Встановлення теплофізичних характеристик шару пінококсу при вогнезахисті кабельної продукції спучуючим покриттям

Автор(и)

  • Юрій Володимирович Цапко Національний університет біоресурсів і природокористування України; Київський національний університет будівництва і архітектури , Україна https://orcid.org/0000-0003-0625-0783
  • Руслан Володимирович Ліхньовський Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-9187-9780
  • Олексій Юрійович Цапко Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ; Київський національний університет будівництва і архітектури , Україна https://orcid.org/0000-0003-2298-068X
  • Віталій Володимирович Коваленко Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0001-5780-5684
  • Оксана Михайлівна Слуцька Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0003-1723-8181
  • Павло Олександрович Іллюченко Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0001-6687-6388
  • Ростислав Іванович Кравченко Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0003-1410-4567
  • Марина Володимирівна Суханевич Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-9644-2852

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.275550

Ключові слова:

вогнезахисні засоби для кабельної продукції, електричний кабель, горіння полімерної оболонки кабелю, оброблення поверхні кабелю, спучення покриття

Анотація

Проблема застосування кабельної продукції для будівельних конструкцій полягає в забезпечені їх стійкості і довговічності при експлуатації в широких межах. Тому об’єктом досліджень була зміна властивостей полімерної оболонки кабелю при утворенні спученого шару покриття під впливом високої температури. Доведено, що в процесі термічної дії на вогнезахисне покриття процес теплоізолювання кабеля полягає в утворенні сажоподібних продуктів на поверхні зразка. Так саме під дією полум’я пальника на поверхні зразка була створена температура, що призвела до спучення покриття понад 16 мм. Виміряна температура на оберненій поверхні зразка склала не більше 160 °С, що свідчить про утворення заслону для температури. У зв’язку з цим розроблено розрахунково-експериментальний метод визначення теплопровідності при застосуванні вогнезахисного засобу в якості покриття, що дозволяє оцінити коефіцієнти температуропровідності та теплопровідності при високотемпературній дії. За експериментальними даними і отриманими залежностями розраховано коефіцієнт температуропровідності та теплопровідності деревини, який становить 214,4·10–6м2/с та 0,62 Вт/(м∙K) відповідно за рахунок утворення теплоізолювального спученого шару. Проведено оцінку максимально можливого проникнення температури через товщу покриття. На поверхні зразка створено температуру, що значно перевищує температуру займання полімерної оболонки кабелю, а на необігрівній поверхні не перевищує 160 °С. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів вогнезахисту електричного кабелю шляхом застосування покриттів, здатних утворювати на поверхні матеріалу захисний шар, який гальмує швидкість передавання тепла

Біографії авторів

Юрій Володимирович Цапко, Національний університет біоресурсів і природокористування України; Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Руслан Володимирович Ліхньовський, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат хімічних наук

Науково-випробувальний центр

Олексій Юрійович Цапко, Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ; Київський національний університет будівництва і архітектури

PhD, старший науковий співробітник

Відділ дослідження якості та умов зберігання нафтопродуктів та промислової групи товарів

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Віталій Володимирович Коваленко, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат технічних наук

Оксана Михайлівна Слуцька, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат технічних наук

Науково-дослідний центр цивільного захисту

Павло Олександрович Іллюченко, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Науково-випробувальний центр

Ростислав Іванович Кравченко, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат технічних наук

Науково-дослідний центр протипожежного захисту

Марина Володимирівна Суханевич, Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра будівельних матеріалів

