詳解電工電子產品著火危險試驗50W水平與垂直火焰試驗
電工電子產品著火危險試驗50W水平與垂直火焰試驗
1 范圍
電工電子產品著火危險試驗
第16 部分： 50w 水平與垂直火焰
試驗方法
GB/T 5169 的本部分規定了比較塑料和其他非金屬材料樣品的相對燃燒特性的小型試驗室篩選法。比較試驗的引燃源為標稱功率50W的小型火焰，試驗樣品呈水平或垂直放置。
上述試驗方法除測定樣品的損壞長度外還測定樣品的線性燃燒速率和余焰／余灼時間。這些試驗方法適用于固體材料和按ISO 845 的方法測定時視在密度不小于250kg／m3的泡沫塑料，不適用于遇火蜷縮但不燃燒的材料；對薄而易彎曲的材料宜使用ISO9773 的方法。
本部分規定的分類分級方法（見8.4 和9. 4 ）適用于質量保證或用來預選產品的零、部件材料。只有在試件的厚度等于實際使用最小厚度的情況下，獲得的結果為肯定時，這些方法才可用于預選材料。
注：試驗結果受材料組分和材料性質的影響，前者如著色劑、填充劑和阻燃劑，后者如各向異性的方向和分子量等。
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過GB/T 5169 的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據本部分達成協議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本適用于本部分。
GB/T 5169. 5 1997 電工電子產品著火危險試驗第2 部分：試驗方法第2 篇針焰試驗（idt IEC 60695-2-2:1991)
GB/T 5169.17-2002/IEC 60695-11-20:1999 電工電子產品著火危險試驗第17 部分： 500 w火焰試驗方法
IEC 60695-11-20:1999,IDT)
ISO 291:1997 塑料預處理和試驗用的標準大氣
ISO 293: 1986 塑料熱塑性塑料試驗樣品的壓塑
ISO 294 （所有部分） 塑料熱塑性塑料試驗樣品的注塑
ISO 295: 1991 塑料熱固性塑料試驗樣品的壓塑
ISO 845: 1988 泡沫塑料和泡沫橡膠表觀（體積）密度的測定
ISO 9773:1998 暴露于小型火焰引燃源時易彎垂直薄試樣燃燒特性的測定
IEC 60695-11-4 著火危險試驗第11 4 部分：試驗火焰50 W 火焰裝置和確認試驗方法
3 術語和定義
下列術語和定義適用于GB/T 5169 的本部分：
3. 1余焰 afterflame移開引燃源后，在規定試驗條件下材料火焰持續存留的狀態。
3.1 GB/T 5169. 16 2002/IEC 60695-11-10: 1999
3.2 余焰時間t1 ,t2 afterflame time t1,t2,余焰存留的一段時間。
3.3 余灼 afterglow在規定試驗條件下，火焰終止后（如無火焰則在移開引燃源后）材料持續灼熱的狀態。
3.4 余灼時間t3, afterglow time t3余灼存留的一段時間。
4. 原理
夾住矩形條狀試驗樣品的一端，使樣品呈水平或垂直狀態，自由端則與規定的試驗火焰接觸。用測量線性燃燒率的方法評定被水平支撐的條狀樣品燃燒特性，用測量余焰和余灼時間、火焰微粒的燃燒程度和滴落程度的方法評定被垂直支撐的條狀樣品的燃燒特性。
5 試驗的意義
