Tóm tắt về Xếp hạng và Tiêu chuẩn Kiểm tra Chống cháy

Tóm tắt về Xếp hạng và Tiêu chuẩn Kiểm tra Chống cháy

I. Khái niệm về Xếp hạng Chống cháy

Kiểm tra khả năng chống cháy là một phương pháp được sử dụng để đánh giá khả năng của vật liệu trong việc chống lan truyền ngọn lửa. Các tiêu chuẩn phổ biến bao gồm UL 94, IEC 60695-11-10 và GB/T 5169.16. Theo tiêu chuẩn UL 94 - "Kiểm tra tính dễ cháy của vật liệu nhựa cho các bộ phận trong thiết bị và dụng cụ," dựa trên mức độ nghiêm trọng của thử nghiệm và ứng dụng mục tiêu, các xếp hạng chống cháy được phân loại thành 12 cấp: HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF-1 và HF-2.

Các xếp hạng chống cháy thường được sử dụng thường nằm trong khoảng từ V-0 đến V-2, trong đó V-0 thể hiện hiệu suất chống cháy tốt nhất trong số này.

1.1 Định nghĩa về các Xếp hạng chính (HB, V-2, V-1, V-0)

• HB: Cháy ngang (Horizontal Burning)
  Xếp hạng HB cho biết vật liệu cháy chậm nhưng không tự dập tắt. Đây là xếp hạng thấp nhất trong UL 94 và thường được sử dụng khi các thử nghiệm cháy dọc (V-0, V-1 hoặc V-2) không áp dụng được.

• V-2: Cháy dọc - Cấp độ 2
  Xếp hạng V-2 cho biết sau hai lần áp dụng ngọn lửa trong 10 giây ở vị trí thẳng đứng, thời gian cháy của vật liệu không vượt quá 30 giây sau khi loại bỏ ngọn lửa. Các giọt cháy được phép đốt cháy bông đặt cách mẫu 30 cm, nhưng ngọn lửa không được lan ra ngoài vạch đánh dấu.

• V-1: Cháy dọc - Cấp độ 1
  Xếp hạng V-1 cho biết sau hai lần áp dụng ngọn lửa trong 10 giây ở vị trí thẳng đứng, thời gian cháy của vật liệu không vượt quá 30 giây sau khi loại bỏ ngọn lửa. Ngọn lửa không được lan ra ngoài vạch đánh dấu và các giọt cháy không được đốt cháy bông đặt cách 30 cm.

• V-0: Cháy dọc - Cấp độ 0
  Xếp hạng V-0 cho biết sau hai lần áp dụng ngọn lửa trong 10 giây ở vị trí thẳng đứng, thời gian cháy của vật liệu không vượt quá 10 giây sau khi loại bỏ ngọn lửa. Ngọn lửa không được lan ra ngoài vạch đánh dấu và các giọt cháy không được đốt cháy bông đặt cách 30 cm.

1.2 Giới thiệu về các Xếp hạng Chống cháy khác

• 5VA & 5VB:Các xếp hạng này thuộc về phân loại thử nghiệm cháy dọc bằng cách sử dụng ngọn lửa thử nghiệm 500W (chiều cao ngọn lửa 125mm).

  • 5VA:Sau khi áp dụng ngọn lửa trong các điều kiện quy định, thời gian cháy sau của vật liệu không vượt quá 60 giây sau khi loại bỏ ngọn lửa, ngọn lửa không được lan ra ngoài vạch đánh dấu và thời gian cháy của các hạt nhỏ giọt không được vượt quá 60 giây.

  • 5VB:Các tiêu chí tương tự như 5VA liên quan đến thời gian cháy sau và sự lan truyền ngọn lửa, và thời gian cháy của các hạt nhỏ giọt không được vượt quá 60 giây.

• VTM-0, VTM-1, VTM-2:Đây là các phân loại thử nghiệm cháy dọc cho các vật liệu mỏng (độ dày < 0,025 mm), sử dụng chiều cao ngọn lửa 20mm, áp dụng cho màng nhựa.

  • VTM-0:Sau khi áp dụng ngọn lửa, thời gian cháy sau không vượt quá 10 giây.

  • VTM-1:Sau khi áp dụng ngọn lửa, thời gian cháy sau không vượt quá 30 giây.

  • VTM-2:Sau khi áp dụng ngọn lửa, thời gian cháy sau không vượt quá 30 giây (các tiêu chí đạt/trượt cụ thể phân biệt nó với VTM-1).

• HBF, HF-1, HF-2:Đây là các phân loại thử nghiệm cháy ngang cho các vật liệu xốp, sử dụng chiều cao ngọn lửa 38mm.

  • HBF:Tốc độ cháy không vượt quá 40 mm/phút và ngọn lửa phải tắt trước vạch 125mm.

  • HF-1:Sau khi loại bỏ ngọn lửa, thời gian cháy sau không vượt quá 5 giây và ngọn lửa không được lan ra ngoài vạch đánh dấu.

