سلام، من جیک هستم، و اکنون بیش از یک دهه است که این فروشگاه تجهیزات ورق فلزی را اداره می کنم. در طول آن مدت، مشتریان بی‌شماری داشتم که وحشت زده نزد من آمده‌اند و می‌گویند که وسایلشان در زمان وقوع آتش‌سوزی از کار می‌افتد – معمولاً به این دلیل که محفظه‌های فلزی آنها طوری طراحی نشده بود که زیر گرمای زیاد مقاومت کنند. متوجه شدم، محفظه‌های فلزی مقاوم در برابر آتش، فقط برای تجهیزات صنعتی «دارای خوب» نیستند. اگر بخواهید ابزارهای خود را در حال اجرا نگه دارید (و تیم خود را ایمن کنید) زمانی که همه چیز به طرفین پیش می رود، آنها غیرقابل مذاکره هستند. امروز، بر اساس همه چیزهایی که از مشتریان اعم از خدمه ساختمانی گرفته تا کارخانه های تولیدی آموخته ام، نحوه طراحی درست این مسکن ها را به شما آموزش می دهم. و اگر برای پشتیبان‌گیری از طراحی خود به قطعات واقعی نیاز دارید، ما دوستان شما هستیم—صفحه‌های ما را برای قطعات ورق فلزی دقیق، قطعات مکانیکی ورق فلزی، و همه چیزهایی که برای ساخت‌هایی که واقعاً کار می‌کنند نیاز دارید، بررسی کنید.
اول از همه، بیایید سر و صدا را کاهش دهیم: مقاومت در برابر آتش فقط گرفتن هر ورق فلزی ضخیم نیست. من بچه ها را دیده ام که از فولاد 14 گیج استفاده می کنند و بعد از 30 دقیقه در یک آتش سوزی آزمایشی، هنوز یک تاب بدنه مانند چوب شور دارند. این در مورد انتخاب مواد مناسب، برنامه ریزی برای انتقال حرارت، و اضافه کردن جزئیات کوچک است که همه تفاوت را در هنگام برخورد شعله ها ایجاد می کند. بیایید با انتخاب مواد شروع کنیم زیرا این پایه و اساس همه چیز است.
اکثر مردم به طور پیش فرض از فولاد کربنی استفاده می کنند، اما همه فولاد کربنی برابر نیستند. فولاد ملایم ارزان است، اما نیمی از استحکام خود را با رسیدن به دمای 1000 درجه فارنهایت از دست می‌دهد - زباله‌های کامل برای کارهای مقاوم در برابر آتش. در عوض، من به فولاد کربنی نورد گرم با حداقل استحکام تسلیم 36 ksi یا حتی بهتر از آن فولادهای آلیاژی مانند AISI 4130 سوگند می‌خورم. صبر کنید، اما اگر بودجه شما کم باشد چه؟ شرمنده نیست - می توانید یک لایه نازک از پوشش مقاوم در برابر آتش را به فولاد معمولی اضافه کنید، اما مطمئن شوید که پوششی متورم است، نه هر رنگی. پوشش های متورم هنگام گرم شدن حباب می شوند و یک ذغال عایق ایجاد می کنند که انتقال حرارت را کند می کند. من آنقدر با این پوشش ها کار کرده ام که می توانم فقط از طریق قوطی یکی خوب را از یک بد تشخیص دهم. و برای محیط‌های واقعاً شدید - مثلاً اگر در حال ساخت مسکن برای ماشین‌آلات ساختمانی هستید که در مناطق دورافتاده مستعد آتش‌سوزی کار می‌کنند؟ ممکن است در مقداری فولاد ضد زنگ مانند 304L مخلوط شود، اما فقط در جایی که به مقاومت در برابر خوردگی اضافی در بالای آتش نیاز دارید. اگر برای تجهیزات سنگین می‌سازید، صفحه قطعات ورق فلزی مکانیکی ما دارای تمام مشخصات موادی است که در مورد آنها صحبت می‌کنم، بدون نیاز به حدس زدن.
