DIN 54837-2007 Testing of materials small components and component sections for rail vehicles - Determination of burning behaviour using a gas burner《铁路车辆用材料、小型部件和组合部件的测试 用燃气燃烧器测定燃.pdf

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1、Dezember 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Fahrweg und Schienenfahrzeuge (FSF) im DINPreisgruppe 10DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 13.220.40; 45.040!$I=M“1382

2、642www.din.deDDIN 54837Prfung von Werkstoffen, Kleinteilen und Bauteilabschnitten frSchienenfahrzeuge Bestimmung des Brennverhaltens mit einem GasbrennerTesting of materials, small components and component sections for rail vehicles Determination of burning behaviour using a gas burnerExamen des mat

3、riaux, petites pices et sections des composants pour vhiculesferroviaires Dtermination du comportement au feu avec brleurAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 16 SeitenDIN 54837:2007-12 2 Vorwort Diese Norm wurde vom NA 087-04-12 AA erarbeitet. Die E

4、rstellung dieser Norm war im Rahmen der Erarbeitung von DIN 5510-2 notwendig geworden. Die Definition des Brenners mit Breitschlitzaufsatz aus der zurckgezogenen E DIN 50051-2:1991-01 wurde in diese Norm aufgenommen. Einleitung Das in dieser Norm festgelegte Prfverfahren gestattet es, das Brennverha

5、lten von Werkstoffen in Schienenfahrzeugen bei Beflammung mit einem Gasbrenner zu ermitteln. 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung des Brennverhaltens von Werkstoffen und Bauteilen fr Schienenfahrzeuge unter Einwirkung eines Gasbrenners mit Breitschlitzaufsatz fest. Sie di

6、ent zu ihrer Klassifizierung nach E DIN 5510-2 auf Brennbarkeit, Rauchbildung und Tropfverhalten. Zur Risikoeinschtzung bei Einwirkung von Zndquellen mit wesentlich abweichenden Zndbedingungen und hherer Zndenergie sowie zur Beurteilung des Brandverhaltens im Vollbrand ist das beschriebene Verfahren

7、 nicht geeignet. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich a

8、ller nderungen). DIN 4102-1, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen Teil 1: Baustoffe Begriffe, Anforderungen und Prfungen E DIN 5510-2, Vorbeugender Brandschutz in Schienenfahrzeugen Teil 2: Brennverhalten und Brand-nebenerscheinungen von Werkstoffen und Bauteilen Klassifizierungen, Anforderun

9、gen und Prfverfahren DIN 50014, Klimate und ihre technische Anwendung Normalklimate DIN 50050-2, Prfung von Werkstoffen Brennverhalten von Werkstoffen Groer Brennkasten DIN 50055:1989-03, Lichtmessstrecke fr Rauchentwicklungsprfungen DIN 51622, Flssiggase Propan, Propen, Butan, Buten und deren Gemis

10、che Anforderungen DIN 54837:2007-12 3 DIN EN 10088-3, Nichtrostende Sthle Teil 3: Technische Lieferbedingungen fr Halbzeug, Stbe, Walzdraht, gezogenen Draht, Profile und Blankstahlerzeugnisse aus korrosionsbestndigen Sthlen fr allgemeine Verwendung 3 Kurzbeschreibung des Verfahrens In einem Brennkas

11、ten nach DIN 50050-2 wird ein vertikal angeordneter Probekrper der Flamme eines Gasbrenners mit Breitschlitzaufsatz nach 4.1 ausgesetzt. Dabei werden die durch Brand zerstrte Lnge des Probekrpers, die Nachbrenndauer, die Rauchentwicklung und das Tropfverhalten bestimmt. 4 Prfgerte und Prfmittel 4.1

12、Brenner Gasbrenner nach Bild A.7 mit Breitschlitzaufsatz nach Bild A.8. Dieser Gasbrenner ist in Richtung des Probekrpers um 45 geneigt angeordnet. Er muss eine Fhrung zum horizontalen Verschieben gegen den Probekrper haben. Die Fhrung ist auf der Grundplatte nach 4.4 befestigt. Als Brenngas wird Pr

13、opan nach DIN 51622 verwendet. 4.2 Brennkasten Es ist ein Brennkasten nach DIN 50050-2 zu verwenden. Beim Brennkasten nach DIN 50050-2 ist zustzlich ein Gestnge zum Verschieben des Brenners von auen vorzusehen. An einer Brennkasteninnenwand ist mittig in 250 mm Hhe ber dem Gitterrost ein Thermoeleme

14、nt ange-bracht, um die Temperatur der Brennkastenwand zu messen. 4.3 Lichtmessstrecke fr Rauchentwicklungsprfung Es ist eine Lichtmessstrecke nach DIN 50055 zu verwenden. 4.4 Probenhalterung Fr plattenfrmige Probekrper ist eine Probenhalterung nach Bild A.1 zu verwenden, die an einem Stativ auf der

