ГОСТ Р 53295-2009 Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности (с Изменением N 1)

5.2.1 Оборудование включает в себя:

- установку для огневых испытаний малогабаритных образцов стержневых конструкций;

- приспособления для установки образца;

- систему измерения и регистрации параметров, включая оборудование для проведения кино-, фото- или видеосъемок.

5.2.2 Основные размеры и схемы установки приведены на рисунке А.1 (приложение А).

5.2.3 Требования к системе подачи и сжигания топлива, системам измерения и регистрации параметров, температурному режиму в установке - по ГОСТ 30247.0.

5.3.1 Для проведения испытаний изготавливаются два одинаковых образца.

5.3.2 В качестве образцов, на которые наносится (монтируется) средство огнезащиты, должны использоваться стальные колонны двутаврового сечения профиля N 20 по ГОСТ 8239 или профиля N 20Б1 по ГОСТ 26020. Высота образца (1700±10) мм. Приведенная толщина металла стальной колонны определяется непосредственно перед каждым испытанием.

5.3.3 Средство огнезащиты наносится (монтируется) на образцы в соответствии с технической документацией (зачистка поверхности стальных образцов, тип грунтовки, количество и толщина наносимого слоя и т.д.) в присутствии специалистов, проводящих испытания.

Примечание - Перед нанесением средства огнезащиты должна быть проведена его идентификация. Экспериментальная идентификация средства огнезащиты (огнезащитного состава) проводится с помощью аппаратуры термического анализа в соответствии с ГОСТ Р 53293.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.3.4 Влажность средства огнезащиты должна быть динамически уравновешенной с окружающей средой с относительной влажностью (60±15)% при температуре (20±10) °С.

5.4.1 Условия проведения испытаний - по ГОСТ 30247.0.

5.4.2 Подготовка к проведению испытаний включает в себя расстановку термоэлектрических преобразователей (термопар) в печи и на образце, проверку и отладку систем подачи и сжигания топлива, приборов, установку опытного образца в печи.

5.4.3 Перед испытаниями проводятся контрольные измерения фактической толщины нанесенного на образцы средства огнезащиты (для огнезащитных составов, штукатурок и пр.). Измерение толщины покрытия проводится не менее чем в десяти точках по периметру обогреваемой поверхности двутавра, с шагом не более 500 мм по высоте образца. За результат принимается среднее арифметическое значение результатов всех измерений. При этом среднее квадратическое отклонение должно составлять не более 20% от результата измерений. Оценка и пример вычисления среднего квадратического отклонения результата измерений даны в приложении Д.

Погрешность измерения не должна превышать ±0,02Т, где Т - измеряемая толщина покрытия, мм.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.4.4 Температура металла опытного образца измеряется с помощью термоэлектрических преобразователей (термопар) (класс допуска 2 по ГОСТ 6616), изготовленных из провода диаметром не более 0,75 мм. Термопары на образце устанавливаются методом зачеканивания в количестве трех штук: в среднем сечении образца на стенку двутавра и на внутренние поверхности полок двутавра. Схема расстановки термопар представлена на рисунке А.2 (приложение А).

5.4.5 Температура металла испытываемого образца определяется как среднее арифметическое значение показаний термопар, расположенных в установленных местах.

5.4.6 В процессе проведения испытаний регистрируются следующие показатели:

- время наступления предельного состояния образца;

- изменение температуры в печи согласно ГОСТ 30247.0;

- поведение средства огнезащиты (вспучивание, обугливание, отслоение, появление трещин, выделение дыма, продуктов горения и т.д.);

- изменение температуры металла опытного образца.

5.4.7 Испытания проводятся без статической нагрузки, при четырехстороннем тепловом воздействии до наступления предельного состояния опытного образца.

5.4.8 За предельное состояние принимается достижение металлом опытного образца критической температуры, равной 500 °С (среднее значение по показаниям трех термопар).

5.5.1 За результат испытания одного образца принимается время (в минутах) наступления предельного состояния этого образца.

5.5.2 Огнезащитная эффективность средства огнезащиты для стальных конструкций определяется как среднее арифметическое значение результатов испытаний двух образцов. При этом максимальные и минимальные значения результатов испытаний образцов не должны отличаться друг от друга более чем на 20% (от большего значения). Если значения результатов испытаний отличаются друг от друга более чем на 20%, должно быть проведено дополнительное испытание, а огнезащитную эффективность следует определять как среднее арифметическое двух меньших значений.

