ISO 13927:2001
(Main)Plastics — Simple heat release test using a conical radiant heater and a thermopile detector
Plastics — Simple heat release test using a conical radiant heater and a thermopile detector
Plastiques — Essai simple pour la détermination du débit calorifique au moyen d'un radiateur conique et d'une sonde à thermopile
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13927
First edition
2001-04-01
Plastics — Simple heat release test using a
conical radiant heater and a thermopile
detector
Plastiques — Essai simple pour la détermination du débit calorifique au
moyen d'un radiateur conique et d'une sonde à thermopile
Reference number
ISO 13927:2001(E)
©
ISO 2001
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ISO 13927:2001(E)
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ISO 13927:2001(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .1
4 Symbols .2
5 Principle.2
6 Apparatus .2
7 Suitability of a product for testing .9
8 Specimen construction and preparation.9
9 Calibration .11
10 Test procedure.12
11 Precision.13
12 Test report .13
Annex A (normative) Calibration of the heat flux meter.15
Annex B (informative) Guidance notes for operators.16
Annex C (informative) Measuring mass loss during testing .17
Bibliography.18
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ISO 13927:2001(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 13927 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 4,
Burning behaviour.
Annex A forms a normative part of this International Standard. Annexes B and C are for information only.
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ISO 13927:2001(E)
Introduction
Fire is a complex phenomenon: its behaviour and its effects depend upon a number of interrelated factors. The
behaviour of materials and products depends upon the characteristics of the fire, the method of use of the materials
and the environment in which they are exposed (see also ISO/TR 6585 and ISO/IEC 13943).
A test such as is specified in this International Standard deals only with a simple representation of a particular
aspect of the potential fire situation, typified by a radiant heat source, and it cannot alone provide any direct
guidance on behaviour or safety in fire. A test of this type may, however, be used for comparative purposes or to
ensure the existence of a certain quality of performance (in this case heat release from a composite material or an
assembly) considered to have a bearing on fire performance generally. It would be wrong to attach any other
meaning to performance in this test.
The attention of all users of this test is drawn to the warnings that immediately precede clause 10.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13927:2001(E)
Plastics — Simple heat release test using a conical radiant heater
and a thermopile detector
1 Scope
This International Standard specifies a method suitable for production control or product development purposes, for
assessing the heat release rate of essentially flat products exposed in the horizontal orientation to controlled levels
of radiant heating with an external igniter. The heat release rate is determined by use of a thermopile instead of the
more accurate oxygen consumption techniques. The time to ignition (sustained flaming) is also measured in this
test. Test specimen mass loss may optionally also be measured.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 291:1997, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing.
ISO/IEC 13943:2000, Fire safety — Vocabulary.
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the terms and definitions given in ISO/IEC 13943 and the following
apply.
3.1
essentially flat surface
surface whose irregularity from a plane does not exceed �1mm
3.2
ignition
onset of sustained flaming as defined in 3.7
3.3
material
single substance or uniformly dispersed mixture, for example metal, stone, timber, concrete, mineral fibre or
polymer
3.4
orientation
plane in which the exposed face of the specimen is located during testing, either vertical or horizontal face upwards
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ISO 13927:2001(E)
3.5
product
material, composite or assembly about which information is required
3.6
test specimen
representative piece of the product which is to be tested together with any substrate or surface treatment
NOTE The test specimen may include an air gap.
3.7
sustained flaming
existence of flame on or over the surface of the specimen for a period of over 10 s
3.8
transitory flaming
existence of flame on or over the surface of the specimen for a period of between 1 s and 10 s
4 Symbols
t time to ignition (onset of sustained flaming), expressed in seconds (s)
ig
2
�
q�� heat release rate per unit area at 180 s after ignition, expressed in kilowatts (kW/m )
180
2
�
q�� heat release rate per unit area at 300 s after ignition, expressed in kilowatts (kW/m )
300
2
�
q�� maximum heat release rate per unit area, expressed in kilowatts (kW/m )
max
5Principle
The heat release rate is assessed by measurement of the output of a thermopile located in a chimney situated
above a burning test specimen that is subjected to a known heat flux from a conical heater. The output (in mV) is
2
converted into heat release rate per unit area (in kW/m ) by use of a calibration graph obtained previously by
burning methane gas of known calorific value in the same apparatus. The specimen mass loss rate during the test
can also be measured by continuously recording the specimen load cell output.