15、Grundplatte nach Bild A.2 befestigt wird. Anstelle der Stifte im Rahmen der Probenhalterung nach Bild A.1 ist auch eine andere Befestigungsart der Probekrper zulssig, wenn sichergestellt ist, dass die Kanten der Probekrper (mit Ausnahme der Unterkante) whrend der Versuchsdauer in ihrer Position fixi

16、ert bleiben. Die Probenhalterung fr Kleinbauteile und nicht plattenfrmige Probenkrper (z. B. Bauteilabschnitte) ist sinngem auszufhren. Die Grundplatte ist auf dem Gitterrost des Brennkastens nach DIN 50050-2 nach Bild A.3 anzuordnen. 4.5 Stoppuhr Stoppuhr, die es gestattet, die Zeit auf 1 s zu mess

17、en. DIN 54837:2007-12 4 4.6 Mastab Mastab mit einem Skaleneinteilungswert von 1 mm. 5 Probenahme und Probenvorbereitung 5.1 Probenahme Aus plattenfrmigen Erzeugnissen sind Probekrper mit den Maen 190 mm 500 mm zu entnehmen. Die Dicke muss der Erzeugnisdicke entsprechen. Falls aus den Erzeugnissen Pr

18、obekrper mit den obigen Maen nicht entnommen werden knnen, sind Probekrperherstellung und -mae ebenso wie bei Kleinbauteilen und Bauteilabschnitten besonders zu vereinbaren, soweit in E DIN 5510-2 keine besonderen Festlegungen getroffen worden sind. 5.2 Probenvorbereitung Die Proben werden vor der P

19、rfung bis zur Massekonstanz, mindestens aber 48 h im Normalklima DIN 50014 23/50-2 gelagert. Wenn unter anderen Bedingungen klimatisiert wird, ist dies im Prfbericht anzugeben. 6 Durchfhrung 6.1 Einstellbedingungen Der Brennkasten nach DIN 50050-2 muss in einem Raum mit 15 C bis 35 C Raumtemperatur

20、betrieben werden. Die mittlere Strmungsgeschwindigkeit im Abzugsrohr des Brennkastens wird auf (3,25 0,25) m/s ein-gestellt. Die Temperatur an der Brennkasteninnenwand (siehe 4.2) darf vor Beginn jeder Einzelprfung 35 C nicht berschreiten. Die Zuordnung des Brenners zum Probekrper muss Bild A.4 ents

21、prechen. Zur Einstellung ist eine Lehre nach Bild A.5 zu verwenden. Der Massenstrom des Brenngases ist auf (1 005 20) mg/min einzustellen. Dies entspricht einem Volumenstrom von (500 10) ml/min unter Normbedingungen (0 C, 1 013 hPa). Die Splluft fr die Lichtmessstrecke zur Rauchdichtemessung ist auf

22、 je 25 l/h fr Messlichtgeber und Empfnger (insgesamt 50 l/h) einzustellen. 6.2 Messung Es sind jeweils 5 gleichartige Probekrper zu prfen. Die Brennerflamme ist vor Versuchsbeginn zu znden und der Brenner ruckfrei an den Probekrper nach Bild A.4 heranzuschieben. Die Beflammungsdauer betrgt 3 min, an

23、schlieend wird der Brenner zurckgezogen und der Probekrper weitere 2 min beobachtet. Nach insgesamt 5 min ist der Versuch beendet. Brennt der Probekrper noch, ist er sofort zu lschen. DIN 54837:2007-12 5 6.3 Beobachtungen und Messwerte whrend des Versuchs Zeitpunkt der Entflammung der Probe; Grte Fl

24、ammenhhe in cm gemessen ab Flammenauftrefflinie (siehe Bild A.4) an der Probe und Zeitpunkt des Auftretens; Dauer des Nachbrennens; Glimmen, Zeitpunkt des Auftretens und Dauer; Abfallen oder Abtropfen brennender oder nichtbrennender Probenteile und die zugehrige Dauer des Weiterbrennens auf der Grun

25、dplatte der Probenhalterung; Rauchentwicklung: Maximalwert und Zeitpunkt des Auftretens sowie Integral ber die Prfdauer (5 min) in % min. Besondere Beobachtungen sind im Prfbericht zu vermerken. Besondere Beobachtungen sind z. B. Aufplatzen, Beeintrchtigung des Versuches durch Verformung der Probe,