مرحله بعدی انتقال حرارت و مدیریت حرارتی است، بخشی که اکثر طراحان از آن صرف نظر می کنند. در مورد آن فکر کنید: هنگامی که آتش به یک محفظه برخورد می کند، گرما فقط در خارج باقی نمی ماند، بلکه به اجزای داخلی نفوذ می کند. اگر تجهیزات الکترونیکی یا سیم کشی حساسی دارند، حتی 200 درجه فارنهایت در داخل می تواند آنها را سریع سرخ کند. پس چگونه جلوی آن را می گیرید؟ ابتدا از شکاف های هوا استفاده کنید. ورق ها را صاف روی هم قرار ندهید - حداقل ½ اینچ بین دیوار بیرونی و هر تکیه گاه داخلی بگذارید. آن هوا به عنوان یک عایق عمل می کند. من همچنین ترمال بریک در درزها و بست ها اضافه می کنم. اگر دو ورق فولادی را به هم جوش می دهید، خود جوش تبدیل به یک نقطه داغ می شود. درعوض، از اتصال دهنده های رزوه ای ساخته شده از فلزی با رسانایی حرارتی پایین تر، مانند آلومینیوم برنز، برای درزهای مهم استفاده کنید. جوش‌ها برای مناطق غیر بحرانی خوب هستند، اما شکستگی‌های حرارتی باعث می‌شود که گرما از پل زدن شکاف‌ها در جایی که نباید باشد.
سپس طراحی درزها و نفوذها وجود دارد. اینها ضعیف ترین نقاط در هر مسکنی هستند، برای من مهم نیست که فولاد شما چقدر ضخیم است. من یک بار خانه مشتری را امتحان آتش ثابت را گذراندم اما شکست خوردم زیرا یک نفوذ کوچک برای یک سنسور با سیلیکون مهر و موم شده بود که در 15 دقیقه ذوب شد. رفع؟ از واشرهای درجه آتش در همه درزها و درزها استفاده کنید - مواد ساخته شده از الیاف سرامیکی یا فایبرگلاس، نه از لاستیک معمولی. و هنگامی که برای سیم کشی، حسگرها یا دریچه ها سوراخ می کنید، آنها را تا حد امکان کوچک نگه دارید. سوراخ‌های بزرگ‌تر به این معنی است که گرمای بیشتری می‌تواند وارد شود. اگر به دریچه‌ها نیاز دارید، طرحی را اضافه کنید که وقتی دما به یک نقطه خاص رسید (معمولاً حدود ۲۵۰ درجه فارنهایت) به‌طور خودکار بسته می‌شود. به این ترتیب، زمانی که به آن نیاز دارید، جریان هوا را دریافت می کنید، اما زمانی که آتش در اطراف است، آن را آب بندی می کنید. برای محفظه ماشین آلات ساختمانی، صفحه قطعات فلزی ماشین آلات ساختمانی ما دارای دریچه و اجزای درز از پیش ساخته شده است که از قبل دارای درجه آتش هستند، بنابراین لازم نیست چرخ را دوباره اختراع کنید.
خم شدن و شکل دادن به جزئیات نیز اهمیت دارد، چیزی که من به سختی یاد گرفتم وقتی مسکن مشتری در طول آزمایش از شکل خارج شد. هنگامی که ورق فلز را به یک محفظه تبدیل می کنید، شعاع خمش بسیار مهم است. اگر از شعاع خمش محکم استفاده می کنید (مثل کمتر از 1 برابر ضخامت فلز)، نقطه تنشی ایجاد می کنید که وقتی فلز گرم می شود ضعیف می شود. کشش در خم احتمال تاب برداشتن یا ترک خوردن آن را بیشتر می کند. قانون من این است که از شعاع خمشی حداقل 2 برابر ضخامت فلز برای همه دیوارهای مهم مسکن استفاده کنید. همچنین از گوشه های تیز خودداری کنید – گوشه های گرد گرما و استرس را به طور یکنواخت توزیع می کنند. من یک بار دو محفظه یکسان را آزمایش کردم: یکی با گوشه های 90 درجه، دیگری با گوشه های گرد. گرد شده به مدت 2 ساعت در آتش آزمایشی سالم ماند و 90 درجه در 45 دقیقه شکست خورد. این یک تغییر ارزان است که تفاوت زیادی ایجاد می کند.
