Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9900-2-10:2013 IEC 60695-2-10:2000 Thử nghiệm nguy cơ cháy - Phần 2-10: Phương pháp thử bằng sợi dây nóng đỏ - Sợi dây nóng đỏ và quy trình thử nghiệm chung

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9900-2-10: 2013

IEC 60695-2-10:2000

THỬ NGHIỆM NGUY CƠ CHÁY - PHẦN 2-10: PHƯƠNG PHÁP THỬ BẰNG SỢI DÂY NÓNG ĐỎ - SỢI DÂY NÓNG ĐỎ VÀ QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM CHUNG

Fire hazard testing - Part 2-10: Glowing/hot-wire based test methods - Glow-wire apparatus and common test procedure

Lời nói đầu

TCVN 9900-2-10:2013 hoàn toàn tương đương với IEC 60695-2-10:2000;

TCVN 9900-2-10:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E4 Dây và cáp điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 9900-2 (IEC 60695-2), Thử nghiệm nguy cơ cháy, gồm các phần sau:

1) Phần 2-10: Phương pháp thử bằng sợi dây nóng đỏ - Sợi dây nóng đỏ và quy trình thử nghiệm chung

2) Phần 2-11: Phương pháp thử bằng sợi dây nóng đỏ - Phương pháp thử khả năng cháy bằng sợi dây nóng đỏ đối với sản phẩm hoàn chỉnh

3) Phần 2-12: Phương pháp thử bằng sợi dây nóng đỏ - Phương pháp thử chỉ số cháy bằng sợi dây nóng đỏ (GWFI) đối với vật liệu

4) Phần 2-13: Phương pháp thử bằng sợi dây nóng đỏ - Phương pháp thử nhiệt độ bắt cháy bằng sợi dây nóng đỏ (GWIT) đối với vật liệu

THỬ NGHIỆM NGUY CƠ CHÁY - PHẦN 2-10: PHƯƠNG PHÁP THỬ BẰNG SỢI DÂY NÓNG ĐỎ - SỢI DÂY NÓNG ĐỎ VÀ QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM CHUNG

Fire hazard testing - Part 2-10: Glowing/hot-wire based test methods - Glow-wire apparatus and common test procedure

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định thiết bị thử nghiệm là sợi dây nóng đỏ và quy trình thử nghiệm chung nhằm mô phỏng ảnh hưởng của ứng suất nhiệt có thể được tạo ra bởi các nguồn nhiệt như các phần tử nóng đỏ hoặc điện trở bị quá tải trong thời gian ngắn để đánh giá nguy cơ cháy bằng kỹ thuật mô phỏng.

Thử nghiệm được mô tả trong tiêu chuẩn này áp dụng cho thiết bị kỹ thuật điện, cụm lắp ráp, các linh kiện của thiết bị và cũng có thể áp dụng cho vật liệu cách điện rắn hoặc vật liệu rắn dễ cháy khác.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 9900-2-11:2013 (IEC 60695-2-11:2000), Thử nghiệm nguy cơ cháy - Phần 2-11: Phương pháp thử bằng sợi dây nóng đỏ - Phương pháp thử khả năng cháy của sợi dây nóng đỏ đối với sản phẩm hoàn chỉnh

IEC 60584-1:1995, Thermocouples - Part 1: Reference tables (Nhiệt ngẫu - Phần 1: Bảng tham chiếu)

IEC 60584-2:1982, Thermocouples - Part 2: Tolerances (Nhiệt ngẫu - Phần 2: Dung sai)

IEC 60695-2-12:2000, Fire hazard testing - Part 2-12: Glowing/hot-wire based test methods - Glow wire flammability test method for materials (Thử nghiệm nguy cơ cháy - Phần 2-12: Phương pháp thử bằng sợi dây nóng đỏ - Phương pháp thử khả năng cháy của sợi dây nóng đỏ đối với vật liệu)[1]

