Un riepilogo delle classificazioni e degli standard di prova per i ritardanti di fiamma

Un Riassunto delle Classificazioni e degli Standard di Prova di Ritardanza alla Fiamma

I. Concetto delle Classificazioni di Ritardanza alla Fiamma

I test di ritardanza alla fiamma sono un metodo utilizzato per valutare la capacità di un materiale di resistere alla propagazione della fiamma. Gli standard comuni includono UL 94, IEC 60695-11-10 e GB/T 5169.16. Nello standard UL 94 - "Test per l'infiammabilità dei materiali plastici per parti in dispositivi e apparecchi", in base alla severità del test e all'applicazione di destinazione, le classificazioni di ritardanza alla fiamma sono classificate in 12 gradi: HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF-1 e HF-2.

Le classificazioni di ritardanza alla fiamma comunemente utilizzate generalmente vanno da V-0 a V-2, con V-0 che rappresenta la migliore prestazione di ritardanza alla fiamma tra queste.

1.1 Definizioni delle Classificazioni Primarie (HB, V-2, V-1, V-0)

• HB: Combustione Orizzontale
  La classificazione HB indica che il materiale brucia lentamente ma non si autoestingue. È la classificazione più bassa in UL 94 e viene spesso utilizzata quando i test di combustione verticale (V-0, V-1 o V-2) non sono applicabili.

• V-2: Combustione Verticale - Livello 2
  La classificazione V-2 indica che dopo due applicazioni di fiamma di 10 secondi in posizione verticale, il tempo di combustione del materiale non supera i 30 secondi dopo la rimozione della fiamma. Le gocce in combustione possono incendiare il cotone posto 30 cm sotto il provino, ma la fiamma non deve propagarsi oltre il marcatore specificato.

• V-1: Combustione Verticale - Livello 1
  La classificazione V-1 indica che dopo due applicazioni di fiamma di 10 secondi in posizione verticale, il tempo di combustione del materiale non supera i 30 secondi dopo la rimozione della fiamma. La fiamma non deve propagarsi oltre il marcatore specificato e le gocce in combustione non devono incendiare il cotone posto 30 cm sotto.

• V-0: Combustione Verticale - Livello 0
  La classificazione V-0 indica che dopo due applicazioni di fiamma di 10 secondi in posizione verticale, il tempo di combustione del materiale non supera i 10 secondi dopo la rimozione della fiamma. La fiamma non deve propagarsi oltre il marcatore specificato e le gocce in combustione non devono incendiare il cotone posto 30 cm sotto.

1.2 Introduzione ad Altre Classificazioni di Ritardanza alla Fiamma

• 5VA & 5VB:Queste classificazioni appartengono alla classificazione dei test di combustione verticale utilizzando una fiamma di prova da 500 W (altezza della fiamma di 125 mm).

  • 5VA:Dopo l'applicazione della fiamma in condizioni specificate, il tempo di post-combustione del materiale non supera i 60 secondi dopo la rimozione della fiamma, la fiamma non deve propagarsi oltre il marcatore e il tempo di combustione delle particelle gocciolanti non deve superare i 60 secondi.

  • 5VB:I criteri sono simili a 5VA per quanto riguarda il tempo di post-combustione e la propagazione della fiamma, e il tempo di combustione delle particelle gocciolanti non deve superare i 60 secondi.

• VTM-0, VTM-1, VTM-2:Queste sono classificazioni di test di combustione verticale per materiali sottili (spessore < 0,025 mm), utilizzando un'altezza della fiamma di 20 mm, applicabili a film plastici.

  • VTM-0:Dopo l'applicazione della fiamma, il tempo di post-combustione non supera i 10 secondi.

  • VTM-1:Dopo l'applicazione della fiamma, il tempo di post-combustione non supera i 30 secondi.

  • VTM-2:Dopo l'applicazione della fiamma, il tempo di post-combustione non supera i 30 secondi (criteri specifici di superamento/insuccesso lo differenziano da VTM-1).

• HBF, HF-1, HF-2:Queste sono classificazioni di test di combustione orizzontale per materiali espansi, utilizzando un'altezza della fiamma di 38 mm.

  • HBF:La velocità di combustione non supera i 40 mm/min e la fiamma dovrebbe estinguersi prima del segno dei 125 mm.