5. 1 在規定的試驗條件下對材料進行的試驗，在比較不同材料的相對燃燒特性、控制制造工藝或評估燃燒特性的變化時可能具有相當大的價值。由這些試驗方法所獲得的試驗結果取決于試樣的形狀、位置和試驗樣品周圍的環境及引燃情況。這些試驗方法的顯著特點在于試驗樣品的布放不是呈水平位置就是呈垂直位置，這就使區分各種材料的易燃性等級成為可能。在試驗方法A 即水平燃燒HB 中，試驗樣品的水平位置特別適于評定燃燒程度和（或）火焰蔓延的速度即線性燃燒速率。在試驗方法B 即垂直燃燒V 中，試驗樣品的垂直位置特別造于評定移開試驗火焰后的燃燒程度。
注1 ：水平燃燒(HB) 和垂直燃燒CV ）的試驗結果不等價。
注2 ：用本方法獲得的試驗結果與用GB/T 5169. 17 規定的燃燒試驗5VA 和5VB 所得的試驗結果不等價，因為試驗火焰的猛烈程度大約只是后者的1/10 。
5.2 依據本部分獲得的結果不應用來描述或評估在實際著火條件下特殊材料或特殊形狀樣品所產生的著火危險。評估著火危險需要考慮燃料的成分、燃燒強度（放熱率）、燃燒生成物和環境因素，包括引燃源強度、被暴露材料的位置和通風條件等。
5. 3 用這些試驗方法測得的燃燒特性受諸如材料密度、材料的各向異性和試驗樣品厚度等因素的影響。
5.4 有些試驗樣品可能遇火蜷縮或變形但不燃燒，在這種情況下，就需要補充試驗樣品以獲得有效的試驗結果。如果仍不能獲得有效的試驗結果，則不宜使用這些試驗方法進行評估。
注：對一些易彎曲的薄樣品和有一件以上的試樣遇火蜷縮但不起燃的情況，宜使用ISO 9773,
5. 5 某些塑料的燃燒特性可能隨時間變化，因此合理的做法是用適當的方法進行老化，在老化之前和之后進行試驗。優選的烘箱預處理應在70C± 2C 處理7天。也可使用各方一致同意的老化溫度和老化時間，但應在試驗報告中注明。
6 試驗裝置
試驗裝置由下列幾部分組成：
6. 1 實驗室通鳳櫥／試驗箱
實驗室通風櫥／試驗箱的內容積至少應有0.5 m3 。試驗箱應有觀察窗。試驗箱不應通風，但在期間允許正常熱循環的空氣通過試驗樣品。試驗箱的內表面應呈深色。當將一塊亮度計放在試驗樣品的位置，接收器的受光部位朝向試驗箱后部時，指示的亮度級應小于20 1x 為了安全和方便起見，這臺能完全密閉的試驗箱應裝有抽氣裝置，如排氣扇，以便排出可能有毒的燃燒生成物。這種抽氣裝置在試驗期間關閉，在試驗后立即打開排出燃燒產生的廢物。可能需要強制關閉的風門。注：一般認為在試驗箱內放一面鏡子以觀察試驗樣品的后面很有用。
6.2 實驗室噴燈
實驗室噴燈應符合 IEC 60695-11 4 中火焰A 、B 或C 的要求。
注： ISO 10093 描述P/PF2(50 W ）引燃源用的噴燈。
6.3 環架
環架應具有調節試驗樣品位置的夾具或類似裝置（見圖1 和圖3)。
6.4 計時裝置
計時裝置的分辨率至少應為0.5。
6.5 測量直尺
測量直尺的刻度應以毫米（mm ）為單位。
6.6 金屬絲網
金屬絲網應是20 目的，即每25mm約有20個孔眼，用直徑。40mm到0.45mm 的鋼絲制成，然后裁成約125 mm× 125 mm 的正方形。
6. 7 預處理箱
預處理箱的溫度應能維持在23℃±2℃ ，相對溫度維持在50% ±5% 。
6.8 千分尺
千分尺的分辨率至少應是0.01 mm 。
6.9 支持夾具
支持夾具應用于檢測非自撐型試驗樣品（見圖2 ）。
6. 10 干燥箱
干燥箱應裝有無水氯化鈣或其他干燥劑，能將溫度維持在23℃± 2℃，相對濕度不大于20% 。
6. 11 空氣循環烘箱