IEC 60695-2-13:2000, Fire hazard testing - Part 2-13: Glowing/hot-wire based test methods - Glow wire ignitability test method for material (Thử nghiệm nguy cơ cháy - Phần 2-13: Phương pháp thử bằng sợi dây nóng đỏ - Phương pháp thử khả năng bắt cháy của sợi dây nóng đỏ đối với vật liệu)[2]

ISO 4046:1978, Paper, board, pulp and related terms - Vocabulary (Giấy, bìa, bột giấy và các thuật ngữ liên quan - Từ vựng)

ISO/IEC 13943:2000, Fire safety- Vocabulary (An toàn cháy - Từ vựng)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các định nghĩa nêu trong ISO/IEC 13943 và định nghĩa dưới đây.

3.1

Nhiệt độ thử nghiệm và nhiệt độ của sợi dây nóng đỏ (test temperature and temperature of the glow-wire)

Nhiệt độ tại đó đầu của sợi dây nóng đỏ được gia nhiệt và được ổn định trước khi tiếp xúc với mẫu thử.

4  Nguyên tắc chung của thiết bị thử nghiệm và quy trình thử nghiệm chung

Tiêu chuẩn này quy định thiết bị thử nghiệm là sợi dây nóng đỏ và quy trình thử nghiệm chung là thử nghiệm cháy sử dụng nguồn mồi cháy không dùng ngọn lửa.

Sợi dây nóng đỏ là một vòng dây điện trở quy định được gia nhiệt bằng điện đến nhiệt độ quy định. Đầu của sợi dây nóng đỏ được đưa vào tiếp xúc với mẫu thử trong khoảng thời gian quy định, phạm vi quan sát và đo được thực hiện phụ thuộc vào từng quy trình thử nghiệm riêng rẽ.

Mô tả chi tiết từng quy trình thử nghiệm được nêu trong TCVN 9900-2-11 (IEC 60695-2-11), IEC 60695- 2-12 và IEC 60695-2-13.

5  Mô tả thiết bị thử nghiệm

5.1  Sợi dây nóng đỏ

Sợi dây nóng đỏ là dây niken/crôm (80/20) có đường kính ngoài danh nghĩa 4 mm. Sợi dây này được tạo thành một vòng như mô tả chi tiết trên Hình 1.

Sợi dây nóng đỏ được gia nhiệt bằng mạch điện đơn giản như thể hiện trên Hình 2. Không được có cơ cấu phản hồi hoặc mạch phản hồi để duy trì nhiệt độ.

Do phải dẫn dòng điện lớn nên các mối nối điện của sợi dây nóng đỏ cần có khả năng mang dòng mà không ảnh hưởng đến tính năng hoặc sự ổn định dài hạn của mạch điện.

CHÚ THÍCH 1: Dòng điện điển hình cần thiết để gia nhiệt cho đầu sợi dây đến nhiệt độ 960 °C nằm trong phạm vi từ 120 A đến 150 A.

Thiết bị thử nghiệm được thiết kế sao cho sợi dây nóng đỏ được giữ chặt trên mặt phẳng nằm ngang và đặt một lực 1,0 N ± 0,2 N lên mẫu thử trong quá trình đặt sợi dây nóng đỏ. Lực đặt phải được duy trì ở giá trị này khi sợi dây nóng đỏ di chuyển ngang đến mẫu thử hoặc ngược lại. Độ xâm nhập của đầu sợi dây nóng đỏ vào mẫu thử được giới hạn ở 7 mm ± 0,5 mm.

Thiết bị thử nghiệm được thiết kế sao cho các phần tử cháy hoặc nóng đỏ rơi ra từ mẫu thử có thể rơi lên lớp quy định ở 5.3.

Hai ví dụ điển hình của thiết bị thử nghiệm được thể hiện trên Hình 3a và Hình 3b.

