NO167687B

NO167687B - Fremgangsmaate og anordning ved hovedsakelig roer- eller slangeformede brannbeskyttede gjenstander.

Info

Publication number: NO167687B
Application number: NO871253A
Authority: NO
Inventors: Clas T Jacobsen
Original assignee: Eb Norsk Kabel As
Priority date: 1987-01-29
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1991-08-19
Also published as: JPH01502209A; FI884422A; KR890700783A; NO871253D0; EP0299008A1; NO871253L; NO167687C; US4942903A; FI884422A0; WO1988005885A1

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av hovedsakelig rør- eller slangeformede brannbeskyttende gjenstander, fortrinnsvis en ledning (1) som fører brennstoff fra et forråd til et drivapparat, spesielt en fremdriftsmotor på et fartøy, idet ledningen (1) er beskyttet med ett eller flere lag (2, 3) med brannbeskyttende egenskaper.

Oppfinnelsen vedrører også hovedsakelig rør- eller slangeformede beskyttede gjenstander.

TEKNIKKENS STILLING

I forbindelse med fremdriftsmotorer på fartøyer, spesielt kjøretøyer, er det av største betydning at ledningen som fø-rer brennstoff fra bensintanken til motoren, er godt beskyttet mot brann, slik at bensintilførselssystemet forblir et beskyttet system så lenge som mulig etter at der oppstår brann på fartøyet eller i kjøretøyet.

Et krav til det bensinrør eller den bensinslange som skal monteres mellom bensintanken og bensininntaket hos motoren på en bil, er at selve ledningen skal være bøyelig eller fleksibel, slik at den lett kan monteres langs kjøretøyets rammedeler, samtidig som den skal være så godt brannisolert at fører og eventuelle passasjerer kan få tid til å forlate bilen i tilfelle brannutbrudd.

Innen bilbransjen er der utarbeidet visse retningslinjer som gir en indikasjon på hvor lenge et bensinrør skal kunne mot-stå en brann, men denne tidsperiode varierer avhengig av klassifiseringen av kjøretøyet. F.eks. kan det dreie seg om 90 sek. ved noen typer kjøretøyer og visse typer branntil-løp, men for andre kjøretøyer kan tidsperioden være ca. 5 min.

Fra EP 0 090 635 og 0 097 482, samt GB 2 138 168 er det kjent langstrakte legemer formet med en varmeisolasjon, idet isolasjonen inneholder et keramisk lag. Denne teknikk er imidlertid ikke anvendelig i forbindelse med en effektiv brannbeskyttelse av rør- eller slangeformede gjenstander, idet der som et indre rør brukes et bøyelig plastmateriale, mens man ved hjelp av et første brannbeskyttende lag forhindrer at varme trenger inn til innerrøret under den første fase av en brann, og ved hjelp av et utenpåliggende brannbestandig materiale får en keramisk stabil brannbeskyttende fase ved høyere temperatur.

OMTALE AV OPPFINNELSEN

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger den oppga-ve å gi anvisning på hovedsakelig rør- eller slangeformede brannbeskyttede gjenstander, som spesielt i forbindelse med tilførsel av brennstoff fra et forråd til et forbrukerappa-rat, f.eks. en fremdriftsmotor på et fartøy, skal kunne mot-stå høye temperaturer og påvirkning av flammer i tilfelle av brann i motoren eller fartøyet. Samtidig skal den brannbeskyttede gjenstand være fleksibel, eller i det minste bøye-lig slik at monteringen kan finne sted uten at ledningen må bøyes med spesielle apparater. Videre skal gjenstanden kunne fremstilles av forholdsvis rimelige materialer, f.eks. i lø-pende lengder som leveres ferdig brannbeskyttet til instal-lasjonsstedet.

Oppgavene løses ved en fremgangsmåte ifølge den innlednings-vis angitte art, som i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at der rundt ledningen som er utført som et hovedsakelig bøyelig plastrør (1), påføres et første brannbeskyttende lag (2; 3a) som har lav varmeledningsevne ved et lavere branntemperaturområde (ca. 100-300°C), og at der rundt det første brannbeskyttende lag (2; 3a) påføres et annet brannbeskyttende lag (3) omfattende 60-100 vektdeler av en termoplast, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsium-karbonat og/eller kalsiummagnesIumkarbonat, som ved gir en brannbestandig virkning ved høyere branntemperaturer (ca. 300-900°C).

Ved denne kombinasjon av et innerlag av isolasjon som forhindrer at varme trenger inn til innerrøret under den første fase av en brann, dvs. når temperaturen er i området ca. 100-300°C, vil ytterlaget raskere nå opp i den temperatur hvor det går over fra å være en god termisk ledende masse, til sin oppsvulmingsfase og sluttelig til den fase hvor det danner et keramisk stabilt og branbeskyttende materiale.

