Категория горения пв 0 что это

Оценка воспламеняемости полимеров

Для оценки результатов воспламеняемости твердых электроизоляционных материалов, и в частности стенок кабельных колодцев, используются методы, прописанные в ГОСТ 28779-90 . Ранее действовавший ГОСТ 28157-89 "ПЛАСТМАССЫ: Методы определения стойкости к горению" в настоящий момент на территории РФ не применяется.

Настоящие методы испытаний применяются для предварительной оценки поведения твердых электроизоляционных материалов при воздействии источника зажигания. Полученные результаты позволяют проверить постоянные свойства материала, оценить достигнутые успехи в разработке электроизоляционных материалов.

испытание вертикального образца газовой горелкой

Воспламеняемость — это способность материала или продукта гореть с образованием пламени. Испытания проводят на образцах определенных размеров по принятым критериям оценки, при использовании определенного источника зажигания. Другими словами, оценивается способность начинать горение при поднесении открытого пламени и длительность после устранения источниками огня.

Необходимо обратить внимание, что при испытании многослойного материала воздействию огня и проверкой на воспламеняемость подвергается только наружный слой.

Свойства образцов при испытаниях оценивают по следующим трем классам, представленным в таблице. FV (ПВ): Пламя — вертикальный образец.

*Только для одного воздействия пламени допускается превышение времени горения 10 или 30 с при условии, что суммарное время горения при десяти приложениях пламени для каждой серии из пяти образцов не превышает 50 или 250 с соответственно.

Таким образом, при обозначении воспламеняемости изделии категорией ПВ0 необходимо обратить внимание, что:

  ►  материал с категорией ПВ0 не является абсолютно негорючим, а трудновоспламеняем и горит с затуханием до 10сек.;
  ►  категории ПВ0 соответствует только верхний слой многослойного материала — нижние слои могут под воздействием высокой температуры при образования очага возгорания внутри колодца плавиться;
  ►  плавление нижнего слоя может вызывать коробление конструкции колодца.

испытание вертикального образца газовой горелкой

Альтернативой использования многослойного полимера, где один слой имеет категорию ВП0, явлются специальные негорючие составы, наносимые на внутренние поверхности колодца, или самосрабатывающие порошковые огнетушители, типа, ОСП-1 или ОСП-2. Последная альтернатива дает большую сохранность кабелям и оборудованию при возгорании внутри колодца.

Широко используется зарубежом мировой стандарт UL94 классификации полимерных материалов на воспламеняемость. Шесть классификаций относятся к материалам, которые широко используются в корпусах, структурных деталях и изоляции:

UL94 5VA: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце не могут появляться отверстия;
UL94 5VB: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце могут появляться отверстия;
UL94 V-0: самогашение в течение менее 10 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
UL94 V-1: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
UL94 V-2: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; допускается образование горящих капель или пылающих частиц;
UL94 HB: медленное горение горизонтально лежащего образца; при толщине стенки менее 3 мм скорость горения должна быть меньше 76 мм/мин.

Категория горения пв 0 что это: Стойкость к горению

Стандарт испытаний на воспламеняемость и противопожарную безопасность пластиковых материалов, использующихся в устройствах и системах UL 94 считается одной из наиболее общепринятых нормой для классификации пластмасс по огнестойкости. Этот стандарт определяет способность материала гореть или угасать после обработки пламенем. Согласно информации UL (Underwriters Laboratories Inc.) этот стандарт гармонизирован со стандартами IEC 60707, 60695-11-10 и 60695-11-20, а также ISO 9772 и 9773. Стандарт UL 94 определяет двенадцать (12) классификаций воспламеняемости.

Эти классификации используются для описания характеристик горения материалов, которые получают опытным путем — контрольные образцы подвергают воздействию пламени в контролируемых лабораторных условиях.

Классификация осуществляется:

по скорости горения,
времени угасания,
стойкости к образованию капель,
по тому, горят ли капли.

Каждому испытуемому материалу может быть присвоено несколько категорий в зависимости от цвета и/или толщины. При конкретном выборе материала для применения категория UL должна определяться по самой тонкой стенке пластиковой детали. Категория UL всегда должна указываться вместе с толщиной, простое указание категории UL без толщины недостаточно.

