针焰试验关键技术因素分析

2019-01-27黄信锋王杰叶长青

中小企业管理与科技 2019年22期

黄信锋，王杰，叶长青

（惠州海关综合技术中心，广东惠州516006）

1 引言

对于电工电子设备及其部件和元件而言，检验其着火危险的最好方法是真实地再现实际存在的条件。但是在现实操作中，往往都不具备现实性，所以可以通过针焰试验来模拟因故障条件而产生的小火焰效应。通过针焰试验，可以判断产品起火后，是否会导致火焰扩大和蔓延，并且波及周围部件起火。针焰试验也是评定产品是否耐燃的常见试验之一。本文结合标准GB/T 5169.5—2008 和GB 8898—2011 中关于针焰试验部分的内容，对针焰试验的一些关键技术因素进行分析说明[1]。

2 试验设备

2.1 燃烧器

燃烧器主要用于产生试验火焰。根据GB/T 5169.5—2008的规定，燃烧器应由长度不少于35mm、孔径0.5mm±0.1mm，外径不超过0.9mm 的管子制成。其中，对燃烧器的气体也做了有关规定，燃烧器所使用的丁烷和丙烷气体的纯度不低于95%，不允许空气进入燃烧管。需要注意的是，在对仪器进行计量的时候，需要对燃烧器的孔径、尺寸和倾斜角度进行计量，确保它们均符合技术指标。

2.2 试验箱

根据标准GB/T 5169.5—2008 的规定，试验室通风柜/试验箱的容积至少为0.5m3，箱内表面颜色为深色。标准还要求试验应该在无通风的环境下进行，所以在试验过程中需要注意关闭排气扇。

2.3 计时器

根据标准GB/T 5169.5—2008 的规定，计时器的允差不得大于0.5s。所以设备在计量时需要对常用的施焰时间和持焰时间进行计量，计时器误差应在±0.5s 内。

2.4 铺底层

为了评定火焰蔓延的可能性，需要在试验样品下方放置铺底层。试验样品与铺底层的距离应与在正常使用条件下安装的试验样品一致。试验过程中，使用的铺底层材料一般由木板和绢纸制作而成。值得注意的是，对于铺底层材料而言，在试验前需要进行预处理，在温度为15～35℃、相对湿度为45%～75%的环境条件下，放置24h。

3 样品制备

3.1 样品选取

根据标准GB/T 5169.5—2008 的要求，除非规范另有要求外，样品一般在3 个试样上进行，样品应是完整的设备、组件或者部件。必要时，拆除部分外壳或者截取适当的部分进行试验。需要注意确保试验条件与正常使用时出现的情况无显著差异。

3.2 预处理

试验样品在温度为15～35℃、相对湿度为45%～75%的环境条件下，放置24h 后，完成预处理工作。对于要在同一个点进行多次试验的样品，需要确保之前的试验造成的劣化不会影响后续试验的结果[2]。

4 试验操作

4.1 温度校准

根据标准GB/T 5169.5—2008 的规定，火焰高度应该为12mm±1mm，而铜块的温度从100℃±5℃上升到700℃±3℃的试验时间应该为23.5s±1.0s。铜块温升的时间需要进行三次重复测量，在两次测量之间，允许铜块在空气中自然冷却到50℃以下。为确保结果准确，在进行每次试验前，均需要对火焰的温度进行确认。此外，每次更换气体之后，也需要重新校准火焰的温度。

4.2 样品装夹

在试验时，因为需要将试验火焰施加到试验样品最易受到火焰影响的表面部位，所以除了规范另有规定之外，样品应该安放在正常使用时最易起燃的位置。用固定夹持试样时，应保证不会对试验火焰和火焰蔓延效应产生影响。

4.3 施焰过程

4.3.1 施焰时间

施加火焰的时间按照有关规范的规定执行。标准GB/T 5169.5—2008 的规定，施加试验火焰的时间优选值为：5s、10s、20s、30s、60s 和120s。而在GB 8898—2011 的附录G 中，则要求施加三次火焰，每次分别为10s、60s 和120s。

4.3.2 施焰位置

试验火焰被定位在与试验样品表面接触的位置。当火焰定位在样品的正下方时，燃烧器顶端与试验样品底端的距离保持在8mm±1mm。为了防止在火焰施加期间会有熔化或有焰的材料滴下落入燃烧管中，燃烧器可与垂线倾斜45°，燃烧器顶端中心与试验样品剩余部分之间保持5mm±1mm 的空间。

4.3.3 施焰控制

达到规定时间后，将试验火焰移开。施焰方式分为自动控制和手动控制，无论采用哪一种方式，都可以满足要求。值得注意的是在自动控制的设备里面，很多设备的移动方式采用了螺旋传动结构，这种结构的优点是结构简单，运动平稳。所以，在实际的试验过程中，需要有意识地去排除这种干扰因素，具体方法可以是提高燃烧器的移动速度，同时，在火焰接近和离开样品的过程中屏蔽火焰与样品之间的热辐射[3]。