[文章]：论钢结构防火保护工程的质量控制点(二)

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论钢结构防火保护工程的质量控制点(二)


  
    据悉GB 14907—94《钢结构防火涂料通用技术条件》修订工作已完成，修订稿首先将钢结构防火涂料按其使用场所分为室内、室外型．再按其使用厚度分为超薄型、薄型和厚型，其次针对不同类型的防火涂料对其检验项目进行了调整，进一步解决了通过实验室检验的方法来验证防火涂料内在质量的问题。
    就解决钢结构的防火保护而言，防火涂料只是半成品，必须得通过涂覆施工将涂料涂覆在被保护钢结构的表面，形成耐火隔热保护层，才能实现防火涂料的功能。如果涂覆施工过程不能得到有效的控制，钢结构仍得不到合格的保护涂层。   
    不同类型的防火涂料由于其生产工艺的不同而对施工条件的要求和施工工艺的要求也不同。我国幅员辽阔，不同地区的气候条件存在相当大的差别。在进行涂料施工以前若不能对被施工涂料的技术特性有较为深刻的了解，对当地气候如温度、湿度、风力、施工期间是否多雨等条件有所了解而盲目施工，形成的涂层就不能达到预期的质量要求。
    比如超薄型钢结构防火涂料多以溶剂油为稀释剂，绝对不可以在每一次涂刷后涂层表面有可能结露的情况下施工。如果在涂层表面有水分时进行下一次涂刷，涂层的内聚力将受到严重破坏。严重时，涂层会象雪花一样一片片地脱落。而且遇到这样的情况很难进行返工，因为要将涂层从钢结构上彻底清除掉也是非常困难的。再则，被保护的钢结构展开面积大而且或在高空，或在隐蔽处，都具有一定的施工难度和检验、验收难度。因此，要求钢结构防火保护工程的施工队伍一定要经过专业培训，并具有较高的管理水平，才能得到高质量的耐火隔热保护涂层。
    综上所述，笔者认为钢结构防火保护工程的质量控制点是两个过程，即工厂生产过程和涂覆施工过程。钢结构防火涂料的使用方和工程质量监督方应将着眼点放在考察生产厂是否建立了完善的质量保证体系和具有良好的信誉，再借助于验证有关技术文件：施工前应对施工队伍的业绩、管理水平等进行考核，同时加强施工过程的监督、管理，再辅之常规的检验验收。
（下表2）缺陷分类表


   检验项目
                              缺陷分类

    A    类
     B    类
     C    类



耐火极限
规定厚度的涂覆钢梁的耐火极限未达到表1的要求
  

   ／
  

   ／

在容器中的状态
严重分离、凝结、无法施工
有影响施工的块状物
搅拌后不均匀，但可以施工

干燥时间
     ／
决于规定值的50％
大于规定值



初期干燥抗裂性
B类
     ／
裂纹宽度大于L0mm
裂纹宽度大于0．5 mm

H类
     ／
裂纹宽度大于2．0mm
裂纹宽度大于1．0mm

外观与颜色
     ／
     ／
厂方提供外观颜色有明显差异

干密度
     ／
大于规定值的50％
大于规定值

抗压强度
     ／
未达到规定值的50％
未达规定值

抗震性
     ／
涂层起层、脱落的面积大于4cm2
涂层起层、脱落的面积大于1 cm2

抗弯性
     ／
涂层起层、脱落的面积大于4cm2
涂层起层、脱落的面积大于l cm2

粘结强度
     ／
未达到规定值的70％
未达规定值

耐水性
     ／
小于规定值的50％
小于规定值

耐冻融循环性
     ／
小于规定值的50％
小于规定值

热导率
     ／
大于规定值的50％
大于规定值



























                                                       完

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燃料对泡沫灭火剂灭火性能的影响(三)



