สรุปการจัดอันดับสารหน่วงไฟและมาตรฐานการทดสอบ

สรุปการจัดอันดับสารหน่วงไฟและมาตรฐานการทดสอบ

I. แนวคิดของการจัดอันดับสารหน่วงไฟ

การทดสอบสารหน่วงไฟเป็นวิธีการที่ใช้ในการประเมินความสามารถของวัสดุในการต้านทานการลุกลามของเปลวไฟ มาตรฐานทั่วไป ได้แก่ UL 94, IEC 60695-11-10 และ GB/T 5169.16 ในมาตรฐาน UL 94 - "การทดสอบความไวไฟของวัสดุพลาสติกสำหรับชิ้นส่วนในอุปกรณ์และเครื่องใช้" ตามความรุนแรงของการทดสอบและการใช้งานเป้าหมาย การจัดอันดับสารหน่วงไฟแบ่งออกเป็น 12 เกรด: HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF-1 และ HF-2

การจัดอันดับสารหน่วงไฟที่ใช้กันทั่วไปโดยทั่วไปมีตั้งแต่ V-0 ถึง V-2 โดย V-0 แสดงถึงประสิทธิภาพการหน่วงไฟที่ดีที่สุดในบรรดาเหล่านี้

1.1 คำจำกัดความของการจัดอันดับหลัก (HB, V-2, V-1, V-0)

• HB: การเผาไหม้ในแนวนอน
  การจัดอันดับ HB บ่งชี้ว่าวัสดุเผาไหม้ช้าแต่ไม่ดับเอง เป็นการจัดอันดับที่ต่ำที่สุดใน UL 94 และมักใช้เมื่อการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้ง (V-0, V-1 หรือ V-2) ไม่สามารถใช้ได้

• V-2: การเผาไหม้ในแนวตั้ง - ระดับ 2
  การจัดอันดับ V-2 บ่งชี้ว่าหลังจากใช้เปลวไฟเป็นเวลา 10 วินาทีสองครั้งในแนวตั้ง เวลาการเผาไหม้ของวัสดุไม่เกิน 30 วินาทีหลังจากนำเปลวไฟออก อนุภาคที่เผาไหม้จะได้รับอนุญาตให้จุดไฟให้กับสำลีที่วางอยู่ต่ำกว่าตัวอย่าง 30 ซม. แต่เปลวไฟต้องไม่แพร่กระจายเกินเครื่องหมายที่ระบุ

• V-1: การเผาไหม้ในแนวตั้ง - ระดับ 1
  การจัดอันดับ V-1 บ่งชี้ว่าหลังจากใช้เปลวไฟเป็นเวลา 10 วินาทีสองครั้งในแนวตั้ง เวลาการเผาไหม้ของวัสดุไม่เกิน 30 วินาทีหลังจากนำเปลวไฟออก เปลวไฟต้องไม่แพร่กระจายเกินเครื่องหมายที่ระบุ และอนุภาคที่เผาไหม้ต้องไม่จุดไฟให้กับสำลีที่วางอยู่ต่ำกว่า 30 ซม.

• V-0: การเผาไหม้ในแนวตั้ง - ระดับ 0
  การจัดอันดับ V-0 บ่งชี้ว่าหลังจากใช้เปลวไฟเป็นเวลา 10 วินาทีสองครั้งในแนวตั้ง เวลาการเผาไหม้ของวัสดุไม่เกิน 10 วินาทีหลังจากนำเปลวไฟออก เปลวไฟต้องไม่แพร่กระจายเกินเครื่องหมายที่ระบุ และอนุภาคที่เผาไหม้ต้องไม่จุดไฟให้กับสำลีที่วางอยู่ต่ำกว่า 30 ซม.

1.2 บทนำสู่การจัดอันดับสารหน่วงไฟอื่นๆ

• 5VA & 5VB: การจัดอันดับเหล่านี้เป็นของการจำแนกประเภทการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้งโดยใช้เปลวไฟทดสอบ 500W (ความสูงของเปลวไฟ 125 มม.)