Шесть (6) классификаций относятся к материалам, которые широко используются в корпусах, структурных деталях и изоляции. Ниже эти классификации перечислены в порядке уменьшения устойчивости к воспламеняемости:

UL94 5VA: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце не могут появляться отверстия;
UL94 5VB: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце могут появляться отверстия;
UL94 V-0: самогашение в течение менее 10 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
UL94 V-1: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
UL94 V-2: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; допускается образование горящих капель или пылающих частиц;
UL94 HB: медленное горение горизонтально лежащего образца; при толщине стенки менее 3 мм скорость горения должна быть меньше 76 мм/мин.

Следующие три классификации основаны на тесте «Испытание на горение тонких материалов в вертикальном положении». Это испытание проводится для тонких материалов, которые не могут быть устойчивыми в горизонтальном положении. Например, к таким материалам относятся вещества, используемые на гибких печатных платах.

Ниже перечислены соответствующие классификации:

UL94 VTM-0: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 10 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; не допускается образование горящих капель;
UL94 VTM-1: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 30 c, время послесвечения образца ≤ 60 c; не допускается образование горящих капель;
UL94 VTM-2: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 30 c, время послесвечения образца ≤ 60 c; допускается образование горящих капель.

И наконец, последние три классификации относятся к тесту на горизонтальное горение вспененных материалов.

Ниже перечислены классы воспламеняемости для таких материалов:

UL94 HF-1: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 2 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; не допускается образование горящих капель;
UL94 HF-2: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 3 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; допускается образование горящих капель;
UL94HBF: скорость горения не превышает 40 мм/мин .

В зависимости от характеристик метода тестирования образцы, отлитые из пластмассового материала, устанавливаются в горизонтальное или вертикальное положение. Они подвергаются воздействию пламени на протяжении определенного периода времени. Для одних испытаний требуется однократная обработка пламенем, для других — многократная.

При тестировании материалов класса HB в горизонтальном положении должно быть было установлено, что скорость их горения меньше определенной предельно допустимой скорости. Как правило, материалы класса HB запрещено использовать в тех условиях, где они подвержены существенному риску воспламенения.

Испытания на воспламеняемость материалов для классификации по классам V-0, V-1, V-2, которые проводятся компанией UL

Классы «V» означают, что материл был протестирован в вертикальном положении. Для материалов классов V-0, V-1 и V-2 самогашение наступает в течение определенного периода времени после прекращения воздействия пламени. Кроме того, эти классы определяют, образуются ли при горении пылающие частицы, которые поджигают индикативный материал из хлопка под образцом. Классы VTM основаны на испытаниях для материалов очень маленькой толщины. Классы 5V получены в результате самых жестких испытаний, в течение которых материал подвергался обработке пламенем 5 раз.

Классы воспламеняемости CSA. Тест на воспламеняемость Канадской ассоциации по стандартизации (Canadian Standard Association, CSA) C22. 2 No 0.6, тест A подобен тесту UL 94 5V. Однако, требования данных тестов более строгие. Пламя воздействует дольше, а контрольные образцы должны угасать за меньшее время. Результаты этого теста рассматриваются в соответствии с UL 94.

ASTM D2863 (ISO 4589) По результатам тестирования контрольным образцам назначается кислородный индекс (КИ) в соответствии со стандартом ASTM D2863 «Измерение минимальной концентрации кислорода, при котором возможно свечеобразное горение пластмассового материала». Горение контрольных образцов происходит в кислородно-азотной смеси, состав которой контролируется в лабораторных условиях. Кислородный индекс — это минимальное объемное процентное содержание кислорода, которое необходимо для поддержания пламени на термопластическом пластике. КИ определяется как минимальная концентрация кислорода, необходимая для горения материала на протяжении трех минут или поддержания горения участка контрольного образца длиной 50 мм. Чем выше КИ, тем меньше вероятность возгорания материала.

ГОСТы по изоляторам

Популярные товары

Изоляторы полимерные всех типов

Индикаторы наличия напряжения 6-35 кВ

ПВХ пониженной пожарной опасности для кабелей | Публикации

На бытовом уровне нас окружает множество изделий из поливинилхлорида. И мы на личном опыте знаем, что они достаточно легко загораются, а при горении дают очень неприятный запах. Тем не менее именно из данного материала изготавливают изоляцию и оболочки кабелей, которые должны быть устойчивыми к огню. Естественно, для этой цели используются совсем другие сорта пластика. О том, какие к ним предъявляются требования, пойдет речь в статье.