表7  6%AFFF对不同燃料层厚度的灭火性能


燃料名称
   燃料用量

    L
燃料层厚度

    cm
90％控火时间

    S
   灭火时间

    S

  正庚烷
     5
     2．0
     26
     71

    9
     3．6
     27
     70

    12．5
     5．0
     25
     7l



车用汽油

  (天津)
     5
     2．0
     50
     129

    9
     3．6
     53
     135

    12．5
     5．0
     60
     18l



溶剂油

  (天津)
     5
     2．0
     28
     77

    9
     3．6
     31
     60

    12．5
     5．0
     24
     60

注：试验条件为泡沫温度：20ºC，预燃时间：1 min，混合液供给强度，

   4．28L／(min·m2)，施加方式为强施放。

表8  泡沫的耐液性
  

泡沫灭火剂
     泡沫的耐液性／s

    车用汽油
     溶剂油
     正庚烷

    P
     330
     320
     336

    FP
     340
     337
     346

    AFFF
     283
     314
     318


3  结果分析及讨论
3．1  燃料的馏程对泡沫灭火剂灭火性能评价的影响
    馏程是指油品在规定条件下蒸馏，从初馏点到终馏点，表示其蒸发特征的温度范围。
    车用汽油的馏程为40ºC～207 ºC。在84ºC～105ºC温度范围内的组分含量约为20％，84ºC以下的组分为35％，105ºC以上的组分为45％。溶剂油的馏程为84ºC～134ºC。在84ºC～105ºC温度范围内的组分含量约为80％，105ºC以上的组分为20％。
    从馏程范围看，溶剂油的馏程范围接近标准燃料的馏程范围(84ºC～105ºC)。
    馏程越宽，组分多而复杂，燃烧越不稳定[3]。初馏点低，轻组分(大都是C6以下的烷烃)含量多，挥发性大，燃烧热高，对同样的泡沫灭火剂，开始灭火困难。随着试验的进行，轻组分被烧掉，灭火就变的容易。相反，馏程窄，组分少，燃烧稳定，对泡沫灭火剂灭火性能的影响就小。因此，用车用汽油作燃料，其灭火过程是从难到易的；而用溶剂油作燃料，其燃烧过程是较稳定的，对泡沫灭火剂灭火性能的影响是小的。因此，选用溶剂油作燃料是科学的。
3．2  灭火性能的结果分析
    四种典型泡沫灭火剂对正庚烷、车用汽油、溶剂油的灭火试验结果表明，溶剂油和正庚烷是接近的，而车用汽油和正庚烷差距较大。
3．2．1  水成膜泡沫灭火剂
    (1)灭火原理[3]  水成膜泡沫灭火剂之所以能迅速扑灭液体燃料火灾，除了与一般泡沫灭火剂一样能形成一层阻止燃料继续燃烧的泡沫层外，从泡沫中析出的液体还能在燃料表面迅速扩散形成一层水膜。这层水膜的作用：其一，能有效的抑制燃料的蒸发，隔绝氧气；其二，能直接释放出水蒸气，吸收热量，降低燃料温度；其三，提高泡沫在燃料表面上的流动性。水膜及其上层的泡沫像一个绝热屏，把液体燃料与其蒸气隔绝开来，阻止燃烧，使火熄灭。
    (2)结果分析。  表3数据表明，水成膜泡沫灭火剂，对几种燃料灭火的难度由低到高的顺序是：正庚烷、溶剂油和车用汽油。其结果是符合水成膜泡沫灭火剂的灭火特性的。水成膜泡沫灭火剂之所以能在烃类燃料表面上扩散，形成一层水膜，关键是氟碳表面活性剂的作用。氟碳表面活性剂的水溶液在烃类燃料表面上成膜的条件是
S=rf-ra-ri>0  (1)式中：
S——扩散系数；
rf——燃料的表面张力；
ra——氟碳表面活性剂水溶液的表面张力；
ri——燃料与氟碳表面活性剂水溶液之间的界面张力。
    为使S>0，一是ra要小，这是由氟碳表面活性剂决定的，即由水成膜泡沫灭火剂的内在质量决定的；二则ri要小，界面张力的大小与燃料的组成有关；三是rf要大，烃类燃料的表面张力大，易于成膜。所以，水成膜泡沫灭火剂在不同的烃类燃料表面上，有着不同的成膜性能。从这个理论上讲，水成膜泡沫灭火剂应对表面张力较大的烃类燃料灭火效果好。表?、表8中的数据也证明了这个结论。