空氣循環烘箱應能提供70℃±2℃的處理溫度，除非有關規范另有說明，否則應每小時換氣5 次。
6. 12 棉墊
棉墊應由約為100% 的脫脂棉制造。
注：這種脫脂棉通常稱為外科手術級藥棉。
7 試驗樣品
7. 1 試驗樣品應從產品的有代表性的模制零部件上切割下來，在不可能的情況下，就要采用與模制產品零件相同的制造工藝加工一些試驗樣品；如仍無可能，則應使用ISO 的適當方法，即ISO 294 的注射模法和鑄塑法、ISO 293 或ISO 295 的壓塑法或傳遞模塑法加工成必需的形狀。如不能用上述任何一種方法制備試驗樣品，則按GB/T 5169. 5 的針焰試驗法進行型式試驗。在切割操作之后，用細砂紙將切口各棱邊打磨平整光滑；應仔細從表面上清除全部粉塵和微粒。
7.2 條形試驗樣品的尺寸是：長125 mm±5 mm 、寬13 mm ±0.5 mm ，并應提供通常使用的最小和最大厚度。厚度不應大于13 mm ，棱邊應光滑，圓角半徑不應大于1.3mm 。按有關各方的一致意見也可以使用其他厚度，但應在試驗報告中注明（見圖4 ）。
注1：試驗可能不同。是否進行這些試驗，取決于試驗樣品的厚度、密度、分子量、各向異性的方向、顏料或填料和阻:燃劑的種類與使用量。
試驗方法A 最少要準備6 塊條形試樣、試驗方法B 最少要準備20 塊。
注2 ：合理的做法是準備一些補充試樣，以防出現5.4, 8.2, 10 或9.2.6 所述的情況。
8 試驗方法A一一水平燃燒試驗
8.1 預處理
除非有關規范另有規定，否則應使用下列要求：
8. 1. 1 應將三件一組的條形試驗樣品在溫度23 ℃±2℃ 、相對溫度為50%±5% 的條件下處理至少48 h 。試驗樣品一經從處理箱（見6. 7) 中取出應在1 h 內進行試驗（見ISO 291 ）。
8. 1. 2 所有的試驗樣品均應在溫度為15 ℃～ 35 ℃ 、相對濕度為45% ～ 75% 的試驗室大氣條件下進行試驗。
8.2 試驗程序
8. 2. 1 應試驗3 塊試驗樣品。每塊試驗樣品都應在距被引燃端25mm±1 mm 和100mm ±1 mm 處劃兩條與條形試樣的長軸垂直的直線。
8. 2. 2 在距25 mm 標記最遠的那一端夾住試驗樣品，使樣品的長軸呈水平放置，橫軸（短軸）傾斜成45度角，如圖1 所示。將鋼絲網（見6. 6 ）水平地放在試樣下方夾緊，使試驗樣品最低的棱邊和鋼絲網的距離為10mm ±1mm ，自由端與鋼絲網的一邊平齊。前幾次試驗殘留在鋼絲網上的任何材料都要燒去，或每次試驗都使用新鋼絲網。
8. 2. 3 如果試驗樣品的自由端下垂，不能保持8. 2. 2 規定的10 mm± 1mm 的距離，則應使用圖2 所示的支持夾具（見6. 的。將支持夾具水平地放在鋼絲網上支持試驗樣品維持10 mm±l mm 的距離，支持夾具的加長部分距試驗樣品的自由端約為10 mm在試驗樣品的被夾持端留出足夠的間隙，以便支持夾具能自由地橫向移動。
8.2.4 使噴燈管的中心軸線垂直，將噴燈放在遠離試驗樣品的地方，調節噴燈（見6.2 ）產生一條標準化的標稱功率50 W 的試驗火焰即IEC 60695 11-4 的火焰A 、B 或C 。等待最少5 min ，使噴燈達到平衡狀態。在有爭議的情況下，應把火焰A 作為基準試驗火焰。
8. 2. 5 使噴燈管的中心軸線與水平面約成45°角，斜向試驗樣品的自由端，噴燈管的中心軸線則與試驗樣品的（長）底邊在同一垂直平面內（見圖1) 。對試驗樣品自由端的最低棱邊施加火焰，噴燈的放置位置應使樣品的自由端深入火焰中約6 mm 。
