Bezpečnostní kontrola elektrických a elektronických výrobků z hlediska požární bezpečnosti je v celosvětovém průmyslu nezbytným předpokladem. S tím, jak se zařízení zmenšují, zvětšují jejich hustotu a tepelně se vnitřní součásti blíží svým materiálovým omezením a zvyšuje se pravděpodobnost vznícení v případě elektrické poruchy. žárový drátový test byl vytvořen za účelem napodobení realistických scénářů vzniku požáru v důsledku přehřátí prvků, uvolněných kontaktů svorek nebo vnitřních zkratů. Tento proces je příkladem řízeného ohřevu, který se aplikuje místo vystavení materiálu otevřenému plameni, aby se simulovalo tepelné namáhání vyvolané ohřevem součástí v vadných obvodech.
Nabízí platný způsob testování chování při zapálení, vývoji plamene, chování při tavení a chování po ohřevu. Zkušební normy specifikují použitou teplotu, ale také dobu kontaktu zahřátého prvku se vzorkem, způsob stanovení doby trvání plamene a chování při odkapávání nebo tavení ovlivní bezpečnostní klasifikaci.

Účel vyhodnocení žhavého vodiče a propojení se skutečnými poruchovými podmínkami

Elektrické součástky se téměř nikdy nezapálí vnějším plamenem, ale spíše vnitřním přehřátím. Konektor, který se uvolní v důsledku mechanických vibrací, se může zahřát a zapálit další polymerové kryty v okolí. Stejně tak rezistory, které pracují v blízkosti přetížení nebo které mají špatné svorky, mohou vytvářet horká místa. Tato horká místa se zahřívají natolik, že se polymerová izolace buď roztaví, nebo spálí.
Technika žhavého drátu je napodobeninou tohoto zdroje zapálení, měřením standardizovaného elektricky ohřívaného zdroje. Tester žhavého drátu zahřeje nikl-chromový drát na stanovenou teplotu, například 550 °C, 650 °C nebo vyšší, a poté je po stanovenou dobu vystaven působení materiálu. Cílem je zjistit, zda se materiál vznítí či nikoli, a v případě, že ano, zda se časem sám zhasne, aniž by způsobil další požár.
V moderních laboratořích, které používají vybavení vyrobené společností LISUNJe nezbytná přísná standardizace, protože sebemenší rozdíl v rychlosti ohřevu nebo kontaktním tlaku může ovlivnit výsledky. Proto byly vynalezeny mezinárodní normy, které regulují všechny testovací proměnné.

Rámec pro testování žhavou drátkou podle IEC 60695

Norma IEC 60695 je nejoblíbenější normou používanou k posouzení žhavou smyčkou. Tato norma se zabývá různými částmi týkajícími se teploty vznícení, šíření plamene a indexu hořlavosti. Norma stanoví požadovaný způsob konstrukce zkušebního zařízení, způsob měření teplot a umístění vzorků materiálu.
Konkrétně norma IEC 60695-2-10 specifikuje zkušební podmínky pro různé aplikace. Tyto záznamy stanoví dobu nárůstu teploty, sílu působící na kontakt mezi zahřátým žhavicím prvkem a vzorkem, dobu zkoušky a zkoušku po zapálení. Standardizace těchto parametrů má za cíl umožnit srovnání mezi materiály. Stejný typ polymerní směsi se může vznítit při 550 °C a při 650 °C se dokonce ani nevznítí. Taková srovnání by byla bez běžné metodologie zbytečná.
Kritérium zohledňuje skutečné případy selhání: materiál by nejen neměl být snadno vznětlivý, ale neměl by být schopen zapálit jiné látky. Kapání roztaveného materiálu je tedy zdrojem dalších nebezpečí v závislosti na přítomnosti vaty nebo indikátorového papírku pod vzorkem.

Teplota vznícení žhavou drátkou (GWIT) a index hořlavosti žhavou drátkou (GWFI)

Zkouška žhavou smyčkou odhaluje dva významné výsledky, a to teplotu vznícení žhavou smyčkou (GWIT) a teplotu vznícení žhavou smyčkou (GWIT). Teplota vznícení žhavou smyčkou (GWIT) se používá k měření maximální teploty potřebné k tomu, aby se materiál po určitou dobu nezapálil. Index hořlavosti žhavou smyčkou (GWFI) se používá k určení, jak rychle materiál zhasne. Tyto dva ukazatele nám poskytují představu o chování materiálu při tepelném namáhání.
Hodnocení GWIT a GWFI umožňuje výrobcům kategorizovat plasty, které používají v krytech, konektorech a vnitřních součástkách. Integrovaný obvod, který je vybrán a nebyl ověřen podle těchto hodnocení, může projít elektrickými testy a selhat během tepelného úniku. S vývojem materiálů ve světelné receptuře a recyklovatelnosti lze k zachování požární bezpečnosti použít hodnocení žhavou drátkou.

