SBI vs Calorímetro Cone: Qual sistema de teste de incêndio você precisa?

SBI vs Calorímetro Cone: A resposta curta

Escolhendo entre um SBI vs calorímetro de cone a compra se resume a uma pergunta: você está classificando produtos para o mercado, ou caracterizando materiais para desenvolvimento? O calorímetro de cone funciona em escala de bancada em um 100 milímetros × 100 mm e é o instrumento de escolha para trabalhos de formulação, triagem e pesquisa. O aparelho SBI funciona em escala intermediária em um 1.5 m montagem de canto e é o instrumento que separa a Euroclass A2, B, C e D. Se o seu laboratório emitir classificações nas quais um organismo notificado ou um cliente se baseará, você precisa do aparelho SBI. Se o seu laboratório decidir qual formulação seguir, o calorímetro de cone é mais rápido e barato por resposta.

Muitos laboratórios estabelecidos de reação ao fogo eventualmente executam ambos, porque os dois respondem perguntas que o outro não consegue. O que se segue é onde eles realmente diferem, e onde a escolha não é realmente uma escolha.

A principal diferença em uma escolha de calorímetro SBI vs Cone

Em qualquer comparação entre SBI e calorímetro de cone, vale lembrar que ambos são calorímetros de consumo de oxigênio. Esse pedigree compartilhado esconde uma divergência fundamental no que são solicitados a fazer.

Escala de bancada vs escala intermediária

O calorímetro cônico expõe uma amostra plana de aproximadamente 100 mm quadrado para um fluxo de calor radiante controlado, normalmente entre 0 e 75 kW/m², e acende com uma faísca. Porque a amostra é pequena e o campo radiante é uniforme, o instrumento produz dados altamente repetíveis sob condições rigorosamente controladas. É um instrumento de materiais.

O aparelho SBI monta duas amostras a 90° para formar um canto, posiciona um 30.7 queimador de caixa de areia de propano kW ao pé daquele canto, e queima por 20 minutos. A geometria do canto é o ponto inteiro: uma amostra plana irradia calor para longe de si mesma, enquanto um canto retém o calor, fazendo com que a chama e o gás quente subam mais rápido. Um produto que parece plano e inofensivo pode se comportar de maneira muito diferente em um canto – e salas reais têm cantos.

O preço desse realismo é a variação. O teste SBI envolve uma grande montagem, um suporte de amostra construído pelo operador e uma queima de 20 minutos, tudo isso introduz dispersão que o método em escala de bancada evita. O padrão aborda isso diretamente: dados de precisão de exercícios round-robin multilaboratoriais são publicados nos anexos do método precisamente porque os usuários precisam saber quanta dispersão esperar.

Por que a calorimetria do consumo de oxigênio é comum a ambos

Ambos os instrumentos determinam a liberação de calor medindo quanto oxigênio o fluxo de exaustão perde, porque a energia liberada por unidade de massa de oxigênio consumida é aproximadamente constante em todos os combustíveis orgânicos - convencionalmente considerada como 13.1 × 10³ kJ por quilograma de oxigênio. É por isso que ambos os sistemas dependem tanto de um trem estável de análise de gases, e por que um fluxo de exaustão instável danifica os resultados em qualquer um dos instrumentos. A diferença é que no calorímetro de cone o fluxo é pequeno e rigorosamente controlado, enquanto no aparelho SBI é um grande sistema de extração industrial que deve conter 0,50–0,65 m³/s.

SBI vs Calorímetro Cone: Lado a lado

O que cada instrumento mede

Saídas do Calorímetro Cone

O calorímetro cônico relata propriedades contínuas do material em vez de aprovação ou reprovação: taxa máxima de liberação de calor, tempo para ignição em um determinado fluxo, calor total liberado, taxa de perda de massa, calor efetivo de combustão, e produção de fumaça e gás. Porque o fluxo radiante imposto é controlado, o mesmo material pode ser comparado entre fluxos — que é exatamente o que as equipes de desenvolvimento precisam quando querem saber como uma formulação se comporta à medida que a exposição ao fogo se intensifica.