8.2. 6 隨著火焰前緣（見8. 2. 5 ）沿著試驗樣品向前推移，以大約同樣的速度抽出支持夾具，以防止火焰燒到支持夾具，對火焰或對試驗樣品的燃燒產生影響。
8.2. 7 施加試驗火焰的持續時間，或者在不改變其位置的情況下施加30 s±1s ，或者在試驗樣品的火焰前緣一達到25 m~ 標記（如不小于30 s ）就移開試驗火焰。在火焰前緣達到25 mm 標記線時，重新啟動記時裝置（見6.4 ）。
注：一般認為，將噴燈移離試驗樣品150 mm 就認為滿足要求。
8. 2. 8 如果在撤去試驗火焰后試驗樣品繼續有焰燃燒，則應記錄經過的時間（以秒（s ）為單位溝，如果火焰前緣從25 mm 標記線起蔓延通過100 mm 標記線，則要把損壞長度L 記錄為75 mm 。如果火焰前緣越過25 mm 標記線，但未通過100 mm 標記線，則要記錄經過的時間t （以秒（ s ）為單位）和25 mm 標記線與火焰前緣停止處之間的損壞長度（以毫米（mm ）為單位）。
8.2. 9 再試驗兩塊試驗樣品。
8.2. 10 如果第一套三件試驗樣品（見7.2 ）中有一件試驗樣品不符合8.4. 1 和8. 4, 2 所示的標準，則要試驗另一套三件試驗樣品。第二套的所有試驗樣品都應符合有關類別規定的所有標準。
8. 3 計算
8. 3. 1 對于火焰前緣通過100 mm 標示線的每個試驗樣品，使用下式計算線性燃燒率：
V=60L/t式中:
v 線性燃燒率，單位為毫米每分鐘（mm/min);
L 損壞長度，單位為毫米（mm ），是8. 2.8 記錄的值；
t 時間，單位為秒（ s ）；是8. 2. 8 記錄的值。
注：線性燃燒率的SI 單位是米每秒（m／s，實際上使用的單位是毫米每分鐘（mm/min ）。
8.4 分類分級
應按下列準則把材料分為HB 40 或HB 75 兩類。CHB 表示水平燃燒）。
8. 4. 1 劃分到HB 40 類的材料應符合下列標準之一：
a) 撤去引燃掘后不應明顯地有焰燃燒。
b) 如撤去引燃源后試驗樣品繼續有焰燃燒，則火焰前緣不應通過100 mm 標志線。
c) 如果火焰前緣通過了100 mm 標志線，則線性燃燒率不應大于40 mm/min 。
8. 4. 2 被劃入HB 75 類的材料即使火焰前緣通過了100 mm 標志線，其線性燃燒率也不應大于75 mm/min 。
8. 5 試驗報告
試驗報告應包括下列項目：
a) 提及GB/T 5169 的本部分。
b) 識別被試產品所必需的全部詳細資料，包括制造廠名稱、產品編號或編碼、產品顏色等。
c) 試驗樣品的厚度，精確到0.1 mm 。
d) 標稱視在密度（只適用于硬泡沫塑料）。
e) 與試驗樣品的尺寸有關的各向異性的方向。
f) 預處理。
g) 進行試驗前的處理，不是指切割、修整和預處理。
h) 施加試驗火焰后，試驗樣品是否連續有焰燃燒的說明。
i) 火焰前緣是否越過25 mm 和100 mm 標記線的說明。
j) 對于火焰前緣通過25 mm 標記線但未通過100 mm 標記線的試驗樣品，火焰經過的時間和損壞的長度Lo
k) 對于火焰前緣達到或通過了100 mm 標記線的試驗樣品，要給出平均線性燃燒率V 。
l) 是否從試驗樣品上掉下任何燃燒的顆粒或滴狀物的說明。
m) 是否使用易彎曲樣品支持夾具的說明。
n) 定為何級（見8. 4 ）。
9 試驗方法B 垂直燃燒試驗
9. 1 預處理
除非有關規范另有要求，否則應采用下列條件：
