Podsumowanie klasyfikacji i norm testowania odporności na palenie

Podsumowanie klasyfikacji i norm testowania odporności na płomienie

I. Koncepcja klasyfikacji odporności na płomienie

Testowanie odporności na płomienie to metoda stosowana do oceny zdolności materiału do opierania się rozprzestrzenianiu płomienia. Typowe normy obejmują UL 94, IEC 60695-11-10 i GB/T 5169.16. W normie UL 94 - "Test palności materiałów z tworzyw sztucznych do części w urządzeniach i sprzęcie", w oparciu o stopień ciężkości testu i docelowe zastosowanie, klasyfikacje odporności na płomienie są podzielone na 12 klas: HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF-1 i HF-2.

Powszechnie stosowane klasyfikacje odporności na płomienie zazwyczaj mieszczą się w zakresie od V-0 do V-2, przy czym V-0 reprezentuje najlepszą wydajność w zakresie odporności na płomienie.

1.1 Definicje podstawowych klasyfikacji (HB, V-2, V-1, V-0)

• HB: Poziome spalanie
  Klasyfikacja HB wskazuje, że materiał pali się powoli, ale nie gaśnie samoczynnie. Jest to najniższa klasyfikacja w UL 94 i jest często stosowana, gdy testy spalania w pionie (V-0, V-1 lub V-2) nie mają zastosowania.

• V-2: Spalanie w pionie - Poziom 2
  Klasyfikacja V-2 wskazuje, że po dwóch 10-sekundowych aplikacjach płomienia w pozycji pionowej, czas spalania materiału nie przekracza 30 sekund po usunięciu płomienia. Krople palącego się materiału mogą zapalić bawełnę umieszczoną 30 cm poniżej próbki, ale płomień nie może rozprzestrzeniać się poza określony znacznik.

• V-1: Spalanie w pionie - Poziom 1
  Klasyfikacja V-1 wskazuje, że po dwóch 10-sekundowych aplikacjach płomienia w pozycji pionowej, czas spalania materiału nie przekracza 30 sekund po usunięciu płomienia. Płomień nie może rozprzestrzeniać się poza określony znacznik, a palące się krople nie mogą zapalić bawełny umieszczonej 30 cm poniżej.

• V-0: Spalanie w pionie - Poziom 0
  Klasyfikacja V-0 wskazuje, że po dwóch 10-sekundowych aplikacjach płomienia w pozycji pionowej, czas spalania materiału nie przekracza 10 sekund po usunięciu płomienia. Płomień nie może rozprzestrzeniać się poza określony znacznik, a palące się krople nie mogą zapalić bawełny umieszczonej 30 cm poniżej.

1.2 Wprowadzenie do innych klasyfikacji odporności na płomienie

• 5VA i 5VB: Te klasyfikacje należą do klasyfikacji testu spalania w pionie z użyciem płomienia testowego 500W (wysokość płomienia 125 mm).

  • 5VA: Po aplikacji płomienia w określonych warunkach, czas dopalania materiału nie przekracza 60 sekund po usunięciu płomienia, płomień nie może rozprzestrzeniać się poza znacznik, a czas spalania kapiących cząstek nie może przekraczać 60 sekund.

  • 5VB: Kryteria są podobne do 5VA w odniesieniu do czasu dopalania i rozprzestrzeniania się płomienia, a czas spalania kapiących cząstek nie może przekraczać 60 sekund.

• VTM-0, VTM-1, VTM-2: Są to klasyfikacje testów spalania w pionie dla cienkich materiałów (grubość < 0,025 mm), z użyciem płomienia o wysokości 20 mm, mające zastosowanie do folii z tworzyw sztucznych.

  • VTM-0: Po aplikacji płomienia, czas dopalania nie przekracza 10 sekund.

  • VTM-1: Po aplikacji płomienia, czas dopalania nie przekracza 30 sekund.

  • VTM-2: Po aplikacji płomienia, czas dopalania nie przekracza 30 sekund (szczególne kryteria zaliczenia/niezaliczenia odróżniają je od VTM-1).

• HBF, HF-1, HF-2: Są to klasyfikacje testów spalania w poziomie dla materiałów spienionych, z użyciem płomienia o wysokości 38 mm.

  • HBF: Szybkość spalania nie przekracza 40 mm/min, a płomień powinien zgasnąć przed znakiem 125 mm.

  • HF-1: Po usunięciu płomienia, czas dopalania nie przekracza 5 sekund, a płomień nie może rozprzestrzeniać się poza znacznik.

