Приложение С (обязательное). Определение термического сопротивления и теплопроводности после старения изделий

Приложение С
(обязательное)

Определение термического сопротивления и теплопроводности после старения изделий

С.1 Общие положения

В настоящем приложении приведены методы определения теплофизических характеристик изделий после старения вследствие изменения с течением времени состава газа в порах, позволяющие прогнозировать средние значения теплофизических характеристик через 25 лет.

Теплопроводность изделий после старения может быть определена методом прямого измерения (метод ускоренного старения см. в С.4) или методом фиксированных приращений после ускоренного старения (см. С.5). Отбор и подготовку образцов проводят в соответствии с С.2.

Примечание - Схема возможных методов старения приведена на рисунке С.1.

Рисунок С.1 - Схема возможных методов старения

Методы определения теплофизических характеристик после старения применяют для изделий из жесткого пенополиуретана с закрытыми порами, изготовляемых с применением высокомолекулярных вспенивающих агентов: углеводородов (например, пентан) и фторпроизводных углеводородов (например, хладоны 134а (HFC 134а; R 134а), 245fa (HFC 245fa; R 245fa), 227ea (HFC 227ea; FM 200), фреон 365mfc (R 365mfc; HCFC 365mfc)].

Примечание - Приведенные вспенивающие агенты, сохраняющиеся в порах материала в течение периода времени, превышающего срок службы изделия, называют перманентными. Их применяют в сочетании друг с другом и с диоксидом углерода СO₂. Диоксид углерода СO₂ не является перманентным вспенивающим агентом и, как правило, быстро выводится из изделия. Деградация теплофизических свойств изделий из жесткого пенополиуретана обусловливается, в основном, процессом диффузии воздуха в поры материала, заменяющего находящийся там СO₂, если герметичная облицовка не препятствует этим процессам.

Указанные выше методы применяют также для изделий из жесткого пенополиуретана, вспененного только СO₂.

К изделиям со смесями из перманентных вспенивающих агентов применяют следующие методы:

- метод ускоренного старения согласно С.4 с использованием приращения по таблице С.1 для агента, содержание которого в смеси является максимальным;

- метод фиксированных приращений согласно С.5. По результатам испытания по данному методу определяют необходимое приращение. Если результат не превышает требуемого предельного значения согласно С.5.2 для данного агента в смеси, то для определения теплопроводности после старения применяют приращение по таблице С.2 для этого агента.

В случае подтверждения принадлежности новых вспенивающих агентов к перманентным (подразумевается, что эти агенты имеют такие же коэффициенты диффузии, как пентан и фторпроизводные углеводороды) допускается применять методы старения, приведенные в настоящем приложении. Для метода ускоренного старения (С.4) и метода фиксированных приращений (С.5) может потребоваться установление новых предельных значений приращения.

С.2 Отбор изделий и подготовка образцов

Изделия для испытаний отбирают так, чтобы сохранить облицовку (при ее наличии).

Изделия должны иметь размеры не менее указанных в таблице А.1 ГОСТ 31925.

Перед изготовлением образцов изделия выдерживают не менее 16 ч при температуре (23  3) °С и относительной влажности воздуха (50  10) %.

Образцы вырезают из срединной части изделия. Образцы должны соответствовать требованиям, указанным в таблице А.1 ГОСТ 31925. Облицовку на образцах сохраняют при условии, что ее наличие не влияет на результаты измерения термического сопротивления.

С.3 Определение начального значения теплопроводности

Начальное значение теплопроводности определяют по результатам измерений термического сопротивления, проводимых в течение от 1 до 8 сут после изготовления изделия.

Подготовку образцов для измерения термического сопротивления проводят в соответствии с требованиями, приведенными в С.2.

Термическое сопротивление образцов определяют в соответствии с ГОСТ 31925, ГОСТ 31924 или ГОСТ 7076 с учетом условий, приведенных в 5.3.2.