26、Besonderheiten bei der Flammenausbreitung, Dmmschichtbildung, Durchbrennen und Durchschmelzen (siehe Anhang C). 7 Auswertung Die zerstrte Lnge jedes Einzelprfkrpers ist auf ganze cm mathematisch gerundet zu ermitteln. Sie ist die grte Lnge zwischen der unteren und oberen Grenze des an der Oberflche

27、bzw. im Inneren verbrannten oder verkohlten Probenbereichs. Als zerstrter Bereich wird auch Durchschmelzen gewertet. Verfrbungen, Verruungen und Gefgenderungen wie Verziehen, Sintern, Schmelzen, Kruselung der Randzone, Blasenbildung u. . bleiben auer Betracht. Um Verruung feststellen zu knnen, werde

28、n die Proben nach der Prfung abgewischt. Bei Proben mit schaumbildenden Feuerschutzmitteln bzw. schaumschichtbildenden Feuerschutzschichten fr Holz und Holzwerkstoffe bleiben Vernderungen des Feuerschutzmittels durch Verkohlen unbercksichtigt. Zur Feststellung der zerstrten Lnge des geschtzten Werks

29、toffes werden die Schutzschichten entfernt (z. B. durch Abkratzen, Abwaschen). 8 berprfung der Einstellungen 8.1 Gasdurchfluss Der Gasdurchfluss ist laufend mit einem Massen- bzw. Volumenstrommesser zu messen. 8.2 Strmungsgeschwindigkeit im Abgasrohr Fr die berprfung der Staudruckmesssonde zur Messu

30、ng der Strmungsgeschwindigkeit im Abgasrohr des Brennkastens nach DIN 50050-2 sind Vergleichsmessungen mit Messgerten gleicher Gteklasse durchzufhren. DIN 54837:2007-12 6 8.3 Prfung mit dem Referenzkrper Das Niveau der thermischen Beanspruchung wird mit dem Referenzkrper nach Bild A.6 geprft. Er bes

31、teht aus nichtrostendem Stahl X6CrNiTI1810 (Werkstoff-Nr. 1.4541) nach DIN EN 10088-3 mit den Maen 190 mm 500 mm 3 mm. Auf der Rckseite sind drei NiCr-Ni-Mantelthermoelemente, 1 mm Durchmesser in zwei Messebenen mit Silberlot eingeltet. Der Referenzkrper wird im Probenhalter nach Bild A.1 befestigt,

32、 jedoch ist durch metallische Distanzhlsen ein Abstand von 10 mm zum hinteren Probenhalter-Rahmen einzustellen. Mit diesem Referenzkrper werden die Einstellbedingungen berprft. Hierzu wird der Referenzkrper ber eine Zeit von 5 min beflammt. Nach 5 min Beflammung muss die Temperatur in der Messebene

33、1: 500 C 50 K und in der Messebene 2: 200 C 50 K betragen, wobei die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Messstellen der Messebene 2 nicht mehr als 30 K betragen darf. Werden die Grenzabweichungen berschritten, ist die Prfapparatur zu berprfen, z. B. hinsichtlich Einstellbedingungen, Dichtheit d

34、er Gasstrecke, Abmessungen und Sauberkeit. Anschlieend ist ein weiterer Versuch mit dem Referenzkrper durchzufhren. 8.4 Hufigkeit der berprfungen Hufigkeit der berprfungen im Prfbetrieb, siehe Tabelle 1. Tabelle 1 Hufigkeit der berprfungen berprfung Anforderungen Hufigkeit Brenngas Gasdurchsatz und

35、Toleranz des Volumen- bzw. Massenstrommesser (Fehlergrenzen des Durchflussmessgertes 2 %) vor jedem VersuchEinbau des Prfkrpers Abstand Brenner zu Probe vor jedem VersuchSauberkeit des Brenners und des Breitschlitzaufsatzes vor jedem VersuchBrenner Schlitzbreite des Aufsatzes: Mittelschlitz: (1 0,2)

36、 mm Seitenschlitz: (1 0,2) mm jeden Monat Referenzkrper nach 5 min Beflammung sind folgende Temperaturen einzuhalten: Messebene 1: 500 C 50 K Messebene 2: 200 C 50 K, Temperaturdifferenz zwischen den Messstellen nicht mehr als 30 K alle sechs Monate Frischluft berprfung der Staudruckmesssonde fr die

37、 Strmungs-geschwindigkeit im Abgasrohr alle sechs Monate Lichtmessstrecke Einstellung der Beleuchtungsstrke und Kontrolle der Mess-genauigkeit nach DIN 50055:1989-03, Abschnitt 4 alle sechs Monate DIN 54837:2007-12 7 9 Prfbericht Im Prfbericht sind unter Hinweis auf diese Norm anzugeben: a) Prflabor

