавриат и магистратуру. Эта программа входит в состав факультета гражданского, экологического и природоохранного строительства и отделения структурной и пожарной инженерии. Программа ориентирована на применение научных и инженерных принципов для защиты людей, имущества и окружающей среды от пожара и дыма.
Учебная программа включает в себя как теоретические курсы, так и практические лабораторные работы с использованием такого оборудования, как лаборатория противопожарной техники. Эта лаборатория хорошо оснащена современными приборами, такими как конусный калориметр, микромасштабный калориметр горения (МКГ), тестер предельного кислородного индекса (ПКИ) и специализированная огневая печь, Лаборатория противопожарной техники.
Из этих приборов конусный калориметр и тестер LOI были приобретены на сайте NETZSCH TAURUS Instruments GmbH. Эти приборы необходимы для изучения теплопередачи и горючести материалов, позволяя студентам получить практический опыт в оценке динамики пожара и реакции различных материалов на огонь.
Рода, не могли бы вы представить себя, свой университет и область применения/исследования?
Я Рода Африйе Менса, постдокторский исследователь в Технологическом университете Лулео (LTU) в Швеции. Я защитила докторскую диссертацию по машиностроению в Нанкинском университете науки и технологий в Китае, где исследовала применение искусственного интеллекта в тепловом анализе и горючести материалов. В 2021 году я начал постдокторантуру в группе противопожарной инженерии в отделе структурной и пожарной инженерии LTU. Мои исследования посвящены оценке поведения материалов при пожаре и включению антипиренов в материалы, чтобы сделать их менее воспламеняемыми. В своих исследованиях я использовал различные приборы для огневых испытаний, включая конический калориметр и микромасштабный калориметр горения. В рамках своих обязанностей я также преподаю курс теплопередачи студентам факультета противопожарной техники и руковожу лабораторией противопожарной техники.
С какого момента началось сотрудничество с NETZSCH и какие конкретные задачи стояли перед вашим подразделением до использования наших решений?
Сотрудничество началось в августе 2022 года. До внедрения конусного калориметраNETZSCH TCC 918 Лаборатория противопожарной техники столкнулась со значительными проблемами при использовании старого конусного калориметра. Прибор имел открытую камеру сгорания, что создавало риск воздействия пламени и тепла на пользователей. Кроме того, в старой модели использовался влагопоглотитель Drierite, содержащий токсичные химические вещества. Мы искали решение, которое позволило бы решить эти проблемы и одновременно расширило бы наши возможности по эффективному проведению исследований поведения огня. TCC 918 предлагает более безопасную, закрытую камеру сгорания и исключает необходимость использования токсичных веществ, тем самым решая наши проблемы.
Почему вы выбрали NETZSCH? Как наши решения помогли решить эти задачи?
Мы выбрали NETZSCH благодаря их репутации поставщика высококачественного и надежного оборудования для термического анализа, предназначенного для образовательных и исследовательских учреждений. Их модель TCC 918 обладает передовыми функциями безопасности, включая закрытую камеру сгорания, которая снижает прежние риски, и удобным программным обеспечением, которое необходимо для эффективного обучения.
Модель TCC 918 от NETZSCH эффективно решила наши проблемы, обеспечив более безопасную и совершенную калориметрическую систему. Закрытая камера сгорания значительно снижает риск воздействия пламени и тепла, обеспечивая более безопасную среду для нашего персонала. Отказ от использования в экспериментальном процессе таких токсичных веществ, как дриерит, еще больше повысил безопасность. Кроме того, удобное программное обеспечение TCC 918 облегчает проведение экспериментов и анализ данных, способствуя более продуктивному и образовательному процессу. Это решение не только решило наши проблемы с безопасностью, но и повысило качество и масштаб наших исследований.
Рода, не могли бы вы рассказать нам подробнее о вашем конкретном применении?
С момента установки в Технологическом университете Лулео конусный калориметр NETZSCH TCC 918 активно используется для изучения реакции на горение различных материалов. Например, мы успешно использовали это передовое оборудование для изучения воспламеняемости и поведения при горении таких материалов, как дерево, пластик, текстиль, композиты, биочар, различные растения и даже бетон. Это позволило нам собрать важные данные о том, как эти материалы ведут себя в условиях пожара, что внесло значительный вклад в наши исследования в области инженерной пожарной безопасности и помогло разработать более безопасные способы применения материалов и стратегии предотвращения пожаров в строительной и сырьевой отраслях.
Пожалуйста, подробно расскажите о результатах анализа и измерений.