6 Apparatus
6.1 General
The test apparatus shall consist essentially of the following components: a cone-shaped radiant heater, a chimney
housing a thermopile, a load cell, a specimen holder and a fume extraction system. A schematic representation of
the assembly is given in Figure 1. The individual components are described below.
NOTE Untoleranced dimensions are recommended values but should be followed closely.
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ISO 13927:2001(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 Thermopile
2 Chimney
3 Cone heater
4 Spark igniter
5 Specimen
6 Load cell (optional)
Figure 1 — Schematic drawing of apparatus
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ISO 13927:2001(E)
6.2 Cone-shaped radiant electrical heater
The active element of the heater shall consist of an electrical heater rod, capable of delivering 5 000 W at the
operating voltage, tightly wound into the shape of a truncated cone (see Figure 2). The heater shall be encased on
the outside with a double-walled stainless-steel cone, filled between the walls with a refractory blanket of nominal
3
thickness 13 mm and nominal density 100 kg/m . The heat flux from the heater shall be maintained at a preset
level by controlling the average temperature of three type K sheathed stainless-steel thermocouples, symmetrically
disposed and in contact with, but not welded to, the heater element (see Figure 2). 1,0 mm to 1,6 mm outside
diameter sheathed (unearthed) thermocouples with an unexposed hot junction may be used. The heater shall be
2
capable of producing heat fluxes on the surface of the specimen of up to 100 kW/m . The heat flux shall be uniform
within the central 50 mm � 50 mm area of the exposed specimen surface, to within �2%.
The cone heater may be provided with a removable radiation shield to protect the specimen from heat immediately
prior to the start of the test.
6.3 Heat flux controller
The heat flux control system shall maintain the average temperature of the heater element steady to within � 2 °C.
Dimensions in millimetres
Key
1 Inner shell
2 Refractory-fibre packing
3 Thermocouple
4 Outer shell
5 Spacer block
6 Heating element
Figure 2 — Cross-sectional view through heater
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6.4 Thermopile and housing
A circular cross-section chimney 600 mm long and 115 mm internal diameter constructed from 1-mm-thick
stainless steel shall be used to house the thermopile. This shall be fixed on top of the top-plate of the cone heater.
The axis of the chimney shall coincide with the axis of the cone heater. The thermopile shall consist of four 1,6 mm
outside diameter type K sheathed thermocouples. The thermocouples shall be housed within the chimney at a
height of 550 mm above the cone top-plate and the chimney penetration points shall be equally distributed about
the circumference of the chimney. The tips of the thermocouples shall be fixed 17 mm from the centreline of the
chimney.
6.5 Specimen holder
The specimen holder is shown in Figure 3.
The specimen holder shall have the shape of a square pan with an opening of 106 mm � 106 mm at the top, and a
depth of 25 mm. The holder shall be constructed from stainless steel with a thickness of 2,15 mm � 0,25 mm. It
shall include a handle to facilitate insertion and removal, and a mechanism to ensure central location of the
specimen under the heater and proper alignment with the weighing device. The distance between the bottom
surface of the cone heater and the top of the specimen shall be adjusted to be 25 mm except when testing
dimensionally unstable materials in which case the distance shall be adjusted to 60 mm � 1 mm. All tests shall be
conducted with the retainer frame shown in Figure 4. Details of specimen and specimen holder preparation are
givenin8.3.
Dimensions in millimetres
Figure 3 — Specimen holder
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ISO 13927:2001(E)
Dimensions in millimetres
Figure 4 — Retainer frame
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6.6 Fume extraction system
The apparatus shall be used under a hood or in a fume cupboard, with adequate ventilation to remove safely
combustion products from the laboratory.
6.7 Ignition circuit
Specimen ignition shall be accomplished by a spark plug powered by a 10 kV transformer or a 10 kV spark
generator capable of continuous sparking. The spark electrodes shall have a gap of 3 mm. If a transformer is used
it shall be of a type specifically designed for spark ignition use. The transformer shall have an isolated (unearthed)
secondary to minimize interference with the data-transmission lines. The electrode length and location of the spark
plug shall be such that the spark gap is located 13 mm above the centre of the specimen in the horizontal
orientation.
6.8 Ignition timer
The timer shall be capable of recording elapsed time to the nearest second and accurate to within 1 s in 1 h.