CHÚ THÍCH 2: Thiết bị thử nghiệm thể hiện trên Hình 3b được sử dụng cho các mẫu thử nghiệm khối lượng lớn hoặc khi các mẫu thử nằm trong thiết bị.

5.2  Hệ thống đo nhiệt độ

Nhiệt ngẫu loại dây mảnh, có cách điện vô cơ, được bọc kim loại, có mối nối cách điện được sử dụng để đo nhiệt độ của đầu sợi dây nóng đỏ. Nhiệt ngẫu phải là cấp 1 như xác định ở IEC 60584-2. Nhiệt ngẫu phải có đường kính ngoài danh nghĩa 1,0 mm hoặc 0,5 mm và các sợi dây, ví dụ NiCr và NiAI (kiểu K) (xem IEC 60584-1) thích hợp để làm việc liên tục ở nhiệt độ đến 960 °C với điểm hàn nằm trong vỏ bọc càng sát đầu vỏ bọc càng tốt. Vỏ bọc bằng kim loại có khả năng làm việc liên tục ở nhiệt độ tối thiểu là 1 050 °C. Trong trường hợp có nghi ngờ, phải sử dụng nhiệt ngẫu 0,5 mm.

CHÚ THÍCH 1: Vỏ bọc bằng hợp kim chịu nhiệt có nền niken đáp ứng các yêu cầu ở trên.

Sợi dây nóng đỏ cùng với nhiệt ngẫu được thể hiện trên Hình 1.

Nhiệt ngẫu được bố trí trong một lỗ được khoan phía sau đầu của sợi dây nóng đỏ và được lắp khít như thể hiện ở chi tiết Z của Hình 1. Tiếp xúc nhiệt giữa đầu của nhiệt ngẫu và đáy của lỗ khoan phải được duy trì. Cần chú ý để đảm bảo rằng nhiệt ngẫu có thể phù hợp với sự thay đổi về kích thước của đầu sợi dây nóng đỏ do gia nhiệt gây ra.

Thiết bị đo nhiệt điện áp có thể là đồng hồ đo nhiệt kỹ thuật số có sẵn trên thị trường có mối nối chuẩn lắp sẵn.

CHÚ THÍCH 2: Có thể dùng dụng cụ đo nhiệt độ khác nhưng trong trường hợp có nghi ngờ phải sử dụng phương pháp nhiệt ngẫu.

5.3  Lớp quy định

Để đánh giá khả năng cháy lan, ví dụ bởi các phần tử cháy hoặc phần tử nóng đỏ rơi ra từ mẫu thử, đặt bên dưới mẫu thử một lớp quy định.

Nếu không có quy định nào khác, một lớp giấy lụa dùng để bọc được đặt và tiếp xúc chặt chẽ với bề mặt phía trên của tấm gỗ phẳng, nhẵn, dày tối thiểu 10 mm được đặt cách 200 mm ± 5 mm bên dưới vị trí đặt sợi dây nóng đỏ vào mẫu thử. Xem Hình 3a và Hình 3b.

Giấy lụa dùng để bọc như quy định ở 6.86 của ISO 4046 là loại giấy bọc nhẹ, mềm và dai có khối lượng riêng từ 12 g/m² đến 30 g/m².

Giấy lụa dùng để bọc có thể được thay bằng vật liệu tương tự khác nếu chúng đã được kiểm tra xác nhận là thích hợp tương đương cho mục đích này.

CHÚ THÍCH: Giấy lụa dùng để bọc chủ yếu dùng để đóng gói bảo vệ các vật dễ vỡ và dùng để gói.