На приведенном ниже графике представлены показатели тепловыделения (кВт/м²) различных материалов с течением времени (секунды), измеренные нашим прибором NETZSCH TAURUS TCC 918. Вот разбивка этикеток:
Neat WG (Neat Wheat Gluten): Эта линия (черная) показывает скорость тепловыделения чистого пшеничного глютена, спрессованного без каких-либо добавок. В начале она имеет резкий пик, достигающий более 700 кВт/м², затем быстро снижается, стабилизируясь около нуля, что свидетельствует о быстром сгорании.
BC_APP_WG_COMP (композит биочар-полифосфат аммония с пшеничным глютеном): Эта линия (красная) представляет собой композит из пшеничной клейковины, биочара и полифосфата аммония, антипирена. Она показывает гораздо более низкую и постепенную скорость тепловыделения, достигающую пика около 150 кВт/м² и медленно снижающуюся, что говорит о том, что добавление биошара и полифосфата аммония значительно снижает горючесть и пиковую скорость тепловыделения пшеничной клейковины на 74 %.
BC_Lanosol_WG_COMP (композиция биочар-ланосол-пшеничная клейковина): Линия (синяя) показывает композицию из пшеничной клейковины, биочара и антипирена Lanosol. Как и BC_APP_WG_COMP, этот композит также демонстрирует снижение пиковой скорости тепловыделения на 14 % по сравнению с чистым пшеничным глютеном. Пиковая скорость тепловыделения выше, чем у BC_APP_WG_COMP, но значительно ниже, чем у Neat WG, что свидетельствует об эффективном огнезащитном действии.
Кривые также показывают, что добавление ланозола и биочара незначительно улучшило время до воспламенения чистой пшеничной клейковины, однако APP и биочар значительно улучшили время до воспламенения.
В целом, графики иллюстрируют эффективность различных добавок (биочар с полифосфатом аммония и ланосол) в снижении скорости выделения тепла и времени до воспламенения пшеничной клейковины при воздействии огня, что важно для повышения пожарной безопасности материалов, изготовленных из пшеничной клейковины.
Были ли какие-либо особенности устройства для испытания на огнестойкость, которые были особенно полезны для вашего конкретного применения?
Конический калориметр TCC 918 обладает уникальной способностью, необходимой для наших проектов по испытанию огнестойкости. В отличие от традиционных испытаний на реакцию с огнем, где образцы подвергаются постоянному тепловому потоку, TCC 918 позволяет программировать изменения теплового потока в течение всего времени испытания. Эта функция позволила нам точно реализовать и смоделировать различные кривые горения, включая стандартную кривую горения и параметрические кривые. Введя уравнения этих кривых в систему, мы могли динамически регулировать параметры, чтобы отразить условия, которые представляют эти кривые.
Эта расширенная функциональность помогла эффективно подвергнуть образцы бетона различной толщины воздействию как стандартных, так и специализированных температурных кривых. Команда Технологического университета Лулео использовала эту функцию для проведения комплексных испытаний на огнестойкость, что позволило нам лучше понять поведение материалов в различных условиях пожара. Такая адаптивность и точность делают TCC 918 бесценным инструментом в наших постоянных исследованиях в области пожарной безопасности.
Как вы использовали полученные результаты для улучшения исследований, контроля качества, разработки или производства?
Конический калориметр позволил нам проводить испытания материалов по стандартной кривой ISO 834 и параметрическим кривым в шкале small, что очень важно для оценки огнестойкости строительных материалов. Система управления прибором позволяет придерживаться этой кривой вплоть до максимального температурного предела в 1000°C, что соответствует требованиям большинства испытаний материалов. Эта функция была особенно ценной для поддержки одного из наших проектов, направленного на уменьшение размера испытаний для целей скрининга. Универсальность конического калориметра улучшила наши процессы испытаний, помогая сделать скрининговые испытания на огнестойкость более доступными и экономически эффективными. Эта возможность соответствует долгосрочной цели нашего проекта - расширить доступность испытаний на огнестойкость, что особенно важно для оценки новых материалов и технологий в строительной отрасли.
Как использование наших решений или результаты анализа повлияли на ваш бизнес? Добились ли вы значительной экономии или повышения эффективности?
Да, использование конического калориметра позволит нам добиться значительной экономии и эффективности по сравнению с традиционными испытаниями на огнестойкость. Традиционно для таких испытаний требуются очень большие образцы large, но при использовании конического калориметра нам потребуются образцы размером 100 на 100 мм и толщиной до 50 мм. Такое уменьшение размера образца значительно снижает количество используемого материала и, как следствие, общую стоимость испытаний. Кроме того, потребление энергии конусным калориметром гораздо ниже, чем печью large, обычно используемой для испытания на огнестойкость. Это не только позволяет напрямую экономить электроэнергию, но и способствует более экологичному процессу испытаний за счет минимизации воздействия на окружающую среду. Такая эффективность сделает испытания на огнестойкость более доступными и экономически эффективными, что соответствует нашим целям по повышению доступности испытаний и снижению эксплуатационных расходов. Однако следует подчеркнуть, что это испытания в масштабе small для ознакомительных и отборочных целей. Для классификации строительных элементов требуются large-масштабные испытания в печи.