Полученное начальное значение теплопроводности округляют до 0,0001 Вт/().

С.4 Определение теплопроводности методом ускоренного старения

С.4.1 Общие положения

Теплопроводность после ускоренного старения измеряют в соответствии с С.4.2.

Полученное значение теплопроводности увеличивают на значение приращения теплопроводности в соответствии с С.4.3.

Для изделий, подверженных диффузии (изделия с воздухопроницаемой облицовкой), допускается проводить испытания в соответствии с С.4.4. В зависимости от результата испытаний приращение по С.4.3 допускается уменьшать в соответствии с С.4.5.

С.4.2 Определение теплопроводности после ускоренного старения

Если изделие имеет облицовку, то при испытании ее не удаляют.

Размеры образцов изделия по длине и ширине в зависимости от толщины должны быть не менее установленных ГОСТ 31925 (таблица А.1) или соответствовать размерам полномерных изделий. Максимальные размеры образцов изделий с воздухонепроницаемой облицовкой принимают равными 800 x 800 мм.

Теплопроводность после ускоренного старения определяют по значениям термического сопротивления образцов, прошедших процедуру ускоренного старения. Процедуру ускоренного старения начинают не ранее чем через 1 сут и не позднее чем через 50 сут после изготовления изделия.

Образцы выдерживают в течение (175  5) сут при температуре (70   2) °С.

Для измерения термического сопротивления образцы выдерживают в соответствии с С.2. Измерение термического сопротивления образцов проводят в соответствии с ГОСТ 31925, ГОСТ 31924 или ГОСТ 7076 с учетом условий, приведенных в 5.3.2.

Теплопроводность изделий после ускоренного старения, рассчитанную по измеренному значению термического сопротивления, округляют до 0,0001 Вт/().

С.4.3 Приращение теплопроводности (только для метода ускоренного старения)

Теплопроводность изделий после ускоренного старения, полученную по С.4.2, увеличивают на значения приращений, указанные в таблице С.1.

Таблица С.1 - Приращение теплопроводности после ускоренного старения изделий

Вид изделия/облицовки	Вспенивающий агент	Значение приращения для изделий номинальной толщиной dN 80 мм, Вт/()	Значение приращения для изделий номинальной толщиной dN > 80 мм, Вт/()
Без облицовки	Пентан, HFC 245fa, 227еа, 365mfc	0,0010	0,0020
	HFC 134а	0,0015	0,0025
С воздухопроницаемой облицовкой	Пентан, HFC 245fa, 227еа, 365mfc	0,0010	0,0015
	HFC 134а	0,0015	0,0020
С воздухонепроницаемой облицовкой a)	Пентан, HFC 134а, 245fa, 227еа, 365mfc	0,0010	0,0010
а) Определение понятия "воздухонепроницаемая облицовка" см. в С.5.1.

По запросу потребителя изготовитель обязан декларировать вспенивающий агент, применяемый для изготовления изделия.

Теплопроводность, увеличенную на значение приращения, округляют до 0,0001 Вт/() и указывают как теплопроводность изделия после старения при отсутствии других данных, связанных с ускоренным испытанием в соответствии с С.4.4 и С.4.5.

С.4.4 Определение теплопроводности после ускоренного старения изделий, подверженных диффузии

Изделия, отобранные для испытания в интервале от 1 до 8 сут после изготовления, выдерживают в течение 16 ч при температуре (23  3) °С и относительной влажности воздуха (50  10) %.

Из срединной части изделия вырезают два расположенных рядом образца размерами не менее 200 x 200 мм и толщиной 20₀⁺² мм каждый.

Начальные значения теплопроводности образцов определяют в соответствии с C.3. Начальные значения теплопроводности не должны отличаться более чем на 0,0005 Вт/(). При большей разнице между значениями готовят другие образцы.

Один из образцов выдерживают при температуре (70  2) °С, другой - при температуре (23  3) °С в течение времени, за которое происходит увеличение теплопроводности образцов в диапазоне от 0,003 до 0,004 Вт/(). В указанном диапазоне определяют не менее шести значений теплопроводности каждого образца.

