电工电子产品针焰试验检测:关键防火安全评估
针焰试验是评估电工电子产品及其所用非金属材料耐燃性能的核心方法之一,尤其针对由故障条件下可能产生的小火焰引起的着火危险性。该试验模拟设备内部因过载、接触不良、元件失效等故障产生的微小火焰(通常指高度不超过12mm的小火焰),用以检验非金属零部件或材料在接触此类火焰时的燃烧行为和抗点燃能力。其目的在于确保产品在非正常使用或单一故障条件下,不会因材料的不够阻燃而导致火焰蔓延或引发火灾,对于保障人身和财产安全至关重要。广泛应用于家用电器、信息技术设备、照明设备、电子元器件、开关插座、电线电缆护套以及各类电工电子设备外壳、绝缘部件等产品的安全认证和质量控制。
检测项目 (Key Test Items)
针焰试验主要评估以下关键项目:
- 试样的燃烧行为: 观察材料在施加针焰后的反应,是否被点燃、燃烧的剧烈程度、是否产生火焰蔓延。
- 燃烧持续时间: 记录试样在移开针焰后,火焰持续燃烧的时间(即余焰时间 tf)和/或无焰燃烧(灼热)的时间(即余灼时间 tg)。
- 滴落物的引燃性: 观察燃烧或熔融过程中产生的滴落物是否能够引燃下方规定距离处的铺底层(通常为绢纸覆盖的细沙)。这是评估潜在二次引燃风险的重要指标。
- 试样烧损程度: 记录试样被燃烧破坏的长度或面积。
试验结果的判定通常基于余焰时间、余灼时间以及铺底层是否被引燃这几个核心要素,并依据特定标准规定的合格判据(如:余焰/余灼时间不超过规定值,铺底层未被引燃)。
检测仪器 (Testing Apparatus)
进行针焰试验需要一套专门的设备,核心组成部分包括:
- 针焰燃烧器: 这是试验的核心装置。它通常由一个内径为Φ0.5±0.1mm的喷嘴(针状)构成,用于产生特定的试验火焰。燃烧器应能提供高度可调(通常为12±1mm)、稳定的火焰。
- 气体供应系统: 为针焰燃烧器提供纯度≥95%的丁烷气(或其他规定气体,如丙烷),并通过流量计和压力调节阀精确控制燃气流量以维持火焰尺寸稳定。
- 试验箱/通风柜: 一个具有适当容积、背景为暗色、内部空气流动速度低(通常<0.2m/s)且便于观察的密闭或半密闭空间,用于进行试验并确保安全。
- 试样夹持装置: 用于将试样固定在规定的位置和角度,确保火焰能施加到试样的特定部位(如表面或边缘)。
- 铺底层: 通常由一层干燥的(约40g/m²)漂白绢纸平铺在(厚约10mm)细沙(粒径0.5mm-1.0mm)上组成,置于试样下方规定距离(如200±5mm)处,用于承接滴落物并判断其引燃性。
- 计时器: 精度至少为0.5秒,用于准确测量火焰施加时间(通常为30±1秒)、余焰时间(tf)和余灼时间(tg)。
- 火焰高度测量装置: 如火焰高度规,用于校准火焰高度。
- 温度测量设备(可选): 用于监控或验证火焰温度(如铜块温度计法)。
检测方法 (Testing Procedure)
针焰试验的一般步骤如下:
- 预处理: 试样和铺底层在标准大气条件(通常23±2°C, 50±5%RH)下状态调节至少24小时,必要时还需进行高温老化等预处理。
- 仪器校准: 调节燃气流量,使火焰高度达到标准要求(通常为12±1mm)。必要时验证火焰温度(例如通过铜块法,100g铜块从100°C升至700°C所需时间应在特定范围内)。
- 试样安装: 将试样按要求(如垂直、水平或与实际使用状态一致)固定在夹具上,确保受试面朝向燃烧器。在试样正下方规定距离处放置准备好的铺底层。
- 施加火焰: 将已校准的针焰燃烧器移至规定位置,使火焰尖端恰好接触试样的预定部位(如表面中心或边缘)。启动计时器,火焰持续施加规定时间(最常用的是30±1秒)。
- 观察与记录:
- 在施加火焰期间,观察试样是否被点燃、火焰蔓延情况。
- 在移开火焰的同时(或之后),立即启动另一计时器,记录试样上的有焰燃烧时间(余焰时间 tf)。
- 余焰熄灭后(如果发生),继续记录无焰但发光的燃烧(余灼)时间(tg)。
- 观察并记录燃烧中产生的滴落物是否引燃下方的铺底层。
- 测量并记录试样被烧损的长度或面积。
- 结果判定: 根据所采用标准的具体判据,综合评估余焰时间(tf)、余灼时间(tg)以及铺底层是否被引燃等情况,判定试样是否通过试验。
试验通常在多个试样上进行以获得可靠结果。
检测标准 (Testing Standards)
针焰试验遵循一系列国际、国家和行业标准,其中最具代表性和广泛采用的是:
- IEC 60695-11-5: 《火灾危险试验 第11-5部分:试验火焰 - 针焰试验方法 装置、确认试验方法和导则》。这是针焰试验的基础国际标准,详细规定了方法、设备和合格性判据的确认。最新版本通常要求:余焰时间 (tf) ≤ 30 秒 且 余焰加上余灼时间 (tf + tg) ≤ 60 秒 且 铺底层未完全烧毁(或未被引燃,具体看标准版本和产品标准引用)。
- GB/T 5169.5: 中国国家标准《电工电子产品着火危险试验 第5部分:试验火焰 针焰试验方法 装置、确认试验方法和导则》,等同采用 IEC 60695-11-5。
- UL 746A: 美国保险商实验室标准《聚合物材料 - 短期性能评估》中也会引用针焰试验作为评估材料阻燃等级(如 V-0, V-1, V-2, 5V)的方法之一,但其具体要求和判据可能与国际标准略有差异(UL的针焰试验常称为 “Needle Flame Test” 或 “Small Scale Burning Test”)。
值得注意的是,具体的产品安全标准(如 IEC 60335(家电)、IEC 60950/62368(ITE/音视频)、IEC 60598(灯具)等)会引用基础的火险试验标准(如 IEC 60695-11-5),并可能针对特定零部件或材料规定更具体的试验条件(如火焰施加位置、时间)和合格判据。因此,在进行针焰试验时,必须明确依据的是哪个具体的产品标准及其引用的试验方法标准版本。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日