Примечание - При определении огнезащитной эффективности средства огнезащиты не учитываются результаты испытаний образцов стальных колонн, проводимых по расширенной программе по 4.11, с формой сечения, отличной от указанной в 5.3.2. В этом случае допускается испытывать по одному образцу колонны для каждого значения приведенной толщины металла, а в отчете по испытаниям следует указывать время достижения критической температуры опытного образца.

При определении огнезащитной эффективности средства огнезащиты на добровольной основе могут быть проведены следующие дополнительные испытания:

- огневое испытание образца стальной колонны или горизонтальной балки, с учетом приложения к ним статической нагрузки, в соответствии с методами, изложенными в приложениях Б и В;

- огневое испытание образца стальной колонны с тонкослойным вспучивающимся огнезащитным покрытием (краской) при температурном режиме медленно развивающегося (тлеющего) пожара, в соответствии с методом, изложенным в приложении Г.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.5.3 Огнезащитная эффективность средств огнезащиты в зависимости от наступления предельного состояния подразделяется на 7 групп:

- 1-я группа - не менее 150 мин;

- 2-я группа - не менее 120 мин;

- 3-я группа - не менее 90 мин;

- 4-я группа - не менее 60 мин;

- 5-я группа - не менее 45 мин;

- 6-я группа - не менее 30 мин;

- 7-я группа - не менее 15 мин.

При определении группы огнезащитной эффективности средств огнезащиты результаты испытаний с показателями менее 15 мин не рассматриваются.

6.1.1 Контрольный метод испытаний средств огнезащиты используется при проверке их огнезащитной эффективности в процессе производства этих средств, а также в рамках проведения инспекционного контроля в период действия сертификата соответствия при их поставках крупными партиями (из расчета требуемой массы средства огнезащиты на 1000 м поверхности металлоконструкции и более).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.1.2 Сущность метода заключается в тепловом воздействии на опытный образец и определении времени от начала теплового воздействия до наступления предельного состояния опытного образца.

6.2.1 Для проведения испытаний изготавливается один образец.

6.2.2 В качестве образца используется стальная пластина размером 600х600х5 мм с нанесенным на нее средством огнезащиты. Допустимые отклонения по ширине и длине стальной пластины не должны превышать ±5 мм, а по толщине ±0,5 мм.

6.2.3 Необогреваемая поверхность опытного образца должна иметь теплоизоляцию из материала с термическим сопротивлением не менее 1,9 м·°С/Вт и толщиной не менее 100 мм.

6.2.4 Состав, толщина, технология нанесения средств огнезащиты (механизированный способ нанесения или вручную), качество стальной поверхности, на которую наносится покрытие (неокрашенная очищенная поверхность или поверхность, загрунтованная лакокрасочными покрытиями), должны быть идентичными составу, толщине и технологии нанесения, применявшимся при испытаниях по оценке огнезащитной эффективности средств огнезащиты для стальных конструкций.

6.3.1 Условия проведения испытаний - по ГОСТ 30247.0.

6.3.2 Испытания проводятся на установке для теплофизических исследований и испытаний малогабаритных фрагментов плоских конструкций и отдельных узлов их стыковых сопряжений и закреплений. Основные размеры и схема установки приведены на рисунке А.З (приложение А).

6.3.3 Требования к испытательному оборудованию и средствам измерений, температурный режим - по ГОСТ 30247.0.

6.3.4 Температура на поверхности образца измеряется с помощью термопар (класс допуска 2 по ГОСТ 6616), изготовленных из провода диаметром не более 0,75 мм, которые устанавливаются методом зачеканивания на необогреваемую поверхность образца в количестве трех штук. Одна из термопар устанавливается в центре образца, а две другие - по диагонали на расстоянии (200±5) мм от центра.

6.3.5 Температура металла испытываемого образца рассчитывается как среднее арифметическое значение показаний термопар, расположенных в установленных местах.

6.3.6 В процессе проведения испытаний регистрируются следующие показатели:

- время наступления предельного состояния;

- изменение температуры в печи;

- поведение средства огнезащиты (вспучивание, обугливание, отслоение, выделение дыма, продуктов горения и т.д.);

- изменение температуры на необогреваемой поверхности опытного образца.