5.4  Tủ thử

Thiết bị thử nghiệm phải được làm việc trong điều kiện không có gió lùa. Việc này có thể đạt được bằng cách sử dụng tủ thử có thể tích tối thiểu 0,5 m³ cho phép quan sát mẫu thử. Thể tích của tủ thử phải sao cho việc suy giảm oxy trong khi thử nghiệm không ảnh hưởng đáng kể đến kết quả. Mẫu thử được lắp đặt cách tất cả các bề mặt của tủ thử ít nhất 100 mm. Sau mỗi thử nghiệm, tủ thử phải được thông gió để loại bỏ một cách an toàn không khí có chứa các sản phẩm cháy. Ánh sáng trong môi trường xung quanh chiếu lên mẫu thử, không tính sợi dây nóng đỏ, không được vượt quá 20 Ix và vật liệu nền phải tối. Tủ thử được xem là đủ tối khi đồng hồ đo độ rọi, đặt tại vị trí của mẫu thử, mặt hướng về mặt sau tủ thử và chỉ mức nhỏ hơn 20 Ix.

6  Kiểm tra xác nhận thiết bị thử nghiệm

6.1  Kiểm tra xác nhận đầu sợi dây nóng đỏ

Trước mỗi chuỗi thử nghiệm, cần xem xét đầu sợi dây nóng đỏ bằng cách đo và ghi lại kích thước “A” như thể hiện trên chi tiết Z của Hình 1. Kích thước này được so sánh với các thử nghiệm tiếp theo và nếu kích thước này giảm còn 90 % giá trị ban đầu thì phải thay sợi dây nóng đỏ.

Khi hoàn thành mỗi thử nghiệm, nếu cần, phải làm sạch các chất thử nghiệm dư thừa trước đó bám vào đầu sợi dây nóng đỏ, ví dụ bằng bàn chải rồi sau đó kiểm tra xem trên đầu sợi dây nóng đỏ có vết nứt không.

6.2  Kiểm tra xác nhận hệ thống đo nhiệt độ

6.2.1  Tính chính xác liên tục và việc hiệu chuẩn hệ thống đo nhiệt độ mô tả ở 5.2 phải được kiểm tra định kỳ.

6.2.2  Kiểm tra xác nhận một điểm nhiệt độ của sợi dây nóng đỏ có thể thực hiện bằng cách sử dụng một lá bạc có độ tinh khiết tối thiểu 99,8 %, diện tích xấp xỉ 2 mm² và dày 0,06 mm đặt lên bề mặt phía trên của đầu sợi dây nóng đỏ. Sợi dây nóng đỏ được gia nhiệt với tốc độ gia nhiệt chậm thích hợp và khi lá bạc bắt đầu chảy thì nhiệt kế phải chỉ ở 960 °C ± 15 °C. Làm sạch các vết bạc khi sợi dây nóng đỏ vẫn còn nóng ngay sau quy trình kiểm tra xác nhận để giảm khả năng hợp kim hóa. Trong trường hợp có nghi ngờ, phải sử dụng phương pháp kiểm tra xác nhận dùng lá bạc.

7  Ổn định

Trước thử nghiệm, tấm gỗ và giấy lụa dùng để bọc phải được lưu giữ trong 24 h ở môi trường xung quanh có nhiệt độ từ 15 °C đến 35 °C và độ ẩm tương đối từ 45 % đến 75 %.

8  Quy trình thử nghiệm chung

Lưu ý cảnh báo:

Phải thực hiện phòng ngừa để đảm bảo an toàn cho sức khỏe người thực hiện thử nghiệm khỏi:

- rủi ro cháy, nổ;

- rủi ro điện giật;

- hít phải khói và/hoặc sản phẩm độc hại;

- chất cặn độc hại.

8.1  Mẫu thử nghiệm phải được lắp đặt hoặc kẹp sao cho:

a) tổn hao nhiệt do phương tiện đỡ hoặc cố định là không đáng kể (xem Hình 4);

b) vùng diện tích phẳng của bề mặt được đặt thẳng đứng;

c) đầu của sợi dây nóng đỏ đặt vào giữa diện tích phẳng của bề mặt.

