針焰試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)因素分析

黃信鋒 王杰 葉長(zhǎng)青

【摘 要】論文系統(tǒng)地闡述了針焰試驗(yàn)的主要設(shè)備及其技術(shù)指標(biāo)，試驗(yàn)的操作過(guò)程及其注意事項(xiàng)。對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)因素進(jìn)行了分析和歸納，可為同類型的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行針焰試驗(yàn)提供參考。

【Abstract】This paper systematically expounds the main equipment and technical indicators of the needle flame test， the operation process of the test and its precautions. The paper analyzes and summarizes the key technical factors， which can provide a reference for the same type of laboratory for needle flame test.

【關(guān)鍵詞】針焰試驗(yàn);電工電子產(chǎn)品;燃燒器

【Keywords】needle flame test; electrical and electronic product; burner

【中圖分類號(hào)】X773? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）08-0162-02

1 引言

對(duì)于電工電子設(shè)備及其部件和元件而言，檢驗(yàn)其著火危險(xiǎn)的最好方法是真實(shí)地再現(xiàn)實(shí)際存在的條件。但是在現(xiàn)實(shí)操作中，往往都不具備現(xiàn)實(shí)性，所以可以通過(guò)針焰試驗(yàn)來(lái)模擬因故障條件而產(chǎn)生的小火焰效應(yīng)。通過(guò)針焰試驗(yàn)，可以判斷產(chǎn)品起火后，是否會(huì)導(dǎo)致火焰擴(kuò)大和蔓延，并且波及周圍部件起火。針焰試驗(yàn)也是評(píng)定產(chǎn)品是否耐燃的常見(jiàn)試驗(yàn)之一。本文結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008和GB 8898—2011中關(guān)于針焰試驗(yàn)部分的內(nèi)容，對(duì)針焰試驗(yàn)的一些關(guān)鍵技術(shù)因素進(jìn)行分析說(shuō)明[1]。

2 試驗(yàn)設(shè)備

2.1 燃燒器

燃燒器主要用于產(chǎn)生試驗(yàn)火焰。根據(jù)GB/T 5169.5—2008的規(guī)定，燃燒器應(yīng)由長(zhǎng)度不少于35mm、孔徑0.5mm±0.1mm，外徑不超過(guò)0.9mm的管子制成。其中，對(duì)燃燒器的氣體也做了有關(guān)規(guī)定，燃燒器所使用的丁烷和丙烷氣體的純度不低于95%，不允許空氣進(jìn)入燃燒管。需要注意的是，在對(duì)儀器進(jìn)行計(jì)量的時(shí)候，需要對(duì)燃燒器的孔徑、尺寸和傾斜角度進(jìn)行計(jì)量，確保它們均符合技術(shù)指標(biāo)。

2.2 試驗(yàn)箱

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008的規(guī)定，試驗(yàn)室通風(fēng)柜/試驗(yàn)箱的容積至少為0.5m3，箱內(nèi)表面顏色為深色。標(biāo)準(zhǔn)還要求試驗(yàn)應(yīng)該在無(wú)通風(fēng)的環(huán)境下進(jìn)行，所以在試驗(yàn)過(guò)程中需要注意關(guān)閉排氣扇。

2.3 計(jì)時(shí)器

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008的規(guī)定，計(jì)時(shí)器的允差不得大于0.5s。所以設(shè)備在計(jì)量時(shí)需要對(duì)常用的施焰時(shí)間和持焰時(shí)間進(jìn)行計(jì)量，計(jì)時(shí)器誤差應(yīng)在±0.5s內(nèi)。

2.4 鋪底層

為了評(píng)定火焰蔓延的可能性，需要在試驗(yàn)樣品下方放置鋪底層。試驗(yàn)樣品與鋪底層的距離應(yīng)與在正常使用條件下安裝的試驗(yàn)樣品一致。試驗(yàn)過(guò)程中，使用的鋪底層材料一般由木板和絹紙制作而成。值得注意的是，對(duì)于鋪底層材料而言，在試驗(yàn)前需要進(jìn)行預(yù)處理，在溫度為15～35℃、相對(duì)濕度為45%～75%的環(huán)境條件下，放置24h。