38、; b) Datum der Prfung; c) Name und Anschrift des Auftraggebers; d) Bezeichnung des Prfgegenstandes; e) Genaue Beschreibung der Probe hinsichtlich Aufbau, Materialien, Aussehen, Form, Abmessungen (gegebenenfalls Skizze bzw. Foto beifgen) und Vorbehandlung; f) Beflammungsseite der Probe; g) Zeitpunkt

39、der Entflammung der Probe in s; h) Grte Flammenhhe in cm und Zeitpunkt des Auftretens in s; i) Dauer des Nachbrennens in s; j) Glimmen, Zeitpunkt des Auftretens und Dauer in s; k) Abtropfen oder Abfallen brennender oder nichtbrennender Probenteile; gegebenenfalls Dauer in s des Weiterbrennens auf de

40、r Grundplatte der Probenhalterung; l) Rauchentwicklung: Maximalwert und Zeitpunkt des Auftretens sowie das Integral der Rauch-entwicklungskurve in % * min ber die Versuchsdauer von 5 min; m) Lnge des zerstrten Bereiches jedes Einzelprfkrpers in ganzen cm, Mittelwert in cm mit einer Dezimalstelle; n)

41、 Gegebenenfalls Angabe, dass Probe gelscht wurde; o) Angabe, ob Probe auf gesamter Dicke durchgebrannt bzw. durchgeschmolzen ist; p) Bemerkungen ber besondere Beobachtungen whrend des Versuches, wie z. B. Beeintrchtigung des Versuchsablaufes durch Verformung der Probe. Anhang B zeigt ein Beispiel fr

42、 einen Prfbericht. DIN 54837:2007-12 8 Anhang A (normativ) Probenhalterung, Probenanordnung, Referenzkrper, Brenner Mae in Millimeter Legende 1 Rndelschraube M6 2 U-Rahmen mit acht Stiften 3 U-Rahmen mit acht Bohrungen; fehlende Mae siehe Pos.-Nr. 1 Bild A.1 Probenhalterung DIN 54837:2007-12 9 Mae i

43、n Millimeter Legende 1 Rndelschraube M6 2 Einschubschienen fr Brennerhalterung Bild A.2 Grundplatte mit Stativ DIN 54837:2007-12 10 Mae in Millimeter Legende 1 Gitterboden des Brennkastens 2 Grundplatte mit Stativ und Probenhalterung Bild A.3 Position der Grundplatte im Brennkasten DIN 54837:2007-12

44、 11 Mae in Millimeter Legende 1 Brenner 2 Probenhalterung 3 Probe 4 Flammenauftrefflinie Bild A.4 Anordnung des Brenners zur Probe Mae in Millimeter Bild A.5 Einstelllehre fr Proben zum Brenner DIN 54837:2007-12 12 Mae in Millimeter Legende 1 NiCr-Ni-Mantelthermoelement , Auendurchmesser 1 mm mit ho

45、chschmelzendem Silberlot eingeltet 2 Werkstoff: Werkstoff-Nr. 1.4541, spannungsfrei geglht 3 Messebene 2 4 Messebene 1 Bild A.6 Referenzkrper DIN 54837:2007-12 13 Mae in Millimeter Legende 1 Brennerrohr 2 Brenngasdse Bild A.7 Gasbrenner DIN 54837:2007-12 14 Mae in Millimeter Legende a verltet b Bieg

46、elinie Bild A.8 Breitschlitzaufsatz DIN 54837:2007-12 15 Anhang B (informativ) Beispiel fr einen Prfbericht Brennverhalten nach DIN 54837 Bericht Nr.: Datum: Prflabor Prfer Auftraggeber Probenbezeichnung Probenform Probenabmessungen (Lnge * Breite * Dicke) (. * . * .) mm Probenaufbau/Werkstoff(e) Be

47、flammungsseite Datum der Prfung Vorbehandlung Einzelwert fr Probe Nr. 1 2 3 4 5 Mittelwert Entflammung der Probe nach s Nachbrenndauer der Probe s Auftreten nach s Glimmen Nachglimmdauer s Maximum cm Flammenhhe erreicht nach s Abfallen ja/nein Abfallen von Probenteilen brennend, Brenndauer s Maximum

48、 % erreicht nach s Rauchdichte: Integral %*min Zerstrter Bereich Lnge cm Probe wurde gelscht s Durchbrennen/-schmelzen der Probe ja/nein Bemerkungen: .Unterschrift DIN 54837:2007-12 16 Anhang C (informativ) Gleichmigkeit des Flammenbildes Die Gleichmigkeit des Flammenbildes kann mit Hilfe eines Fotos der Flamme bei senkrechter Stellung des Brenners berprft werden. Die Grenze der blauen Zone sollte annhernd parallel zur Oberkante der Schlitzdsenoberkante liegen. einer