Чистый поливинилхлорид (ПВХ) — это твердое вещество, которое достаточно сложно поджечь. Температура разложения равна +140 °C. При разложении ПВХ выделяет из себя хлористый водород, это довольно вредный для человека газ, который, кроме всего, вызывает коррозию. Тем не менее у данного материала есть важное преимущество — при отсутствии доступа кислорода горение в нем не распространяется.

Инженеры (как, впрочем, и обычные люди в быту) под ПВХ, как правило, подразумевают так называемый ПВХ-пластикат. Для того, чтобы пластик был гибким при комнатной температуре, в него добавляют специальные вещества, так называемые пластификаторы. И вот как раз именно они обычно становятся причиной распространения огня.

В то же время ПВХ по многим параметрам наилучшим образом подходит в качестве материала изоляции проводов и оболочек кабелей. Возможными альтернативами являются полиэтилен, резина и силикон. Но полиэтилен и резина еще хуже себя проявляют с точки зрения пожарной безопасности, а силикон хоть и превосходит по огнестойкости ПВХ, но недостаточно сопротивляется разрезам, да и стоит в несколько раз дороже.

Поэтому для кабелей, которые должны быть устойчивы к нагреву и возгоранию, в большинстве случаев используют ПВХ, предпринимая следующие меры:

дозировка пластификаторов, оптимальная с точки зрения огнестойкости;
применение сортов пластификаторов, более устойчивых к огню и нагреву, не выделяющих в больших количествах дым и токсичные вещества;
добавление в ПВХ композиции антипиренов, т. е. веществ, снижающих горючесть и выделение вредных газов при нагреве.

Кислородный индекс

Для оценки горючести тех или иных материалов широко используется такой параметр, как кислородный индекс (КИ). Он определяется долей кислорода в окружающей атмосфере, при которой материал начинает поддерживать свечеобразное устойчивое пламенное горение. Речь идет о самостоятельном горении вертикально расположенного образца, поджигаемого сверху. Измерение параметра производится согласно ГОСТ 21793-76 «Пластмассы. Метод определения кислородного индекса». Значение КИ выражается в процентах, иногда также употребляют единицы, равные процентным пунктам.

В обычных условиях в воздухе содержится 21 % кислорода. Соответственно, вещества, имеющие КИ более 21 % (по другой методике — более 27 %), относятся к трудногорючим. Но следует иметь в виду, что речь идет именно о ситуации, когда материал подожгли и он продолжает самостоятельно гореть. Применительно к кабельной продукции распространена ситуация, когда элементы из ПВХ находятся под воздействием пламени от другого источника. Чем выше КИ, тем, как правило, материал дольше сопротивляется подобному воздействию. Вот почему ПВХ-композиции для проводов и кабелей должны иметь КИ, значительно превышающий значение 21 %.

Огнестойкие кабельные линии

Сама по себе устойчивость кабеля к действию огня еще не гарантирует, что готовое решение с его использованием будет огнестойким. Статья 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» гласит: «Кабельные линии и электропроводка систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции и противодымной защиты, автоматического пожаротушения, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортировки подразделений пожарной охраны в зданиях и сооружениях должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для выполнения их функций и эвакуации людей в безопасную зону».

На устойчивость к действию огня в конечном счете сертифицируют всю кабельную линию, а не ее отдельные элементы

Данное положение было принято в 2012 г. Поэтому на огнестойкость для критически важных применений сейчас проверяют целую конструкцию, именуемую огнестойкой кабельной линией (ОКЛ), включающую в себя не только кабель, но и канал, в котором он проложен, а также средства крепления.

Минимальное время, которое ОКЛ должна сопротивляться пожару и сохранять работоспособность, составляет 15 мин., чтобы успеть безопасно вывести людей из здания. Класс огнестойкости ОКЛ обозначается комбинацией из буквы «E» и числа, равного количеству минут, в течение которых линия сохраняет работоспособность при пожаре.