Reference EN, UL a ISO podporující metodiku žhavého drátu

Zatímco světovou normu stanovují normy IEC, podobné dokumenty vydávají i regionální agentury. Norma EN 60695 odráží doporučení IEC pro evropské trhy. UL 746A má určitá ustanovení o posouzení hořlavosti pro testování polymerních materiálů v severoamerickém prostředí. Principy žhavého drátu jsou také zmíněny v normách ISO, pokud jde o použití, které se vztahuje k globálnímu dodavatelskému řetězci.
Různá odvětví mají různé úrovně. Díly interiéru automobilů jsou příkladem, kde se cení samozhášivost, zatímco ve výrobě spotřebičů je důležitým faktorem také teplota vznícení. Zařízení se žhavicím drátem by proto mělo být schopno odolat velmi širokému rozsahu teplot a poskytovat konstantní cykly ohřevu.

Jak konstrukce přístroje zajišťuje přesnost

Aby bylo možné dosáhnout platných výsledků, zařízení by mělo mít přísnou kontrolu nad parametry ohřevu, aby bylo možné použít zkoušku žhavým drátem. Tester žhavého drátu je tester, který má topnou smyčku navrženou tak, aby se teploty dosáhly v daném čase a udržely se v daném rozsahu. Přesnost termočlánku To je klíčové při měření teploty drátu kvůli rozdílům v zapálení, ke kterým dochází při teplotách nižších než 20 °C.
Zařízení má také silově řízené umístění. Nadměrný tlak narušuje rychlost přenosu tepla, zatímco nedostatečný tlak vede k nedostatečnému kontaktu. Automatické řízení polohování zaručuje opakovatelnost, která nezávisí na vlivu obsluhy.
Také komory, které se používají k provádění zkoušek žhavou smyčkou, by měly být dobře větrané, aby se spaliny nehromadily, aniž by narušovaly podmínky ohřevu. LISUN konstruují svá zařízení v izolovaných formách, které snižují odvod tepla a zachovávají přesnost měření.

Obrázek: Zkušební zařízení žhavícího drátu

Reálné aplikace a relevance standardizovaného hodnocení žhavou drátkou

Vnitřní teploty rostou s rostoucí miniaturizací produktů. Moderní nabíječky, ovladače LED diod a napájecí moduly vytvářejí tepelné hustoty, kterých dříve materiály nedosáhly. Polymer klasifikovaný jako žhavý drát může bránit zapálení i v případě poruchy zařízení, což poskytuje nezbytný čas k jeho automatickému vypnutí nebo aktivaci pojistky.
V automobilových řídicích jednotkách se používá testování žhavou drátkou, aby se zajistilo, že se kryty nezapálí v případě lokálního přehřátí kabelových svazků. Vnitřní plasty jsou ve spotřebičích, jako jsou trouby a sušičky, vystaveny dlouhodobému teplu. Takové materiály se mohou bez odpovídajícího posouzení žhavou drátkou roztavit, vystříknout nebo dokonce hořet, což vede k sekundárním požárům.
Zařízení napájená bateriemi představují také novou výzvu. Ochranný obvod lithium-iontového článku může být vadný a za neobvyklých podmínek způsobit vysoké teploty. Vnitřní konstrukce jsou vyrobeny z žhavého drátu, aby se minimalizovalo riziko vznícení v těchto vzácných, ale nebezpečných případech.

Vztah mezi zkoušením žhavou drátkou a výběrem materiálu

Veškeré výsledky žhavého drátu využívají inženýrské týmy k optimalizaci použití polymeru. Materiál s vysokým GWIT, ale nízkým GWFI, by mohl být obtížně zapálený a po zapálení by mohl nadměrně hořet. Na druhou stranu materiál, který se snadno zapálí a také rychle zhasne, lze použít v některých nízkorizikových aplikacích. Výsledky žhavého drátu proto vedou konstrukční týmy k vyváženým možnostem záchrany při požárech.
Mezi přísady do materiálů, které ovlivňují výkon žhavého drátu, patří zpomalovače hoření, minerální plniva a stabilizátory. Výrobci zkoušejí různé receptury, aby dosáhli co nejvhodnějšího kompromisu mezi mechanickou pevností, náklady, environmentální shodou a požární odolností.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Jedno žárový drátový test nabízí povinnou techniku ​​posouzení náchylnosti ke vznícení a vývoje plamene za podmínek kontrolovaného a realistického tepelného zatížení. Normy jako IEC 60695 chrání všechny podrobnosti o způsobu provádění testů a poskytují podobné a významné výsledky ve všech odvětvích. Pohyblivé nehořlavé kryty Kryty ochranných zařízení, kryty spotřebičů, konektory a automobilové moduly a elektronické sestavy využívají materiály odolné proti žhavému drátu pro bezpečný provoz v ohni.
Pokud je navrženo zodpovědným výrobcem, jako je např. LISUNTester žhaveného drátu umožňuje laboratoři provádět mimořádně přesné a reprodukovatelné analýzy, které lze přímo propojit s reálnými podmínkami přehřívání. Pomocí těchto klíčových testovacích standardů se inženýři mohou ujistit, že moderní elektrické výrobky jsou bezpečné, i když je to vnitřní závada, která může způsobit jejich provoz mimo běžné provozní limity.