黃信鋒，王杰，葉長(zhǎng)青

（惠州海關(guān)綜合技術(shù)中心，廣東 惠州516006）

1 引言

對(duì)于電工電子設(shè)備及其部件和元件而言，檢驗(yàn)其著火危險(xiǎn)的最好方法是真實(shí)地再現(xiàn)實(shí)際存在的條件。但是在現(xiàn)實(shí)操作中，往往都不具備現(xiàn)實(shí)性，所以可以通過(guò)針焰試驗(yàn)來(lái)模擬因故障條件而產(chǎn)生的小火焰效應(yīng)。通過(guò)針焰試驗(yàn)，可以判斷產(chǎn)品起火后，是否會(huì)導(dǎo)致火焰擴(kuò)大和蔓延，并且波及周?chē)考鸹?。針焰試?yàn)也是評(píng)定產(chǎn)品是否耐燃的常見(jiàn)試驗(yàn)之一。本文結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008 和GB 8898—2011 中關(guān)于針焰試驗(yàn)部分的內(nèi)容，對(duì)針焰試驗(yàn)的一些關(guān)鍵技術(shù)因素進(jìn)行分析說(shuō)明[1]。

2 試驗(yàn)設(shè)備

2.1 燃燒器

燃燒器主要用于產(chǎn)生試驗(yàn)火焰。根據(jù)GB/T 5169.5—2008的規(guī)定，燃燒器應(yīng)由長(zhǎng)度不少于35mm、孔徑0.5mm±0.1mm，外徑不超過(guò)0.9mm 的管子制成。其中，對(duì)燃燒器的氣體也做了有關(guān)規(guī)定，燃燒器所使用的丁烷和丙烷氣體的純度不低于95%，不允許空氣進(jìn)入燃燒管。需要注意的是，在對(duì)儀器進(jìn)行計(jì)量的時(shí)候，需要對(duì)燃燒器的孔徑、尺寸和傾斜角度進(jìn)行計(jì)量，確保它們均符合技術(shù)指標(biāo)。

2.2 試驗(yàn)箱

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008 的規(guī)定，試驗(yàn)室通風(fēng)柜/試驗(yàn)箱的容積至少為0.5m3，箱內(nèi)表面顏色為深色。標(biāo)準(zhǔn)還要求試驗(yàn)應(yīng)該在無(wú)通風(fēng)的環(huán)境下進(jìn)行，所以在試驗(yàn)過(guò)程中需要注意關(guān)閉排氣扇。

2.3 計(jì)時(shí)器

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008 的規(guī)定，計(jì)時(shí)器的允差不得大于0.5s。所以設(shè)備在計(jì)量時(shí)需要對(duì)常用的施焰時(shí)間和持焰時(shí)間進(jìn)行計(jì)量，計(jì)時(shí)器誤差應(yīng)在±0.5s 內(nèi)。

2.4 鋪底層

為了評(píng)定火焰蔓延的可能性，需要在試驗(yàn)樣品下方放置鋪底層。試驗(yàn)樣品與鋪底層的距離應(yīng)與在正常使用條件下安裝的試驗(yàn)樣品一致。試驗(yàn)過(guò)程中，使用的鋪底層材料一般由木板和絹紙制作而成。值得注意的是，對(duì)于鋪底層材料而言，在試驗(yàn)前需要進(jìn)行預(yù)處理，在溫度為15～35℃、相對(duì)濕度為45%～75%的環(huán)境條件下，放置24h。

3 樣品制備

3.1 樣品選取

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008 的要求，除非規(guī)范另有要求外，樣品一般在3 個(gè)試樣上進(jìn)行，樣品應(yīng)是完整的設(shè)備、組件或者部件。必要時(shí)，拆除部分外殼或者截取適當(dāng)?shù)牟糠诌M(jìn)行試驗(yàn)。需要注意確保試驗(yàn)條件與正常使用時(shí)出現(xiàn)的情況無(wú)顯著差異。

3.2 預(yù)處理

試驗(yàn)樣品在溫度為15～35℃、相對(duì)濕度為45%～75%的環(huán)境條件下，放置24h 后，完成預(yù)處理工作。對(duì)于要在同一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多次試驗(yàn)的樣品，需要確保之前的試驗(yàn)造成的劣化不會(huì)影響后續(xù)試驗(yàn)的結(jié)果[2]。

4 試驗(yàn)操作

4.1 溫度校準(zhǔn)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008 的規(guī)定，火焰高度應(yīng)該為12mm±1mm，而銅塊的溫度從100℃±5℃上升到700℃±3℃的試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)該為23.5s±1.0s。銅塊溫升的時(shí)間需要進(jìn)行三次重復(fù)測(cè)量，在兩次測(cè)量之間，允許銅塊在空氣中自然冷卻到50℃以下。為確保結(jié)果準(zhǔn)確，在進(jìn)行每次試驗(yàn)前，均需要對(duì)火焰的溫度進(jìn)行確認(rèn)。此外，每次更換氣體之后，也需要重新校準(zhǔn)火焰的溫度。

4.2 樣品裝夾

在試驗(yàn)時(shí)，因?yàn)樾枰獙⒃囼?yàn)火焰施加到試驗(yàn)樣品最易受到火焰影響的表面部位，所以除了規(guī)范另有規(guī)定之外，樣品應(yīng)該安放在正常使用時(shí)最易起燃的位置。用固定夾持試樣時(shí)，應(yīng)保證不會(huì)對(duì)試驗(yàn)火焰和火焰蔓延效應(yīng)產(chǎn)生影響。

4.3 施焰過(guò)程

4.3.1 施焰時(shí)間

施加火焰的時(shí)間按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.5—2008 的規(guī)定，施加試驗(yàn)火焰的時(shí)間優(yōu)選值為：5s、10s、20s、30s、60s 和120s。而在GB 8898—2011 的附錄G 中，則要求施加三次火焰，每次分別為10s、60s 和120s。

4.3.2 施焰位置

試驗(yàn)火焰被定位在與試驗(yàn)樣品表面接觸的位置。當(dāng)火焰定位在樣品的正下方時(shí)，燃燒器頂端與試驗(yàn)樣品底端的距離保持在8mm±1mm。為了防止在火焰施加期間會(huì)有熔化或有焰的材料滴下落入燃燒管中，燃燒器可與垂線(xiàn)傾斜45°，燃燒器頂端中心與試驗(yàn)樣品剩余部分之間保持5mm±1mm 的空間。

4.3.3 施焰控制

達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，將試驗(yàn)火焰移開(kāi)。施焰方式分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，無(wú)論采用哪一種方式，都可以滿(mǎn)足要求。值得注意的是在自動(dòng)控制的設(shè)備里面，很多設(shè)備的移動(dòng)方式采用了螺旋傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。所以，在實(shí)際的試驗(yàn)過(guò)程中，需要有意識(shí)地去排除這種干擾因素，具體方法可以是提高燃燒器的移動(dòng)速度，同時(shí)，在火焰接近和離開(kāi)樣品的過(guò)程中屏蔽火焰與樣品之間的熱輻射[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

針焰試驗(yàn)是檢驗(yàn)電工電子產(chǎn)品及其材料著火危險(xiǎn)的重要試驗(yàn)。試驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的精準(zhǔn)性，檢測(cè)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解，試驗(yàn)步驟操作的規(guī)范性都有較高的要求。此外，針焰試驗(yàn)也是實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室比對(duì)中十分常見(jiàn)的項(xiàng)目。希望通過(guò)本文的分析，可以讓更多的相關(guān)工作人員了解和掌握針焰試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)因素。