Quando um calorímetro cônico é acoplado a um Analisador de gás FTIR, também produz dados específicos de espécies sobre produtos de combustão. Os próprios requisitos do instrumento são rigorosos no lado do gás: o analisador de oxigênio deve ser do tipo paramagnético, com desvio e ruído dentro de limites rígidos, e o atraso de transporte do sistema de amostragem é restringido para que o eixo do tempo permaneça significativo. Nosso guia para ISO 5660 taxa de liberação de calor do calorímetro de cone cobre o método em detalhes.

Saídas do aparelho SBI

O aparelho SBI relata quantidades de classificação. FIGRA mede a rapidez com que a liberação de calor cresce em relação ao tempo decorrido; THR_600é mede quanto calor o produto contribui nos primeiros dez minutos; SMOGRA e TSP_600é faça o mesmo com a fumaça; a propagação lateral da chama e as observações das gotículas são registradas visualmente. Estas não são propriedades materiais – são os números que um padrão de classificação compara com limites fixos.

Essa é a assimetria crucial. Os dados do calorímetro de cone informam uma decisão que você toma. Os dados do SBI determinam um rótulo do qual seu cliente depende. Para saber como essas etiquetas são montadas, veja nosso guia para EM 13501-1 Classificação Euroclasse.

SBI vs Calorímetro Cone: Onde cada um tem peso regulatório

Para produtos de construção colocados no mercado europeu, a divisão é gritante. Se um produto se enquadrar na Euroclass A2, B, C ou D e é essencialmente plano – painéis de parede, placas de isolamento, revestimento, sistemas de teto, painéis compostos — o teste SBI não é opcional. A aula não pode ser emitida sem ela, e o Marcação CE processo depende da classificação. Não há substituto, e nenhum atalho em escala de bancada.

O papel regulador do calorímetro cônico é mais restrito, mas real. Os esquemas ferroviários e marítimos utilizam dados de liberação de calor em escala de bancada como parte de suas estruturas de conformidade, e aplicativos de cabo têm seus próprios programas. Nesses contextos, o calorímetro de cone não é um luxo de pesquisa, mas um instrumento específico.

Quando você precisa de um aparelho SBI

Quatro situações tornam o aparelho SBI a compra certa.

• Você emite classificações Euroclass. Teste de conformidade, O suporte à marcação CE ou certificação de terceiros para produtos de construção vendidos na Europa exige este instrumento.
• Você é um organismo notificado ou um laboratório de reação ao fogo credenciado. O escopo em si exige o método.
• Você é um fabricante que executa controle de qualidade interno com base em uma classificação certificada. Um aparelho SBI permite verificar a produção em relação à configuração classificada sem enviar cada lote, desde que seus resultados estejam de acordo com o laboratório certificador.
• O comportamento do seu produto é sensível à geometria. Produtos cujo desempenho depende de juntas, camadas de superfície ou comportamento de montagem precisam da configuração de canto para mostrá-lo.

Quando um calorímetro cônico é a escolha certa

O calorímetro de cone vence em três circunstâncias diferentes.

• Trabalho de formulação e desenvolvimento. Você precisa comparar candidatos de forma rápida e barata, em fluxo controlado, com dados repetíveis. Construir um assembly SBI para cada variante não é viável.
• Triagem antes de testes caros. Um resultado em escala de bancada informa se uma formulação vale o custo de uma campanha completa em escala intermediária, e sinaliza candidatos que não cumprirão os limites iniciais de liberação de calor.
• Caracterização fundamental do material. Comportamento de ignição, curvas de liberação de calor e rendimentos de gás sob fluxo imposto são propriedades de materiais que nenhum teste de classificação relata.

Executando ambos em um laboratório

Onde ambos os instrumentos estão presentes, surgem três decisões práticas: se deve compartilhar análise de gás, como agendá-los, e como manter os dois fluxos de dados comparáveis.

Compartilhar hardware de análise de gás entre um calorímetro de cone e um sistema de dutos SBI é tecnicamente possível e economiza espaço e custo de capital, mas introduz uma dependência: um analisador servindo dois instrumentos significa manutenção, calibração e tempo de inatividade são compartilhados. Os laboratórios que necessitam de tempo de atividade independente muitas vezes mantêm os analisadores separados e compartilham apenas os padrões de referência e o conjunto de calibração.

