Сущность метода
определения теплового самовозгорания
вещества (материала)
Сущность метода определения
условий теплового самовозгорания заключается
в термостатировании исследуемого вещества
(материала) при заданной температуре
в закрытом реакционном сосуде и установлении
зависимости между температурой, при которой
происходит тепловое самовозгорание образца,
его размерами и временем до возникновения
горения (тления).
Метод реализуется
в диапазоне температур от 25 до 600 °С и
не применим для испытания металлических
порошков.
Аппаратура
Аппаратура для
определения температуры самовоспламенения
твердых веществ и материалов
Схема прибора для
определения температуры воспламенения
приведена на рис. 1
Черт.
1 - стеклянные цилиндры; 2 - спиральные
электронагреватели; 3 - теплоизоляционный
материал; 4 - стальной экран; 5 - держатель
образца;6 - контейнер; 7 - газовая горелка; 8 - электропривод
горелки; 9, 10 - термоэлектрические
преобразователи; 11 – ламинатор
Прибор ОТП, представляющий
собой вертикальную электропечь с двумя
коаксиально расположенными цилиндрами,
выполненными из кварцевого стекла. Один
из цилиндров внутренним диаметром (80±3)
мм, высотой 240 мм является реакционной
камерой; второй цилиндр такой же высоты
имеет внутренний диаметр (101±3) мм. На цилиндры
навиты спиральные электронагреватели
общей мощностью не менее 2 кВт, что позволяет
создавать температуру рабочей зоны 600
°С за время не более 40 мин.
Газовую горелку при определении
температуры самовоспламенения не используют,
она находится в положении «вне печи».
Подготовка к испытаниям - Для испытаний готовят 10-15
образцов исследуемого вещества (материала)
массой по (3,0±0,1) г. Образцы ячеистых материалов
должны иметь цилиндрическую форму диаметром
(45±1) мм. Пленочные и листовые материалы
набирают в стопку диаметром (45±1) мм, накладывая
слои друг на друга до достижения указанной
массы.
Перед испытанием образцы кондиционируют
в соответствии с требованиями ГОСТ 12423
или технических условий на материал.
Образцы должны характеризовать средние
свойства исследуемого вещества (материала).
В зависимости от объема образца
определяют с помощью шаблона и фиксируют
положение контейнера внутри камеры и
расстояние между газовой горелкой и поверхностью
образца.
Пригодность установки к работе,
проверяют по стандартному веществу -
органическому стеклу (ГОСТ 10667), температура
воспламенения которого равна (265±10) °С.
Проведение испытаний
Нагревают рабочую камеру до
температуры, превышающей на 200 °С температуру
начала разложения исследуемого вещества
(материала), или до 500 °С.
После установления
в рабочей камере стационарного
температурного режима, определяемого
по постоянству показаний двух
термоэлектрических преобразователей,
извлекают из камеры контейнер,
заполняют его образцом за
время не более 15 с и опускают
внутрь камеры. Наблюдают за образцом
с помощью зеркала.
Если при заданной температуре
испытания наблюдается самовоспламенение,
то следующее испытание проводят при меньшей
температуре (например, на 50 °С).
Если в течение 20 мин или до
момента полного прекращения дымовыделения
самовоспламенение не наблюдается, испытание
прекращают и в протоколе отмечают отказ.
Методом последовательных приближений
определяют минимальную температуру рабочей
камеры, при которой образец самовоспламеняется
и горит более 5 с, а при температуре на
10 °С меньше - наблюдается отказ.
Оценка результатов
За температуру самовоспламенения
исследуемого вещества (материала) принимают
среднее арифметическое двух температур,
отличающихся не более чем на 10 °С, при
одной из которых наблюдается самовоспламенение
3 образцов, а при другой - три отказа. Полученное
значение температуры самовоспламенения
округляют с точностью до 5 °С.
Сходимость метода при доверительной
вероятности 95 % не должна превышать 5 °С.
Воспроизводимость метода при
доверительной вероятности 95 % не должна
превышать 17 °С.
Условия и результаты испытаний
регистрируют в протоколе
Требования безопасности
Прибор для определения температуры
самовоспламенения следует устанавливать
в вытяжном шкафу. Рабочее место оператора
должно удовлетворять требованиям электробезопасности
по ГОСТ 12.1.019. и санитарно-гигиеническим
требованиям по ГОСТ 12.1.005.