  • HF-1:Dopo la rimozione della fiamma, il tempo di post-combustione non supera i 5 secondi e la fiamma non deve propagarsi oltre il marcatore.

  • HF-2:Dopo la rimozione della fiamma, il tempo di post-combustione non supera i 10 secondi e la fiamma non deve propagarsi oltre il marcatore.

II. Scopo dei Test di Ritardanza alla Fiamma

Gli scopi dei test di ritardanza alla fiamma includono:

2.1 Valutazione delle Prestazioni di Combustione dei Materiali: Determina la velocità di combustione, la propensione alla propagazione della fiamma e l'entità dello sviluppo del fuoco in condizioni di incendio. Questo aiuta a determinare la sicurezza, l'affidabilità e l'idoneità del materiale per applicazioni di protezione antincendio.

2.2 Determinazione della Capacità di Ritardanza alla Fiamma dei Materiali: I test identificano la capacità di un materiale di inibire la propagazione della fiamma quando esposto a una fonte di ignizione. Questo è fondamentale per prevenire l'espansione del fuoco e ridurre le perdite causate dagli incendi.

2.3 Guida alla Selezione e all'Uso dei Materiali: Testando e confrontando le proprietà di ritardanza alla fiamma di diversi materiali, è possibile fare scelte informate per la selezione e l'applicazione dei materiali. Questo aiuta a selezionare i materiali appropriati per l'edilizia, i trasporti, i dispositivi elettronici, ecc., per migliorare la sicurezza antincendio.

2.4 Conformità alle Normative e agli Standard: I test di ritardanza alla fiamma vengono spesso condotti in conformità alle normative e agli standard nazionali o di settore. I test assicurano che i materiali soddisfino i requisiti, garantendo la conformità e la sicurezza in applicazioni specifiche.

In sintesi, lo scopo dei test di ritardanza alla fiamma è fornire una base critica per la selezione di materiali adatti, migliorare la sicurezza antincendio e garantire la conformità alle normative e agli standard valutando le prestazioni di combustione e le capacità di ritardanza alla fiamma dei materiali.

III. Standard di Riferimento

• UL 94: "Test per l'infiammabilità dei materiali plastici per parti in dispositivi e apparecchi."

• IEC 60695-11-10:2013: "Prove di pericolo di incendio - Parte 11-10: Fiamme di prova - Metodi di prova a fiamma orizzontale e verticale da 50 W."

• GB/T 5169.16-2017: "Prove di pericolo di incendio per prodotti elettrici ed elettronici - Parte 16: Fiamme di prova - Metodi di prova a fiamma orizzontale e verticale da 50 W." (Standard nazionale cinese, tecnicamente allineato con IEC 60695-11-10).

IV. Metodi di Prova per HB, V-2, V-1, V-0

4.1 Combustione Orizzontale: HB

4.1.1 Requisiti del Campione

• Forma: Fogli, prodotti mediante taglio, colata, estrusione, ecc., con bordi lisci, superfici pulite e densità uniforme.

• Dimensioni: Lunghezza × Larghezza = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Fornire campioni allo spessore minimo e allo spessore di 3 mm. Se lo spessore minimo >3 mm o lo spessore massimo <3 mm, i campioni da 3 mm potrebbero non essere necessari. Spessore massimo ≤13 mm, larghezza massima ≤13,5 mm, raggio d'angolo ≤1,3 mm.

• Serie: Per diversi colori, densità, ecc., fornire campioni rappresentativi.

• Quantità: Minimo 2 set, 3 campioni per set.

4.1.2 Procedura di Prova

• Marcatura: Segnare linee a 25 ± 1 mm e 100 ± 1 mm.

• Fissaggio: Fissare l'estremità vicino al segno dei 100 mm, mantenendo l'asse lungo orizzontale e l'asse largo a un angolo di 45°±2°. Posizionare una rete metallica a 100 ± 1 mm sotto il campione.

• Bruciatore: Metano, portata 105 ml/min, contropressione 10 mm colonna d'acqua.

• Fiamma: Altezza della fiamma 20 ± 1 mm.

• Applicazione: Applicare la fiamma a 45° al bordo inferiore del campione, immergendolo di 6 mm, per 30 ± 1 secondi o fino a quando la fiamma raggiunge il segno dei 25 mm, quindi rimuovere.

