Сертификационные испытания теплоизоляционных материалов.

сертификация утеплителей

 Определение модуля кислотности (Мк) минеральной ваты по ГОСТ 4640-93 осуществляется методом «мокрой химии» В соответствии с ГОСТ 2642* -86 и представляет собой достаточно трудоемкий процесс, тогда как по методу рентгеновской спектрометрии определение химсостава минеральной ваты с последующим расчетом Мк — процедура простая и быстрая. Испытательный центр более 5 лет использует для этих целей рентгеновский энергодисперсионный спектрометр Liпk ISIS (Кембридж), установленный на растровом электронном микроскопе JSM-5300 (Япония). Расхождения в значениях Мк, полученных по ГОСТ 4640-93 и по методу рентгеновской спектрометрии, имеются, причем в последнем случае результаты ниже, однако при испытании эталонных материалов значения Мк отличались от эталонных только во втором знаке после запятой. Это дает основание считать возможным замену гостированного метода более современным. На этом же оборудовании ИЦ определяет средний диаметр волокна, беря пробу не выщипыванием пинцетом, когда тонкие волокна могут и не попадать в пробу, а отбором образца достаточного объема.

 Теплопроводность теплоизоляционных материалов и изделий главным образом определяется по методу стационарного теплового потока на образцах в виде пластины в соответствии с ГОСТ 7076-99. ИЦ использует шесть измерителей теплопроводности собственной разработки. Суммарная погрешность измерения оценивается 6 % для температуры 10 и 25 С и 8 % для 125 С. ГОСТ 7076-99 ограничивает температурный диапазон испытаний 200 С. Сложность применения метода не столько в отсутствии серийно выпускаемых приборов, сколько в отсутствии набора мер теплопроводности, особенно для температуры 50-300 С. ИЦ успешно использует как дополнительный метод определения теплопроводности по ГОСТ 30256-94, с применением цилиндрических зондов диаметром 1 мм в диапазоне температур 25-300 С для материалов теплопроводностью от 0,02 до 0,20 Вт/м*С и диаметром 3 мм для температуры 25-50 С и теплопроводностью 0,1-1,0 Вт/м*С. Зонды диаметром 1 мм могут применяться от -180 С, однако ИЦ не имеет соответствующего холодильного оборудования и за все время его деятельности заказов на низкотемпературные испытания не поступало.

 Существует сложность в измерении теплопроводности волокнистой теплоизоляции цилиндрическими зондами, но в основном для минераловатных материалов плотностью от 40 кг/м3 результаты испытаний при температуре 300 С вполне удовлетворительны, хотя имели место случаи, когда теплопроводность минераловатных цилиндров одной плотности, но разных производителей составила 0,081 и 0,143 Вт/м*С. Цилиндрические зонды успешно используются при определении теплопроводности пенопластов, теплоизоляционного бетона, перлитового песка, пенодиатомитовых кирпичей, ИКИ, теплоизоляционного слоя из ППУ стальных труб. Наличие второго метода измерений в сомнительных случаях позволяет перепроверить результаты испытаний.

 В связи с отсутствием мер теплопроводности для диапазона температур 50-300 С, а также необходимостью калибровки приборов стационарной теплопроводности с тепломерами в соответствии с ГОСТ 7076-99 перед каждой серией испытаний изготовлены образцы из ИКИ ГОСТ 24748-81 плотностью 260 кг/м3, многократно испытанные по показателю теплопроводности зондами диаметром 1 мм и при меняемые как меры теплопроводности с результатом для 25•С 0,061 Вт/м»С, для 125 С — 0,066 Вт /м*С и для 300 •С — 0,072 Вт /м*С. Суммарная погрешность измерения теплопроводности по ГОСТ 30256-94 оценивается 8 %.

