«Материал корпуса — V-0». Это одна из самых цитируемых фраз в проектировании электротехнических изделий и одна из наименее точных. Классификация UL 94 присваивается образцу определённой толщины после определённого кондиционирования. Измените толщину стенки, цвет или наполнитель — и в ваших руках может оказаться другой материал, а не тот, что получил классификацию.
Эта статья предназначена для лабораторий, которые выполняют UL 94 или его аналоги IEC собственными силами — для входного контроля, разработки компаундов или проверки заявления поставщика перед запуском детали в производство.
Классификации — в том порядке, в котором их путают
UL 94 делит испытания малым пламенем на горизонтальное и вертикальное, а также более жёсткое испытание 5V с более крупным пламенем.
Горизонтальное горение (HB). Брусок закрепляется горизонтально, и к его свободному концу подводится пламя высотой 20 мм. Скорость горения между контрольными метками 25 мм и 100 мм не должна превышать:
| Толщина образца | Максимальная скорость горения |
|---|---|
| 3 mm to 13 mm | 40 mm/min |
| менее 3 мм | 75 mm/min |
Образец, который перестаёт гореть до метки 100 мм, также соответствует HB.
Вертикальное горение (V-0, V-1, V-2). Брусок закрепляется вертикально, и то же пламя высотой 20 мм подводится дважды по 10 секунд. Слой сухой ваты внизу улавливает капли.
| Критерий | V-0 | V-1 | V-2 |
|---|---|---|---|
| Время остаточного горения каждого образца после каждого воздействия | ≤ 10 s | ≤ 30 s | ≤ 30 s |
| Суммарное время остаточного горения, серия из 5 образцов | ≤ 50 s | ≤ 250 s | ≤ 250 s |
| Остаточное горение + остаточное тление после 2-го воздействия | ≤ 30 s | ≤ 60 s | ≤ 60 s |
| Горящие капли, воспламеняющие вату | не допускаются | не допускаются | allowed |
| Горение до зажима | не допускаются | не допускаются | не допускаются |
5VA и 5VB используют пламя высотой 125 мм на брусках и плоских пластинах. Разница между ними в том, допускается ли прогорание пластины насквозь.
HB — это низшая классификация, а не промежуточная. Материал «HB» прошёл только горизонтальное испытание; о его поведении в вертикальном положении это ничего не говорит.
Толщина — часть классификации
Тонкие сечения горят иначе, чем толстые. Компаунд может иметь V-0 при 3 мм и V-2 — или только HB — при 0,8 мм. Поэтому классификация всегда приводится вместе с толщиной, при которой она получена.
Для входного контроля практическое правило простое: испытывайте при толщине самой тонкой стенки детали или при толщине, указанной в классификации поставщика, и записывайте эту толщину в протокол. Результат V-0 при 3,2 мм ничего не говорит о ребре толщиной 1,0 мм.
Кондиционирование — это не один этап
Для вертикального испытания образцы испытываются в двух сериях кондиционирования: одна кондиционируется в стандартной лабораторной атмосфере, другая выдерживается в сушильном шкафу при 70 °C в течение семи суток, а затем охлаждается в эксикаторе перед испытанием. Состаренная серия нужна потому, что антипирены могут мигрировать или улетучиваться; компаунд, который проходит в свежем состоянии и не проходит после старения, не является V-0.
Лаборатории, которым не хватает времени, часто испытывают только серию в стандартной атмосфере. Это отборочное испытание, а не классификация по UL 94, и в протоколе это должно быть указано.
Шесть практических ошибок
1. Пламя, настроенное на глаз
Пламя 20 мм — это не только высота. Метод фиксирует горелку, газ и процедуру подтверждения пламени. Например, в нашей камере UL 94 используется метан чистотой не менее 98 % и расходомеры, настроенные на пламя 50 Вт и 500 Вт; какую бы камеру вы ни использовали, выполняйте подтверждение пламени, описанное в методе, а не оценивайте высоту на глаз.
2. Сквозняки в камере
Вытяжка, работающая во время испытания, отклоняет пламя и остаточное пламя. Сжигайте образцы в неподвижном воздухе; вытяжку включайте между испытаниями.
3. Засекается не то событие
Остаточное горение и остаточное тление — это разные времена. Остаточное тление — свечение без пламени — легко пропустить при ярком лабораторном освещении. Притемните зону вокруг камеры и используйте таймеры, которые можно останавливать независимо для каждой фазы.
4. Ватный индикатор
Вата должна быть сухой, указанного типа и количества и находиться на указанном расстоянии под образцом. Толстый комок, расположенный слишком близко, воспламеняется от одного лучистого тепла; тонкий слой, расположенный слишком далеко, не воспламеняется никогда. Любая из этих ошибок переводит материал между V-2 и V-1.
5. Изменение цвета и наполнителя
Пигменты, особенно технический углерод, и наполнители меняют характер горения. Классификация для натурального цвета автоматически не переносится на чёрную марку. Испытывайте тот цвет, который будете отливать.
6. Один отказ из пяти
Если один образец из серии в пять не прошёл, метод допускает повторное испытание второй серии на определённых условиях, и вся эта серия должна пройти. Два отказа в первой серии — это отрицательный результат. Знайте, какое правило вы применяете, до начала испытания.
UL 94 и IEC 60695
IEC 60695-11-10 описывает горизонтальное и вертикальное испытания пламенем 50 Вт, а IEC 60695-11-20 — испытание пламенем 500 Вт; ASTM D635 и D3801 охватывают аналогичные области. Классификации близко соответствуют UL 94, но документы не идентичны дословно, и в спецификации заказчика будет указан один из них. Указывайте в протоколе тот документ, который был назван.
Что указать в протоколе
- Заявленная классификация и толщина испытанного образца.
- Цвет, марка и партия материала.
- Использованные серии кондиционирования, включая старение в сушильном шкафу.
- Индивидуальные времена остаточного горения и остаточного тления, капли и воспламенение ваты.
- Запись о подтверждении пламени в день испытания.
Наш прибор для испытаний на горючесть по UL 94 / IEC 60695 с переключаемыми программами горизонтального и вертикального испытания изготавливается в нашей собственной мастерской в Стамбуле. Связанные методы см. на странице стандарта UL 94.