9. 1. 1 應將一組五件條形試驗樣品在23 ℃±2℃ 、50%± 5% 的相對溫度條件下存放至少48 h 。試驗樣品一旦從預處理試驗箱（見6. 7 ）中取出，就應在1 h 內進行試驗（見ISO 291 ）。
9. 1.2 將一組五件條形試驗樣品在空氣循環烘箱（見6. 11 ）中70 ℃±2℃ 條件下老化168h±2h,然后在干燥箱（見6.10 ）中冷卻至少4h 。試驗樣品一旦從干燥箱中取出，就應在30 min 內進行試驗。
9. 1. 3 所有試驗樣品都應在15 ℃～ 35"C 、45% ～ 75% 的相對濕度的試驗室大氣條件下進行試驗。
9.2 試驗程序
9.2. 1 利用試驗樣品上端6 mm 的長度夾住試驗樣品，長軸垂直，以便使試驗樣品的下端在水平棉墊以上300mm±10mm ，棉墊的尺寸約為50mm × 50mm × 6 mm （未經壓實的厚度），最大質量為0.08g（見圖3 ）。
9.2.2 使噴燈管的中心線垂直，將噴燈放在遠離試驗樣品的地方。使噴燈（見6. 2 ）產生一條標準化的標稱50 W 的試驗火焰，即符合IEC 60695-11-4 的火焰A 、B 或C 。等待5 min ，使噴燈狀態達到穩定。如有爭議，應使用火焰A 為基準試驗火焰。
9.2. 3 把噴燈管的中心軸線保持在垂直位置，重要的是把試驗火焰施加在試驗樣品底邊的中點，為此應使噴燈的頂端在中點下邊10 mm ±1 mm ，并在這一距離維持10 s ±0.5 s ，隨著試驗樣品的位置或長度的改變，必要時，可在該垂直面內移動噴燈。
注1：對一些在噴燈火焰的作用下移動的試驗樣品，利用一根固定在噴燈（見圖5 ）上的小標尺，像在IEC 60695-11-4那樣把噴燈頂端與試驗樣品主要部分之間的距離維持在10 mm ，其效果被認為是令人滿意的。
如果在施加火焰期間試驗樣品落下熔化或燃燒著的材料，則要使噴燈傾斜達45°角，剛好足以從試驗樣品下面抽出，以免材料滴入噴燈的燃燒管中，同時，將噴燈燃燒口的中心與試驗樣品剩余部分（不計熔融材料的流延部分）之間的距離保持為10 mm±1mm 。在對試驗樣品施加火焰10 s±0.5 s 后，立即完全抽出噴燈，使對試樣沒有任何影響。同時，使用計時裝置開始測量余焰時間t1 （以秒（ s ）為單位），并予以記錄。
注2 ：一般認為在測量t1 期間最好把噴燈撤出至距試驗樣品150 mm 。
9. 2. 4 在試驗樣品的余焰中止后，立即把試驗火焰放在試驗樣品下面原來的位置上，噴燈管的中心軸線維持在垂直位置，噴燈頂端在試驗樣品殘余底棱邊之下10 mm±1 mm ，維持10 s±0.5 s ，如有必要，像9. 2. 3 所述那樣移動噴燈清除下落的材料。在第二次對試驗樣品施加火焰10 s ±0.5 s 之后，立即熄滅噴燈或把噴燈充分地移離試驗樣品，以便對試驗樣品無任何影響。同時使用計時裝置開始測量試驗樣品的余焰時間t2（精確到秒（ s ））和余灼時間t3 ，記錄t2 、t3 和（ t2+t3 ），還要記下是否有任何顆粒從試驗樣品上落下，如有，這些顆粒是否引燃了棉墊（見6. 12 ）。
注1 ：測量和記錄余焰時間t2，然后繼續測量余焰時間t2 和余灼時間t3之和，即t2+t3（無需重新設定計時裝置），這對記錄t3， 來說是較方便的。
注2 ：巳經證明，在測量t2和t3 時，將噴燈移離試驗樣品150 mm 是最適當的。
9.2. 5 重復該程序，直到按9. 1. 1 處理的全部五件樣品和按照9. 1. 2 處理的全部五件試驗樣品被試驗完畢。