  • HF-2: Po usunięciu płomienia, czas dopalania nie przekracza 10 sekund, a płomień nie może rozprzestrzeniać się poza znacznik.

II. Cel testowania odporności na płomienie

Cele testowania odporności na płomienie obejmują:

2.1 Ocena właściwości spalania materiałów: Określa się szybkość spalania, skłonność do rozprzestrzeniania się płomienia i zakres rozwoju pożaru w warunkach pożarowych. Pomaga to ustalić bezpieczeństwo, niezawodność i przydatność materiału do zastosowań ochrony przeciwpożarowej.

2.2 Określanie zdolności materiałów do opóźniania zapłonu: Testowanie identyfikuje zdolność materiału do hamowania rozprzestrzeniania się płomienia po wystawieniu na działanie źródła zapłonu. Jest to kluczowe dla zapobiegania rozprzestrzenianiu się pożaru i zmniejszania strat spowodowanych pożarami.

2.3 Kierowanie doborem i użytkowaniem materiałów: Poprzez testowanie i porównywanie właściwości opóźniających zapłon różnych materiałów, można dokonywać świadomych wyborów w zakresie doboru i zastosowania materiałów. Pomaga to w wyborze odpowiednich materiałów do budownictwa, transportu, urządzeń elektronicznych itp., w celu zwiększenia bezpieczeństwa pożarowego.

2.4 Zgodność z przepisami i normami: Testowanie odporności na płomienie jest często przeprowadzane zgodnie z krajowymi lub branżowymi przepisami i normami. Testowanie zapewnia, że materiały spełniają wymagania, gwarantując zgodność i bezpieczeństwo w określonych zastosowaniach.

Podsumowując, celem testowania odporności na płomienie jest zapewnienie krytycznej podstawy do wyboru odpowiednich materiałów, poprawy bezpieczeństwa pożarowego i zapewnienia zgodności z przepisami i normami poprzez ocenę właściwości spalania i zdolności materiałów do opóźniania zapłonu.

III. Normy referencyjne

• UL 94: "Test palności materiałów z tworzyw sztucznych do części w urządzeniach i sprzęcie."

• IEC 60695-11-10:2013: "Test zagrożenia pożarowego - Część 11-10: Płomienie testowe - metody testowe płomieniem poziomym i pionowym 50 W."

• GB/T 5169.16-2017: "Test zagrożenia pożarowego dla produktów elektrycznych i elektronicznych - Część 16: Płomienie testowe - metody testowe płomieniem poziomym i pionowym 50 W." (Norma krajowa Chin, technicznie zgodna z IEC 60695-11-10).

IV. Metody testowe dla HB, V-2, V-1, V-0

4.1 Spalanie poziome: HB

4.1.1 Wymagania dotyczące próbek

• Forma: Arkusze, wytwarzane przez cięcie, odlewanie, wytłaczanie itp., o gładkich krawędziach, czystych powierzchniach i jednolitej gęstości.

• Wymiary: Długość × Szerokość = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Dostarczyć próbki o minimalnej grubości i grubości 3 mm. Jeśli min. grubość >3 mm lub maks. grubość <3 mm, próbki 3 mm mogą nie być potrzebne. Maks. grubość ≤13 mm, maks. szerokość ≤13,5 mm, promień narożnika ≤1,3 mm.

• Seria: Dla różnych kolorów, gęstości itp., dostarczyć reprezentatywne próbki.

• Ilość: Minimum 2 zestawy, 3 próbki na zestaw.

4.1.2 Procedura testowa

• Oznakowanie: Zaznaczyć linie w odległości 25 ± 1 mm i 100 ± 1 mm.

• Mocowanie: Zamocować koniec w pobliżu znaku 100 mm, utrzymując długą oś poziomo, a szeroką oś pod kątem 45°±2°. Umieścić siatkę drucianą 100 ± 1 mm poniżej próbki.

• Palnik: Metan, natężenie przepływu 105 ml/min, ciśnienie wsteczne 10 mm słupa wody.

• Płomień: Wysokość płomienia 20 ± 1 mm.

• Aplikacja: Przyłożyć płomień pod kątem 45° do dolnej krawędzi próbki, zanurzając go na 6 mm, przez 30 ± 1 sekund lub do momentu, gdy płomień dotrze do znaku 25 mm, a następnie usunąć.