Eksempelvis kan det første lag av isolasjon være glassfiber utført som bånd eller vevnad, mens det annet lag av isolasjon kan være et brannbestandig materiale som ved høyere temperatur gir en keramisk stabil brannbeskyttende fase.

Istedenfor et innerlag av glassull eller glassfiber, kan der benyttes et skummet materiale av et brannbestandig materiale som ved høyere temperatur gir en brannbestandig virkning, samtidig som det annet lag av isolasjon fortsatt vil være et ikke-skummet lag av brannbestandig materiale som ved høyere temperatur gir en stabil keramisk brannbeskyttende fase.

Ved denne kombinasjon av skummet og ikke-skummet brannbestandig materiale, vil man oppnå at det skummete innerlag danner en forholdsvis god varmebarriere i det lavere temperaturområde, dvs. i området ca. 100-300°C, slik at ytterlaget da blir raskt oppvarmet til høyere temperaturer, dvs. ca. 300-900°C og høyere, for derved raskere å gå over til sin celleformede keramiske struktur, som danner en spesielt god brannbeskyttende hinne.

F.eks. kan skummingen av det innerste isolasjonslag være slik at dette materialet får en densitet på ca. 1,0, mens det ikke-skummete ytterlag kan meddeles en densitet på ca.

1,5. Det skal forstås at disse verdier kan endres innen vide grenser, både hver for seg og innbyrdes.

Hensiktsmessig kan der anvendes en kombinasjon av isola-sjonsmaterialer, omfattende et indre lag av glassfiber, et mellomsjikt av skummet brannbestandig materiale, og et ytterlag av brannbestandig materiale som ved høyere temperaturer enn ca. 800-900°C gir en keramisk stabil og brannbeskyttende fase, sammen med det skummete mellomsjikt.

Eventuelt kan de skummete kvaliteter omfatte glassfiber, idet både innholdet av glassfiber og skummemidler kan varieres innen vide grenser.

Dersom en slik transportledning for f.eks. brennstoff, blir montert innenfor et stivt skall, kan det være hensiktsmessig mellom isolasjonslagene og det stive skall å anordne et lag med glassfibervevnad eller tekstiler som kan brenne vekk under påvirkning av høy temperatur, samtidig som tekstilene tillater at det isolerende materiale kan svelle til sitt dobbelte volum under en brann. Det isolerende materiale kan da innta sin fullt utsvellede keramiske tilstand uten at de fysiske ytterdimensjoner av det innkapslede rør blir endret.

Brannbeskyttede gjenstander ifølge oppfinnelsen vil således omfatte trekk som omtalt ovenfor, og slik det fremgår av de øvrige vedføyde patentkrav.

KORT OMTALE AV TEGNINGSFIGURENE

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningsfigurene som anskueliggjør utførel-sesformer for oppfinnelsen.

Fig. 1 er et enderiss av en rør- eller slangeformet brannbeskyttet gjenstand i henhold til en første utførelsesform for oppfinnelsen. Fig. 2 er et enderiss av en rør- eller slangeformet gjenstand isolert i henhold til en annen utførelsesform for oppfinnelsen. Fig. 3 er et enderiss av en rør- eller slangeformet gjenstand isolert i henhold til en tredje utførelsesform for oppfinnelsen.

OMTALE AV UTFØRELSESFORMER

På fig. 1 betegner henvisningtall 1 et indre rør eller en slange, tildannet av plast, f.eks. nylon. Det skal forstås at innerrøret selvsagt kan fremstilles av andre plastsorter, f.eks. glassfiberarmert epoksy eller polyester.

Rundt røret 1 er der anordnet et lag av glassfiber 2, som har god isolerende evne ved forholdsvis lav temperatur, dvs. i området ca. 100-300°C. Utenpå det lavtemperaturisolerende lag 2 er der anordnet et brannbestandig materiale 3, idet dette brannbestandige materiale har god varmeledningsevne ved temperaturer under ca. 200°C, men oppviser høy varme- og flammeresistens ved temperaturer over f.eks. 900°C.

I fall det skulle opptre en brann, vil ytterlaget 3 i første omgang være en god varmeleder, mens det indre isolerende lag 2, vil danne en varmebarriere, hvilket på sin side fører til at ytterlaget 3 raskt blir gitt en høy temperatur som fører til at materialet går over i en celleformet keramisk struktur, som gir ypperlige brannhemmende egenskaper, helt opp til 1500°C.