  • 5VA: หลังจากใช้เปลวไฟภายใต้เงื่อนไขที่ระบุ เวลาหลังเปลวไฟของวัสดุไม่เกิน 60 วินาทีหลังจากนำเปลวไฟออก เปลวไฟต้องไม่แพร่กระจายเกินเครื่องหมาย และเวลาการเผาไหม้ของอนุภาคที่หยดต้องไม่เกิน 60 วินาที

  • 5VB: เกณฑ์คล้ายกับ 5VA เกี่ยวกับเวลาหลังเปลวไฟและการแพร่กระจายของเปลวไฟ และเวลาการเผาไหม้ของอนุภาคที่หยดต้องไม่เกิน 60 วินาที

• VTM-0, VTM-1, VTM-2: เหล่านี้คือการจำแนกประเภทการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้งสำหรับวัสดุบาง (ความหนา < 0.025 มม.) โดยใช้ความสูงของเปลวไฟ 20 มม. ใช้ได้กับฟิล์มพลาสติก

  • VTM-0: หลังจากใช้เปลวไฟ เวลาหลังเปลวไฟไม่เกิน 10 วินาที

  • VTM-1: หลังจากใช้เปลวไฟ เวลาหลังเปลวไฟไม่เกิน 30 วินาที

  • VTM-2: หลังจากใช้เปลวไฟ เวลาหลังเปลวไฟไม่เกิน 30 วินาที (เกณฑ์ผ่าน/ไม่ผ่านเฉพาะแยกความแตกต่างจาก VTM-1)

• HBF, HF-1, HF-2: เหล่านี้คือการจำแนกประเภทการทดสอบการเผาไหม้ในแนวนอนสำหรับวัสดุโฟม โดยใช้ความสูงของเปลวไฟ 38 มม.

  • HBF: อัตราการเผาไหม้ไม่เกิน 40 มม./นาที และเปลวไฟควรดับก่อนถึงเครื่องหมาย 125 มม.

  • HF-1: หลังจากนำเปลวไฟออก เวลาหลังเปลวไฟไม่เกิน 5 วินาที และเปลวไฟต้องไม่แพร่กระจายเกินเครื่องหมาย

  • HF-2: หลังจากนำเปลวไฟออก เวลาหลังเปลวไฟไม่เกิน 10 วินาที และเปลวไฟต้องไม่แพร่กระจายเกินเครื่องหมาย

II. วัตถุประสงค์ของการทดสอบสารหน่วงไฟ

วัตถุประสงค์ของการทดสอบสารหน่วงไฟ ได้แก่:

2.1 การประเมินประสิทธิภาพการเผาไหม้ของวัสดุ: กำหนดอัตราการเผาไหม้ แนวโน้มการแพร่กระจายของเปลวไฟ และขอบเขตของการพัฒนาไฟภายใต้สภาวะไฟ สิ่งนี้ช่วยตรวจสอบความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และความเหมาะสมของวัสดุสำหรับการใช้งานป้องกันอัคคีภัย

2.2 การกำหนดความสามารถในการหน่วงไฟของวัสดุ: การทดสอบระบุความสามารถของวัสดุในการยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟเมื่อสัมผัสกับแหล่งกำเนิดประกายไฟ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันการขยายตัวของไฟและลดความสูญเสียที่เกิดจากไฟไหม้

2.3 การแนะนำการเลือกและการใช้วัสดุ: โดยการทดสอบและเปรียบเทียบคุณสมบัติการหน่วงไฟของวัสดุต่างๆ สามารถทำการเลือกโดยมีข้อมูลสำหรับการเลือกและการใช้งานวัสดุ สิ่งนี้ช่วยในการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการก่อสร้าง การขนส่ง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ เพื่อเพิ่มความปลอดภัยจากอัคคีภัย

2.4 การปฏิบัติตามกฎระเบียบและมาตรฐาน: การทดสอบสารหน่วงไฟมักดำเนินการตามกฎระเบียบและมาตรฐานระดับชาติหรืออุตสาหกรรม การทดสอบทำให้มั่นใจได้ว่าวัสดุเป็นไปตามข้อกำหนด รับประกันการปฏิบัติตามและปลอดภัยในการใช้งานเฉพาะ

โดยสรุป วัตถุประสงค์ของการทดสอบสารหน่วงไฟคือการจัดหาพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการเลือกวัสดุที่เหมาะสม ปรับปรุงความปลอดภัยจากอัคคีภัย และรับประกันการปฏิบัติตามกฎระเบียบและมาตรฐานโดยการประเมินประสิทธิภาพการเผาไหม้และความสามารถในการหน่วงไฟของวัสดุ

III. มาตรฐานอ้างอิง

• UL 94: "การทดสอบความไวไฟของวัสดุพลาสติกสำหรับชิ้นส่วนในอุปกรณ์และเครื่องใช้"

• IEC 60695-11-10:2013: "การทดสอบอันตรายจากไฟไหม้ - ส่วนที่ 11-10: เปลวไฟทดสอบ - วิธีการทดสอบเปลวไฟแนวนอนและแนวตั้ง 50 W"