Испытания ОКЛ производятся по ГОСТ 30247.0- 94 «Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования». Согласно этому стандарту, в печи, где имитируется пожар, после 15 мин. температура должна на 718 °C превышать температуру окружающей среды. Т. е. составлять примерно +740 °C. Тем не менее требований к ПВХ выдерживать именно такую температуру не предъявляется, это просто физически невозможно, поскольку температура возгорания материала составляет около +500 °C. Конструкция кабель-несущего лотка должна замедлять проникновение тепла к кабелю, тем самым давая время на его нормальное функционирование. Иногда на кабель может быть дополнительно нанесено специальное покрытие, отражающее тепло. Все это позволяет кабелю «продержаться» 15 мин. и даже более.

ГОСТ на кабели с изоляцией и оболочкой из ПВХ

Провода и кабели, прокладываемые в зданиях и сооружениях, должны соответствовать нормам ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Этот стандарт содержит общие требования для любых кабелей (включая слаботочные и оптические), в которых используются самые разные материалы. В нем, в частности, предписывается в обозначении марок кабелей, к которым предъявляются требования по части пожарной безопасности, указывать тип исполнения в соответствии с показателями опасности, приведенными в стандарте. Кабели, не допускающие распространения возгорания при групповой прокладке (когда кабели находятся ближе чем 30 см друг к другу), должны иметь буквы «нг» в маркировке, а после них в скобках — категория пожарной опасности, определяемая массой горючих веществ в пучке кабелей.

Изоляция проводов не должна позволять распространяться горению

Более детально расписаны требования в ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие требования», разработанном на основе аналогичного стандарта Международной электротехнической комиссии.

В данном ГОСТ используется понятие ПВХ-пластикат пониженной пожарной опасности. Кабели с внешней оболочкой или защитным шлангом из ПВХ не должны распространять горение при одиночной прокладке, а при наличии в маркировке букв «нг» — и при групповой прокладке. При горении и тлении ПВХ в кабелях концентрация хлористого водорода в воздухе не должна превышать 140 мг/г. Значение показателя токсичности продуктов горения полимерных материалов для внутренней и наружной оболочек и защитного шланга кабелей исполнений «нг-LS», «нг-HF», «нг-FRLS» и «нг-FRHF» должно быть более 40 г/куб. м.

На токоведущие жилы наносится термический барьер из слюдяных лент, и уже поверх него — изоляция. Это необходимо, чтобы даже после полного сгорания изоляции из ПВХ не произошло короткого замыкания. Огнестойкость кабелей исполнений «нг-FRLS» и «нг-FRHF» устанавливают в технических условиях на кабели конкретных марок и выбирают из ряда: 90, 120, 180 мин.

ГОСТ 31996-2012 в п. 5.2.1.20 предписывает указывать в технических условиях на кабели конкретных марок материалы, из которых они изготовлены.

В сентябре 2021 г. в ГОСТ 31996-2012 были внесены изменения, касающиеся в том числе огнестойкости. В частности, дано определение термического барьера как диэлектрического слоя изоляционной системы огнестойкого кабеля, обеспечивающего сохранение функционирования кабеля при воздействии открытого пламени в течение заданного времени. Это определение не привязано к определенному материалу. Тем не менее неоднократные упоминания о слюдяной ленте не изъяты из ГОСТ даже в редакции от 2021 г. Поэтому в плане допустимого материала для термического барьера ничего не меняется.

Главный смысл огнестойкости кабельной линии — обеспечение достаточного времени для функционирования элементов инфраструктуры, задействованных при эвакуации людей из здания

Самое же главное изменение — толщина наружной оболочки из ПВХ пониженной пожарной опасности должна быть такой же, как предусмотрено данным ГОСТ для обычных сортов ПВХ. Ранее этот параметр определялся техническими условиями и по факту был обычно меньше заданного ГОСТ.

Требования ГОСТ Р 59707-2021

А как можно определить, чем отличается ПВХ пониженной пожарной опасности от обычного? Для этого существует ГОСТ Р 59707-2021 «Поливинилхлоридные пластикаты пониженной пожарной опасности для кабельных изделий. Общие требования», вступивший в силу в сентябре 2021 г. Данный стандарт определяет, в частности, свойства изоляционных материалов для кабелей, не распространяющих горение при групповой прокладке.

Минимальное значение КИ для изоляции установлено на уровне 28-32 %, в зависимости от типа пластиката. Минимальное значение данного параметра для наружных оболочек установлено для разных типов в пределах 32-40 %.

