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2023-08-23 144 次

IEC 60695-11-5:2004和GB/T 5169.5-2008下针焰试验仪的针焰试验操作方法差异

针焰试验是检验电子产品及材料是否耐燃的主要检验项目,是模拟电子产品及零件在故障或过载条件下,可能达到过热而产生的小火焰,真实地再现实际存在的情况,从而用模拟技术评定产品的着火危险性。本文结合IEC 60695-11-5:2004和GB/T 5169.5-2008对针焰试验仪的使用方法要求,设备要求、主要技术指标校准结果的确认方法进行分析,同时总结针焰试验过程的注意事项。

ZY-3 针焰试验仪

1、新旧版标准中主要差异

1.1、适用范围的扩大
GB/T 5169.5-2008版标准扩大了适用范围,针焰试验不仅考虑到产品内部组件或部件会因故障而造成起燃弓起着火危险,而且考虑到产品外部也会受其他设备原因经受过热引起着火危险。通过模拟技术进行内部和外部着火评定,以便更全面地检测产品整机部件或材料对热和火焰的反应特性。

1.2、针焰试验设备装置的要求
1)对试验箱体:GB/T 5169.5-1997版标准中对试验箱体容积没有具体要求,而新版标准中明确规定了实验室通风柜/试验箱的容积应至少为0.5m3,箱内表面颜色为深色,针焰试验应在无通风的环境下进行。标准规定试验箱的容积大小是为了在试验过程中不因空气对流而使氧气损耗,对试验结果造成影响。
2)对然烧器和火焰:新版标准对燃燃器使用的气体做了明确规定,可以使用纯度不低于95%的|烷气体可大烷气体。丁烷是一种易燃,无色,容易被液化储存的气体,大多数实验率常选丁烷气体使用。同时针对针焰试验时的火焰高度的要求,应采用标准际录A规定的装置和程序进行确认

1.3、新增试验样品的要求
GB/T 5169.5-2008新版标准中新增试验样品说明,要求试验样品应是完整的设备、组件或部件。在必要情况下,可以进行适当截取和拆除,应确保试验条件与产品正常使用时存在的条件无显著的差异。新增此条款是为了更真实的模拟产品实际着火时的着火效应。

1.4、试验结果的评定进行修改
如何判定试验样品是否能耐受针焰试验,GB/T5169.5-2008新版标准的规定要严于旧版标准。新版标准中规定:在移开针焰后,试验样品和周围的零部件的火焰或灼热在30s内熄灭,同时试验样品因为燃烧而滴落的物体引起铺底层或包装绢纸燃烧也是不允许的,可以判定试验样品不符合要求。这样的规定是为了预防因产品滴落物带焰而引起的二次燃烧的着火危害。

1.5、新增了试验报告
GB/T 5169.5-2008新版标准中新增了试验报告内容,主要包括:试验样品类型和说明,制备方法,试验样品的所有预处理,试验样品的数量,亚酷等级,要测试的表面和施加针焰的点,用于评定从试验样品落下的燃烧或灼热颗粒影响的规定的铺底层,是否在同一试验样品上进行多于一个点的试验、试验结果。

2、试验过程和程序
1)针焰试验一般在3个试样上进行(另有规定的除外)。
2)试验样品应安在放在正常使用时最易起燃的位置,固定试验样品时不应影响试验火焰的施加或火焰葛延。试验火焰施加在试样最容易受到火焰影响的表面部位。将火焰尖端与试样表面接触,调节火焰高度到12mm+1mm,火焰温度从100℃+2°℃升到700°℃+3℃的时间为23.5s+1.0s。
3)在试验期间,试验样品因为起燃会产生熔化物,经常会滴入进燃烧管,从而会堵寒供气通道,最终影响试验结果,为避免此种情况发生,新版标准中规定了燃烧器可以倾斜45°角,同时燃烧器顶端中心与试样剩余部分底部之间保持8mm+1mm或侧面保持5mm+1mm的距离。
4)将厚约10mm平滑的木板上紧裹一层娟纸,并放置在施加针焰的试验样品下面200mm+5mm处。
5)火焰温度达到后,启动试验开关进行试验,对试验样品、周围零部件和铺底层进行观察,并记录试验火焰移开瞬间到火焰完全熄灭以及试验样品、规定铺底层或附近零部件看不到灼热现旬的燃烧持续时间(tb)。

3、设备校准结果确认方法
针焰试验仪的主要性能参数包括箱体尺寸,燃烧器尺寸和倾斜角度、计时器、火焰高度、温度校准:
1)箱体尺寸。对试验箱的容积有了明确的规定,试验箱容积不低于0.5m3,试验箱应足够的暗,在有争议的情况下,应使用20Lux照度的光,便于实验人员更准确的对火焰高度进行调整并观察样品燃烧情况。
2)燃烧器尺寸和倾斜角度。用针规来测量燃烧器的孔径,要求管子孔径为0.5mm±0.1mm,用游标卡尺测量燃烧器管子的长度和外径,要求长度≥35mm和外径≤0.9mm即满足要求。用万能角度尺测量燃烧器倾斜角度,标准规定“燃烧器可与垂线倾斜45°以防止材料落入燃烧管”,故燃烧器的倾斜角度应能达到45°即符合要求。
3)计时器。用电子秒表分别对施加火焰时间点、持续火焰时间点和升温时间点进行校准,计时器的误差应为±0.5s即符合标准要求。
4)火焰高度。在针焰试验过程中,可以用游标卡尺来测量火焰高度,高度为12mm±1mm即符合标准要求。
5)温度校准。新标准对火焰确认试验用温度感应铜块的材料规定为:CU-ETP UNS C11000,铜块直径为4mm±0.01mm,质量为0.58g±0.01g。标准明确规定对铜块的要求,不仅有利于试验的重复性和可比性,而且有利于试验结果准确性的提高。将测温用热电偶插入孔的全部深度后,挤压铜块以固定热电偶,但不能损伤热电偶,放入加热锅内,分别设置100℃和700℃,读取测温仪上三次温度显示值,取平均值作为温度的实际显示值,当温度测试结果在100℃+5℃和700℃+3℃认为有效。

4、针焰试验过程中注意事项
1)试验用设备应符合GB/T 5169.5-2008标准容积大小要求,在进行试验时应锁紧试验箱门,避免空气流通对氧气造成损耗,从而影响试验结果。
2)供给燃烧器使用的气体是有要求规定的,当燃气源发生变化时,对火焰温度必然会诰成影响,所以在更拉燃气源时一定要对火焰试验进行重新确认。
3)试验样品和使用的铺底层(木板和绢纸)在进行试验前,应按标准规定的温度和混度进行预处理,一般要求在环境下放置至少24h。
4)要求在同一试样上进行多点试验时,要确保之前试验造成的劣化不会影响要进行的试验结果。
5)注意保持设备内部的清洁,试验后应及时进行打扫;每次试验前应检查燃烧器针孔处,避免被熔滴物堵塞,从而影响火焰充分燃烧。

5、结论
针焰试验是检验电工电子产品及其材料着火危险比较重要的试验项目,检验人员要深入的理解标准,了解新旧标准的差异,并熟练的堂握操作方法,尽量避免和减少影响测试结果的因素,从而提高针焰试验结论的准确性。这样不仅有助于企业产品质量的提高,而且也有助于企业成本的有效控制,从而更加有效的提高电工电子产品的整体质量。

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