    但是，rf过大，任意一种泡沫灭火剂对其火灾就能轻而一举的扑灭，这样对评价泡沫灭火剂灭火性能的优劣也不利。因此，标准燃料的选择，在考虑表面张力参数时，要根据当时泡沫灭火剂的质量优劣来选择。
    水成膜泡沫灭火剂对溶剂油的灭火效能与对正庚烷的灭火效能十分接近。
3．2．2  蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂
    (1)灭火原理[1]。  蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂的灭火原理基本相同。即在燃料表面形成一个连续的泡沫层，通过泡沫和析出的混合液对燃料表面进行冷却，并通过泡沫层的覆盖作用使燃料与空气隔绝而将火扑灭。但由于氟碳表面活性剂的作用，在氟蛋白泡沫与燃料表面的交界处存在着一个由氟碳表面活性剂定向排列形成的吸附层，抑制燃料蒸发，使氟蛋白泡沫具有更优异的流动性和灭火性能。
    (2)结果分析。  表4、表5数据表明，氟蛋白泡沫的灭火性能优于蛋白泡沫。蛋白、氟蛋白泡沫对溶剂油的灭火性能与正庚烷是接近的，与水成膜泡沫灭火剂对几种燃料的灭火性能规律是一致的。
3．2．3  合成泡沫灭火剂
    (1)灭火原理[5]。  合成泡沫灭火剂主要是由碳氢、氟碳、硅酮表面活性剂，粘多糖和亲水性树脂等组成。复合表面活性剂用来发泡，粘多糖和亲水性树脂遇极性溶剂时脱水凝胶，形成一层含气泡的胶膜，有效地防止了上层泡沫直接与极性溶剂接触而破坏泡沫。其灭火原理主要是靠泡沫的覆盖、封闭作用，隔绝空气，窒息火焰。因此，燃料中是否含对泡沫有破坏作用的成分，是选择标准燃料的关键。
    (2)结果分析。  表6数据表明，对正庚烷的灭火时间154 s、溶剂油的灭火时间143 s、车用汽油的灭火时间124s。合成泡沫灭火剂对几种燃料的灭火难度从低到高的顺序为车用汽油、溶剂油和正庚烷，与水成膜泡沫灭火剂对几种燃料的灭火效能正好相反，但合成泡沫灭火剂对溶剂油和正庚烷的灭火性能是接近的。
3．3  燃料层厚度对泡沫灭火剂灭火性能评价的影响
    燃料层厚度不小于2cm时，改变厚度对溶剂油和正庚烷的灭火效能变化不大，对车用汽油的灭火效能略有影响。
    在相同的油盘内，燃料层越薄，裸露出的盘壁面积越大，盘壁温度越高，灼热的盘壁破坏泡沫的封闭性，使燃料从灼热的盘壁处逸出蒸气燃烧，产生边缘火或闪燃火，从而影响灭火效能。为此，在浅层范围内变化燃料厚度进行灭火试验。从表?数据看，溶剂油和正庚烷在燃料足够厚时(能够满足灭火过程的燃烧)，改变燃料厚度对控火、灭火时间影响不大。而车用汽油随燃料厚度的增加，灭火时间延长。
3．4  不同燃料对泡沫耐液性(稳定性)的影响
    表8数据表明，车用汽油、溶剂油和正庚烷三种燃料对蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂的耐液性影响不大，而对水成膜泡沫灭火剂的耐液性较敏感，且溶剂油和正庚烷的耐液性相当，车用汽油与正庚烷的耐液性有一些差距。这主要是芳烃对泡沫的破坏作用造成的。
4  结  论
4．1  燃料的馏程范围取决于其组分，组分中化合物的种类越少，燃烧越稳定，对泡沫灭火剂灭火性能评价的影响越小。
4．2  燃料组成中含碳数多的组分越多，密度越大，表面张力越大，泡沫灭火剂在其表面上越易铺展，火灾容易扑灭。
4．3  芳烃是溶解力很强的溶剂，可使燃料表面上的泡沫迅速破坏，析液加快，封闭性差，影响灭火性能。
4．4  溶剂油可以作为评价泡沫灭火剂灭火性能的标准燃料。
(1)它的化学组成和物理性能与ISO 7203中规定的工业正庚烷非常接近；
(2)多种泡沫灭火剂对它的灭火难度接近对于工业正庚烷的灭火难度；
(3)它是一种在化学组成、物理性能和燃烧性能等方面能够再现的“准”标准物质；
(4)溶剂油中对泡沫破坏性强的组分极少，没有含氧化合物；
(5)溶剂油在国内是一种定型石油化工产品，其价格与车用汽油相当。


                                              完

liqinlove

想问一下，钢结构耐火等级最高是多少