6.9 Heat flux meter
The heat flux meter shall be of the Schmidt-Boelter (thermopile) type with a design range of up to about
2
100 kW/m . The target receiving radiation, and possibly to a small extent convection, shall be flat, circular, of
approximately 12,5 mm in diameter and coated with a durable matt-black finish. The target shall be water-cooled
but care shall be taken that this does not cause water condensation on the target surface of the meter.
Radiation shall not pass through any window before reaching the target. The instrument shall be robust, simple to
set up and use, and stable in calibration. The instrument shall have an accuracy of within � 3 % and a repeatability
of within 0,5 %.
The calibration of the heat flux meter shall be checked, whenever re-calibration of the apparatus is carried out, as
described in annex A.
6.10 Calibration burner
The calibration burner shall consist of a square pan with a top opening of 106 mm by 106 mm, constructed from
stainless steel of thickness 2,4 mm � 0,1 mm and filled with sand. The burner shall have a handle to facilitate
insertion and removal and a mechanism to ensure central location of the burner under the heater and proper
alignment with the weighing device. The burner shall be designed so that a metered supply of methane of at least
99,5 % purity can be introduced through a tube in the side wall as shown in Figure 5. The flowmeter used to
monitor the methane flow may be a rotameter, a dry-test meter, a wet-test meter or an electronic mass flow
controller.
The distance between the bottom surface of the cone heater and the top of the calibration burner shall be adjusted
to be 25 mm.
6.11 Data-collection system
This system shall record the output from thermopile and (optionally) the load cell. It shall have an accuracy of
0,01 % of the full-scale output of the load cell (if used) and shall be capable of recording data every 5 s or less for
at least 1 h and measuring temperature to a resolution of 0,5 °C.
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ISO 13927:2001(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 Square stainless-steel, pan
2 Sand, grain size approximately 1 mm to 2 mm
3 Tube, inner diameter 8 mm
3
4 Ceramic-fibre blanket, (106 � 106 � 12) mm, density approximately 100 kg/m
3
5 Ceramic-fibre blanket, (50 � 50 � 22) mm, density approximately 100 kg/m
6 Handle
Figure 5 — Typical calibration burner design
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ISO 13927:2001(E)
7 Suitability of a product for testing
7.1 Surface characteristics
A product having one of the following properties is suitable for testing:
a) an essentially flat exposed surface;
b) an irregular surface whose irregularity is evenly distributed over the exposed surface provided that
1) at least 50 % of the surface of a representative 100-mm-square area lies within a depth of 10 mm from a
plane taken across the highest points on the exposed surface, or
2) for surfaces containing cracks, fissures or holes not exceeding 8 mm in width or 10 mm in depth, the total
area of such cracks, fissures or holes at the surface does not exceed 30 % of a representative 100-mm-
square area of the exposed surface.
When an exposed surface does not meet the requirements of either a) or b) above, the product shall
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13927
Première édition
2001-04-01
Plastiques — Essai simple pour la
détermination du débit calorifique au
moyen d'un radiateur conique et d'une
sonde à thermopile
Plastics — Simple heat release test using a conical radiant heater and a
thermopile detector
Numéro de référence
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ISO 2001
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Imprimé en Suisse
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ISO 13927:2001(F)
Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2Références normatives .1
3Termesetdéfinitions.1
4 Symboles.2
5 Principe.2
6 Appareillage .2
7 Aptitude du produit à l'essai.9
8 Fabrication et préparation des éprouvettes.10
9 Étalonnage.11
10 Mode opératoire d’essai.12
11 Fidélité .13
12 Rapport d'essai .13
Annexe A (normative) Étalonnage du fluxmètre thermique .15
Annexe B (informative) Indications destinées aux opérateurs .16
Annexe C (informative) Mesurage de la perte de masse en cours d'essai .17
Bibliographie .18
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ISO 13927:2001(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de faire partie ducomité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 13927 a étéélaboréepar le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité
SC 4, Comportement au feu.
L’annexe A constitue un élément normatif de la présente Norme internationale. Les annexes B et C sont données
uniquement à titre d’information.
iv © ISO 2001 – Tous droits réservés
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ISO 13927:2001(F)
Introduction
Le feu est un phénomène complexe: en effet son comportement et ses effets dépendent de plusieurs facteurs
étroitement liés. Le comportement des matériaux et des produits est fonction des caractéristiques du feu, du mode
d'utilisation des matériaux et du milieu dans lequel ceux-ci sont exposés. Voir également l'ISO/TR 6585 et
l’ISO/CEI 13943.
