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灼热丝可燃性指数检测

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发布时间：2025-07-11 11:51:41 更新时间：2025-07-10 11:51:41

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

灼热丝可燃性指数检测：评估材料耐引燃性的关键测试

在电子电气产品、汽车配件、家用电器以及诸多涉及塑料、橡胶等非金属材料应用的领域，材料在特定故障条件下抵抗引燃和火焰蔓延的能力至关重要。灼热丝可燃性指数（Glow-Wire Flammability Index, GWFI）检测正是评估材料耐热丝引燃能力的核心方法之一。它模拟的是在电气设备内部因过载、接触不良或元件故障等情况下，产生的高温部件（如灼热的电阻丝或过热的金属零件）意外接触到周围绝缘材料或结构件时，该材料是否会被引燃以及引燃后火焰蔓延的倾向性。这项测试对于预测材料在真实火灾风险中的表现、保障产品安全、满足严格的国内外安全法规（如IEC标准、UL标准、GB标准）具有极其重要的意义，是产品设计、材料选型及最终安全认证不可或缺的环节。

检测项目

灼热丝可燃性指数检测的核心评估项目是材料的灼热丝可燃指数（GWFI）。GWFI代表的是材料能够承受特定的灼热丝温度（以℃为单位）而不被引燃（即不产生有焰燃烧），或者即使被引燃，其火焰在移开灼热丝后的30秒内自熄，且滴落物不会引燃下方铺垫的绢纸。GWFI是一个温度值，例如GWFI 850℃、GWFI 960℃等，数值越高，表明材料抵抗灼热丝引燃的能力越强。有时也会关联测试灼热丝起燃温度（Glow-Wire Ignition Temperature, GWIT），GWIT是指材料在特定测试条件下被灼热丝引燃（产生有焰燃烧超过5秒）的最低温度。

检测仪器

进行灼热丝可燃性指数检测所需的专用设备称为灼热丝试验仪。该仪器主要由以下核心部件构成：

1. 灼热丝组件：由特定材料（通常为镍/铬合金）制成，直径标准为4mm的U形电阻丝。这是模拟热源的部件。

2. 精密温度控制系统：用于精确加热灼热丝至预定的目标温度（如550℃至960℃范围），并能在整个测试过程中保持温度稳定（通常要求偏差在±5℃或±10℃以内）。通常包含热电偶测温、PID温控器和大电流加热电源。

3. 样品夹具系统：用于牢固、稳定地夹持规定尺寸（长宽不小于60mm x 60mm，厚度通常为被试材料的原始厚度）的试样，并能确保灼热丝尖端以规定的力（通常为1.0 N ± 0.2 N）垂直压向试样表面。

4. 计时装置：精确测量灼热丝接触试样的持续时间（标准为30秒±1秒），以及移开灼热丝后观察试样火焰燃烧或阴燃的时间（至少30秒）。

5. 铺底层：位于试样下方约200mm±5mm处，用于承接可能产生的熔融滴落物。通常使用规定的单层绢纸覆盖在约10mm厚的实木板（或密度板）上。

6. 观测装置/防护罩：提供清晰视野观察试验过程（起燃时间、火焰高度、持续时间、滴落物等），并具备安全防护功能。

检测方法

灼热丝可燃性指数（GWFI）的测试方法严格遵循相关标准（如IEC 60695-2-12, GB/T 5169.12等），主要步骤如下：

1. 样品制备：按标准要求裁切规定尺寸和数量的试样。试样需状态调节至标准温湿度环境（如23℃±2℃, 50%±5%RH）下至少24小时。

2. 温度设定与校准：根据预期或目标确定一个灼热丝温度（T_c）。将灼热丝加热至T_c，并稳定至少60秒。使用校准热电偶验证灼热丝尖端温度在允许偏差内。

3. 施加灼热丝：将已加热稳定的灼热丝尖端以1.0 N ± 0.2 N的力垂直压向试样表面（通常为非火焰暴露面或指定面）。

4. 接触与计时：保持灼热丝与试样接触持续30秒±1秒。

5. 观察与记录：在灼热丝接触期间及移开后的30秒内，密切观察并记录： * 试样是否被引燃（产生有焰燃烧）。 * 如果有焰燃烧发生，记录其持续时间（从移开灼热丝到火焰熄灭的时间）。 * 是否产生灼热燃烧（阴燃）及其持续时间。 * 熔融滴落物是否引燃下方的铺底层绢纸。 * 火焰的最大高度（可选，部分标准有要求）。

6. 结果判定（GWFI）：在一个特定温度T_c下测试5个试样。如果满足以下所有条件，则材料在该温度下的GWFI测试通过： * 所有5个试样的有焰燃烧持续时间（t_f）均在移开灼热丝后的30秒内熄灭 (即 t_f ≤ 30s) 。 * 没有任何试样点燃铺底层绢纸。 * 如果测试过程伴随阴燃，则其持续时间也必须在移开灼热丝后的60秒内结束。

7. 指数确定： GWFI是材料能通过上述测试的最高温度值（通常以25℃为间隔）。例如，如果材料在850℃时通过（5个试样均满足条件），而在875℃时未通过（至少一个试样不满足条件），则该材料的GWFI为850℃。

检测标准

灼热丝可燃性指数检测的主要国际和国内标准包括：

* IEC 60695-2-12: *Fire hazard testing – Part 2-12: Glowing/hot-wire based test methods – Glow-wire flammability index (GWFI) test method for materials.* 这是该测试的核心国际标准。

* IEC 60695-2-13: *Fire hazard testing – Part 2-13: Glowing/hot-wire based test methods – Glow-wire ignition temperature (GWIT) test method for materials.* 常与GWFI测试关联进行。

* GB/T 5169.12: *电工电子产品着火危险试验第12部分：灼热丝/热丝基本试验方法材料的灼热丝可燃性指数(GWFI)试验方法。* 中国国家标准，等同采用IEC 60695-2-12。

* GB/T 5169.13: *电工电子产品着火危险试验第13部分：灼热丝/热丝基本试验方法材料的灼热丝起燃温度(GWIT)试验方法。* 中国国家标准，等同采用IEC 60695-2-13。

* UL 746A: *Polymeric Materials – Short Term Property Evaluations.* 美国保险商实验室标准，其中也包含灼热丝测试要求（方法类似IEC，但具体参数和判定可能有所差异）。

这些标准详细规定了测试装置的要求、试样的制备和处理、测试程序、温度校准方法、结果的观察记录以及最终GWFI值的判定规则，确保了测试的准确性和可比性。

结语

灼热丝可燃性指数（GWFI）检测通过模拟实际电气故障中高温部件接触材料的严苛场景，为评估材料的阻燃性能、预防火灾风险提供了科学、客观的依据。其检测结果（GWFI值）是材料制造商、产品设计师和认证机构进行材料选择、安全设计和符合性评估的关键技术参数。严格遵循标准的检测项目、使用合格的检测仪器、执行规范的检测方法，是获得准确可靠的GWFI值、保障最终产品安全性的基础。