隨著全球經濟的發展，人們對能源的需求越發強烈，各類礦井與石油開採平臺每年都有新增，由此帶來了大量火災風險。過去幾十年中，比較著名的火災事故如1988年英國北海Piper Alpha海上平臺採油火災事故造成165人死亡；2010年英國BP公司深水地平線號海上石油平臺發生爆炸事故並引發火災造成11人死亡。由於火災帶來的人員傷亡使得各國對能源運輸和開採過程中的火災安全防護更加重視，因此全球的科研人員制定出了各類試驗方法對不同類型的火災防護材料和耐火構件進行耐火性能的測試，通過評判耐火性能評級以確保耐火性能優異的材料和構件得以應用。
一、國外現有耐火試驗方法
耐火性能測試的方法需要根據火災發生的場景來確定，火災場景的不同，耐火性能的測試方法也有所不同。民用建築內空間相對封閉，一旦發生火災，火場內通風受限，因此建築構件耐火測試適合在有少量開口的耐火試驗爐內進行。典型的試驗方法標準為ISO 834-1999 《Fire resistance tests-Elements of building construction》。石油開採與運輸過程中，由於設備老化或者人員操作不規範引起的油氣洩露會形成噴發式的巨大火源，這類火災一般發生在露天環境下，且噴發時帶有高速氣流，因此石化類場所構件的耐火性能適合採用耐噴射火試驗進行評估。典型的試驗方法為ISO 22899-1:2021《Determination of the resistance to jet fires of passive fire protection materials》。
二、國內現有規範及測試方法
2.1、國內現有石化類場所構件的耐火設計規範
GB 50016-2014《建築設計防火規範》第12.1.3條規定，一、二類隧道承重結構體在RABT升溫曲線測試下耐火極限分別≥2 h和1.5 h，三類隧道承重結構體在GB/T 9978.1-2008的標準火測試下耐火極限≥2 h。GB 50160—2008《石油化工企業設計防火標準》規定建築物的構件耐火極限應符合現行國家標準GB 50016-2014 的有關規定。可以看出由於我國目前還未制定基於耐噴射火試驗方法的測試標準，國內有關隧道以及石油化工場所的設計規範只能按照在耐火試驗爐內進行的耐火性能測試方法對耐火試件進行評級。
2.2、國內現有耐火構件測試方法
我國目前應用比較廣泛的試驗方法為GB/T 9978-2008《建築構件耐火試驗方法》和GA 714-2007《構件用防火保護材料快速升溫耐火試驗方法》。GB/T 9978-2008修改採用ISO 834-1999 《Fire resistance tests-Elements of building construction》，該標準規定了各種結構構件在標準火試驗條件下的耐火性能的試驗方法。其裝置主體為一個能夠容納全尺寸試件的試驗爐，通過天然氣或液化石油氣對爐內均勻加熱，根據不同的試件類型，一面或多面受熱和受壓。
三、耐噴射火試驗方法
耐噴射火試驗是在一面完全敞開的火焰迴圈試驗室內測試試件保持其隔熱性的能力。ISO 22899-1:2021規定火焰噴頭以0.3 kg/s的速度將燃氣快速釋放至燃燒室中，燃燒過程中產生一個尾部延伸的火球以產生巨大的熱通量。採用丙烷為燃料，從距離試樣表面1 m處快速釋放燃燒氣體，對試樣進行耐火試驗。以ISO 22899-1:2021所敘述的耐噴射火試驗方法在測試過程中不僅會對耐火構件的耐火性能進行考察，並且還考察構件在受熱過程中承受氣體物理衝擊的能力。因此該試驗方法更接近石油化工區域由於油氣洩露等原因引起燃燒時爆炸產生衝擊力的火災場景。
四、耐噴射火試驗方法
4.1燃氣供給系統的建立
