Fire protection performance of different industrial intumescent coatings for steel beams

Abstract

This study covers comparison of fire protection performance efficiencies of two commercially available different intumescent coatings on two 1-meters steel beams which have S275 steel grade and UPN 200 steel sections for 2 hours by following ISO 834 fire curve in a furnace in Turkish Standards Institute (TSE) laboratory. Each beam was insulated with different industrial intumescent coatings to explore the efficiency of these intumescent coatings. Hence, all variables containing workmanship quality, period of application of intumescent coatings, steel grade, steel sections, furnace type, fire type and period of the experiment were kept constant except the type of intumescent coatings. First intumescent coating which is the Product A complies to BS 476-20,22 and EN 13381-8 and has an ISO Standards certificate. The Product B complies to ASTM UL-94 and EN 13381-8 and has a TSE certificate. 12 thermocouples were applied on each steel beams before the intumescent coatings performed to get temperature-time curves to determine the time to reach the critical temperatures of steel beams which were isolated. Fin EC software was used for the preliminary analysis to determine the critical temperatures and ABAQUS software was used to define the critical temperatures of each insulated steel beam and heat transfer analysis to compare with the temperature-time curves with experimental ones to have a better understanding of intumescent coating's thermal barrier duty in a case of ISO 834 fire type.

Bu çalışma, ticari olan kullanılan iki farklı intumesan boyanın iki adet S275 çelik kaliteli ve UPN 200 kesit tipli 1'er metrelik çelik kirişe uygulanarak, Türkiye Standartları Enstitüsü'nün (TSE) yangın laboratuvarındaki fırında 2 saat süresince ISO 834 yangın tipine karşı yangına karşı koruma performanslarının verimliliğinin karşılaştırılmasını içermektedir. Her iki çelik kiriş, iki farklı ticari intumesan boya ile izole edilerek bu boyaların verimliliği açığa çıkartılmaya çalışılmıştır. İntumesan boya tipleri hariç olmak üzere uygulayıcı kalitesi, boyama süresi, çelik kalitesi, çelik kesiti, fırın tipi, yangın tipi ve deney süresi gibi tüm değişkenler sabit tutulmuştur. Product A diye adlandırdığımız birinci ürün ISO Standartlarına sahip ve BS 476-20,22 ile EN 13381-8'e göre uygunluk gösterecek şekilde test edilmiştir. Product B diye adlandırdığımız ikinci ürün ise TSE sertifikasına sahip ve ASTM UL-94 ve EN 13381-8 'e göre uygunluk göstermektedir. İntumesan boyaların kaplanmasından önce her kirişe 12 şer tane aynı lokasyonlarda olacak şekilde sıcaklık-zaman eğrileri elde ederek kritik sıcaklıkları belirleyebilmek amacıyla ısıölçerler sabitlenmiştir. Fin EC programıyla kritik sıcaklıkları belirlemek için ön analiz yapılmış olup, ABAQUS programıyla teorik olarak kritik sıcaklıklara ulaşma zamanı belirlenerek, elde edilen sıcaklık-zaman grafikleri karşılaştırılarak ve ısı analizi de yapılarak intumesan boyaların ISO 834 yangınına karşı termal bariyer görevi görerek yangından koruma performansları hakkında daha iyi bilgi sahibi olmaya çalışılmaktadır.