Un essai tel que celui spécifié dans la présente Norme internationale traite de manière simplifiéeun aspect
particulier d'une situation potentielle d'incendie caractérisée par une source de chaleur rayonnante; pris isolément,
il ne peut servir de guide quant au comportement ou à la sécurité en cas d'incendie. Cependant, un essai de ce
type peut être utiliséà des fins comparatives ou pour garantir l'existence d'une certaine qualité de performance (en
l'occurrence, le débit calorifique d'un matériau composite ou d'un assemblage) considérée comme ayant un impact
sur le déroulement de l’incendie, en général. Il serait abusif d'accorder toute autre signification au terme
«performance» dans le présent essai.
L’attention de tous les utilisateurs du présent essai est attirée sur les avertissements qui figurent en préambule à
l'article 10.
© ISO 2001 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 13927:2001(F)
Plastiques — Essai simple pour la détermination du débit
calorifique au moyen d'un radiateur conique et d'une sonde à
thermopile
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode adaptée au contrôle de la production ou au
développement de produit permettant l’évaluationdudébit calorifique de produits essentiellement plats exposés
suivant une orientation horizontale à des niveaux contrôlés de chaleur rayonnante, avec un dispositif d'allumage
externe. Le débit calorifique est déterminé au moyen d'une thermopile plutôtqu’à l’aide de techniques plus
précises de consommation d'oxygène. Le temps d'allumage (flamme persistante) est aussi mesuré pendant l'essai.
La perte de masse de l'éprouvette peut également être mesurée.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 291:1997, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d'essai.
ISO/CEI 13943:2000, Sécurité au feu — Vocabulaire.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions donnésdansl’ISO/CEI 13943 ainsi
que les suivants s'appliquent.
3.1
surface globalement plane
surface dont les irrégularités par rapport à un plan ne dépassent pas �1mm
3.2
allumage
début de flamme persistante telle que définie en 3.7
3.3
matériau
substance unique ou mélange uniformément dispersé, par exemple, un métal, un minéral, du bois, du béton, une
fibre minérale, des polymères
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ISO 13927:2001(F)
3.4
orientation
plan dans lequel la face exposéedel'éprouvette est située pendant l'essai soit vertical, soit la face horizontale
tournée vers le haut
3.5
produit
matériau, composite ou assemblage au sujet duquel des informations sont requises
3.6
éprouvette
partie représentative du produit qui doit être soumise à l'essai conjointement avec un éventuel substrat ou
traitement de surface
NOTE L’éprouvette peut inclure un vide d'air.
3.7
flamme persistante
présence d'une flamme sur ou au-dessus de la surface de l'éprouvette pendant une période de plus de 10 s
3.8
flamme fugace
présence d'une flamme sur ou au-dessus de la surface de l'éprouvette pendant une période comprise entre 1 s et
10 s
4 Symboles
t temps d'allumage (début de flamme persistante), exprimé en secondes (s)
ig
2
�
q�� débit calorifique par unité de surface 180 s après l'allumage, exprimé en kilowatts (kW/m )
180
2
�
q�� débit calorifique par unité de surface 300 s après l'allumage, exprimé en kilowatts (kW/m )
300
2
�
q�� débit calorifique par unité de surface maximal, exprimé en kilowatts (kW/m )
max
5Principe
Évaluationdudébit calorifique du produit par la mesure du signal de sortie d’une thermopile logée dans une
cheminéesituée au-dessus d’une éprouvette en combustion soumise à un éclairement énergétique connu produit
par un radiateur conique. La sortie, en millivolts (mV), est convertie en débit calorifique par unité de surface, en
2
kilowatts (kW/m ), en utilisant un graphique de référence réalisé antérieurement par combustion dans le même
appareil de gaz méthane ayant une chaleur de combustion connue. Le taux de perte de masse de l’éprouvette
durant l’essai peut aussi être mesuré en enregistrant en continu le signal de sortie de la cellule de charge de
l’éprouvette.
6 Appareillage
6.1 Généralités
L'appareillage doit être essentiellement composé des éléments suivants: un radiateur conique, une cheminée
abritant une thermopile, une cellule de charge, un porte-éprouvette et un système d'aspiration des fumées. Une
représentation schématique du montage est donnée à la Figure 1. Les éléments constitutifs sont décrits ci-
dessous.
NOTE Les dimensions non tolérancées sont des valeurs recommandées mais il convient de les respecter
scrupuleusement.