صبر کنید، در مورد آزمایش چطور؟ شما می توانید هر آنچه که می خواهید یک مسکن طراحی کنید، اما باید آن را در آزمایشات واقعی آتش قرار دهید تا مطمئن شوید که کار می کند. من شنیده ام که بچه ها می گویند "من فقط مقاومت حرارتی را تخمین می زنم" و این دستور العملی برای فاجعه است. تست‌های استاندارد ASTM E119 یا UL 1702 هستند - این تست‌ها اندازه‌گیری می‌کنند که یک محفظه چقدر می‌تواند دمای داخلی را زیر یک آستانه معین (معمولاً 325 درجه فارنهایت برای قطعات الکترونیکی) در حالی که در معرض آتش استاندارد قرار دارد، نگه دارد. هنگامی که ما تجهیزات را طراحی می کنیم، همیشه یک نمونه اولیه را از طریق یک آزمایش کامل قبل از تولید انبوه اجرا می کنیم. من حتی گاهی اوقات آزمایش‌های کوچکی را در مغازه‌ام انجام می‌دهم - برای شبیه‌سازی شرایط واقعی آتش سوزی، چوب یا پروپان را می‌سوزانم تا زودتر مشکل را پیدا کنم. هیچ مقداری از نقشه های CAD نمی تواند جایگزین آزمایش واقعی در دنیای واقعی شود.
بیایید در مورد اشتباهات رایجی که همیشه می بینم صحبت کنیم. اول، استفاده بیش از حد از اتصال دهنده ها. تعداد زیاد اتصال دهنده ها پل های حرارتی متعددی را ایجاد می کنند و هر سوراخ یک نقطه ضعف بالقوه است. لازم نیست در هر اینچ یک سوراخ دریل کنید - آنها را با فاصله 2 تا 3 اینچ در امتداد درزهای مستقیم و بیشتر در گوشه ها قرار دهید. دوم، نادیده گرفتن گسترش. فلز وقتی گرم می شود منبسط می شود، بنابراین اگر محفظه شما به سختی به تجهیزات وصل شود بدون اینکه فضایی برای جابجایی وجود داشته باشد، ترک می خورد یا منحرف می شود. درزهای انبساط کوچک را به دیوارهای بلند اضافه کنید - فقط یک شکاف ¼ اینچی پوشیده شده با یک مهر و موم قابل انعطاف درجه آتش. سوم، صرفه جویی در ضخامت فلز. می دانم که فلز ضخیم تر هزینه بیشتری دارد، اما برای محفظه های مقاوم در برابر آتش، حداقل ضخامت برای اکثر مصارف صنعتی 12 گیج است. اگر از آن نازک‌تر شوید، حتی بهترین مواد به سرعت از بین می‌روند. صفحه قطعات دقیق ورق فلزی ما به شما امکان می دهد ضخامت ها و مواد دقیقی را انتخاب کنید، بنابراین می توانید هزینه و عملکرد را بدون بریدن گوشه ها متعادل کنید.
چیز دیگر: درمان سطح. بعد از فرم دهی فقط بیرون را با رنگ معمولی رنگ نکنید. اگر از پوشش پودری استفاده می کنید، یک پوشش پودری با حرارت بالا با حداقل دمای 1200 درجه فارنهایت تهیه کنید. اما به یاد داشته باشید، پوشش پودری فقط آرایشی است، مقاومت زیادی در برابر آتش ایجاد نمی کند - به جز پوشش متورم برای مناطق ساختاری. اگر به محافظت بیشتر در برابر آتش و خوردگی نیاز دارید، یک پرایمر غنی از روی قبل از پوشش رویی به خوبی عمل می کند. فقط مطمئن شوید که پرایمر با حرارت بالا نیز سازگار است.