Помогли ли наши решения повысить качество вашей продукции или оптимизировать рабочие процессы?
Да, использование конического калориметра значительно улучшило качество наших процессов огневых испытаний, что, в свою очередь, повысило качество материалов и изделий, которые мы оценивали. Точность и адаптируемость конического калориметра позволили нам проводить более точные и подробные анализы материалов в различных условиях пожара. Расширение возможностей тестирования позволило нам оптимизировать составы материалов и их обработку для повышения огнестойкости, что привело к разработке более безопасных и надежных материалов.
TCC 918 значительно оптимизировал наши рабочие процессы, снизил нагрузку на наших сотрудников, особенно в условиях учебной и исследовательской деятельности в университете. Его эффективность и простота использования позволили быстрее настраивать и проводить эксперименты, что идеально подходит для студенческих лабораторий, где важны время и удобство использования. Студенты могут проводить множество тестов за более короткий период времени, что повышает эффективность обучения, позволяя больше времени работать с оборудованием и сразу же получать результаты для анализа. Для исследовательских проектов интеллектуальный характер конического калориметра позволяет проводить больше тестов с меньшими затратами времени на подготовку, что ведет к более эффективным циклам исследований и более быстрому переходу от гипотез к выводам. Внедрение нового конического калориметра в нашей лаборатории повысило производительность за счет более эффективного управления временем и сокращения ручных усилий, необходимых для подготовки и проведения огневых испытаний.
Удалось ли вам получить новые результаты исследований или в результате появились совершенно новые разработки?
Да, использование конического калориметра позволило нам получить новые результаты исследований и даже привело к разработке инновационных подходов в области пожарной безопасности. Точность и гибкость прибора при моделировании различных сценариев пожара позволили нам глубоко изучить поведение различных материалов при пожаре, в том числе тех, которые обычно не включаются в стандартные пожарные испытания, например биочар. Это открыло новые возможности для понимания того, как материалы горят и взаимодействуют в условиях пожара. Одним из значительных достижений является разработка рецептур огнестойких материалов. Наблюдая за поведением различных композитов в контролируемых огневых испытаниях, наши исследователи смогли скорректировать состав материалов, чтобы повысить их устойчивость к нагреву. Эти знания также способствовали развитию более широкой области пожарной безопасности. Кроме того, калориметр способствовал междисциплинарному сотрудничеству, объединив знания из области химии, древесиноведения и пожарной безопасности из других институтов для изучения горючести материалов. Такой совместный подход не только расширил сферу наших исследований, но и повысил их результативность.
Был ли у вас опыт работы с нашей службой поддержки и обслуживания клиентов?
Наш опыт работы с вашей службой поддержки и обслуживания клиентов был исключительно положительным, особенно благодаря вкладу команды экспертов NETZSCH TAURUS Instruments. Их быстрые и компетентные ответы сыграли важную роль в обеспечении эффективности и результативности нашего использования конического калориметра. Всякий раз, когда мы сталкивались с техническими проблемами во время ввода в эксплуатацию или у нас возникали вопросы по оборудованию, команда NETZSCH Taurus оказывала быструю и точную поддержку, значительно сокращая время простоя и повышая нашу общую производительность. Их опыт и знания помогли не только в рутинном обслуживании и устранении неполадок, но и в оптимизации использования калориметра для наших конкретных исследовательских нужд. Мы очень ценим их преданность делу и профессионализм, которые заметно улучшили наш опыт и удовлетворенность вашими услугами".
Есть ли еще какие-то задачи, которые вы хотели бы решить в будущем?
Заглядывая в будущее, мы рады углубить наше сотрудничество с вашей командой, сосредоточившись на передовых испытаниях материалов на огнестойкость и разработке экологически чистых и огнестойких материалов, которые могут пересмотреть отраслевые стандарты. Мы также ожидаем, что оборудование будет оснащено передовыми технологиями, например, камерой для проведения измерений на месте в режиме реального времени. Кроме того, мы видим большую ценность в расширении программ обучения и семинаров для того, чтобы наши сотрудники могли в полной мере использовать развивающиеся возможности вашего оборудования. Это постоянное партнерство не только расширит наши исследовательские возможности, но и будет способствовать значительному прогрессу в технологиях пожарной безопасности".
Спасибо!
Рода, большое спасибо за это интервью, увлекательное знакомство с вашей работой и позитивные слова! Мы с нетерпением ждем возможности сопровождать вас в будущем, чтобы с помощью наших аналитических приборов пройти дальнейший путь к передовым методам огневого тестирования материалов и разработке экологически чистых и огнестойких материалов.