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ISO 13927:2001(F)
Dimensions en millimètres
Légende
1 Thermopile
2 Cheminée
3 Radiateur conique
4Dispositifd’allumage par étincelle
5 Éprouvette
6 Cellule de charge (optionelle)
Figure 1 — Schéma de l'appareillage
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ISO 13927:2001(F)
6.2 Radiateur électrique conique
L'élément actif du radiateur doit être constitué d'une résistance électrique pouvant fournir une puissance de
5 000 W à la tension de service, à enroulements serrés en forme de tronc de cône (voir Figure 2). Le radiateur doit
être pourvu d'une enveloppe externe et d’une enveloppe interne en forme de tronc de cône en acier inoxydable
entre lesquelles on insère une couche de matériaux réfractaires d'une épaisseur nominale de 13 mm et d'une
3
masse volumique de 100 kg/m .L'éclairement énergétique fourni par le radiateur doit être maintenu à un niveau
préétabli en contrôlant la température moyenne de trois thermocouples de type K, gainés d'acier inoxydable,
disposéssymétriquement et en contact avec l'élément chauffant sans lui être soudés (voir Figure 2). Il est possible
d'utiliser des thermocouples gainés, non mis à la terre, de diamètre extérieur compris entre 1 mm et 1,6 mm, avec
soudure chaude masquée. Le radiateur doit pouvoir fournir des éclairements énergétiques sur la surface de
2
l'éprouvette allant jusqu'à 100 kW/m .L'éclairement énergétique reçu sur une surface centrale de 50 mm � 50 mm
de l'éprouvette exposéedoit être uniforme, à� 2%.
Le radiateur conique peut être pourvu d'un écran amovible destinéà protéger l'éprouvette de la chaleur juste avant
le début de l'essai.
6.3 Dispositif de contrôle de l'éclairement énergétique
Le système de contrôle de l'éclairement énergétique doit maintenir constante la température moyennedel'élément
chauffant à� 2 °C.
Dimensions en millimètres
Légende
1 Enveloppe intérieure
2 Garniture de matériaux réfractaires
3 Thermocouple
4 Enveloppe externe
5Entretoise
6 Élément chauffant
Figure 2 — Radiateur vu en coupe
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6.4 Thermopile et cheminée
Une cheminée de section circulaire, de 600 mm de longueur et de 115 mm de diamètre intérieur, fabriquéeen
acier inoxydable de 1 mm d'épaisseur, est utilisée pour loger la thermopile. Cette cheminéeest fixée sur le dessus
de la plaque supérieure du radiateur conique. L'axe de la cheminéedoit coïncider avec celui du radiateur. La
thermopile se compose de quatre thermocouples gainés de type K, de 1,6 mm de diamètre extérieur. Ces
thermocouples sont logés à l'intérieur de la cheminée à une hauteur de 550 mm au-dessus de la plaque supérieure
du radiateur, et les points d'introduction dans la cheminée sont régulièrement répartis sur la circonférence de celle-
ci. Les extrémités des thermocouples sont maintenues fixes à 17 mm de l'axe de la cheminée.
6.5 Porte-éprouvette
Le porte-éprouvette est représentéà la Figure 3.
Il doit avoir la forme d'un récipient carré de 25 mm de profondeur, et sa partie supérieure doit comporter une
ouverture de 106 mm � 106 mm. Le porte-éprouvette doit être fabriqué en acier inoxydable de 2,15 mm � 0,25 mm
d'épaisseur. Il doit avoir une poignée pour faciliter son introduction et son retrait, et être doté d'un mécanisme
permettant de placer l'éprouvette en position centrale sous le radiateur, et de l'aligner avec le dispositif de pesée.
La distance comprise entre la surface inférieure du radiateur conique et le haut de l'éprouvette doit être réglée à
25 mm. Lorsque des matériaux de dimensions instables sont soumis à l’essai, cette distance doit être portée à
60 mm � 1 mm. Tous les essais doivent être conduits avec le cadre de maintien représentéà la Figure 4. Des
précisions concernant la préparation de l'éprouvette et du porte-éprouvette sont données en 8.3.
Dimensions en millimètres
Figure 3 — Porte-éprouvette
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Dimensions en millimètres
Figure 4 — Cadredemaintien
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6.6 Système d'aspiration des fumées
L'appareillage doit être utilisé sous une hotte ou dans une chapelle dotée d'une ventilation adéquate pour évacuer
en toute sécurité les produits de combustion hors du laboratoire.