O agendamento é mais fácil de gerenciar do que parece, porque os perfis de rendimento diferem. As execuções do calorímetro de cone são curtas e numerosas; As execuções do SBI são longas, alguns, e dominado pela preparação e condicionamento da amostra. Um laboratório normalmente pode executar o trabalho de desenvolvimento em paralelo com campanhas de classificação sem conflitos.

A questão da comparabilidade é aquela que surpreende as pessoas. Porque ambos os instrumentos medem a liberação de calor pelo consumo de oxigênio, os engenheiros às vezes tratam seus resultados como intercambiáveis. Eles não são. Um calorímetro de cone relata o pico de liberação de calor sob um fluxo imposto; o aparelho SBI relata um índice derivado de uma exposição de canto em escala intermediária. Os números não são convertidos um no outro, e uma especificação que pede “dados de taxa de liberação de calor” deve indicar qual instrumento e qual método se destina.

SBI vs Calorímetro Cone: Custo e infraestrutura

O custo de capital é apenas parte de uma comparação entre SBI e calorímetro de cone. O aparelho SBI exige uma sala de teste, extração industrial, um 315 duto mm, uma carga de trabalho de construção de amostra maior e um ciclo de teste mais longo. Seus consumíveis vão para peças da linha de amostragem, gases de calibração e n-heptano. Suas calibrações também estão mais envolvidas: a calibração em etapas deve manter a taxa de liberação de calor medida e fornecida continuamente dentro 100 ± 5%, e os alvos de verificação de n-heptano 4,456 ± 222.8 MJ/kg.

A infraestrutura do calorímetro cônico é menor e seus consumíveis mais baratos por corrida, mas um instrumento totalmente especificado precisa de medidores de fluxo de calor de referência com calibração periódica, que é um custo recorrente que é fácil de perder na fase orçamentária. O conjunto completo de parâmetros esperados dos instrumentos de teste de incêndio está listado em nosso parâmetros de teste de fogo página.

Perguntas frequentes

Um calorímetro de cone pode substituir o teste SBI para classificação Euroclass?

Não. Euroclasse A2, B, C e D para produtos de construção essencialmente planos são separados por FIGRA e THR_600é valores produzidos apenas pela EN 13823 Teste SBI. O calorímetro de cone funciona em escala de bancada em um 100 amostra de mm sob fluxo radiante imposto e relata propriedades do material, não quantidades de classificação. Não há rota dos dados do calorímetro de cone para um rótulo Euroclass.

Qual é a principal diferença entre o teste SBI e o calorímetro de cone?

Escala e propósito. O calorímetro de cone testa uma pequena amostra plana com fluxo radiante controlado para caracterizar um material; o aparelho SBI testa um 1.5 m montagem de canto com um 30.7 queimador kW para classificar um produto. Ambos usam calorimetria de consumo de oxigênio, mas um informa as decisões de desenvolvimento e o outro produz um rótulo regulatório.

Em testes de calorímetro SBI vs cone, o que é melhor para o desenvolvimento?

O calorímetro de cone, por uma ampla margem. Seus pequenos exemplares condicionam-se rapidamente, suas corridas são curtas, seu fluxo imposto é controlado e sua repetibilidade é alta. Essa combinação permite que uma equipe de desenvolvimento compare muitas formulações no tempo que levaria para construir e executar uma única campanha de escala intermediária, e identifica candidatos que não sobreviverão aos limites de classificação.

Os dois instrumentos fornecem números de liberação de calor comparáveis?

Não, e tratá-los como intercambiáveis ​​é um erro comum. O calorímetro de cone relata a taxa máxima de liberação de calor sob um fluxo radiante imposto. O aparelho SBI relata FIGRA, um índice derivado da divisão da liberação de calor pelo tempo decorrido durante uma exposição de canto em escala intermediária. As condições de exposição e as próprias quantidades diferem, então as saídas não são convertidas umas nas outras.

Um sistema de análise de gás pode servir ambos os instrumentos??

Tecnicamente sim, e economiza espaço e custo de capital. A compensação é o tempo de inatividade compartilhado: um analisador servindo dois instrumentos significa que a manutenção e a calibração interrompem ambos. Laboratórios que necessitam de tempo de atividade independente geralmente mantêm analisadores separados e compartilham apenas padrões de referência e o conjunto de calibração.

