اخبار

مفهوم رتبه‌بندی بازدارنده شعله

آزمایش رتبه‌بندی مقاومت در برابر شعله روشی است که برای ارزیابی توانایی یک ماده در مقاومت در برابر گسترش شعله استفاده می‌شود. استانداردهای رایج شامل UL94، IEC 60695-11-10 و GB/T 5169.16 هستند. در استاندارد UL94،آزمایش اشتعال پذیری مواد پلاستیکی برای قطعات در دستگاه ها و لوازم خانگیرتبه‌بندی‌های بازدارنده شعله بر اساس سختی آزمایش و کاربرد آن به ۱۲ سطح طبقه‌بندی می‌شوند: HB، V-2، V-1، V-0، 5VA، 5VB، VTM-0، VTM-1، VTM-2، HBF، HF1 و HF2.

به طور کلی، رتبه‌بندی‌های رایج بازدارنده‌های شعله از V-0 تا V-2 متغیر است که V-0 نشان‌دهنده بهترین عملکرد بازدارنده شعله است.

۱.۱ تعاریف چهار رتبه‌بندی بازدارنده شعله

HB (سوزاندن افقی):
رتبه‌بندی HB نشان می‌دهد که ماده به آرامی می‌سوزد اما خود به خود خاموش نمی‌شود. این پایین‌ترین سطح در UL94 است و معمولاً زمانی استفاده می‌شود که روش‌های آزمایش عمودی (V-0، V-1 یا V-2) قابل اجرا نباشند.

V-2 (سوزاندن عمودی - سطح 2):
رتبه‌بندی V-2 به این معنی است که این ماده دو آزمایش شعله عمودی 10 ثانیه‌ای را پشت سر می‌گذارد. پس از حذف شعله، زمان سوختن ماده از 30 ثانیه تجاوز نمی‌کند و ممکن است پنبه‌ای را که 30 سانتی‌متر پایین‌تر قرار گرفته است، مشتعل کند. با این حال، شعله نباید از خط مشخص شده بالاتر برود.

V-1 (سوزاندن عمودی - سطح 1):
رتبه‌بندی V-1 به این معنی است که این ماده دو آزمایش شعله عمودی 10 ثانیه‌ای را پشت سر می‌گذارد. پس از حذف شعله، زمان سوختن ماده نباید از 30 ثانیه تجاوز کند و شعله نباید از خط مشخص شده بالاتر برود یا پنبه‌ای را که 30 سانتی‌متر پایین‌تر قرار دارد، مشتعل کند.

V-0 (سوزاندن عمودی - سطح 0):
رتبه‌بندی V-0 به این معنی است که این ماده دو آزمایش شعله عمودی 10 ثانیه‌ای را پشت سر می‌گذارد. پس از حذف شعله، زمان سوختن ماده نباید از 10 ثانیه تجاوز کند و شعله نباید از خط مشخص شده بالاتر برود یا پنبه‌ای را که 30 سانتی‌متر پایین‌تر قرار دارد، مشتعل کند.

۱.۲ مقدمه‌ای بر سایر رتبه‌بندی‌های بازدارنده شعله

5VA و 5VB متعلق به طبقه‌بندی آزمایش احتراق عمودی با استفاده از شعله آزمایشی 500 وات (ارتفاع شعله 125 میلی‌متر) هستند.

5VA (سوختن عمودی - سطح 5VA):
رتبه‌بندی 5VA یک طبقه‌بندی در استاندارد UL94 است. این رتبه‌بندی نشان می‌دهد که پس از حذف شعله، زمان سوختن ماده از 60 ثانیه تجاوز نکند، شعله نباید از خط مشخص شده بالاتر برود و هرگونه شعله چکه‌ای نباید از 60 ثانیه تجاوز کند.

5VB (سوزاندن عمودی - سطح 5VB):
توان نامی ۵VB مشابه ۵VA است، با همان معیارهای زمان سوختن و گسترش شعله.

VTM-0، VTM-1، VTM-2 طبقه‌بندی‌هایی برای مواد نازک (ضخامت < 0.025 میلی‌متر) در آزمایش‌های احتراق عمودی (ارتفاع شعله 20 میلی‌متر) هستند که برای فیلم‌های پلاستیکی قابل استفاده می‌باشند.

VTM-0 (سوزاندن عمودی سینی - سطح 0):
درجه‌بندی VTM-0 به این معنی است که پس از حذف شعله، زمان سوختن ماده از 10 ثانیه تجاوز نمی‌کند و شعله نباید از خط مشخص شده بالاتر برود.

VTM-1 (سوزاندن عمودی سینی - سطح 1):
درجه‌بندی VTM-1 به این معنی است که پس از حذف شعله، زمان سوختن ماده از 30 ثانیه تجاوز نمی‌کند و شعله نباید از خط مشخص شده بالاتر برود.