Продолжительность кондиционирования образца, выдерживаемого при 70 °С, до комнатной температуры перед измерением теплопроводности должна составлять от 1 до 2 ч. Фиксируют фактическое время нахождения образца при 70 °С.

Для обоих образцов строят графики теплопроводности. Сдвигают временные оси графиков так, чтобы получить наибольшее совпадение кривых. Значение смещения временных осей, при котором получают наибольшее совпадение кривых, является коэффициентом ускорения. Коэффициент ускорения указывают с точностью до одной значащей цифры после запятой.

С.4.5 Определение теплопроводности после ускоренного старения с учетом коэффициента ускорения (только для изделий, подверженных диффузии)

Если изготовитель подтверждает полученный коэффициент ускорения согласно С.4.4, то значение теплопроводности изделия, полученное по С.4.2 и C.4.3, допускается скорректировать следующим образом:

- при значении коэффициента ускорения более 12 приращение, выбранное по таблице С.1, вычитают;

- при значении коэффициента ускорения в пределах от 8 до 12, полученное по С.4.2 и C.4.3 значение теплопроводности уменьшают на 0,001 Вт/();

- во всех других случаях значения теплопроводности согласно С.4.2 и C.4.3 остаются неизменными.

Значение теплопроводности после ускоренного старения указывают с округлением до 0,0001 Вт/().

С.5 Определение теплопроводности методом фиксированных приращений

С.5.1 Условия применения метода

Метод фиксированных приращений применяют при следующих условиях:

- изделие соответствует требованиям процедуры старения по С.5.2, за исключением изделий, вспененных только агентом СO₂;

- изделие содержит 100 % вспенивающего агента СO₂;

- изделие содержит в качестве вспенивающего агента только пентан и (или) фторпроизводные углеводородов, или смесь одного из этих агентов с СO₂;

- облицовку изделия считают воздухонепроницаемой, если она изготовлена из металлического листа толщиной не менее 50 мкм или если подтверждено аналогичное свойство облицовки из другого материала. Облицованные изделия, у которых после выдерживания при температуре (70   2) °С в течение (175  5) сут увеличение значения теплопроводности составляет не более 0,001 Вт/(), считают изделиями с воздухонепроницаемой облицовкой (максимальные размеры образца 800 x 800 x 50 мм);

- размеры прямоугольных изделий с воздухонепроницаемой облицовкой не менее 600 x 800 мм. Если обе продольные кромки изделий длиной 800 мм и более покрыты воздухонепроницаемой облицовкой, допускается ширина изделия менее 600 мм.

Для изделий с воздухонепроницаемой облицовкой меньших размеров, чем указанные предельные значения, применяют метод по С.4, для изделий с воздухопроницаемой облицовкой применяют фиксированные приращения по таблице С.2.

С.5.2 Проведение испытаний методом фиксированных приращений

Для изделий, изготовленных с перманентными вспенивающими агентами, должны быть соблюдены следующие требования:

- изделия для испытаний отбирают в период времени от 1 до 8 сут после изготовления и выдерживают в течение 16 ч при температуре (23   3) °С и относительной влажности воздуха (50  10) %;

- из срединной части изделия вырезают образец размерами не менее 200 x 200 мм и толщиной мм;

- начальное значение теплопроводности образца определяют в соответствии с С.3;

- образцы выдерживают при температуре (70  2) °С в течение (21  1) сут;

- после повторного выдерживания в течение 16 ч при температуре (23   3) °С и относительной влажности воздуха (50  10) % теплопроводность образца после старения определяют в соответствии с ГОСТ 31925, ГОСТ 31924, ГОСТ 7076 с учетом условий, приведенных в 5.3.2.