De que infraestrutura um aparelho SBI precisa que um calorímetro cônico não precisa??

Uma sala de testes de aproximadamente 2.4 × 3.0 × 3.0 eu, um sistema de extração industrial com capacidade de 0,50–0,65 m³/s, e um duto de 315 mm de diâmetro interno com uma seção de medição. O calorímetro cônico precisa apenas de uma área de bancada com extração local e um pequeno duto. O teste SBI também precisa de mais espaço para preparação de amostras, já que as montagens podem levar horas para serem construídas.

Quanto tempo leva cada teste?

A corrida do calorímetro de cone é curta, normalmente minutos, com rápido condicionamento de amostras entre execuções. Um teste SBI envolve pelo menos 72 horas de condicionamento para massa constante, horas de trabalho de montagem para amostras multicamadas, e uma queima registrada de 21 minutos com o queimador principal aceso em 300 segundos. O tempo total de laboratório por amostra SBI é, portanto, dominado pela preparação, não pela queimadura em si.

Escolhendo entre SBI e calorímetro de cone: Uma sequência

1. Estabeleça se você precisa emitir classificações Euroclass. Se sim, o aparato SBI é obrigatório e a decisão termina aí.
2. Se não, estabeleça se o seu trabalho requer a caracterização de materiais sob fluxo radiante controlado, que aponta para o calorímetro de cone.
3. Verifique se algum esquema do setor que você atende – ferroviário, marinho, cabo - especifica dados de liberação de calor em escala de bancada.
4. Avalie o rendimento honestamente, incluindo condicionamento da amostra e tempo de montagem, não apenas a duração da execução.
5. Custo da infraestrutura, não apenas o instrumento: sala de teste, extração, canalização, padrões de referência e consumíveis.
6. Se ambos forem necessários, decidir se eles compartilharão hardware de análise de gás ou funcionarão de forma independente, e planeje a capacidade de calibração adequadamente.

Se a decisão ainda estiver em aberto, ou se você estiver equipando um novo laboratório de reação ao fogo, a equipe técnica pode revisar o escopo pretendido em relação a ambos os instrumentos - alcançá-los através do página de contato. O hardware em si é descrito em nosso aparelho de teste SBI de item único em chamas e calorímetro de cone páginas. Leitura relacionada: o Guia de conformidade do aparelho SBI e como PT 13823 classificação de formas de dados.

Referências

1. NEN — NEN-EN 13823:2020+A1:2022 em, edição atual, 101 páginas, publicado 1 Agosto 2022. nen.nl
2. Conhecimento BSI - Testes de reação ao fogo para produtos de construção: produtos de construção, excluindo pavimentos expostos ao ataque térmico por um único item em chamas. conhecimento.bsigroup.com
3. ASTM- Método de teste padrão E1354 para taxas de liberação de calor e fumaça visível usando um calorímetro de consumo de oxigênio. store.astm.org
4. ASTM- E1354 página de visão geral padrão. store.astm.org
5. NEN — NEN-EN 13501-1:2019 em, classificação ao fogo de produtos de construção e elementos de construção. nen.nl
6. Padrões NSAI - É. EM 13823:2020, substituído por É. EM 13823:2020+A1:2022. shop.standards.ie
7. Comissão Europeia — Marcação CE para fabricantes ao abrigo do Regulamento de Produtos de Construção. ec.europa.eu
8. Institutos de Pesquisa RISE da Suécia – segurança contra incêndio e pesquisa de reação ao fogo. subir.se
9. Grupo BRE – testes de incêndio, certificação e pesquisa. bre.co.uk

Sobre este guia

Preparado pela equipe de conteúdo técnico da Shenyang Baoruitong Automation Equipment (BRT), um fabricante de reação ao fogo e equipamento de teste de resistência ao fogo. Dimensões da amostra, saída do queimador, exhaust flow and calibration targets quoted for the SBI apparatus come from EN 13823 and its annexes; the oxygen consumption constant and the radiant flux range quoted for the cone calorimeter come from ISO 5660-1 and ASTM E1354. Where a figure describes laboratory practice rather than a standard limit, it is presented as such.