Для силовых кабелей на 0,66; 1 и 3 кВ обязательным требованием является нераспространение горения при одиночной прокладке

Изоляция, в зависимости от типа пластиката, должна иметь устойчивость к возгоранию ПВ-1 или ПВ-0. Для внешней оболочки допускается только устойчивость к возгоранию ПВ-0. Напомним, что ПВ-1 предусматривает, что образец материала после того, как при его испытании убрали от него горелку, дает пламя не более 30 с., а при ПВ-0 образец дает пламя не более 10 с.

В ГОСТ Р 59707-2021 нормируются токсичность выбросов и плотность дыма для ПВХ. Следует отметить, что данный ГОСТ нормирует содержание всех галогенных кислот, в то же время как ГОСТ 31996-2012 нормирует максимальную концентрацию хлористого водорода. При этом нормы на все галогенные газы вместе в ГОСТ Р 59707-2021 жестче, чем в ГОСТ 31996-2012 только по одному галогенному газу.

Выводы

Любые кабели с маркировкой «нг», имеющие изоляцию и оболочку из ПВХ, должны выпускаться из материалов, отвечающих требованиям ГОСТ Р 59707-2021. В том случае, если речь идет о кабелях на 0,66; 1 или 3 кВ переменного напряжения, частотой 50 Гц, действует еще и ГОСТ 31996- 2012. Он обязывает производителя указывать в технических условиях используемые материалы. Соответственно, запросив технические условиях у производителя или органов стандартизации (можно порекомендовать сайт ФГБУ Российский институт стандартизации), вы узнаете, соответствуют ли материалы нормам ГОСТ Р 59707-2021.

Если кабель не распространяет горение при групповой прокладке, то он заведомо не будет его распространять и в случае одиночной прокладки.

Кабели, не распространяющие горение лишь при одиночной прокладке, в обозначении категории пожарной опасности имеют «O1». Эта категория разрешена только в кабельных сооружениях и производственных помещениях.

Для кабелей, которые не обладают даже такой степенью огнестойкости, указывают «О2». Но следует иметь в виду, что для всех кабелей на 0,66; 1 и 3 кВ, согласно ГОСТ 31996-2012 при выполнении внешней оболочки из ПВХ, нераспространение горения при одиночной прокладке является обязательным требованием. Для жилых помещений категория «О2» в любом случае недопустима.

ГОСТ на ПВХ-пластикаты, обеспечивающие нераспространение огня при одиночной прокладке, отсутствует. Да и необходимости в нем нет при массовом выпуске и большом разнообразии ассортимента кабелей с маркировкой «нг».

В общем, если вы хотите иметь гарантии, что в кабеле или проводе применен ПВХ, пожаробезопасность которого регламентируется на уровне ГОСТ, лучше выбрать изделия с индексом «нг» в маркировке, даже если речь идет об одиночной прокладке. Если кабель рассчитан на напряжения 0,66; 1 и 3 кВ, следует ориентироваться еще и на соответствие нормам ГОСТ 31996-2012, о котором производитель должен заявить в технических данных на кабель.

И в любом случае помните — для критически важных применений, где требуется огнестойкость, сертифицируется не отдельно кабель, а вся кабельная линия. Качественная изоляция — очень важный, но не единственный параметр, влияющий на пожарную безопасность оборудования.

Источник: Алексей Дубневский, журнал «Электротехнический рынок» № 1 (102), 2022 год

0>>C$водорода, циклогексена $\left( <>> \right)$ и циклогексана $\left( <>> \right)$ -241, -3800 и -3920 кДж/моль соответственно. Рассчитать теплоту гидрирования циклогексена.А. -111кДж/мольВ. -121 кДж/мольС. -118кДж/форма. -128кДж/моль

Подсказка- Чтобы решить этот вопрос, мы используем базовую теорию, связанную с тепловым сгоранием. Как известно, очень высокотемпературная экзотермическая окислительно-восстановительная химическая реакция между горючим (восстановителем) и окислителем представляет собой горение, при котором выделяется большое количество тепловой и световой энергии. В реакции известен как быстрое горение.