8.2  Sợi dây nóng đỏ được gia nhiệt đến nhiệt độ quy định, được đo bằng hệ thống đo nhiệt đã hiệu chuẩn. Trước khi đưa đầu sợi dây nóng đỏ tiếp xúc với mẫu thử nghiệm, cần chú ý để đảm bảo rằng:

a) nhiệt độ không đổi trong phạm vi 5 °C trong ít nhất 60 s;

b) bức xạ nhiệt không ảnh hưởng đến mẫu thử nghiệm trong thời gian này bằng cách tạo khoảng cách thích hợp tối thiểu là 5,0 cm hoặc bằng cách sử dụng màn chắn thích hợp;

c) không điều chỉnh thêm dòng điện hoặc điện áp gia nhiệt cho đến khi hoàn thành thử nghiệm.

8.3  Sau đó, đầu sợi dây nóng đỏ được đưa vào tiếp xúc từ từ với mẫu thử trong thời gian 30 s ± 1 s. Tốc độ tiến vào và rút ra khoảng từ 10 mm/s đến 25 mm/s được xác định là thỏa mãn. Tuy nhiên, tốc độ tiến vào phải được giảm về gần zero trước khi tiếp xúc để tránh các lực va chạm vượt quá 1,0 N ± 0,2 N. Trong những trường hợp mà vật liệu chảy ra khỏi sợi dây nóng đỏ thì sợi dây nóng đỏ không được giữ tiếp xúc với mẫu thử. Sau thời gian thử nghiệm, sợi dây nóng đỏ và mẫu thử được tách ra từ từ, không gia nhiệt thêm mẫu thử và không để chuyển động của không khí làm ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm. Đầu sợi dây nóng đỏ tiến vào mẫu thử phải được giới hạn ở 7 mm ± 0,5 mm.

Kích thước tính bằng milimét

Vật liệu sợi dây nóng đỏ: Niken/Crôm (80/20)

Đường kính:                  4,0 mm ± 0,04 mm (trước khi uốn)

Đường kính A:              (Sau khi uốn) xem 6.1

Khi uốn sợi dây nóng đỏ, phải cẩn thận để tránh nứt nhỏ ở đầu sợi dây.

CHÚ THÍCH: Ủ là một quy trình thích hợp để ngăn ngừa nứt nhỏ ở đầu sợi dây.

CHÚ DẪN:

1  Sợi dây nóng đỏ

2  Nhiệt ngẫu

3  Trụ gá

Hình 1 - Sợi dây nóng đỏ và vị trí của nhiệt ngẫu

Hình 2 - Mạch điện thử nghiệm

CHÚ DẪN:

Hình 3a - Thiết bị thử nghiệm (ví dụ)

CHÚ DẪN:

Hình 3b - Thiết bị thử nghiệm (ví dụ)

Thiết kế được đề xuất ở trên là để đảm bảo rằng tổn hao nhiệt là không đáng kể. Không thể hiện dung sai hoặc kích thước vi đây chỉ là một ví dụ.

Hình 4 - Giá đỡ mẫu thử nghiệm (ví dụ - xem Hình 3a và Hình 3b)

Phụ lục A

(tham khảo)

Nhà chế tạo sợi dây nóng đỏ

Danh mục cập nhật các nhà chế tạo và nhà cung cấp sợi dây nóng đỏ do thư ký ban kỹ thuật 89 của IEC và IECE-CTL giữ. Địa chỉ của cả hai nguồn thông tin này có thể tìm trong sách chỉ dẫn của IEC hoặc website IEC: http://www.iec.ch

Mục lục

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Nguyên tắc chung của thiết bị thử nghiệm và quy trình thử nghiệm chung

5  Mô tả thiết bị thử nghiệm

6  Kiểm tra xác nhận thiết bị thử nghiệm

7  Ổn định

8  Quy trình thử nghiệm chung

Phụ lục A (tham khảo) - Nhà chế tạo sợi dây nóng đỏ