• Cronometraggio: Iniziare il cronometraggio quando il fronte della fiamma raggiunge il segno dei 25 ± 1 mm. Registrare il tempo impiegato per la cessazione della combustione e la lunghezza bruciata.

• Calcolo: V = 60L / t, dove V è la velocità di combustione (mm/min), L è la lunghezza bruciata (mm), t è il tempo di combustione (s).

4.1.3 Registrazioni di Prova

• Se la fiamma raggiunge il segno dei 25 ± 1 mm o 100 ± 1 mm.

• Se la combustione si interrompe tra 25 mm e 100 mm, registrare la lunghezza bruciata (L) e il tempo (t).

• Se la fiamma supera il segno dei 100 mm, registrare il tempo da 25 mm a 100 mm.

• Velocità di combustione calcolata.

4.1.4 Criteri di Classificazione HB

• Per campioni da 3-13 mm di spessore su un intervallo di 75 mm: Velocità di combustione ≤ 40 mm/min.

• Per campioni <3 mm di spessore su un intervallo di 75 mm: Velocità di combustione ≤ 75 mm/min.

• La combustione si interrompe prima del segno dei 100 mm.
  I campioni che soddisfano questi criteri sono classificati HB.

4.2 Combustione Verticale: V-2, V-1, V-0

4.2.1 Requisiti del Campione

• Forma: Fogli, prodotti mediante taglio, colata, estrusione, ecc., con bordi lisci, superfici pulite e densità uniforme.

• Dimensioni: Lunghezza × Larghezza = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Fornire campioni allo spessore minimo e massimo. Se i risultati differiscono, potrebbero essere necessari campioni di spessore intermedio. Spessore massimo ≤13 mm, raggio d'angolo ≤1,3 mm.

• Serie: Per variazioni, fornire campioni rappresentativi.

• Quantità: Minimo 2 set, 5 campioni per set.

4.2.2 Condizionamento del Campione

• Condizionamento Standard: 48 ore a 23 ± 2°C e 50 ± 5% UR. Testare entro 30 minuti dopo la rimozione.

• Condizionamento in Forno: Almeno 168 ore a 70 ± 1°C, quindi raffreddare in un essiccatore a temperatura ambiente per almeno 4 ore. Testare entro 30 minuti dopo la rimozione.

4.2.3 Procedura di Prova

• Fissaggio: Fissare i primi 6 mm del campione, orientato verticalmente verso il basso. L'estremità inferiore del campione dovrebbe essere a 300 ± 10 mm sopra uno strato di cotone puro (0,08 g, 50x50 mm, spessore massimo 6 mm).

• Bruciatore: Metano, portata 105 ml/min, contropressione 10 mm colonna d'acqua.

• Fiamma: Altezza della fiamma 20 ± 1 mm.

• Applicazione: Posizionare il centro della fiamma al punto medio del bordo inferiore (10 ± 1 mm dalla punta del bruciatore al campione). Applicare per 10 ± 0,5 secondi. Regolare il bruciatore se il campione si deforma. Se si verifica gocciolamento, inclinare il bruciatore a 45°. Dopo 10 ± 0,5 s, ritirare il bruciatore a 300 mm/min fino ad almeno 150 mm di distanza. Registrare immediatamente il tempo di post-combustione t1. Dopo che le fiamme si sono spente, riapplicare la fiamma per 10 ± 0,5 s. Ritirare e registrare il secondo tempo di post-combustione t2 e il tempo di incandescenza t3.

• Nota: Differenziare post-fiamma/incandescenza. Se le fiamme vengono estinte dai gas del materiale, riaccendere immediatamente il bruciatore e continuare l'applicazione fino a raggiungere un totale di 10 ± 0,5 s.

4.2.4 Registrazioni di Prova

• Primo tempo di post-combustione (t1).

• Secondo tempo di post-combustione (t2).

• Secondo tempo di incandescenza (t3).

• Se il provino brucia completamente.

• Se le particelle gocciolanti incendiano il cotone.

4.2.5 Criteri di Classificazione V-2, V-1, V-0
Dopo il test, la classificazione di ritardanza alla fiamma viene determinata in base ai seguenti criteri (riepilogo dei limiti di superamento/insuccesso per il tempo totale di post-combustione, i singoli tempi di post-combustione, il tempo di incandescenza, l'accensione del cotone e il consumo del provino).