сертификация утеплителей

 Определение теплопроводности влажных материалов сопряжено с труднооценимой погрешностью за счет неучтенного расхода энергии на фазовые превращения и перенос влаги в материале от горячей поверхности к более холодной. Это касается любого метода определения теплопроводности, основанного на тепловых воздействиях. В ранних редакциях ГОСТ 7076 оговаривалась возможность измерения теплопроводности материалов при влажности не выше сорбционной; ГОСТ 7076-99 так же, как и ГОСТ 30256-94, не ограничивает значение влажности испытываемого материала. Для метода стационарного теплового потока стационарный тепловой режим принципиально может быть достигнут только тогда, когда влажный материал станет сухим. Это касается и измерения теплопроводности ограждающих конструкций зданий. В соответствии с СП 23-101-2004 методика определения расчетных значений теплопроводности в условиях эксплуатации А, Б основана на экспериментальном определении этого показателя по ГОСТ 7076-99 при значениях влажности. По нашему предположению, скорость сушки испытываемого образца материала под воздействием перепада температуры на термостатированных гранях образца может быть незначительной при создании минимального перепада температуры и проведении испытаний при минимально допустимом ее значении. При этом за момент наступления стационарного теплового режима принимают начало роста перепада температуры, соответствующее началу сушки образца. Как правило, стабильность теплового потока наблюдается в промежутке времени до и после начала сушки образца, что дает возможность регистрации перепада температуры и плотностей теплового потока. Для материалов из стекловолокна плотностью 10-20 кг 1м3 испытания проводили при температуре лицевых граней образца 12 и 0 С, 12 и 10 С. Образцы увлажняли точно до 2 и 5 %, укладывали в полиэтиленовые пакеты и выдерживали до испытаний при температуре, равной средней температуре испытания. Калибровка измерителей теплопроводности осуществлялась по эталону, также уложенному в полиэтиленовый пакет. Масса образцов до и после испытаний практически не менялась, выпадение конденсата на холодной грани образцов не наблюдалось. При большом объеме испытания осуществлялись одновременно на четырех измерителях теплопроводности. Размеры образцов составляли 200 х 200 х 30 мм, что давало основание считать увлажнение материалов равномерным по их толщине.

 Имеется постоянный спрос на определение предельной температуры применения изделий из стекловолокна и минеральной ваты. В стандартах на теплоизоляционные материалы в вводной части обязательно указывается температурный диапазон применения. Стандартизованной методики определения данного показателя нет, ранее это давалось в ГОСТ 4046, методика сохранилась в ряде ТУ на изделия из БСТВ.

 ОАО «Теплопроект» более 30 лет успешно ведет испытания по показателю предельной температуры применения волокнистой изоляции, называя его «температуроустойчивостью», чтобы подчеркнуть неполное соответствие показателю предельной температуры. В процессе эксплуатации тепловая изоляция подвергается вибрационным воздействиям, теплосменам, климатическому воздействию и, наконец, длительному температурному воздействию, совершенно несравнимому с временем испытания. В некоторой мере это учитывается введением понижающего на 10 % коэффициента, но достоверно оценить величину предельной температуры таким простым способом нереально. С данным показателем плотно увязан срок службы изоляции, долговечность. Проблема существует давно, потребителям крайне важно знать время жизни изоляции, периодичность ее ремонта, замены. Необходимо проведение стендовых, полигонных испытаний промышленной изоляции с одновременным отбором проб ранее смонтированной.

 В последние годы в ОАО «Теплопроект» поступил ряд заказов по определению содержания пыли в теплоизоляционных изделиях из стекловолокна. Предприняты первые попытки оценить величину этого показателя. Методика определения заключалась в промывке пробы известной массы в дистиллированной воде. Полученный осадок сливался на фильтровальную бумагу, сушился, просеивался через сито с размером ячейки в свету 10 мкм и взвешивался. Содержание частиц размером менее 10 мкм составило для стекловолокна 0,06 % по массе, для минеральной ваты — 0,03 %. Показатель является важным в плане охраны труда. Методика испытаний должна быть разработана и утверждена, допустимое содержание пылевидных частиц в изделии должно быть нормировано.

 Для повышения достоверности испытаний и большей представительности образцов страны Евросоюза существенно увеличили их размеры при определении ряда показателей. Так, водопоглощение определяют на образцах размерами 200 х 200 мм в отличие от наших 100 х 100 мм, прочность при 10 %-ой деформации — на образцах 300 х 300 мм, образцы для определения предела прочности на разрыв также имеют существенно большие размеры по сравнению с приведенными в ГОСТ 17177-99. Теплопроводность испытывают на образцах 600 х 600 мм, что дает возможность использовать образцы толщиной до 140 мм. Это особенно важно при испытании прошивных матов, вертикально-слоистых, с гофрированной структурой. Было бы полезным также увеличить размеры образцов при определении сжимаемости и упругости, сорбционного увлажнения.

 Ранее созданная система стандартов в достаточной мере отвечает запросам производителей и потребителей теплоизоляционной продукции, является хорошим ориентиром при разработке ТУ, достаточна для проведения сертификационных испытаний, разработки ТС на новую и импортную продукцию. Тем не менее, в свете изложенного выше необходимо ее совершенствование с учетом отечественного и зарубежного опыта, приведение в соответствие последним достижениям науки и техники, просто обновление стандартов возрастом более 10 лет.