Полный пошаговый ответ:
Об энтальпии:
Энтальпия — это способность отражать немеханическую работу, а также отражать способность выделять тепло. Это термодинамическое свойство. Энтальпия – это сумма внутренней энергии системы, добавленной к произведению давления на ее объем. Обычно энтальпия обозначается как H; и некоторую удельную энтальпию, обозначаемую как h. джоуль, калория или БТЕ (британская тепловая единица) являются распространенными единицами, используемыми для выражения энтальпии.
Используемые формулы энтальпии: – H = E + PV
, где H обозначает энтальпию, E обозначает внутреннюю энергию системы, P обозначает давление, а V обозначает объем.
Теперь,
d H = T d S + P d V
Требуемая реакция
$> + \to >\Delta = ?$ … (1)
Запишем данные факты
$$+$\dfrac<1><2> \to $$O$
$\Delta $=-241 кДж/моль …. (2)

Требуемая реакция (1) может быть получена путем сложения уравнений (2) и (3) и вычитания (4) из суммы (2) и (3).
$> + \to >$
$\Delta $=$\left( <\Delta + \Delta < H_3>> \right) – \Delta $
= [-241+(-3800)] – (-3920)
= (-241-3800) – (-3920)
= -4041+3920=- 121 кДж/моль
Следовательно, теплота гидрирования циклогексена составляет -121 кДж/моль.
Таким образом, вариант (Б) является правильным ответом.

Примечание. Всегда помните, что горение органического топлива на воздухе всегда экзотермическое, потому что двойная связь в кислороде $\left( <> \right)$ намного слабее, чем другие двойные связи в форме костров и костров. , реакция горения была первой контролируемой химической реакцией, открытой людьми. Сжигание используется для уничтожения многих отходов, как неопасных, так и опасных и т.д.0003

Щелочноземельные металлы Ba, Sr, Ca и Mg могут быть отнесены к 12 классу химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал 12 класс химии JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 класс 12 химии JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А 11 класс химии JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды Кальций 12 класса химии JEE_Main

В Индии по случаю бракосочетания фейерверк 12 класса химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba, Sr, Ca и Mg могут быть отнесены к 12 классу химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал 12 класс химии JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 класс 12 химии JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А Химический класс 11 JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды А Кальций 12 химического класса JEE_Main

Глава 1 – Летучая зола – Инженерный материал – Летучая зола Факты для инженеров-дорожников – Переработка – Экологичность – Тротуары

Глава 1 – Летучая зола – Инженерный материал

Верх
>>

Почему летучая зола?
Производство
Обращение с
Характеристики
Качество летучей золы

Почему летучая зола?

Что такое летучая зола? Летучая зола представляет собой мелкодисперсный остаток, образующийся в результате сжигания пылевидного угля и переносимый из камеры сгорания выхлопными газами. В 2001 году было произведено более 61 миллиона метрических тонн (68 миллионов тонн) летучей золы9.0003

Откуда берется летучая зола? Летучая зола образуется на угольных электрических и паровых электростанциях. Как правило, уголь измельчается и вдувается воздухом в камеру сгорания котла, где он немедленно воспламеняется, выделяя тепло и образуя расплавленный минеральный остаток. Котельные трубы извлекают тепло из котла, охлаждая дымовые газы и вызывая затвердевание расплавленного минерального остатка и образование золы. Крупные частицы золы, называемые зольным остатком или шлаком, падают на дно камеры сгорания, в то время как более легкие мелкие частицы золы, называемые летучей золой, остаются взвешенными в дымовых газах. Перед выпуском дымовых газов летучая зола удаляется с помощью устройств контроля выбросов твердых частиц, таких как электростатические осадители или рукавные фильтры (см. рис. 1-1).

Где используется летучая зола? В настоящее время более 20 миллионов метрических тонн (22 миллиона тонн) летучей золы ежегодно используется в различных инженерных целях. Типичные области применения в дорожном строительстве включают: бетон на портландцементе (PCC), стабилизацию грунта и дорожного основания, текучие наполнители, цементные растворы, конструкционные наполнители и асфальтовые наполнители.

Чем полезна летучая зола? Летучая зола чаще всего используется в качестве пуццолана в приложениях PCC. Пуццоланы представляют собой кремнийсодержащие или кремнисто-глиноземистые материалы, которые в тонкоизмельченном виде и в присутствии воды реагируют с гидроксидом кальция при обычных температурах с образованием вяжущих соединений.