VTM-2 (سوزاندن عمودی سینی - سطح 2):
رتبه‌بندی VTM-2 معیارهای مشابهی با VTM-1 دارد.

HBF، HF1، HF2 طبقه‌بندی‌هایی برای آزمایش‌های احتراق افقی روی مواد فومی (ارتفاع شعله ۳۸ میلی‌متر) هستند.

HBF (مواد فومی با قابلیت سوختن افقی):
درجه‌بندی HBF به این معنی است که سرعت سوختن ماده فوم‌شده از ۴۰ میلی‌متر در دقیقه تجاوز نمی‌کند و شعله باید قبل از رسیدن به خط مشخص‌شده ۱۲۵ میلی‌متر خاموش شود.

HF-1 (سوزاندن افقی - سطح 1):
درجه HF-1 به این معنی است که پس از حذف شعله، زمان سوختن ماده از 5 ثانیه تجاوز نمی‌کند و شعله نباید از خط مشخص شده بالاتر برود.

HF-2 (سوزاندن افقی - سطح 2):
درجه HF-2 به این معنی است که پس از حذف شعله، زمان سوختن ماده از 10 ثانیه تجاوز نمی‌کند و شعله نباید از خط مشخص شده بالاتر برود.

هدف از آزمایش رتبه‌بندی بازدارنده شعله

اهداف آزمایش رتبه‌بندی بازدارنده شعله عبارتند از:

۲.۱ ارزیابی عملکرد احتراق مواد

تعیین سرعت سوختن یک ماده، گسترش شعله و انتشار آتش در شرایط آتش‌سوزی به ارزیابی ایمنی، قابلیت اطمینان و مناسب بودن آن برای کاربردهای مقاوم در برابر آتش کمک می‌کند.

۲.۲ تعیین قابلیت ضد حریق

آزمایش، توانایی یک ماده را در سرکوب گسترش شعله هنگام قرار گرفتن در معرض منبع آتش مشخص می‌کند، که برای جلوگیری از تشدید آتش‌سوزی و به حداقل رساندن خسارت بسیار مهم است.

۲.۳ راهنمای انتخاب و استفاده از مواد

با مقایسه خواص ضد حریق مواد مختلف، آزمایش‌ها به انتخاب مواد مناسب برای ساخت و ساز، حمل و نقل، الکترونیک و سایر زمینه‌ها برای افزایش ایمنی در برابر آتش کمک می‌کنند.

۲.۴ رعایت مقررات و استانداردها

آزمایش‌های مربوط به مقاومت در برابر شعله اغلب طبق مقررات ملی یا صنعتی انجام می‌شود. این آزمایش‌ها تضمین می‌کنند که مواد، الزامات ایمنی و انطباق را برای کاربردهای خاص برآورده می‌کنند.

به طور خلاصه، آزمایش رتبه‌بندی بازدارندگی شعله با ارزیابی رفتار احتراق و مقاومت در برابر شعله، داده‌های حیاتی برای انتخاب مواد، بهبود ایمنی در برابر آتش و رعایت مقررات را فراهم می‌کند.

استانداردهای مرجع

UL94:آزمایش اشتعال پذیری مواد پلاستیکی برای قطعات در دستگاه ها و لوازم خانگی
IEC 60695-11-10:2013: *آزمایش خطر آتش‌سوزی - بخش 11-10: شعله‌های آزمایشی - روش‌های آزمایش شعله افقی و عمودی 50 وات*
GB/T 5169.16-2017: *آزمایش خطر آتش‌سوزی برای محصولات الکتریکی و الکترونیکی - بخش 16: شعله‌های آزمایشی - روش‌های آزمایش شعله افقی و عمودی 50 وات*

روش‌های آزمایش برای HB، V-2، V-1 و V-0

۴.۱ سوزاندن افقی (HB)

۴.۱.۱ الزامات نمونه

فرم: ورق‌ها (برش خورده، ریخته‌گری شده، اکسترود شده و غیره) با لبه‌های صاف، سطوح تمیز و چگالی یکنواخت.
ابعاد: ۱۲۵±۵ میلی‌متر (طول) × ۱۳±۰.۵ میلی‌متر (عرض). نمونه‌های با حداقل ضخامت و ضخامت ۳ میلی‌متر مورد نیاز است، مگر اینکه ضخامت از ۳ میلی‌متر بیشتر شود. حداکثر ضخامت ۱۳ میلی‌متر، عرض ۱۳.۵ میلی‌متر و شعاع گوشه ۱.۳ میلی‌متر.
انواع: نمونه‌های نماینده برای رنگ‌ها/تراکم‌های مختلف.
تعداد: حداقل ۲ مجموعه، ۳ نمونه در هر مجموعه.