  • HF-2:Sau khi loại bỏ ngọn lửa, thời gian cháy sau không vượt quá 10 giây và ngọn lửa không được lan ra ngoài vạch đánh dấu.

II. Mục đích của Thử nghiệm Chống cháy

Các mục đích của thử nghiệm chống cháy bao gồm:

2.1 Đánh giá Hiệu suất Cháy của Vật liệu: Nó xác định tốc độ cháy, xu hướng lan truyền ngọn lửa và mức độ phát triển của đám cháy trong điều kiện cháy. Điều này giúp xác định độ an toàn, độ tin cậy và sự phù hợp của vật liệu cho các ứng dụng bảo vệ chống cháy.

2.2 Xác định Khả năng Chống cháy của Vật liệu: Thử nghiệm xác định khả năng của vật liệu trong việc ức chế sự lan truyền ngọn lửa khi tiếp xúc với nguồn bắt lửa. Điều này rất quan trọng để ngăn chặn sự lan rộng của đám cháy và giảm thiểu thiệt hại do cháy gây ra.

2.3 Hướng dẫn Lựa chọn và Sử dụng Vật liệu: Bằng cách thử nghiệm và so sánh các đặc tính chống cháy của các vật liệu khác nhau, có thể đưa ra các lựa chọn sáng suốt để lựa chọn và ứng dụng vật liệu. Điều này hỗ trợ trong việc lựa chọn các vật liệu phù hợp cho xây dựng, giao thông vận tải, thiết bị điện tử, v.v., để tăng cường an toàn phòng cháy.

2.4 Tuân thủ các Quy định và Tiêu chuẩn: Thử nghiệm chống cháy thường được tiến hành theo các quy định và tiêu chuẩn quốc gia hoặc ngành. Thử nghiệm đảm bảo rằng vật liệu đáp ứng các yêu cầu, đảm bảo tuân thủ và an toàn trong các ứng dụng cụ thể.

Tóm lại, mục đích của thử nghiệm chống cháy là cung cấp một cơ sở quan trọng để lựa chọn vật liệu phù hợp, cải thiện an toàn phòng cháy và đảm bảo tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn bằng cách đánh giá hiệu suất cháy và khả năng chống cháy của vật liệu.

III. Tiêu chuẩn Tham khảo

• UL 94: "Kiểm tra tính dễ cháy của vật liệu nhựa cho các bộ phận trong thiết bị và dụng cụ."

• IEC 60695-11-10:2013: "Thử nghiệm nguy cơ cháy - Phần 11-10: Ngọn lửa thử nghiệm - Phương pháp thử nghiệm ngọn lửa ngang và dọc 50 W."

• GB/T 5169.16-2017: "Thử nghiệm nguy cơ cháy đối với các sản phẩm điện và điện tử - Phần 16: Ngọn lửa thử nghiệm - Phương pháp thử nghiệm ngọn lửa ngang và dọc 50W." (Tiêu chuẩn quốc gia của Trung Quốc, về mặt kỹ thuật phù hợp với IEC 60695-11-10).

IV. Phương pháp Thử nghiệm cho HB, V-2, V-1, V-0

4.1 Cháy ngang: HB

4.1.1 Yêu cầu về Mẫu

• Dạng: Tấm, được sản xuất bằng cách cắt, đúc, ép đùn, v.v., với các cạnh nhẵn, bề mặt sạch và mật độ đồng đều.

• Kích thước: Chiều dài × Chiều rộng = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Cung cấp mẫu ở độ dày tối thiểu và độ dày 3 mm. Nếu độ dày tối thiểu >3mm hoặc độ dày tối đa <3mm, có thể không cần mẫu 3mm. Độ dày tối đa ≤13mm, chiều rộng tối đa ≤13,5mm, bán kính góc ≤1,3mm.

• Loạt: Đối với các màu sắc, mật độ, v.v. khác nhau, cung cấp các mẫu đại diện.

• Số lượng: Tối thiểu 2 bộ, 3 mẫu trên mỗi bộ.

4.1.2 Quy trình Thử nghiệm

• Đánh dấu: Đánh dấu các đường ở 25 ± 1 mm và 100 ± 1 mm.

• Kẹp: Kẹp đầu gần vạch 100mm, giữ trục dài nằm ngang và trục rộng ở góc 45°±2°. Đặt một lưới kim loại cách mẫu 100 ± 1 mm.

• Đầu đốt: Mêtan, tốc độ dòng chảy 105 ml/phút, áp suất ngược 10 mm cột nước.

• Ngọn lửa: Chiều cao ngọn lửa 20 ± 1 mm.

• Ứng dụng: Đặt ngọn lửa ở 45° vào mép dưới của mẫu, nhúng sâu 6 mm, trong 30 ± 1 giây hoặc cho đến khi ngọn lửa chạm đến vạch 25mm, sau đó loại bỏ.