حالا بیایید همه اینها را با یک مثال کنار هم بگذاریم. ماه گذشته، یک شرکت ساختمانی به ما مراجعه کرد که برای سیستم های هیدرولیک بولدوزر خود به مسکن نیاز داشت. هنگامی که آتش سوزی برس به سایت های کار اصابت کرد، خانه های قدیمی آنها از کار می افتاد. این چیزی است که ما طراحی کردیم: فولاد آلیاژی AISI 4130 با ضخامت 1/8 اینچ، با شعاع خمشی 2 برابر در تمام گوشه‌ها، شکاف هوای ½ اینچی بین خطوط هیدرولیک داخلی و دیواره‌های بیرونی، پوشش متورم بر روی سطوح بیرونی، و واشرهای الیاف سرامیکی در تمام درزها. ما دریچه های بسته شدن خودکار در بالا و درزهای انبساط را در دیوارهای جانبی اضافه کردیم. ما آن را با استفاده از ASTM E119 آزمایش کردیم و دمای داخلی را به مدت 90 دقیقه زیر 250 درجه فارنهایت نگه داشت - بسیار بیشتر از آنچه نیاز بود. کارفرما رونق گرفت و از آن زمان، ما مسکن های مشابهی را برای سه خدمه ساختمانی دیگر انجام داده ایم. اگر به چیزی شبیه به آن نیاز دارید، مستقیماً به صفحه محفظه‌های ورق فلزی تجهیزات ما سر بزنید - ما می‌توانیم بدون توجه به پروژه، بر اساس مشخصات شما بسازیم.
صبر کنید، یک چیز دیگر: تعمیر و نگهداری. طراحی برای مقاومت در برابر آتش با ساخته شدن محفظه به پایان نمی رسد. یک پانل بازرسی کوچک در کناره اضافه کنید تا تکنسین ها بتوانند خوردگی یا پوشش آسیب دیده را بررسی کنند. بسیاری از شرکت ها این را فراموش می کنند، و در زمان وقوع آتش سوزی، پوشش پوست کنده می شود و بدنه آن ضعیف می شود. پانل های بازرسی نیز باید با واشرهای درجه آتش آب بندی شوند تا به نقطه ضعف تبدیل نشوند. چیزهای ساده، اما بعدا شما را از سردردهای زیادی نجات می دهد.
در پایان، طراحی محفظه های فلزی تجهیزات مقاوم در برابر آتش در مورد تعادل علم و عمل است. برای درست کردن آن نیازی به مدارک مهندسی شیک ندارید (اگرچه ما تعداد کمی در تیم خود داریم) - فقط به جزئیات توجه کنید، مواد مناسب را انتخاب کنید، آنطور که می خواهید آزمایش کنید، و درزها یا ضخامت را برش ندهید. برای بیش از یک دهه، این فرمول ما بوده است و هرگز مشتریان ما را ناامید نکرده است. اگر روی پروژه‌ای کار می‌کنید و برای مقاوم‌سازی مسکن خود به قطعات قابل اعتماد و دقیق نیاز دارید، یا می‌خواهید یک مسکن سفارشی از ابتدا ساخته شود، تماس بگیرید—ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. هیچ راه‌حل عمومی وجود ندارد، فقط وسایلی که در زمان اهمیت نگه می‌دارند.
از حضورتان متشکرم، و اگر سوالی دارید، من همیشه برای چت کردن در آنجا هستم.
مراجع
NFPA 70B: تمرین توصیه شده برای تعمیر و نگهداری تجهیزات الکتریکی
ASTM E119: روش‌های تست استاندارد برای آزمایش‌های آتش سوزی ساختمان و مصالح ساختمانی
UL 1702: استاندارد ایمنی برای محفظه های تجهیزات الکتریکی برای مکان های خطرناک (طبقه بندی شده)