På fig. 2 er der vist en annen utførelsesform for oppfinnelsen, idet et innerrør, eller en innerslange 1, f.eks. av nylon, er omgitt av et første lag med isolerende materiale, her skummet isolasjonsmateriale av den ovenfor angitte art, som ved høyere temperaturer, over ca. 300-900°C gir en brannbestandig virkning. I og med at plast/keramikk-materia

let 3a er skummet, vil det allerede ved temperaturer på ca. 100-300°C vise forholdsvis lav varmeledningsevne, slik at det hurtig danner en varmebarriere mot den innenforliggende nylonslange 1, dersom der skulle oppstå en brann. På grunn av det skummete. plast/keramikkmaterialet 3a, vil det ytre isolerende lag 3 som er en ikke-skummet plast-/keramikkblan-ding med god varmeledningsevne under ca. 200°C, men med høy brannbestandig virkning ved temperaturer over ca. 300-900°C, raskt komme opp i en temperatur hvor det går over fra sin plastlignende konsistens ved lavere temperatur, dvs. lavere enn ca. 90°C, via sin svellende, vannavgivende tilstand i området 90-200°C, for så raskt å kunne gå over til sin stive cellulære keramikkform ved ca. 900°C, slik at det kan danne et varmebestandig ytre cellulært hylster.

Eksempelvis kan det første isolasjonslag 3a være skummet til å gi en densitet på ca. 1, mens det ytre isolasjonslag 3 som kan betegnes som ikke-skummet kan ha en densitet på ca. 1,5-1,8. Det skal forstås at skummingsgraden kan variere innen vide grenser, og det skal også forstås at det i det skummete materiale 3a kan være tilsatt andre brannisolerende stoffer, f.eks. glassfiber eller lignende.

På fig. 3 er der vist en tredje utførelsesform for oppfinnelsen, idet et indre nylonrør 1 her er omgitt av et brannhemmende plast-/keramikkmateriale 3, samtidig som der utenpå laget 3 er anordnet et lag 4 av et materiale som er i stand til å oppta den svelling som plast-/keramikklaget 3 blir underkastet under en brann. Laget 4 kan f.eks være en passende tekstil, eller en glassfibervevnad som har en fyllprosent avhengig av tykkelsen på den innenforliggende plast/keramikksammensetning 3, som under brann sveller til ca. 2 ganger sitt opprinnelige volum.

For å oppnå den ovenfor angitte virkning med et indre barrierelag som gir god termisk beskyttelse også ved nedre temperaturer på ca. 100-300°C, kan en del av plast-/kera-mikkmaterialet være skummet, og da fortrinnsvis i et sjikt som vender mot innerslangen 1.

Hensiktsmessig kan det brannbestandige plast-/keramikkmate-rialet omfatte 60-100 vektdeler av en termoplast, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsium-karbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat.

Fortrinnsvis kan der benyttes en etylen-vinylacetat, og av produksjonstekniske grunner kan det brannbestandige materialet omfatte et elastiserende middel, et smøremiddel, et far-gestoff og eventuelt antioksydasjonsmidler.

Som nevnt ovenfor kan det brannbestandige materiale frem-skaffes i mer eller mindre skummet form, idet de skummete kvaliteter kan omfatte glassfibertråder og skummemidler av forskjellige mengder og kvaliteter. F.eks. kan glassfiber-trådene dannes med andre glasskvaliteter, f.eks. glassfritte. Eventuelt kan det brannbestandig materiale omfatte fettsyrer og fosfatestere i passende mengder.

Avhengig av sammensetningen av det brannbestandige materiale, og i hvilken grad materialet er skummet eller ikke, kan overgangsfasene for materialet under en brann, varieres innen passende grenser.

F.eks. vil det brannbestandige materiale ved påvirkning av temperaturer større enn 90°C underkastes en mykningspro-sess, mens det ved temperaturer på mer enn 200°C vil underkastes svelling, samtidig som der avgis vann. Ved temperaturer større enn 300°C vil polymeren underkastes pyro-lyse, og i temperaturområdet 300-500°C eller 300-600°C vil der dannes uorganiske reststoffer.

Når temperaturen i materialet overskrider 800-900°C vil der dannes en forholdsvis stiv cellulær keramikk, som vil ha brannhemmende egenskaper opp til 1500°C.

Materialet er således en god termisk leder i sin opprinnelige tilstand, mens det ved temperaturer over 200°C, på grunn av utsondringen av vann, vil danne en god termisk isolasjon, samtidig som det svulmer opp til ca. 2 ganger sin opprinnelige størrelse. I sin cellulære keramiske form gir den en god mekanisk stabilitet, samtidig som den virker som en flammebarriere uten avgivelse av giftig røk eller gass.