۴.۱.۲ روش آزمایش

علامت‌گذاری: خطوط ۲۵±۱ میلی‌متر و ۱۰۰±۱ میلی‌متر.
بستن: نزدیک انتهای ۱۰۰ میلی‌متری، به صورت افقی در طول، با زاویه ۴۵±۲ درجه در عرض، با یک توری سیمی به عمق ۱۰۰±۱ میلی‌متر پایین‌تر، نگه دارید.
شعله: جریان متان ۱۰۵ میلی‌لیتر در دقیقه، فشار برگشتی ستون آب ۱۰ میلی‌متر، ارتفاع شعله ۲۰±۱ میلی‌متر.
احتراق: شعله را با دمای ۴۵ درجه به مدت ۳۰±۱ ثانیه یا تا زمانی که ضخامت سوختگی به ۲۵ میلی‌متر برسد، روشن کنید.
زمان‌بندی: زمان و طول سوختن (L) را از ۲۵ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر ثبت کنید.
محاسبه: سرعت سوختن (V) = 60 لیتر بر تن (میلی‌متر بر دقیقه).

۴.۱.۳ سوابق آزمایش

اینکه شعله به عمق ۲۵±۱ میلی‌متر یا ۱۰۰±۱ میلی‌متر برسد.
طول سوختن (L) و زمان (t) بین ۲۵ میلی‌متر و ۱۰۰ میلی‌متر.
اگر شعله از ۱۰۰ میلی‌متر عبور کرد، زمان را از ۲۵ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر ثبت کنید.
سرعت سوختن محاسبه شده.

۴.۱.۴ معیارهای رتبه‌بندی HB

برای ضخامت ۳ تا ۱۳ میلی‌متر: سرعت سوزش ≤۴۰ میلی‌متر در دقیقه در دهانه ۷۵ میلی‌متر.
برای ضخامت کمتر از ۳ میلی‌متر: سرعت سوزش ≤۷۵ میلی‌متر در دقیقه در دهانه ۷۵ میلی‌متر.
شعله باید قبل از ۱۰۰ میلی‌متر متوقف شود.

۴.۲ سوزاندن عمودی (V-2، V-1، V-0)

۴.۲.۱ الزامات نمونه

فرم: ورق‌هایی با لبه‌های صاف، سطوح تمیز و چگالی یکنواخت.
ابعاد: ۱۲۵±۵ میلی‌متر × ۱۳.۰±۰.۵ میلی‌متر. نمونه‌هایی با حداقل/حداکثر ضخامت ارائه دهید؛ در صورت متفاوت بودن نتایج، نمونه‌های میانی (با دهانه ≤۳.۲ میلی‌متر) مورد نیاز است.
انواع: نمونه‌های نماینده برای رنگ‌ها/تراکم‌های مختلف.
تعداد: حداقل ۲ مجموعه، ۵ نمونه در هر مجموعه.

۴.۲.۲ آماده‌سازی نمونه

استاندارد: دمای ۲۳±۲ درجه سانتی‌گراد، رطوبت نسبی ۵۰±۵٪ به مدت ۴۸ ساعت؛ ظرف ۳۰ دقیقه پس از برداشتن، آزمایش انجام شود.
آون: دمای ۷۰±۱ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۶۸ ساعت یا بیشتر، سپس به مدت ۴ ساعت یا بیشتر در دسیکاتور خنک کنید؛ ظرف ۳۰ دقیقه آزمایش کنید.

۴.۲.۳ روش آزمایش

نحوه‌ی بستن: قسمت بالایی را ۶ میلی‌متر، به صورت عمودی، و قسمت پایینی را ۳۰۰±۱۰ میلی‌متر بالاتر از پنبه (۰.۰۸ گرم، ۵۰×۵۰ میلی‌متر، ضخامت کمتر یا مساوی ۶ میلی‌متر) نگه دارید.
شعله: جریان متان ۱۰۵ میلی‌لیتر در دقیقه، فشار برگشتی ستون آب ۱۰ میلی‌متر، ارتفاع شعله ۲۰±۱ میلی‌متر.
احتراق: شعله را به مدت 10±0.5 ثانیه در لبه پایینی نمونه (فاصله 10±1 میلی‌متر) اعمال کنید. در صورت تغییر شکل نمونه، آن را تنظیم کنید.
زمان‌بندی: پس از اولین احتراق، شعله پس از احتراق (t1) را ثبت کنید، شعله را به مدت 10±0.5 ثانیه دوباره اعمال کنید، سپس پس از احتراق (t2) و پس از احتراق (t3) را ثبت کنید.
نکات: در صورت چکه کردن، مشعل را ۴۵ درجه کج کنید. اگر شعله به دلیل انتشار گاز خاموش شد، نمونه‌ها را نادیده بگیرید.