• Thời gian: Bắt đầu tính thời gian khi mặt trước của ngọn lửa đạt đến vạch 25 ± 1 mm. Ghi lại thời gian cần thiết để quá trình cháy dừng lại và chiều dài đã cháy.

• Tính toán: V = 60L / t, trong đó V là tốc độ cháy (mm/phút), L là chiều dài đã cháy (mm), t là thời gian cháy (s).

4.1.3 Hồ sơ Thử nghiệm

• Cho dù ngọn lửa có chạm đến vạch 25 ± 1 mm hoặc 100 ± 1 mm hay không.

• Nếu quá trình cháy dừng lại giữa 25mm và 100mm, hãy ghi lại chiều dài đã cháy (L) và thời gian (t).

• Nếu ngọn lửa vượt qua vạch 100mm, hãy ghi lại thời gian từ 25mm đến 100mm.

• Tốc độ cháy được tính toán.

4.1.4 Tiêu chí Xếp hạng HB

• Đối với các mẫu dày 3-13mm trên khoảng 75mm: Tốc độ cháy ≤ 40 mm/phút.

• Đối với <3mm mẫu dày trên khoảng 75mm: Tốc độ cháy ≤ 75 mm/phút.

• Quá trình cháy dừng lại trước vạch 100mm.
  Các mẫu đáp ứng các tiêu chí này được xếp hạng HB.

4.2 Cháy dọc: V-2, V-1, V-0

4.2.1 Yêu cầu về Mẫu

• Dạng: Tấm, được sản xuất bằng cách cắt, đúc, ép đùn, v.v., với các cạnh nhẵn, bề mặt sạch và mật độ đồng đều.

• Kích thước: Chiều dài × Chiều rộng = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Cung cấp mẫu ở độ dày tối thiểu và tối đa. Nếu kết quả khác nhau, có thể cần các mẫu có độ dày trung gian. Độ dày tối đa ≤13mm, bán kính góc ≤1,3mm.

• Loạt: Đối với các biến thể, cung cấp các mẫu đại diện.

• Số lượng: Tối thiểu 2 bộ, 5 mẫu trên mỗi bộ.

4.2.2 Điều kiện Mẫu

• Điều kiện Tiêu chuẩn: 48 giờ ở 23 ± 2°C và 50 ± 5% RH. Thử nghiệm trong vòng 30 phút sau khi loại bỏ.

• Điều kiện Lò nung: Ít nhất 168 giờ ở 70 ± 1°C, sau đó làm nguội trong bình hút ẩm ở nhiệt độ phòng trong ít nhất 4 giờ. Thử nghiệm trong vòng 30 phút sau khi loại bỏ.

4.2.3 Quy trình Thử nghiệm

• Kẹp: Kẹp 6mm trên cùng của mẫu, hướng thẳng đứng xuống dưới. Đầu dưới của mẫu phải cách lớp bông tinh khiết 300 ± 10 mm (0,08g, 50x50mm, độ dày tối đa 6mm).

• Đầu đốt: Mêtan, tốc độ dòng chảy 105 ml/phút, áp suất ngược 10 mm cột nước.

• Ngọn lửa: Chiều cao ngọn lửa 20 ± 1 mm.

• Ứng dụng: Đặt tâm ngọn lửa tại điểm giữa của mép dưới (cách đầu đốt 10 ± 1 mm đến mẫu). Áp dụng trong 10 ± 0,5 giây. Điều chỉnh đầu đốt nếu mẫu bị biến dạng. Nếu có hiện tượng nhỏ giọt, nghiêng đầu đốt 45°. Sau 10 ± 0,5s, rút đầu đốt ở tốc độ 300 mm/phút đến ít nhất 150mm. Ghi lại ngay thời gian cháy sau t1. Sau khi ngọn lửa tắt, áp dụng lại ngọn lửa trong 10 ± 0,5s. Rút ra và ghi lại thời gian cháy sau lần thứ hai t2 và thời gian phát sáng t3.

• Lưu ý: Phân biệt cháy sau/phát sáng. Nếu ngọn lửa bị dập tắt bởi khí vật liệu, hãy đốt lại đầu đốt ngay lập tức và tiếp tục ứng dụng cho đến khi đạt tổng cộng 10 ± 0,5s.

4.2.4 Hồ sơ Thử nghiệm

• Thời gian cháy sau lần đầu (t1).

• Thời gian cháy sau lần thứ hai (t2).

• Thời gian phát sáng lần thứ hai (t3).

• Cho dù mẫu vật có cháy hoàn toàn hay không.

• Cho dù các hạt nhỏ giọt có đốt cháy bông hay không.

4.2.5 Tiêu chí Xếp hạng V-2, V-1, V-0
Sau khi thử nghiệm, xếp hạng chống cháy được xác định dựa trên các tiêu chí sau (tóm tắt các giới hạn đạt/trượt đối với tổng thời gian cháy sau, thời gian cháy sau riêng lẻ, thời gian phát sáng, sự bắt lửa của bông và mức tiêu thụ mẫu).