3 樣品制備

3.1 樣品選取

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008的要求，除非規(guī)范另有要求外，樣品一般在3個(gè)試樣上進(jìn)行，樣品應(yīng)是完整的設(shè)備、組件或者部件。必要時(shí)，拆除部分外殼或者截取適當(dāng)?shù)牟糠诌M(jìn)行試驗(yàn)。需要注意確保試驗(yàn)條件與正常使用時(shí)出現(xiàn)的情況無(wú)顯著差異。

3.2 預(yù)處理

試驗(yàn)樣品在溫度為15～35℃、相對(duì)濕度為45%～75%的環(huán)境條件下，放置24h后，完成預(yù)處理工作。對(duì)于要在同一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多次試驗(yàn)的樣品，需要確保之前的試驗(yàn)造成的劣化不會(huì)影響后續(xù)試驗(yàn)的結(jié)果[2]。

4 試驗(yàn)操作

4.1 溫度校準(zhǔn)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008的規(guī)定，火焰高度應(yīng)該為12mm±1mm，而銅塊的溫度從100℃±5℃上升到700℃±3℃的試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)該為23.5s±1.0s。銅塊溫升的時(shí)間需要進(jìn)行三次重復(fù)測(cè)量，在兩次測(cè)量之間，允許銅塊在空氣中自然冷卻到50℃以下。為確保結(jié)果準(zhǔn)確，在進(jìn)行每次試驗(yàn)前，均需要對(duì)火焰的溫度進(jìn)行確認(rèn)。此外，每次更換氣體之后，也需要重新校準(zhǔn)火焰的溫度。

4.2樣品裝夾

在試驗(yàn)時(shí)，因?yàn)樾枰獙⒃囼?yàn)火焰施加到試驗(yàn)樣品最易受到火焰影響的表面部位，所以除了規(guī)范另有規(guī)定之外，樣品應(yīng)該安放在正常使用時(shí)最易起燃的位置。用固定夾持試樣時(shí)，應(yīng)保證不會(huì)對(duì)試驗(yàn)火焰和火焰蔓延效應(yīng)產(chǎn)生影響。

4.3施焰過(guò)程

4.3.1施焰時(shí)間

施加火焰的時(shí)間按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008的規(guī)定，施加試驗(yàn)火焰的時(shí)間優(yōu)選值為：5s、10s、20s、30s、60s和120s。而在GB 8898—2011的附錄G中，則要求施加三次火焰，每次分別為10s、60s和120s。

4.3.2施焰位置

試驗(yàn)火焰被定位在與試驗(yàn)樣品表面接觸的位置。當(dāng)火焰定位在樣品的正下方時(shí)，燃燒器頂端與試驗(yàn)樣品底端的距離保持在8mm±1mm。為了防止在火焰施加期間會(huì)有熔化或有焰的材料滴下落入燃燒管中，燃燒器可與垂線傾斜45°，燃燒器頂端中心與試驗(yàn)樣品剩余部分之間保持5mm±1mm的空間。

4.3.3施焰控制

達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，將試驗(yàn)火焰移開。施焰方式分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，無(wú)論采用哪一種方式，都可以滿足要求。值得注意的是在自動(dòng)控制的設(shè)備里面，很多設(shè)備的移動(dòng)方式采用了螺旋傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。所以，在實(shí)際的試驗(yàn)過(guò)程中，需要有意識(shí)地去排除這種干擾因素，具體方法可以是提高燃燒器的移動(dòng)速度，同時(shí)，在火焰接近和離開樣品的過(guò)程中屏蔽火焰與樣品之間的熱輻射[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

針焰試驗(yàn)是檢驗(yàn)電工電子產(chǎn)品及其材料著火危險(xiǎn)的重要試驗(yàn)。試驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的精準(zhǔn)性，檢測(cè)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解，試驗(yàn)步驟操作的規(guī)范性都有較高的要求。此外，針焰試驗(yàn)也是實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室比對(duì)中十分常見(jiàn)的項(xiàng)目。希望通過(guò)本文的分析，可以讓更多的相關(guān)工作人員了解和掌握針焰試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)因素。

【參考文獻(xiàn)】

【1】GB 8898—2011音頻視頻及類似電子設(shè)備安全要求[S].

【2】陳超中.耐燃燒和耐起痕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的研究（上）[J].中國(guó)照明電器，2008（4）：24-29.

【3】朱志姝.針焰試驗(yàn)方法分析[J].科學(xué)前沿論壇，2017（2）：18-19.