Уникальная сферическая форма и гранулометрический состав летучей золы делают ее хорошим минеральным наполнителем для горячих асфальтобетонных смесей (HMA) и улучшают текучесть жидкотекучих наполнителей и цементных растворов. Консистенция и обилие летучей золы во многих областях открывают уникальные возможности для использования в конструкционных заполнителях и других применениях на автомагистралях.

Экологические преимущества. Использование летучей золы, особенно в бетоне, имеет значительные экологические преимущества, включая: (1) увеличение срока службы бетонных дорог и сооружений за счет повышения долговечности бетона, (2) чистое сокращение энергопотребления и выбросов парниковых газов и других вредных выбросов в атмосферу при полете зола используется для замены или вытеснения производимого цемента, (3) сокращения количества продуктов сгорания угля, которые необходимо утилизировать на свалках, и (4) сохранения других природных ресурсов и материалов.

Рисунок 1-1: Метод переноса золы-уноса может быть сухим, мокрым или обоими.

Производство

Зола-унос образуется при сжигании угля в электроэнергетических или промышленных котлах. Существует четыре основных типа угольных котлов: пылеугольные (PC), кочегарные или с подвижной колосниковой решеткой, циклоны и котлы с кипящим слоем (FBC). Котел PC является наиболее широко используемым, особенно для крупных электростанций. Остальные котлы чаще используются на промышленных или когенерационных объектах. Летучая зола, образующаяся в котлах FBC, в этом документе не рассматривается. Летучая зола улавливается из дымовых газов с помощью электростатических пылеуловителей (ЭСО) или в тканевых коллекторах фильтров, обычно называемых рукавными фильтрами. Физические и химические характеристики летучей золы варьируются в зависимости от методов сжигания, источника угля и формы частиц.

Как показано в таблице 1-1, из 62 миллионов метрических тонн (68 миллионов тонн) летучей золы, произведенной в 2001 году, было использовано только 20 миллионов метрических тонн (22 миллиона тонн), или 32 процента от общего объема производства. Ниже приводится разбивка использования летучей золы, большая часть которой используется в транспортной отрасли.

Handling

The collected fly зола обычно транспортируется пневматическим способом из бункеров электрофильтра или фильтрующей ткани в силосы для хранения, где она хранится в сухом состоянии в ожидании утилизации или дальнейшей обработки, или в систему, в которой сухая зола смешивается с водой и транспортируется (шлюзируется) в пруд для хранения на месте. .

Сухая собранная зола обычно хранится и обрабатывается с использованием оборудования и процедур, аналогичных тем, которые используются для обработки портландцемента:

Летучая зола хранится в силосах, куполах и других хранилищах
Летучая зола может транспортироваться с помощью аэрожелобов, ковшовых конвейеров и винтовых конвейеров или может транспортироваться пневматически по трубопроводам в условиях положительного или отрицательного давления
Летучая зола транспортируется на рынки автоцистернами, железнодорожными вагонами и баржами/судами
Летучая зола может быть упакована в супер-мешки или пакеты меньшего размера для специального применения

Собранная в сухом виде летучая зола также может быть увлажнена водой и смачивающими агентами, если применимо, с использованием специального оборудования (кондиционированного) и вывезена крытыми самосвалами для специальных применений, таких как структурные заполнители. Летучая зола, кондиционированная водой, может складироваться на рабочих площадках. Открытый складируемый материал должен поддерживаться во влажном состоянии или накрываться брезентом, пластиком или аналогичными материалами для предотвращения выброса пыли.

Характеристики

Размер и форма. Летучая зола обычно мельче, чем портландцемент и известь. Летучая зола состоит из частиц размером с ил, которые обычно имеют сферическую форму, как правило, размером от 10 до 100 микрон (рис. 1-2). Эти маленькие стеклянные шарики улучшают текучесть и удобоукладываемость свежего бетона. Тонкость помола является одним из важных свойств, влияющих на пуццолановую реакционную способность летучей золы.

Рисунок 1-2: Частицы летучей золы при 2000-кратном увеличении.

Химия. Летучая зола состоит в основном из оксидов кремния, алюминия, железа и кальция. Магний, калий, натрий, титан и сера также присутствуют в меньшей степени. При использовании в качестве минеральной добавки в бетон летучая зола классифицируется как зола класса C или класса F в зависимости от ее химического состава. Американская ассоциация государственных служащих дорожного транспорта (AASHTO) M 295 [Спецификация C 618 Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM)] определяет химический состав летучей золы класса C и класса F.