Посилання

  1. Barnes, M. A., Briggs, P. J., Hirschler, M. M., Matheson, A. F., O’Neill, T. J. (1996). A Comparative Study of the Fire Performance of Halogenated and Non-Halogenated Materials for Cable Applications. Part I Tests on Materials and Insulated Wires. Fire and Materials, 20 (1), 1–16. doi: https://doi.org/10.1002/(sici)1099-1018(199601)20:1<1::aid-fam553>3.0.co;2-w
  2. Canaud, C., Visconte, L. L. Y., Sens, M. A., Nunes, R. C. R. (2000). Dielectric properties of flame resistant EPDM composites. Polymer Degradation and Stability, 70 (2), 259–262. doi: https://doi.org/10.1016/s0141-3910(00)00124-5
  3. Kong, W.-J., Wang, B.-R., Lao, S.-Q. (2007). Study on fire precursor of wire insulation in low-pressure environments. Journal of Engineering Thermophysics, 28 (6), 1047–1049.
  4. Nakamura, Y., Yoshimura, N., Matsumura, T., Ito, H., Fujita, O. (2007). Flame Spread Along PE-Insulated Wire in Sub-Atmospheric Pressure Enclosure. ASME/JSME 2007 Thermal Engineering Heat Transfer Summer Conference, Volume 1. doi: https://doi.org/10.1115/ht2007-32657
  5. Shen, K. K., Kochesfahani, S., Jouffret, F. (2010). Fire retardant polyamides-present technology and challenges. 21st Annual Conference on Recent Advances in Flame Retardancy of Polymeric Materials. Available at: https://www.researchgate.net/publication/286798401_Fire_retardant_polyamides-present_technology_and_challenges
  6. Acquasanta, F., Berti, C., Colonna, M., Fiorini, M., Karanam, S. (2011). Study of Glow Wire Ignition Temperature (GWIT) and Comparative Tracking Index (CTI) performances of engineering thermoplastics and correlation with material properties. Polymer Degradation and Stability, 96 (4), 566–573. doi: https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.12.024
  7. Tellaetxe, A., Blázquez, M., Arteche, A., Egizabal, A., Ermini, V., Rose, J. et al. (2012). Life cycle assessment of the application of nanoclays in wire coating. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 40, 012014. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/40/1/012014
  8. Fu, S., Qiu, M., Zhang, H., Zhu, J., Liu, H. (2016). Analysis of Thermal Stability of Superconducting Windings Using Core Cable With YBCO Coated Conductors. IEEE Transactions on Applied Superconductivity. doi: https://doi.org/10.1109/tasc.2016.2535976
  9. Wang, Z., Li, H. H., Wang, J. (2018). Dripping Behavior of Wire Fire under Varying Pressure and Electric Current. Key Engineering Materials, 775, 7–12. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.775.7
  10. Kerekes, Z., Restás, Á., Lublóy, É. (2019). The effects causing the burning of plastic coatings of fire-resistant cables and its consequences. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 139 (2), 775–787. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-019-08526-9
  11. Perka, B., Piwowarski, K. (2021). A Method for Determining the Impact of Ambient Temperature on an Electrical Cable during a Fire. Energies, 14 (21), 7260. doi: https://doi.org/10.3390/en14217260
  12. Li, X., Yang, J., Yan, B., Zheng, X. (2018). Insulated Cable Temperature Calculation and Numerical Simulation. MATEC Web of Conferences, 175, 03014. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201817503014
  13. Wang, J., Shu, Z.-J., Chen, Z. (2013). The protective effect of a fire-retardant coating on the insulation failure of PVC cable. Engineering Failure Analysis, 34, 1–9. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.07.010
  14. Tsapko, Y., Bondarenko, O., Tsapko, A., Sarapin, Y. (2022). Application of Coating for Fire Protection of Textile Structures. Key Engineering Materials, 927, 115–121. doi: https://doi.org/10.4028/p-vd6w4b
  15. Likhnyovskyi, R., Tsapko, A., Kovalenko, V., Onyshchuk, A. (2022). Application of Intumescent Coating for Increasing Fire-Resistance Values of Cable Products. Key Engineering Materials, 927, 105–114. doi: https://doi.org/10.4028/p-2c1e3p
  16. Tsapko, Y., Tsapko, А., Bondarenko, O., Chudovska, V. (2021). Thermophysical characteristics of the formed layer of foam coke when protecting fabric from fire by a formulation based on modified phosphorus-ammonium compounds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (111)), 34–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233479
  17. Janna, W. S. (2009). Engineering Heat Transfer. CRC Press, 692. Available at: https://www.routledge.com/Engineering-Heat-Transfer/Janna/p/book/9781420072020
  18. Potter, M. C. (2019). Engineering analysis. Springer, 434. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-91683-5
  19. Lykov, A. V. (1967). Teoriya teploprovodnosti. Moscow: «Vysshaya shkola», 600. Available at: https://www.twirpx.com/file/2286982/
  20. Uwa, C. A., Abe, B., Nnachi, A. F., Sadiku, E. R., Jamiru, T. (2021). Experimental investigation of thermal and physical properties of nanocomposites for power cable insulations. Materials Today: Proceedings, 38, 823–829. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.670
  21. Bronin, F. A. (2008). Gorelki laboratornye. Ustroystvo i kharakteristiki. Available at: http://www.bststgr.narod.ru
  22. Kryzhanovskiy, V. N., Kryzhanovskiy, Yu. V. (2012). Struktura i raschet gazovogo fakela. Kyiv: «Osvita Ukrainy», 96. Available at: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/2264
  23. Tsapko, Y., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Tsapko, А., Sokolenko, K., Matviichuk, A. (2022). Establishing regularities of wood protection against water absorption using a polymer shell. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (115)), 48–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252176
  24. Tsapko, Y., Lomaha, V., Vasylyshyn, R., Melnyk, O., Balanyuk, V., Tsapko, А. et al. (2022). Establishing regularities in the reduction of flammable properties of wood protected with two-component intumescent varnish. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (117)), 63–71. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259582
  25. Tsapko, Y., Tsapko, А., Bondarenko, O. (2021). Defining patterns of heat transfer through the fire-protected fabric to wood. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (114)), 49–56. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.245713
  26. Tsapko, Y., Rogovskii, I., Titova, L., Bilko, T., Tsapko, А., Bondarenko, O., Mazurchuk, S. (2020). Establishing regularities in the insulating capacity of a foaming agent for localizing flammable liquids. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (107)), 51–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215130
  27. Tsapko, Y., Rogovskii, I., Titova, L., Shatrov, R., Tsapko, А., Bondarenko, O., Mazurchuk, S. (2020). Establishing patterns of heat transfer to timber through a protective structure. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (108)), 65–71. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217970
Встановлення теплофізичних характеристик шару пінококсу при вогнезахисті кабельної продукції спучуючим покриттям

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-04-29

Як цитувати

Цапко, Ю. В., Ліхньовський, Р. В., Цапко, О. Ю., Коваленко, В. В., Слуцька, О. М., Іллюченко, П. О., Кравченко, Р. І., & Суханевич, М. В. (2023). Встановлення теплофізичних характеристик шару пінококсу при вогнезахисті кабельної продукції спучуючим покриттям. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10 (122), 22–30. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.275550

Номер

Том 2 № 10 (122) (2023): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Yuriy Tsapko, Ruslan Likhnyovskyi, Аleksii Tsapko, Vitalii Kovalenko, Oksana Slutskaya, Pavlo Illiuchenko, Rostyslav Kravchenko, Maryna Sukhanevych

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.