6.7 Circuit d'allumage
L'allumage de l’éprouvette doit se faire par une bougie alimentée par un transformateur de 10 kV ou par un
générateur d'étincelles de 10 kV pouvant produire des étincelles en continu. Les électrodes de la bougie doivent
avoir un écartement de 3 mm. En cas d'utilisation d'un transformateur, celui-ci doit êtred'untypespécifiquement
conçu pour une utilisation avec allumage par bougie. Le transformateur doit être doté d'un enroulement secondaire
isolé (non reliéà la terre) afin de réduire au minimum les interférences avec les lignes de transmission de données.
La longueur de l'électrode et l'emplacement de la bougie d'allumage doivent être tels que l'écartement des
électrodes se trouve 13 mm au-dessus du centre de l'éprouvette lorsque celle-ci est orientée à l'horizontale.
6.8 Chronomètre
Le chronomètre doit pouvoir enregistrer la durée écoulée à la seconde la plus proche et avoir une exactitude de 1 s
sur 1 h.
6.9 Fluxmètre thermique
Le fluxmètre thermique doit être de type Schmidt-Boelter (à thermopile) ayant une plage de mesure allant jusqu’à
2
environ 100 kW/m . La cible qui reçoit le rayonnement et éventuellement, dans une moindre mesure, la chaleur par
convection, doit êtreplane, circulaire,de12,5mm dediamètre environ, et être revêtue d'une finition noire mate et
durable. La cible doit être refroidie à l'eau, mais il convient de veiller à ce qu’il ne se produise pas de condensation
d’eau sur la surface cible du fluxmètre thermique.
Le rayonnement ne doit pas traverser de fenêtre avant d'atteindre la cible. L'instrument doit être solide, simple à
installer et à utiliser, et stable à l'étalonnage. Il doit avoir une exactitude de�3% et une répétabilité meilleure que
0,5 %.
L'étalonnage du fluxmètre thermique doit être vérifié chaque fois que l'on effectue un réétalonnage de l'appareil,
conformément à la procédure donnée dans l’annexe A.
6.10 Brûleur d'étalonnage
Le brûleur d’étalonnage doit être constitué d'un récipient carré avec une ouverture de 106 mm � 106 mm dans sa
partie supérieure et être fabriqué en acier inoxydable d'une épaisseur de 2,4 mm � 0,1 mm. Le récipient est rempli
de sable et doit avoir une poignée pour faciliter son introduction et son retrait. Il doit être doté d'un mécanisme
permettant de centrer le brûleur sous le radiateur, et de l'aligner sur le dispositif de pesée. Le brûleur doit être
conçudefaçon à ce que du méthane pur à au moins 99,5 % puisse être introduit par un tube traversant la paroi
latérale, comme représenté sur laFigure5.Ledébitmètre utilisé pour contrôler l'écoulement de méthane peut être
un rotamètre, un dispositif de mesurage à l'état sec, un dispositif de mesurage à l'étathumide ouundébitmètre
massique électronique.
La distance comprise entre la surface inférieure du radiateur conique et le haut du brûleur d’étalonnage doit être
ajustée à 25 mm.
6.11 Système de collecte des données
Ce système doit enregistrer les valeurs de sortie de la thermopile et de la cellule de charge (s’il y a lieu). Il doit
avoir une exactitude de 0,01 % sur toute l’échelle des valeurs de sortie de la cellule de charge (si une telle cellule
est utilisée) et doit permettre un enregistrement des données toutes les 5 s (ou moins) pendant au minimum 1 h et
une mesure de la température sensible à 0,5 °C.
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Dimensions en millimètres
Légende
1Récipient carré en acier inoxydable
2 Sable, grains de taille d’environ 1 mm à 2mmdediamètre
3 Tube, diamètre intérieur 8 mm
3
4 Couche de fibres céramiques (106� 106� 12) mm, masse volumique d'environ 100 kg/m
3
5 Couche de fibres céramiques (50 � 50 � 22) mm, masse volumique d'environ 100 kg/m
6 Poignée
Figure 5 — Modèle type de brûleur d'étalonnage
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7 Aptitude du produit à l'essai
7.1 Caractéristiques de la surface
Tout produit possédant l'une des propriétés suivantes est apte à l'essai:
a) une surface exposée globalement plane;
b) une surface irrégulière dont les défauts sont régulièrement répartis sur la surface exposée à condition que:
1) au moins 50 % de la surface d'une zone carréereprésentative de 100 mm de côté se situent à une
profondeur maximale de 10 mm par rapport à un plan passant par les points les plus hauts de la surface
exposée, ou que,
2) pour les surfaces comportant des craquelures, fissures ou des trous ne dépassant pas 8 mm de largeur et
10 mm de profondeur, la surface totale de ces défauts à la surface n'excède pas 30 % d'une zone carrée
de 100 mm de côté, représentative de la surface exposée.
