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影响HB级材料燃烧试验结果的关键要素

作 者:张钢 杨猛 关注:385 发表时间:2019-07-26 12:12:24 来源:北京出入境检验检疫局,技术中心

HB级材料燃烧试验是用来比较塑料等非金属材料样品相对燃烧特性的方法。HB级材料一般应用于防火防护外壳外侧的装饰件或其它外壳材料,如果其阻燃性能差会导致火势的快速蔓延。其试验结果对于产品的安全性是极其重要的,这就要求试验结果的准确性,该试验完成的情况在一定程度上能够反映一个实验室在材料燃烧特性检测方面的水平。

本文基于中国合格评定国家认可委员会(CNAS)组织的《CNAS T0471 HB级材料燃烧试验能力验证计划》,在实施过程中发现并总结出五个影响试验结果的易被忽视重要因素。

1 CNAS T0471能力验证计划基本情况

本次能力验证计划的试验依据下述标准:GB 4943-2001《信息技术设备的安全》的附录A8;GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求》;GB/T 5169.16-2008《电工电子产品着火危险试验 第16部分:试验火焰 50W水平与垂直火焰试验方法》

能力验证项目主要是要求实验室将样品预处理后,对其进行HB级水平燃烧试验,燃烧试验后,记录燃烧时间,计算燃烧速率。

选取的样品为三个特殊定制的酚醛树脂印刷电路板(PCB)的样条。

参加实验室有31家,按地域分布,以广东为多,北京、江苏、浙江次之。主要还是沿海发达地区。

本次能力验证计划,有几家实验室结果尽如人满意。

2 易被忽视的影响试验结果的要素

本次燃烧能力验证试验从技术角度看比较复杂,对结果一致性能够产生影响的因素较多,如试验设备是否符合标准要求,试验人员的操作是否严格遵守标准的要求,以及操作经验等都是重要因素。本文根据调查表和结果表单上报的结果逐一进行了详细统计。试图分析出一些产生不同结果的原因。下面就实验调查表中对结果有影响或存在较大差异的问题进行分析。

1)试验环境温湿度:

从统计结果看,试验环境温度低于19℃的实验室有5家,其中3家为不满意结果。试验环境相对湿度大于55%的实验室有9家,其中3家为不满意结果。试验环境温度低于19℃,且相对湿度大于55%的实验室有3家,这3家均为不满意结果。

从试验现象看,一家实验室的样品没有燃尽,刚通过25mm线就熄灭了,且三个试验样条结果的一致性较好。另两家实验室的样品燃烧速率太慢,这两个实验室的6个数据中最快的一个达到19mm/min,最慢的一个达到25.7mm/min。该结果的中位值为16.7 mm/min。

分析和建议:以上统计数据可以表明,低温高湿会对试验结果产生严重影响,使燃烧速率降低,甚至中途熄灭。虽然样条本身已在恒温恒湿箱中进行了预处理,但该试验总体受周围环境的温湿度影响很明显。根据统计数据,建议相关实验室应注意试验环境温湿度,最好能将试验温度控制在大于20℃,湿度小于50%的区间内。

2)箱体容积

从统计数据可以看出, 有的实验室的试验箱体容积小于0.5立方米,其燃烧速率较大。所有数据的中位值为16.7mm/min,容积小于0.5立方米的三家实验室的9个燃烧速率为17.3~20 .0mm/min,明显偏大。

分析和建议:试验箱体容积小于0.5立方米,不满足标准的要求。由于箱体较小,其氧气量就不足以支持长时间的燃烧,氧气浓度降低,燃烧速率将变就慢。本来试验要求是在关闭箱体门的状态下燃烧,而有些实验室因箱体小,怕氧气不足,只能开着或半开着箱门进行试验,反而使氧气更加充足,加快了燃烧速率。这两种情况都不符合标准要求,只有更新设备,达到更大的容积才能解决问题。

3)点燃火焰的停留时间

从统计结果可以看出,只有两家实验室的点燃火焰不是停留30s后移开,而是烧到25mm标记线。一家实验室点了87s以上,另一家实验室却只点了25s,就已经烧到25mm线了。其报告的燃烧速率均大于中位值。

分析和建议:这两个错误的原因是不一样的,前者是因为没有读懂标准中对于点燃火焰施加时间的要求,标准要求用30s或看到火焰烧到了25mm线就应停止点燃了,要让其自主燃烧。后者可能是火焰侵入样条的自由端太多了,导致提前烧到了标记线。从试验数据看,该做法虽不符合标准要求,但并未对试验结果产生重要影响,结果仅稍大于中位值。究其原因,从25mm到75mm是样条自由燃烧的,与前边的点燃,关联不大。即使如此,也应注意严格按标准方法来操作。

4)箱体内的照度

从照片和报告的测量值也发现,照度计面向试验箱后部放在试验样品的位置时,显示的照度大于10 lux的有5家实验室,而其中2家结果不合格,且一家实验室报出了169.8 lux。

分析和建议:有些试验箱内部背景不是深色的(一般应为黑色),这将不便于观察点燃用火焰的大小,会使火焰偏大。如果是黑色的,此处的照度一般应为2 lux左右。标准要求应不大于20lux,且特别要注意测量位置和方向。

5)通风换气时机

从统计结果可以发现,有的实验室在试验过程中就已打开了风扇进行排烟。

分析和建议:在试验中进行排烟换气,这样加大了空气流动,结果导致其中一次试验火焰被吹熄,后在复测中未排烟,样品未熄灭。按标准要求,换气应在试验之前和之后进行。试验之前换气,保证氧气充足;之后换气,保证试验人员安全。

3 结论

从此次能力验证结果来看,主要不满意结果的来源大致如上所述,实验人员在严格按照标准要求进行试验的同时,还要特别在上述几方面严格加以控制,以实现该项燃烧试验的一致性和重复性。


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