• GB/T 5169.16-2017: "การทดสอบอันตรายจากไฟไหม้สำหรับผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ - ส่วนที่ 16: เปลวไฟทดสอบ - วิธีการทดสอบเปลวไฟแนวนอนและแนวตั้ง 50W" (มาตรฐานแห่งชาติของจีน สอดคล้องทางเทคนิคกับ IEC 60695-11-10)

IV. วิธีการทดสอบสำหรับ HB, V-2, V-1, V-0

4.1 การเผาไหม้ในแนวนอน: HB

4.1.1 ข้อกำหนดตัวอย่าง

• รูปแบบ: แผ่น ผลิตโดยการตัด การหล่อ การอัดขึ้นรูป ฯลฯ พร้อมขอบเรียบ พื้นผิวสะอาด และความหนาแน่นสม่ำเสมอ

• ขนาด: ความยาว × ความกว้าง = 125 ± 5 มม. × 13.0 ± 0.5 มม. จัดเตรียมตัวอย่างที่ความหนาขั้นต่ำและที่ความหนา 3 มม. หากความหนาขั้นต่ำ >3 มม. หรือความหนาสูงสุด <3 มม. อาจไม่จำเป็นต้องมีตัวอย่าง 3 มม. ความหนาสูงสุด ≤13 มม. ความกว้างสูงสุด ≤13.5 มม. รัศมีมุม ≤1.3 มม.

• ชุด: สำหรับสี ความหนาแน่น ฯลฯ ที่แตกต่างกัน ให้ตัวอย่างที่เป็นตัวแทน

• ปริมาณ: อย่างน้อย 2 ชุด 3 ตัวอย่างต่อชุด

4.1.2 ขั้นตอนการทดสอบ

• การทำเครื่องหมาย: ทำเครื่องหมายเส้นที่ 25 ± 1 มม. และ 100 ± 1 มม.

• การหนีบ: หนีบปลายใกล้เครื่องหมาย 100 มม. โดยให้แกนยาวอยู่ในแนวนอนและแกนกว้างทำมุม 45°±2° วางตาข่ายลวด 100 ± 1 มม. ใต้ตัวอย่าง

• หัวเผา: มีเทน อัตราการไหล 105 มล./นาที แรงดันย้อนกลับ 10 มม. คอลัมน์น้ำ

• เปลวไฟ: ความสูงของเปลวไฟ 20 ± 1 มม.

• การใช้งาน: ใช้เปลวไฟที่ 45° ไปยังขอบล่างของตัวอย่าง โดยจุ่มลงไป 6 มม. เป็นเวลา 30 ± 1 วินาที หรือจนกว่าเปลวไฟจะถึงเครื่องหมาย 25 มม. จากนั้นนำออก

• การจับเวลา: เริ่มจับเวลาเมื่อแนวหน้าของเปลวไฟถึงเครื่องหมาย 25 ± 1 มม. บันทึกเวลาที่ใช้ในการเผาไหม้และระยะทางที่เผาไหม้

• การคำนวณ: V = 60L / t โดยที่ V คืออัตราการเผาไหม้ (มม./นาที) L คือระยะทางที่เผาไหม้ (มม.) t คือเวลาการเผาไหม้ (วินาที)

4.1.3 บันทึกการทดสอบ

• ไม่ว่าเปลวไฟจะถึงเครื่องหมาย 25 ± 1 มม. หรือ 100 ± 1 มม.

• หากการเผาไหม้หยุดระหว่าง 25 มม. ถึง 100 มม. ให้บันทึกระยะทางที่เผาไหม้ (L) และเวลา (t)

• หากเปลวไฟผ่านเครื่องหมาย 100 มม. ให้บันทึกเวลาตั้งแต่ 25 มม. ถึง 100 มม.

• อัตราการเผาไหม้ที่คำนวณได้

4.1.4 เกณฑ์การจัดอันดับ HB

• สำหรับตัวอย่างหนา 3-13 มม. ในช่วง 75 มม.: อัตราการเผาไหม้ ≤ 40 มม./นาที

• สำหรับ <3 มม. ตัวอย่างหนาในช่วง 75 มม.: อัตราการเผาไหม้ ≤ 75 มม./นาที

• การเผาไหม้หยุดก่อนถึงเครื่องหมาย 100 มม.
  ตัวอย่างที่ตรงตามเกณฑ์เหล่านี้ได้รับการจัดอันดับ HB