Lorsqu'une surface exposée ne satisfait pas aux exigences de a) ou b) ci-dessus, il faut que le produit soit essayé
sous une forme modifiée aussi conforme que possible aux exigences indiquées ci-dessus. Il faut préciser dans le
rapport d'essai que le produit a été soumis à l'essai sous une forme modifiée, et décrire clairement la modification
apportée.
7.2 Produits asymétriques
Un produit soumis au présent essai peut avoir des faces différentes ou susceptibles de contenir des couches de
matériaux disposées dans un ordre différent par rapport aux deux faces. Si l’une ou l’autre de ces faces est
susceptible d’être exposéelors de l’utilisation du produit dans un local, une cavité ou un vide, les deux faces
doivent être soumises à l'essai.
7.3 Matériaux minces
La présente méthode d'essai peut s'avérer inappropriée pour des produits très minces, étant donné qu'on ne
disposera pas de suffisamment de données pour calculer les taux de perte de masse (optionnels) ou les valeurs de
sortie de la thermopile. Pour certains matériaux, réduire le temps de collecte des données à 1 s sur le dispositif
d'enregistrement, ou augmenter les vitesses de l'enregistreur de graphiques peut aider à obtenir plus de données.
7.4 Éprouvettes composites
Il est possible de soumettre à l'essai des éprouvettes composites à condition de les préparer comme spécifié
en 8.3.
7.5 Matériaux de dimensions instables
La présente méthode d'essai peut s'avérer inappropriée pour des matériaux dont les dimensions varient de
manière importante lorsqu'ils sont exposés au rayonnement du radiateur, comme, par exemple, les matériaux qui
se dilatent ou se rétractent, car l'éclairement énergétique à la surfacedel'éprouvette au moment de l'allumage
peut différer de manière significative de celui fixéà l'origine.
Les matériaux qui se dilatent peuvent être soumis à l'essai en augmentant la distance entre la face inférieure du
radiateur conique et la surface de l'éprouvette jusqu'à 60 mm pour réserver une place au gonflement. Procéder à
l’étalonnage de l'éclairement énergétique à cette nouvelle distance. Les éprouvettes qui se dilatent à un degré tel
que, lorsqu'elles sont essayées après cette augmentation de distance, elles entrent encore en contact avec la
bougie d'allumage, ou avec la face inférieure du radiateur conique avant l'allumage, ne peuvent pas être aisément
soumises à l'essai par la présente méthode.
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8 Fabrication et préparation des éprouvettes
8.1 Éprouvettes
8.1.1 Sauf spécification contraire, il faut soumettre à l'essai trois éprouvettes à chaque niveau d'éclairement
énergétique choisi et pour chaque différente surface exposée.
8.1.2 Les éprouvettes doivent être représentative du produit et carrées, de 100 mm � 2mm de côté.
8.1.3 Les produits ayant une épaisseur normale inférieure ou égale à 50 mm doivent être soumis à l'essai sur
toute leur épaisseur.
8.1.4 Pour les produits ayant une épaisseur normale supérieure à 50 mm, les éprouvettes nécessaires doivent
0
être obtenues en découpant la face non exposée pour réduire l'épaisseur à (50 ) mm.
�3
8.1.5 Lors du prélèvement d'éprouvettes dans des produits de surface irrégulière, le découpage doit se faire de
manière à ce que le point le plus élevé de la surface soit situé au centre de l'éprouvette.
8.1.6 Les assemblages doivent être soumis à l'essai comme spécifié en 8.1.3 ou 8.1.4, selon le cas.
NOTE Lorsqu'on utilise des matériaux minces ou des composites dans la fabrication d'un assemblage, la présence d'air ou
d'un vide d'air ou la nature de la construction sous-jacente peut influer de manière significative sur l'allumage et le
comportement au feu de la surface exposée. Il est important d'analyser l'influence des couches sous-jacentes et de prendre les
précautions nécessaires afin de garantir que le résultat de l'essai obtenu sur l'assemblage considéré corresponde bien à son
utilisation pratique.