9.2.6 對于作過預處理的樣品來說，如果一套五件試驗樣品中，有一件試驗樣品不符合一種類別的所有判別標準，則應對接受過同一處理的試驗另外五件一套樣品進行試驗。對于余焰時間內總秒數的判別標準來說，如果余焰時間的總和 V-0 類在51 s~ 55 s 、V-1 和V2 類在251 s~ 255 s 的范圍內，則要增補一套五件試驗樣品進行試驗。第二套的所有試驗樣品均應符合該類規定的所有判別標準。
9.3 計算
對兩套經過預處理的試驗樣品，計算每套的總余焰時間tf計算公式如下：
9.4 分類分級根據試驗樣品的特性，按照表1 所示的判別標準，應將材料分為V-0，v-1 或V-2 三類， V 表示垂直燃燒。
9. 5 試驗報告
試驗報告應包括以下項目:
a) 提及GB/T 5169 的本部分；
b) 識別被試產品所必需的全部資料，包括制造廠的名稱、產品編號或編碼以及產品顏色；
c) 試驗樣品的厚度，精確到0.1mm;
d) 標稱視在密度（僅適用于硬泡沫塑料）；
e) 與試驗樣品尺寸有關的各向異性的方向；
f) 預處理；
g) 試驗前的處理，不是指切割、修整毛邊和預處理；
h) 每塊試驗樣品的t1、t2 、t3 和(t2 +t3）值；
i) 經過二次預處理的每套五件試驗樣品的總余焰時間tr （見9. 1. 1 和9. 1. 2);
j) 試驗樣品是否落下任何燃燒顆粒以及是否引燃棉墊的記錄；
k) 關于試驗樣品是否燃燒到支持夾具的記錄；
1) 歸入何類（見9.4)。
注：作為第9 章所述垂直燃燒（V ）試驗的結果，如試驗樣品變薄、變形、蜷縮或燒得只剩下夾持夾具，則這種材料就可能要接受第8 章所述的水平燃燒(HB）試驗或ISO 9773 規定的適用于易彎曲材料的垂直燃燒試驗。
附錄A（資料性附錄）試驗方法A 的精密度實驗室間的試驗這些精密度數據是1988 年由多間試驗室共同進行的試驗測得的。這次試驗涉及10 間實驗室、3 種材料、3 件同樣的樣品，每種材料使用3 個數據點的平均值。所有的試驗都用3.0mm 厚的樣品進行。這些試驗結果按ISO 5725-2 進行分析并歸納在表A.1 中。
附錄B（資料性附錄）試驗方法B 的精密度實驗室間的試驗這些精密度數據是根據1978 年進行的實驗室間試驗確定的。這次試驗涉及4 家實驗室4 種材料和2 件同樣的樣品，每次都采用5 個數據點的平均值。試驗結果按ISO 5725-2 進行分析，并歸納在表B.1中，接受實驗室間試驗的試驗樣品的厚度為3. 0 mm.
GB/T 5169.16-2002/IEC 60695-11-10:1999參考文獻GB/T 5169. 1-1997 電工電子產品著火危險試驗第4 部分：著火試驗術語GB/T 5169. 2 2002 電工電子產品著火危險試驗第2 部分：著火危險評定導則總則
GB/T 5169. 9 1993 電工電子產品著火危險試驗著火危險性評定技術要求和試驗規范制訂導則預選規程使用導則ISO 1043-1: 1997 塑料縮寫術語和符號第1 部分：基本聚合物及其特殊特性ISO 5725-2:1994 測量方法和測量結果的準確度（精密和正確） 第2 部分：確定標準測量方法的重現性和再現性的基本方法ISO 10093: 1998 塑料著火試驗標準引燃源ISO/TR 10840: 1993 塑料燃燒特性著火試驗的開發與使用導則IEC 60707: 1999 暴露于火焰引燃掠時固體非金屬材料的易燃性試驗方法一覽表水平與垂直火焰試驗