- Свойства древесины
различных пород. методики определения
плотности, прочности при стандартной
влажности
Древесина и пиломатериалы,
хранящиеся на воздухе, из-за гигроскопичности
древесины имеют влажность 10…20%, поэтому
был принят показатель стандартной влажности,
равный 12-15%. При этой влажности определяются
свойства древесины при оценке ее качества
Определение прочности древесины
на изгиб. Образцы изготовляют в виде
брусков, желательно квадратного сечения
от 2x2 до 3x3 см и длиной 110 см. Такие бруски
укладывают на две опоры, расположенные
на расстоянии 100 см друг от друга (рис.
1.25). После этого точно посредине бруска-балки
подвешивают груз, например ведро, которое
может быть наполнено песком, щебнем и
т.п. Масса груза при испытании сосны или
ели может колебаться в пределах 30-150 кг.
Прочность древесины Rизг (в МПа) в результате испытаний
подсчитывают по формуле:
Rизг =0,15PL/bh2,
где Р – масса груза, определяемая взвешиванием,
кг; L – расстояние между опорами (100 см); b, h – соответственно ширина и высота образца,
см.
Предел прочности определяют на образцах
сечением 20x20 мм и длиной вдоль волокон
30 мм. Образцы замеряют с точностью до
0,1 мм. Испытуемый образец устанавливают
торцевой поверхностью на плиту гидравлического
пресса, зажимают и равномерно подают
нагрузку со скоростью 2500 – 5000 Н/мин до
разрушения образца. Предел прочности w,
Н/мм2, МПа, при сжатии вдоль волокон образцов
с различной влажностью вычисляют по формуле
σw =P/ab
где Р – разрушающая нагрузка,
Н; a, b – размеры поперечного сечения, мм.
Предел прочности при сжатии
вдоль волокон σ12, МПа, пересчитывают на стандартную
влажность 12 % по формуле
σ12=σ w /К12W
где σ w – предел прочности образца
с влажностью W, МПа; К12W– коэффициент
пересчета.
Экспериментальным путем находят
и условную плотность древесины, определяют
её на образцах (20X20X30 мм), выпиленных из
предварительно выдержанных в воде (до
приобретения максимального объема) заготовок.
Измеряют длину, ширину и толщину каждого
образца и на основании этих данных определяют
Vmax. Затем образцы
сушат и устанавливают массу в абсолютно
сухом состоянии— mо. Подставив
найденные значения в формулу, вычисляют
русл с точностью
до 1 кг/м3. Величина
условной плотности очень близка к величине
плотности древесины в абсолютно сухом
состоянии. Соотношение между этими показателями
выражается формулой:
где У — полная усушка. Условную
плотность древесины белой акации, березы,
бука, граба и лиственницы можно вычислить
также, если известно значение p15 по формуле:
где p15 — плотность
древесины при влажности 15%;
Условную плотность остальных
пород — по формуле:
Величина плотности древесины
различных пород изменяется в очень широких
пределах: среди наших пород древесину
с очень малой плотностью имеет пихта
сибирская (380), ива белая (420) и др., а наиболее
плотную — самшит (970), береза железная
(980), саксаул (1050) и ядро фисташки (1110). По
плотности древесины при 15% -ной влажности
все наши породы можно разделить на три
группы:
породы малой плотности (плотность 550 и менее); к этой
группе из хвойных пород относятся сосна,
ель (все виды), пихта (все виды), кедр (все
виды), можжевельник обыкновенный, из лиственных
— тополь (все виды), липа (все виды), ива
(все виды), осина, ольха черная и белая,
каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский,
бархат амурский;
породы средней плотности (плотность 560—750); в эту группу
входят из хвойных пород лиственница (все
виды) тисс, из лиственных — береза бородавчатая,
пушистая, желтая и черная, бук восточный
и европейский, вяз, груша, дуб летний,
восточный, болотный, монгольский, ильм,
карагач, клен (все виды) , лещина, орех
грецкий, платан, рябина, хурма, яблоня,
ясень обыкновенный и маньчжурский;
породы высокой плотности (плотность 760 и выше): акация
белая и песчаная, береза железная, гледичия
каспийская, глоговина, гикори белый, граб,
дзельква, дуб каштанолистный и араксинский,
железное дерево, земляничное дерево,
кизил, маклюра, саксаул белый, самшит,
фисташка и хмелеграб.
Среди иноземных пород есть
как с очень малой (например, бальза из
тропической зоны Южной Америки, 100—130),
так и с очень высокой плотностью (например,
бакаут с плотностью 1350). Средние значения
плотности p15 и русл для наиболее
распространенных пород приведены в табл.
1.
Таблица
1. Средние значения плотности р15 и
русл.