Lorsque le produit est un matériau ou composite devant normalement être fixéà un substrat bien défini, il doit être
soumis à l'essai conjointement avec le substrat en question en utilisant la technique de fixation recommandée, par
exemple, en le collant avec l'adhésif approprié ou en le fixant mécaniquement.
8.1.7 Les produits d'épaisseur inférieure à 6 mm doivent être soumis à l'essai avec un substrat représentatif des
conditions d'utilisation finale de façon à ce que l'épaisseur totale de l'éprouvette soit supérieure ou égale à 6 mm.
En cas d'utilisation d'éprouvettes de moins de 6 mm d'épaisseur qui seraient utilisées avec un vide d'air adjacent à
la surface non exposée, il est nécessaire de monter les éprouvettes de manière à ce qu'il y ait un vide d'air d'au
moins 12 mm entre la face non exposée et la couche de fibres réfractaires.
NOTE Il est possible d'y parvenir en utilisant un cadre d'écartement en métal.
8.2 Conditionnement des éprouvettes
Avant l'essai, conditionner les éprouvettes jusqu'à masse constante à une température de 23 °C� 2 °C, avec une
humidité relative de (50� 5) % conformément à l'ISO 291.
NOTE On considère que la masse est constante lorsque deux pesées successives, effectuées à un intervalle de 24 h, ne
diffèrent pas l'une de l'autre de plus de 0,1 % de la masse de l'éprouvette ou de 0,1 g, en retenant la valeur la plus élevée.
Les matériaux tels que les polyamides, qui requièrent plus d’une semaine de conditionnement pour atteindre
l’équilibre, devront être conditionnés à une température de 23 °C � 2 °C avec une humidité relative de (50� 5) %
pendant au moins une semaine, et la duréedela période de conditionnement doit être inscrite dans le rapport
d’essai.
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8.3 Préparation
8.3.1 Enveloppement de l’éprouvette
Toute éprouvette conditionnéedoit être enveloppée dans une feuille d'aluminium d'épaisseur comprise entre
0,03 mm et 0,05 mm, recouvrant les surfaces non exposées, la face brillante de la feuille étant tournéevers
l'éprouvette. Les éprouvettes composites doivent être exposées selon un mode caractéristique des conditions
d'utilisation finale [par exemple, en cas d'utilisation avec un vide d'air (voir 8.1.6), celui-ci doit être prévu derrière
l'éprouvette, dans la feuille d'aluminium].
8.3.2 Préparation de l'éprouvette
Toutes les éprouvettes doivent être soumises à l'essai avec le cadre de maintien représentéà la Figure 4. Il faut
respecter les étapes suivantes pour préparer l'éprouvette en vue des essais:
a) placer le cadre de maintien orienté vers le bas sur une surface plane;
b) introduire une éprouvette enveloppée dans le cadre, la face exposée orientée vers le bas;
c) placer les couches de fibres céramiques (de 13 mm d'épaisseur nominale) sur la partie supérieure de
l'éprouvette jusqu'à ce que deux couches dépassent par rapport au bord du cadre;
d) ajuster le porte-éprouvette dans le cadre au-dessus des fibres céramiques et presser vers le bas;
e) serrer la vis à travers le fond du cadre et retourner l'assemblage.
9 Étalonnage
9.1 Étalonnage du radiateur
Régler le dispositif de commande de la température de manière à ce que le radiateur conique produise
l'éclairement énergétique requis, mesuré par le fluxmètre thermique, au début de chaque journéed'essaioulorsdu
passage à un nouvel éclairement énergétique.
Aucune éprouvette ou aucun porte-éprouvette ne doit être en place lorsque le fluxmètre thermique est en position
d'étalonnage. Faire fonctionner le radiateur conique pendant au moins 10 min et s'assurer que le dispositif de
commande de température se situe à l'intérieur de la gamme proportionnelle avant de commencer l'étalonnage en
question.
9.2 Étalonnage de la thermopile
9.2.1 Généralité
La thermopile doit être initialement étalonnée à chaque éclairement énergétique retenu pour l'essai, en appliquant
le mode opératoire indiqué en 9.2.2. Ensuite, elle doit faire l'objet d'un contrôle à l'éclairement énergétique mis en
œuvre avant chaque journée d'essai.
9.2.2 Étalonnage initial
Le brûleur d'étalonnage décrit en 6.10 et soit un sy
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.