4.2 การเผาไหม้ในแนวตั้ง: V-2, V-1, V-0

4.2.1 ข้อกำหนดตัวอย่าง

• รูปแบบ: แผ่น ผลิตโดยการตัด การหล่อ การอัดขึ้นรูป ฯลฯ พร้อมขอบเรียบ พื้นผิวสะอาด และความหนาแน่นสม่ำเสมอ

• ขนาด: ความยาว × ความกว้าง = 125 ± 5 มม. × 13.0 ± 0.5 มม. จัดเตรียมตัวอย่างที่ความหนาขั้นต่ำและสูงสุด หากผลลัพธ์แตกต่างกัน อาจจำเป็นต้องมีตัวอย่างความหนาปานกลาง ความหนาสูงสุด ≤13 มม. รัศมีมุม ≤1.3 มม.

• ชุด: สำหรับรูปแบบต่างๆ ให้ตัวอย่างที่เป็นตัวแทน

• ปริมาณ: อย่างน้อย 2 ชุด 5 ตัวอย่างต่อชุด

4.2.2 การปรับสภาพตัวอย่าง

• การปรับสภาพมาตรฐาน: 48 ชั่วโมงที่ 23 ± 2°C และ 50 ± 5% RH ทดสอบภายใน 30 นาทีหลังจากนำออก

• การปรับสภาพเตาอบ: อย่างน้อย 168 ชั่วโมงที่ 70 ± 1°C จากนั้นทำให้เย็นลงในเครื่องดูดความชื้นที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาอย่างน้อย 4 ชั่วโมง ทดสอบภายใน 30 นาทีหลังจากนำออก

4.2.3 ขั้นตอนการทดสอบ

• การหนีบ: หนีบส่วนบน 6 มม. ของตัวอย่าง โดยวางแนวตั้งลง ปลายล่างของตัวอย่างควรอยู่เหนือชั้นของสำลีบริสุทธิ์ 300 ± 10 มม. (0.08 กรัม 50x50 มม. ความหนาสูงสุด 6 มม.)

• หัวเผา: มีเทน อัตราการไหล 105 มล./นาที แรงดันย้อนกลับ 10 มม. คอลัมน์น้ำ

• เปลวไฟ: ความสูงของเปลวไฟ 20 ± 1 มม.

• การใช้งาน: วางจุดศูนย์กลางของเปลวไฟที่จุดกึ่งกลางของขอบล่าง (10 ± 1 มม. จากปลายหัวเผาถึงตัวอย่าง) ใช้เป็นเวลา 10 ± 0.5 วินาที ปรับหัวเผาหากตัวอย่างเสียรูป หากเกิดการหยด ให้เอียงหัวเผาไปที่ 45° หลังจาก 10 ± 0.5 วินาที ให้ถอนหัวเผาออกที่ 300 มม./นาที ไปที่ระยะอย่างน้อย 150 มม. บันทึกเวลาหลังเปลวไฟ t1 ทันที หลังจากเปลวไฟดับ ให้ใช้เปลวไฟอีกครั้งเป็นเวลา 10 ± 0.5 วินาที ถอนและบันทึกเวลาหลังเปลวไฟที่สอง t2 และเวลาหลังการเรืองแสง t3

• หมายเหตุ: แยกความแตกต่างระหว่างหลังเปลวไฟ/หลังการเรืองแสง หากเปลวไฟดับลงด้วยก๊าซของวัสดุ ให้จุดหัวเผาอีกครั้งทันทีและทำการใช้งานต่อไปจนกว่าจะถึง 10 ± 0.5 วินาที

4.2.4 บันทึกการทดสอบ

• เวลาหลังเปลวไฟครั้งแรก (t1)

• เวลาหลังเปลวไฟครั้งที่สอง (t2)

• เวลาหลังการเรืองแสงครั้งที่สอง (t3)

• ไม่ว่าตัวอย่างจะเผาไหม้หมดหรือไม่

• ไม่ว่าอนุภาคที่หยดจะจุดไฟให้กับสำลีหรือไม่

4.2.5 เกณฑ์การจัดอันดับ V-2, V-1, V-0
หลังจากการทดสอบ การจัดอันดับสารหน่วงไฟจะถูกกำหนดตามเกณฑ์ต่อไปนี้ (สรุปขีดจำกัดผ่าน/ไม่ผ่านสำหรับเวลาหลังเปลวไฟทั้งหมด เวลาหลังเปลวไฟแต่ละครั้ง เวลาหลังการเรืองแสง การจุดไฟของสำลี และการบริโภคตัวอย่าง)