Det brannbestandig materiale går såledesover fra å ha til-nærmet termoplastiske egenskaper ved værelsestemperatur, hvor den termiske ledningsevne er ca. 0,7w/mc, og til en cellulær keramikk hvor den termiske ledningsevne er ca. 0,07 w/mc.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av hovedsakelig rør-eller slangeformede brannbeskyttende gjenstander, fortrinnsvis en ledning (1) som fører brennstoff fra et forråd til et drivapparat, spesielt en fremdriftsmotor på et fartøy, idet ledningen (1) er beskyttet med ett eller flere lag (2, 3) med brannbeskyttende egenskaper, karakterisert ved at der rundt ledningen som er utført som et hovedsakelig bøyelig plastrør (1), påføres et første brannbeskyttende lag (2; 3a) som har lav varmeledningsevne ved et lavere branntemperaturområde (ca. 100-300°C), og at der rundt det første brannbeskyttende lag (2; 3a) påføres et annet brannbeskyttende lag (3) omfattende 60-100 vektdeler av en termoplast, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsium-karbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat, som ved gir en brannbestandig virkning ved høyere branntemperaturer (ca. 300-900°C).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der som det første brannbeskyttende lag (2) benyttes glassfiber utført som bånd eller vevnad for varmebeskyttelse i et lavere branntemperaturområde (ca. 100-300°C), mens der som det annet brannbeskyttende lag (3) benyttes et brannbestandig materiale som ved høyere temperaturer (større enn 800-900°C) gir en keramisk stabil brannbeskyttende fase.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der som det første brannbeskyttende lag (3a) benyttes et skummet termisk isolerende materiale, omfattende 60-100 vektdeler av en termoplast, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsium-karbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat, som ved høyere temperaturer (ca. 800°C og høyere) gir en keramisk stabil brannbeskyttende fase, og at der som det annet brannbeskyttende lag (3) benyttes et ikke-skummet brannbestandig materiale av samme art, som ved høy temperatur (ca. 800°C og høyere) gir en keramisk stabil brannbeskyttende fase.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at der utenpå det ikke-skummede lag av brannbestandig materiale er anordnet et termisk isolerende materiale som gir svellerom for det brannbestandige materiale, spesielt tekstil (4), og at der rundt den samlede isolasjon er anordnet en hovedsakelig ikke-utvidbar armering.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at en del av det brannbestandige materiale er skummet til en densitet på ca. 1,0, mens det brannbestandige materiale forøvrig er ikke-skummet og har en densitet på ca. 1,5.

6. Brannbeskyttet gjenstand av hovedsakelig rør- eller slangeform, fortrinnsvis en ledning (1) som fører brennstoff fra et forråd til et drivapparat, spesielt en fremdriftsmotor på et fartøy, idet ledningen (1) er beskyttet med ett eller flere lag med brannbeskyttende egenskaper, karakterisert ved følgende kombinasjon: en ledning i form av et indre rør (1) av plast, et rundt røret (1) anordnet første brannbeskyttende lag av termisk isolerende materiale (2; 3) som har lav varmeled-ningsevne i et lavere temperaturområde (ca. 100-300°C), og et rundt det første brannbeskyttende lag anordnet annet brannbeskyttende lag (3) omfattende 60-100 vektdeler av en termoplast, 50-450 vektdeler alumi-niumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsium-karbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat, som ved høyere temperatur (ca. 300-900°C) gir en keramisk stabil brannbeskyttende fase.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at det første brannbeskyttende lag (2) er glassfiber utført som bånd eller vevnad, som gir god varmebeskyttelse i et lavere temperaturområde (ca. 100-300°C), og at det annet brannbeskyttende lag (3) er et brannbestandig materiale som ved værelsestemperatur har termoplastiske egenskaper, og som ved høyere temperaturer (ca. 300-900°C) danner en cellulær keramisk fase med brannbestandig virkning.

8. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at det første brannbeskyttende lag (3a) er et skummet brannbestandig termoplast/ keramikkmateriale, som ved værelsestemperatur og lavere temperaturer (ca. 100-300°C) har lav varmeled-ningsevne, men som gir en keramisk stabil brannbeskyttende fase ved høyere temperaturer (ca. 800°C og høyere), mens det annet brannbeskyttende lag (3) er et ikke-skummet brannbestandig materiale av samme art, som ved værelsestemperatur har termoplastiske egenskaper med liten termisk isolasjon, men som ved høyere temperaturer (ca. 800°C og høyere) går over i en keramisk stabil brannbeskyttende fase.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at skumningsgraden av det første isolasjonslag gir en densitet på ca. 1,0, mens det annet isolasjonslag har en densitet på ca. 1,5.

10. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at det skummete materiale inneholder glassfiber eller glassfritte eller lignende, samt skummemidler.

11. Anordning som angitt i krav 8, 9 eller 10, karakterisert ved at der rundt det ytterste lag av brannbestandig materiale (3) er anordnet et ettergivende materiale (4), spesielt tekstil eller glassfiber, som på sin side omsluttes av et så å si uelastisk materiale (5).