METHODOLOGY AND RESULTS OF ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF STRUCTURES LONG-TERM EXPLOITATION ON BASIC PROPERTIES OF THE INTUMESCENT FLAME-RETARDANT COATINGS

The procedure of estimation of impact of long-term operation of various constructions on the main properties of intumescent flame retardant coatings is offered. It is based on an experimental evaluation of change of intumescence expansion rate of coatings and their thermal decomposition rate depending on the operating time and consideration of these indicators in mathematical modeling and design of fire protection. Tests of this procedure is carried out on the example of SGK-2 compound applied on the samples which passed the accelerated climatic tests for the operating period of 5, 10, 15, 20 and 25 years. Definition of intumescence and thermal decomposition indices, the main physical and mechanical properties of the coating was carried out. To assess the dynamics of changes of intumescence value it was used the test procedure with samples placed inside gauge tubes made of the heat-resistant glass which were heated in muffle furnace. In addition samples were tested on the installation (stand) of radiant heating. On the basis of conducted researches it was determined the decrease tendency of intumescence expansion rate and, respectively, flame retardant efficiency of coating during long-term operation of protected metal constructions. The methodology of accounting of such influence based on the obtained experimental data during mathematical modeling and design of fire protection due to previously developed and tested calculation methods. On the basis of carried out experiments and calculations it was determined that decrease of flame retardant efficiency of SGK-2 coating, characterized by time while the protected steel construction is heated to the critical temperature (500 °C), amount to 21-25 % over the lifetime of 25 years. The obtained results showed expediency and possibility of creation of a common approach to assessment of influence of long-term operation of constructions on flame retardant efficiency of intumescent coatings and considering of this factor in practice of researches and design of fire protection.

огнезащита, анализ, вспучивающиеся покрытия, огнезащитное покрытие, эксплуатация конструкций, fire protection, analysis, intumescent coating, flame-retardant coating, exploitation of structures

1. Старение и стабилизация полимеров / Под ред. М. Б. Неймана. - М. : Наука, 1964. - 332 с.

2. Дудеров Н.Г., Смирнов П. В., Пагановский Ю. К., Михайлова Е. Д., Молчадский О. И., Чиликин М.В. Идентификация веществ, материалов и средств огнезащиты перед испытаниями на пожарную опасность // Материалы Второго международного семинара "Пожаровзрывоопасность веществ и взрывозащита объектов". - М., 1997.

3. Еремина Т. Ю., Крашенинникова М. В., Дмитриева Ю. Н., Семенов Д. С. Нормируемые требования к качеству огнезащитных покрытий при сдаче строительных объектов и применение методов термического анализа для прогнозирования долговечности покрытий // Пожаровзрывобезопасность. - 2007. - Т. 16, №№ 5. - С. 31-33.

4. Оценка качества огнезащиты и установления вида огнезащитных покрытий на объектах : руководство. - М. : ВНИИПО, 2011. - 39 с.

5. Определение теплоизолирующих свойств огнезащитных покрытий по металлу : методика. - М. : ВНИИПО, 1998. - 19 c.

6. Зверев В. Г., Гольдин В. Д., Теплоухов А. В. Лучистый нагрев вспучивающихся теплозащитных покрытий // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2014. - Т. 57, № 8-2. - С. 142-147.

7. Теплоухов А. В. Оценка огнезащитной эффективности тонкослойных вспучивающихся покрытий в процессе длительной эксплуатации посредством исследования их теплофизических свойств // Труды МИТ. - 2011.- Т. 11.-Ч. 1. -С. 234-238.

8. Гаращенко А. Н., Кульков А. А., Васин В. П., Рудакова Т. А. Влияние состава и особенностей поведения вспучивающихся огнезащитных покрытий на их эффективность // Вопросы оборонной техники. - 2010. - Вып. 4. - Сер. 15. - С. 33-38.

9. Charles E. Anderson Jr., Donna K. Wauters. A thermodynamic heat transfer model for intumescent systems // International Journal of Engineering Science. -1984. -Vol. 22, Issue 7. -P. 881-889. DOI: 10.1016/0020-7225(84)90036-3.

10. Zverev V.G., Golédin V.D., Nesmelov V. V., Tsimbalyuk A. F. Modeling heat and mass transfer in intumescent fire-retardant coatings // Combustion, Explosion, and Snock Waves. - 1998. - Vol. 34, issue 2. - P. 198-205. DOI: 10.1007/bf02672821.

11. Griffin G. J. The modeling of heat transfer across intumescent polymer coating // Journal of Fire Sciences. - 2010. - Vol. 28, Issue 3. - P. 249-277. DOI: 10.1177/0734904109346396.

12. Bartholmai M., Schriever R., Schartel B. Influence of external heat flux and coating thickness on the thermal insulation properties of two different intumescent coatings using cone calorimeter and numerical analysis // Fire and Materials. - 2003. - Vol. 27, Issue 4. - P. 151-162. DOI: 10.1002/fam.823.

13. Зверев В. Г., Теплоухов А. В., Цимбалюк А. Ф. Исследование свойств и огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2014. - Т. 57, № 8-2. - С. 148-153.

14. Инструкция № 1014-73. Методы прогнозирования сроков службы полимерных материалов в изделиях. - М. : ВИАМ, 1974.

15. Расчетно-экспериментальная оценка теплоизолирующей способности и огнезащитной эффективности состава СГК-2 для металлоконструкций с заданным значением приведенной толщины конструкции. - М. : ВНИИПО, 2007.