根據ISO 22899-1:2021的要求，噴頭應以0.3 kg/s的速度將丙烷燃氣噴射至燃燒室中。由於丙烷自然氣化的速度難以滿足試驗的要求，本文考慮通過水浴汽化器加熱液體丙烷，並通過多級減壓調節丙烷噴射速度，以滿足燃氣供給的要求。
4.2、迴圈燃燒試驗室的建立
迴圈燃燒試驗室的內部尺寸為1500 mm×1500 mm×1500 mm，迴圈室的後部通過法蘭連接，由螺栓固定，並通過螺栓和夾具連接背面的保護室。保護室位於迴圈室的正背面，面積與迴圈室一致。由於火焰噴射至迴圈室表面，從而形成火球翻滾燃燒，類似於迴圈火，因此被稱作迴圈燃燒試驗室。
4.3、耐噴射火試驗裝置的建立
根據ISO 22899—1:2008的要求，錐形聚合噴嘴的長度應為（200±1）mm，入口直徑為（52±0.5）mm，出口直徑為（17.8±0.2）mm，噴嘴應由耐熱不銹鋼製成。製作完成後的試驗裝置能根據需要噴射0~0.4 kg/s的丙烷氣體。
錐形聚合噴嘴尺寸示意
耐噴射火試驗裝置
五、耐噴射火試驗平臺建立的意義
我國現有的耐火試驗方法均以垂直式或水準式燃燒測試爐為試驗平臺，通過控制爐內溫度以及壓力來對耐火試件進行測試。這類試驗方法是在受限空間中以測試試件在高溫中保持其承載能力和隔熱性的時間來對試件性能進行評價。由於國內現有測試方法在通風環境和受火方式上與石油化工類火災工況差異巨大，因此這類測試方法更適用於民用建築火災。
以ISO 22899—1:2008為代表的試驗方法正是基於海上石油平臺火災所開發的構件耐火性能測試方法，並適用於陸地石油化工儲罐區域以及交通隧道。通過建立以ISO 22899—1:2008為代表的耐噴射火試驗平臺能夠更好地模擬海上石油平臺、陸地甲乙類危險品儲罐區、交通隧道等區域的火災，能更準確地評估出耐火構件與耐火材料在石油化工類火災中的耐火性能。通過建立該試驗平臺，將來可為制定耐噴射火耐火性能試驗方法體系做準備。耐噴射火試驗方法的建立將完善我國耐火構件測試方法的不足，作為新的耐火性能評價體系指導耐火材料進行生產和應用。
六、結語
本文在ISO 22899—1:2008的基礎上建立了耐噴射火試驗平臺，同時，通過對石油化工類場所構件耐火試驗方法的分析，得到以下結論：
（1）以GB/T 9978—2008所代表的試驗方法難以評估石油化工類火災，應建立以ISO 22899—1:2008為代表的耐噴射火試驗方法；
（2）由於耐噴射火試驗方法的缺失，國內有關石油化工場所與隧道的設計規範也只能參照現有試驗方法；
（3）耐噴射火試驗平臺的建立，能更準確地評估耐火構件與耐火材料在石油化工類火災中的耐火性能；
（4）ISO 22899—1:2008試驗方法將作為新的耐火性能評價體系指導耐火材料進行生產和應用。
◆ 南京睿督| 防火阻燃檢測 | 構件耐火性能檢測
耐火構件：ISO 834-1, GB 9978, GB 14102, GB 14907, GB/T 7633, EN 1363, EN 1364, EN 1366, EN 45545-3, BS 476-20, BS 476-21, BS 476-22, BS 476-23, ASTM E119, ASTM E814, AS 1530.4
請參考：https://www.fire-test.com/newsinfo/4260230.html
ISO 22899-1 and OTI 95634 Jet FireTest https://www.firete.com/popular_standards/16920.html
管道噴射火測試Jet Fire-OTI95634/ISO 22899-1 https://www.fire-test.com/newsinfo/4391703.html
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