• Pomiar czasu: Rozpocząć pomiar czasu, gdy czoło płomienia dotrze do znaku 25 ± 1 mm. Zarejestrować czas potrzebny do zakończenia spalania i długość spalenia.

• Obliczenia: V = 60L / t, gdzie V to szybkość spalania (mm/min), L to długość spalenia (mm), t to czas spalania (s).

4.1.3 Zapisy testowe

• Czy płomień dociera do znaku 25 ± 1 mm lub 100 ± 1 mm.

• Jeśli spalanie zatrzymuje się między 25 mm a 100 mm, zarejestrować długość spalenia (L) i czas (t).

• Jeśli płomień przekracza znak 100 mm, zarejestrować czas od 25 mm do 100 mm.

• Obliczona szybkość spalania.

4.1.4 Kryteria klasyfikacji HB

• Dla próbek o grubości 3-13 mm na rozpiętości 75 mm: Szybkość spalania ≤ 40 mm/min.

• Dla próbek o grubości <3 mm na rozpiętości 75 mm: Szybkość spalania ≤ 75 mm/min.

• Spalanie zatrzymuje się przed znakiem 100 mm.
  Próbki spełniające te kryteria są klasyfikowane jako HB.

4.2 Spalanie w pionie: V-2, V-1, V-0

4.2.1 Wymagania dotyczące próbek

• Forma: Arkusze, wytwarzane przez cięcie, odlewanie, wytłaczanie itp., o gładkich krawędziach, czystych powierzchniach i jednolitej gęstości.

• Wymiary: Długość × Szerokość = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Dostarczyć próbki o minimalnej i maksymalnej grubości. Jeśli wyniki się różnią, mogą być potrzebne próbki o pośredniej grubości. Maks. grubość ≤13 mm, promień narożnika ≤1,3 mm.

• Seria: Dla wariantów dostarczyć reprezentatywne próbki.

• Ilość: Minimum 2 zestawy, 5 próbek na zestaw.

4.2.2 Kondycjonowanie próbek

• Standardowe kondycjonowanie: 48 godzin w temperaturze 23 ± 2°C i wilgotności względnej 50 ± 5%. Test w ciągu 30 minut po usunięciu.

• Kondycjonowanie w piecu: Co najmniej 168 godzin w temperaturze 70 ± 1°C, a następnie schłodzić w eksykatorze w temperaturze pokojowej przez co najmniej 4 godziny. Test w ciągu 30 minut po usunięciu.

4.2.3 Procedura testowa

• Mocowanie: Zamocować górne 6 mm próbki, zorientowane pionowo w dół. Dolny koniec próbki powinien znajdować się 300 ± 10 mm nad warstwą czystej bawełny (0,08 g, 50x50 mm, maks. grubość 6 mm).

• Palnik: Metan, natężenie przepływu 105 ml/min, ciśnienie wsteczne 10 mm słupa wody.

• Płomień: Wysokość płomienia 20 ± 1 mm.

• Aplikacja: Umieścić środek płomienia w połowie dolnej krawędzi (10 ± 1 mm od końcówki palnika do próbki). Zastosować przez 10 ± 0,5 sekundy. Dostosować palnik, jeśli próbka ulega deformacji. Jeśli wystąpi kapanie, przechylić palnik o 45°. Po 10 ± 0,5 s, wycofać palnik z prędkością 300 mm/min na odległość co najmniej 150 mm. Natychmiast zarejestrować czas dopalania t1. Po ustaniu płomieni, ponownie przyłożyć płomień na 10 ± 0,5 s. Wycofać i zarejestrować drugi czas dopalania t2 i czas żarzenia t3.

• Uwaga: Rozróżnić dopalanie/żarzenie. Jeśli płomienie zostaną ugaszone przez gazy materiału, natychmiast ponownie zapalić palnik i kontynuować aplikację, aż do osiągnięcia łącznego czasu 10 ± 0,5 s.

4.2.4 Zapisy testowe

• Pierwszy czas dopalania (t1).

• Drugi czas dopalania (t2).

• Drugi czas żarzenia (t3).

• Czy próbka spala się całkowicie.

• Czy kapiące cząstki zapalają bawełnę.

4.2.5 Kryteria klasyfikacji V-2, V-1, V-0
Po testowaniu, klasyfikacja odporności na płomienie jest określana na podstawie następujących kryteriów (podsumowanie limitów zaliczenia/niezaliczenia dla całkowitego czasu dopalania, indywidualnych czasów dopalania, czasu żarzenia, zapłonu bawełny i zużycia próbki).