Разность между значением теплопроводности после старения и начальным значением не должна превышать 0,0060 Вт/() для изделий, изготовляемых с пентаном и агентами 245fa, 227еа, 365mfc, и 0,0075 Вт/() - для изделий, изготовляемых с агентом 134а.

Если разность превышает указанные предельные значения, то метод фиксированных приращений не применяют и значение теплопроводности после старения определяют в соответствии с С.4.

С.5.3 Расчет теплопроводности после старения

Значение теплопроводности изделий после старения вычисляют, прибавляя значение фиксированного приращения, приведенные в таблице С.2, к начальному значению теплопроводности.

Начальное значение теплопроводности определяют в соответствии с С.3.

Полученное значение теплопроводности указывают с округлением до 0,0001 Вт/().

Таблица С.2 - Приращения для расчета теплопроводности после старения

Вспенивающий агент	Значение приращения, Вт/()
	Вид облицовки
	Отсутствует или воздухопроницаемая			Воздухонепроницаемая
	Номинальная толщина образца, мм
	dN < 80	80 dN < 120	dN 120
Пентан a)	0,0058	0,0048	0,0038	0,0015
HFC 245fa a), 227еа, 365mfc	0,0060	0,0048	0,0038	0,0015
HFC 134а	0,0075	0,0065	0,0055	0,0025
100 % СO2	0,0100	0,0100	0,0100	0,0060
а) При использовании в смеси вспенивающих агентов пентана вместе с HFC 245fa и/или 227еа и/или 365mfc применяют приращение 0,0060 Вт/() при dN < 80 мм.

По запросу потребителя изготовитель обязан декларировать вспенивающий агент, применяемый для изготовления изделия.

С.6 Определение декларируемых значений термического сопротивления и теплопроводности после старения

С.6.1 Общие положения

Декларируемые значения термического сопротивления и теплопроводности рассчитывают, применяя начальные значения теплопроводности или значения теплопроводности после старения.

Начальные значения теплопроводности определяют в соответствии с С.3, значения теплопроводности после старения - в соответствии с С.4 или С.5.

С.6.2 Группировка изделий

Решение об объединении изделий в группы и определении их объема принимает изготовитель. Статистические данные для группы изделий распространяются на все толщины или на диапазон толщин и содержат измеренные значения теплофизических характеристик изделий малой, средней и большой толщины, при этом изготовитель декларирует:

- отдельные значения теплофизических характеристик каждого изделия каждой толщины, определяя значение для каждой толщины каждого изделия, или

- общее значение теплофизической характеристики группы изделий всех толщин или диапазона толщины, где значение этой группы изделий характеризует заданный диапазон толщины. В отдельные группы объединяют изделия без облицовки, изделия с воздухопроницаемой облицовкой и изделия с воздухонепроницаемой облицовкой.

Для каждой группы изделий определяют не менее десяти начальных значений или десять значений теплопроводности изделий после старения.

С.6.3 Расчет значений и R_90/90 с применением начальных значений теплопроводности

Значения и R_90/90 рассчитывают по формулам:

(С.1)

или

;

(С.2)

,

(С.3)

где , , и определяют с применением начальных значений теплопроводности, измеренных в соответствии с приложением А.

Приращение теплопроводности определяют как среднее значение увеличения теплопроводности после старения согласно С.4 по сравнению с начальным значением теплопроводности согласно С.3, установленное по результатам испытания двух образцов. Два образца для испытаний отбирают от одного изделия, идентифицированного в группе изделий как самое неблагоприятное (например, изделие с наименьшей толщиной).

Фиксированное приращение теплопроводности после старения применяют в соответствии с С.5. Для группы изделий применяют фиксированное приращение после старения, получаемое по самому неблагоприятному изделию в пределах этой группы.

С.6.4 Расчет значений и R_90/90 с применением значений теплопроводности после старения

Значения и R_90/90 рассчитывают по формулам:

,

(C.4)

,

(С.5)

где , , и определяют по значениям теплопроводности после старения, измеренным в соответствии с приложением А.