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针焰试验是检验电工电子产品及其材料着火危险的重要试验。试验对实验室仪器设备的精准性,检测人员对标准的理解,试验步骤操作的规范性都有较高的要求。针焰试验的步骤比较复杂繁琐,能够影响结果的因素也很多,尤其是确认火焰和施加火焰两大关键步骤的难点和细节注意事项,以提高试验的规范性和准确性。
试验装置
针状燃烧器:不锈钢,内孔Φ0.5mm±0.1mm,外径≤Φ0.9mm,长≥35mm
燃烧器角度:可垂直(调节和测量火焰高度时)和倾斜45°(试验时)
引燃铺垫层:厚10mm白松木板,覆12g/m2~30g/m2标准绢纸,离火焰施加处下mm±5mm
施燃气体:95%丁烷气(基准气),也可使用丙烷气
燃气焰温梯度:00℃±2℃~℃±3℃(室温~℃),23.5s±1.0s(1s~.9s)
火焰高度:12mm±1mm(可调节)
施燃时间:5s,10s,20s,30s,60s,s-1+0s(1s~.9s数显可预置)
持燃时间:1s~.9s(数显,可手动暂停保持数显)
试验空间:≥0.3m3,背景黑色
温度传感器:K型Φ0.5mm绝缘式铠装电偶,铠装套耐热℃
外形尺寸:宽1mm×深mm×高mm,排气孔Φmm;
试验电源:V0.5kVA
准备工作
(1)预处理在试验开始之间,试验样品、木板和绢纸应在温度15℃-30℃、相对湿度45%-75%的环境下放置至少24h。如可放置在温度为25℃,相对湿度为60%的环境下处理24h。
(2)铺底层为了评定火焰蔓延的可能性,例如从试验样品上落下的燃烧或者灼热颗粒是否会引起火焰蔓延,需在试验样品下方放置铺底层。实际测试中通常在厚度10mm的平滑木板上,紧密覆盖一层包装绢纸,将其置于施加针焰的试验样品下方mm±5mm处。要求绢纸柔软而结实,轻质包装绢纸12g/m3-30g/m3。
施焰过程
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.5—的规定,施加试验火焰的时间优选值为:5s、10s、20s、30s、60s和s。
2.施焰位置
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。
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。
确认火焰
准备工作做好后,就需要调节针焰试验的火焰。针焰试验的关键难点在于确认火焰,需要用到火焰确认装置,如图1所示。
1)首先将燃烧器沿轴线垂直方向放置,在柔和的光线下对着暗背景观察。打开气阀,调节供气量大小,用量规进行测量,使火焰高度为12mm±1mm。
2)如果火焰不合适,可以等待5min使燃烧器达到平衡,然后重新调节火焰高度。
3)铜块底部离悬挂点距离需≥40mm。将燃烧器放置到铜块下方,燃烧器和铜块底部的距离为6±0.5mm。
4)铜块悬挂的方式应使铜块在试验时基本保持静止。如果铜块晃动幅度过大,则铜块受热将会不均匀,直接影响确认火焰的时间。
5)当铜块温度从℃±5℃升高到℃±3℃时所需时间在23.5S±1.0S内,则火焰调节正确。
6)铜块温度从℃±5℃升高到℃±3℃需要的时间应进行三次测量。在两次测量间,应使铜块温度在空气中自然冷却到50℃以下。
7)热电偶在温度达到℃以上时容易损坏,所以当铜块温度达到℃时应立即移开铜块。
8)在每次改变或更换燃气源之后,都应进行火焰确认,才能确保试验结果的准确性。
KS-52D针焰试验仪