6.3.7 Испытания проводятся до наступления предельного состояния опытного образца.

6.3.8 За предельное состояние принимается достижение металлом опытного образца критической температуры, равной 500 °С (среднее значение по показаниям трех термопар).

6.4.1 За результат принимается время достижения образцом предельного состояния.

6.4.2 Результаты последующих испытаний не должны отличаться от результатов испытаний контрольного образца более чем на 20% в сторону уменьшения времени достижения предельного состояния.

6.5.1 Результаты испытаний оформляются в виде протокола, который является приложением к отчету об испытаниях по оценке огнезащитной эффективности средства огнезащиты для стальных конструкций.

6.5.2 Протокол должен содержать:

- наименование организации, проводившей испытания;

- наименование организации-заказчика;

- наименование средства огнезащиты, сведения об изготовителе, товарный знак и маркировку средства огнезащиты с указанием технической документации;

- дату изготовления средства огнезащиты;

- способ нанесения и толщину слоя огнезащиты;

- дату проведения испытаний;

- наименование нормативного документа на методы проведения испытаний;

- визуальные наблюдения при испытании;

- эскизы и описание испытанных образцов, данные о контрольных измерениях состояния образцов, об эксплуатационных свойствах покрытий и перечень допущенных при изготовлении образца отклонений от требований технических документов на конструкцию;

- контролируемые параметры, результаты их обработки и оценки;

- заключение о группе огнезащитной эффективности средства огнезащиты;

- срок действия протокола.

Б.3.1 Для проведения испытаний с приложением нагрузки изготавливается один образец колонны.     

Б.3.2 В качестве образца, на который наносится (монтируется) средство огнезащиты, используется стальная колонна с формой профиля в соответствии с 5.3.2 настоящего стандарта и высотой (3000±10) мм. Приведенная толщина металла стальной колонны определяется непосредственно перед каждым испытанием.

Образец колонны должен быть оснащен опорными пластинами толщиной (10±1) мм для установки в нагружающее устройство с жестким защемлением образца с одной стороны и шарниром с другой стороны.

Колонна должна быть выполнена из конструкционной стали С255 по ГОСТ 27772.

Б.3.3 Нанесение (монтаж) средства огнезащиты производится до установки образца в нагружающее устройство в соответствии с 5.3.3, 5.3.4 настоящего стандарта.

Б.4.1 Подготовка и проведение испытаний - в соответствии с 5.4 настоящего стандарта (за исключением 5.4.7, 5.4.8).     

Б.4.2 В процессе проведения испытаний регистрируется деформация опытного образца.     

Б.4.3 Испытания образца проводятся с приложением статической нагрузки при четырехстороннем тепловом воздействии. Величина нагрузки должна быть равной (30,0±1,5) т. Испытание нагруженного опытного образца проводится при условии вертикального сжатия с шарнирным опиранием с одной стороны и жестким защемлением с другой стороны колонны. Испытания проводятся до наступления предельного состояния опытного образца.

Б.4.4 За предельное состояние образца принимается достижение предельно допустимой вертикальной деформации, определяемой по ГОСТ 30247.1.     

Б.5.1 За результат испытания принимается время (в минутах) от начала теплового воздействия до наступления предельного состояния образца.     

Б.5.2 По результату испытаний нагруженного опытного образца колонны посредством огнезащиты проводится сравнительный анализ с результатами испытаний колонны без нагрузки, проведенных по разделу 5 настоящего стандарта.

Если значение результата испытания нагруженного опытного образца отличается от среднего арифметического значения результатов испытаний опытных образцов, испытанных без нагрузки, более чем на 20% в меньшую сторону, то среднее арифметическое значение результатов испытаний двух образцов колонн без нагрузки принимается равным результату испытания под нагрузкой.

В.3.1 Для проведения испытаний изготавливаются два одинаковых образца балки: один для испытаний под нагрузкой, другой для испытаний без нагрузки.     

В.3.2 В качестве образца, на который наносится (монтируется) средство огнезащиты, используется стальная балка с формой профиля в соответствии с 5.3.2 настоящего стандарта и длиной (3200±10) мм. Приведенная толщина металла стальной балки определяется непосредственно перед каждым испытанием.

Образец балки для испытаний под нагрузкой должен быть оснащен опорными устройствами (упорами) для ее установки в нагружающее устройство, обеспечивающими шарнирно-подвижное и шарнирно-неподвижное опирание балки по концам, а также ее устойчивость.