Зола класса C обычно образуется из суббитуминозных углей и состоит в основном из кальциево-алюмосульфатного стекла, а также кварца, трехкальциевого алюмината и свободной извести (CaO). Зола класса C также называется летучей золой с высоким содержанием кальция, поскольку она обычно содержит более 20% CaO.

Золы класса F обычно получают из битуминозных и антрацитовых углей и состоят в основном из алюмосиликатного стекла с добавлением кварца, муллита и магнетита. Летучая зола класса F или с низким содержанием кальция содержит менее 10 процентов СаО.

Цвет. Летучая зола может иметь цвет от желтовато-коричневого до темно-серого, в зависимости от ее химического и минерального состава. Желтовато-коричневые и светлые цвета обычно связаны с высоким содержанием извести. Коричневатый цвет обычно связан с содержанием железа. Цвет от темно-серого до черного обычно объясняется повышенным содержанием несгоревшего углерода. Цвет летучей золы обычно очень одинаков для каждой электростанции и угольного источника.

Рисунок 1-3: Типичные цвета золы

Качество летучей золы

Требования к качеству летучей золы варьируются в зависимости от предполагаемого использования. На качество летучей золы влияют характеристики топлива (уголь), совместное сжигание топлива (битуминозный и полубитуминозный уголь) и различные аспекты процессов сжигания и очистки/сбора дымовых газов. Четыре наиболее важные характеристики летучей золы для использования в бетоне: потери при прокаливании (LOI), крупность, химический состав и однородность.

LOI представляет собой измерение несгоревшего углерода (угля), оставшегося в золе, и является важной характеристикой летучей золы, особенно для бетонных применений. Высокий уровень углерода, тип угля (например, активированный), взаимодействие растворимых ионов в летучей золе и непостоянство содержания углерода могут привести к серьезным проблемам с воздухововлечением в свежем бетоне и могут неблагоприятно повлиять на долговечность бетона. AASHTO и ASTM определяют ограничения для LOI. Однако некоторые государственные транспортные департаменты будут указывать более низкий уровень для LOI. Углерод также можно удалить из летучей золы.

LOI не распространяется на некоторые виды использования летучей золы. Наполнитель в асфальте, текучий наполнитель и структурный наполнитель могут принимать летучую золу с повышенным содержанием углерода.

Крупность летучей золы наиболее тесно связана с рабочим состоянием угольных дробилок и измельчаемостью самого угля. Для летучей золы, используемой в бетонных применениях, крупность определяется как весовой процент материала, оставшегося на сите 0,044 мм (№ 325). Более грубая градация может привести к менее реактивной золе и более высокому содержанию углерода. Пределы тонкости указаны в спецификациях ASTM и государственного транспортного департамента. Летучая зола может быть обработана просеиванием или воздушной классификацией для улучшения ее тонкости и реакционной способности.

Некоторые не бетонные применения, такие как конструкционные заполнители, не зависят от крупности летучей золы. Однако другие области применения, такие как битумный наполнитель, в значительной степени зависят от крупности летучей золы и распределения ее частиц по размерам.

Химический состав летучей золы напрямую связан с химическим составом исходного угля и любых дополнительных видов топлива или добавок, используемых в процессах сжигания или дожигания. Используемая технология контроля загрязнения также может влиять на химический состав летучей золы. Электростанции сжигают большие объемы угля из разных источников. Угли можно смешивать, чтобы максимизировать эффективность генерации или улучшить экологические показатели станции. Химический состав летучей золы постоянно проверяется и оценивается для конкретных применений.

На некоторых станциях избирательно сжигают определенный уголь или модифицируют состав добавок, чтобы избежать ухудшения качества золы или придать зольной пыли желаемый химический состав и характеристики.

Однородность характеристик летучей золы от отгрузки к отгрузке необходима для обеспечения стабильного продукта. Химический состав и характеристики летучей золы обычно известны заранее, поэтому бетонные смеси разрабатываются и испытываются на работоспособность.

Рисунок 1-4: Микрофотографии золы-уноса (слева) и портландцемента (справа).