Порода |
Плотность p15кг/м3 |
Условная плотность
Руслкг/м3 |
Порода |
Плотность p15 кг/м3 |
Условная Русл кг/м3 |
Лиственница |
670 |
520 |
Клен |
700 |
550 |
Сосна обыкновенная |
510 |
400 |
Ясень обыкновенный |
690 |
550 |
Ель |
450 |
360 |
Бук |
680 |
530 |
Кедр (сосна кедровая) |
440 |
350 |
Вяз
Береза |
660
640 |
520
500 |
Пихта сибирская |
380 |
300 |
Орех грецкий |
600 |
470 |
Граб |
810 |
630 |
Ольха |
530 |
420 |
Акация белая |
810 |
630 |
Осина |
500 |
400 |
Груша |
720 |
570 |
Липа |
500 |
400 |
Дуб |
700 |
550 |
Тополь |
460 |
360 |
Есть более подробные таблицы
плотности древесины с указанием вида
древесной породы и района ее произрастания.
Приводимые в них данные представляют
собой средние показатели, вычисленные
по сильно изменчивым величинам.
- Тепловые свойства
термопластичных термореактивных полимеров
В зависимости от того, как ведут
себя полимеры при нагреве, они делятся
натермопластичные и термореактивные.
Термопластичные полимеры при
нагреве размягчаются и плавятся, а при
охлаждении затвердевают. При этом материал
не претерпевает химических превращений,
что делает процесс плавления-затвердевания
полностью обратимым. Термопластичные
полимеры имеют линейную или линейно-разветвленную
структуру макромолекул. Между молекулами
действуют слабые силы и нет химических
связей. К термопластам относятся полиэтилен,
полистирол, полиамиды и др. Изделия из
термопластичных полимеров изготавливают
литьем под давлением в водоохлаждаемые
формы, прессованием, экструзией, выдуванием
и другими способами.
Термореактивные полимеры сначала
имеют линейную структуру и при нагреве
размягчаются, затем в результате протекания
химических реакций приобретают пространственную
структуру и превращаются в твердое вещество,
сохраняя и в дальнейшем высокую твердость.
Последующий нагрев не размягчает их и
может привести только к их разложению.
Готовый термореактивный полимер не плавится
и не растворяется, поэтому в отличие от
термопластичного не может подвергаться
повторной переработке. К термореактивным
полимерам относятся феноло-формальдегидная,
кремнийорганическая, эпоксидная и другие
смолы.
Сравнительные характеристики
важнейших полимеров представлены в таблице
2
- По диаграмме состояния системы
«железо-цементит» постройте кривую нагрева
сплава с содержанием С=0,7%, определите критические точки и особенности фазовых превращений в интервале температур от 600 до 1550 о С
- Технологические
свойства сталей: свариваемость способность
к гибке , правке.
Свариваемость - способность
металлов и сплавов давать прочные неразъемные
соединения изготовленных из них деталей.
Сварные конструкции легче, прочнее и
дешевле клепанных. Хорошая свариваемость
у углеродистых, у низкоуглеродистых и
низколегированных сталей. Высокоуглеродистые
и высоколегированные стали, некоторые
цветные металлы и сплавы имеют худшую
свариваемость.
При определении понятия свариваемости
различают металлургическую и технологическую
свариваемость.
Металлургическая свариваемость определяется
процессами, протекающими в зоне сплавления
свариваемых деталей, в результате которых
образуется неразъёмное сварное соединение.
На границе соприкосновения соединяемых
деталей происходят физико-химические
процессы, протекание которых определяется
свойствами соединяемых металлов. Однородные
металлы (одного хими-ческого состава)
обладают одинаковой металлургической
свариваемостью. Сварка разнородных металлов
может не произойти, так как свойства таких
металлов иногда не в состоянии обеспечить
протекание необходимых физико-химических
процессов в зоне сплавления, поэтому
эти металлы не обладают металлургической
свариваемостью.
Под технологической свариваемостью
понимается возможность получения сварного
соединения, определяемого видом сварки.
При различных видах сварки происходит
окисление компонентов сплавов. В стали,
например, выгорает углерод, кремний, марганец,
окисляется железо. В связи с этим в определение
технологической свариваемости входит
в определение химического состава, структуры
и свойств металла шва в зависимости от
вида сварки, оценка структуры и механических
свойств околошовной зоны, склонности
стали к образованию трещин, оценка получаемого
при сварке сварного соединения. Технологическая
свариваемость устанавливает оптимальные
режимы и способы сварки, технологическую
последовательность выполнения сварочных
работ, обеспечивающие получение требуемого
сварного соединения.
Правка осуществляется
созданием местной пластической деформации
обычно в холодном состоянии. Наиболее
частыми видами деформации листовой стали
являются волнистость, местные выпучины
и вогнутости, заломленные кромки, серповидность
в плоскости листа.