Балка должна быть выполнена из конструкционной стали С255 по ГОСТ 27772.     

В.3.3 Нанесение (монтаж) средства огнезащиты производится до установки образца в нагружающее устройство в соответствии с 5.3.3, 5.3.4 настоящего стандарта.     

В.4.1 Подготовка и проведение испытаний - в соответствии с 5.4 настоящего стандарта (за исключением 5.4.7, 5.4.8).

В.4.2 В процессе проведения испытаний регистрируется деформация опытного образца.     

В.4.3 Испытания образца проводятся при трехстороннем тепловом воздействии с приложением статической нагрузки по двухточечной схеме в каждой трети длины пролета. Длина пролета должна составлять (3000±10) мм. Величина нагрузки должна быть равной (7,00±0,35) т. Испытания проводятся до наступления предельного состояния опытного образца.     

В.4.4 За предельное состояние образца принимается достижение предельно допустимой деформации для балок, определяемой по ГОСТ 30247.1.     

В.5.1 За результат испытания принимается время (в минутах) от начала теплового воздействия до наступления предельного состояния образца.     

В.5.2 По результату испытаний нагруженного опытного образца балки со средством огнезащиты проводится сравнительный анализ с результатами испытаний балки без нагрузки, проведенных по разделу 4 настоящего стандарта.

Если значение результата испытания нагруженного опытного образца балки отличается от результата испытания образца, испытанного без нагрузки, более чем на 20% в меньшую сторону, то среднее арифметическое значение результатов испытаний двух образцов колонн, проведенных по разделу 5 настоящего стандарта, уменьшается пропорционально на величину, равную разнице результатов испытаний балок под нагрузкой и без нагрузки.

Г.2.1 Стендовое оборудование - согласно 5.2 настоящего стандарта.

Г.2.2 Для проведения испытаний изготавливается один образец стальной колонны в соответствии с 5.3 настоящего стандарта.

Г.2.3 Подготовка и проведение испытаний стальных колонн с огнезащитными красками при температурном режиме тлеющего пожара идентичны методу, изложенному в 5.4 настоящего стандарта, за исключением температурного режима, воздействующего на конструкцию.

Температурная кривая тлеющего пожара характеризуется следующей зависимостью:

при 021;                                       (Г.1)

     
при 21;                                (Г.2)

где - температура в печи, соответствующая времени , °С;

- время, исчисляемое от начала испытания, мин.

Температура в печи до начала теплового воздействия должна быть (20±10) °С.     

Г.2.4 Допустимое процентное отклонение средней измеренной температуры в печи от значения , вычисленного по формулам (Г.1), (Г.2), определяется в процентах при условии:

1. а) 15% для 5 мин10 мин;

2. б) % для 10 мин30 мин;

3. в) % для 30 мин40 мин

   следующим образом

   ,                                               (Г.3)

   
   где - площадь диаграммы, ограниченная фактической кривой температура - время в камере сгорания;

   - площадь диаграммы, ограниченная установленной кривой температура - время;

   - время, мин.

Все участки диаграмм измеряются одинаковым способом, а именно путем суммирования участков с промежутком не более 1 мин, причем суммирование начинается с 0.

После первых 10 мин испытания температура, зарегистрированная любым термоэлектрическим элементом испытательной печи, не должна отклоняться от соответствующей температуры заданного графика зависимости температуры от времени более чем на 100 °С.

Для опытных образцов, обладающих высокой горючестью, отклонение более чем на 100 °С от установленного графика зависимости температуры от времени допустимо лишь на промежуток времени, не превышающий 10 мин, при условии, что такого рода отклонение объясняется внезапным воспламенением значительного количества горючих материалов, которые повышают общую температуру в камере сгорания.

Г.2.5 Продолжительность огневого воздействия при испытаниях должна составлять 40 мин.     

     
А - температура, °С; В - время, мин; 1 - стандартная температурная кривая; 2 - кривая тлеющего пожара; 3 - средняя температура на образце при воздействии по стандартной температурной кривой; 4 - средняя температура на образце при воздействии по кривой тлеющего пожара

     
Рисунок Г.1 - Графическое отображение результатов испытаний колонн, проведенных по стандартной кривой и кривой тлеющего пожара