Výzkum principů testování a aplikace testeru hoření materiálů pro automobilové interiéry

Abstraktní
Materiály použité v interiéru automobilů jsou primárním médiem pro rychlé šíření ohně uvnitř vozidel a jejich zpomalování hoření přímo určuje bezpečnost řidičů a cestujících při úniku. Tester hoření materiálů pro automobilové interiéry dokáže simulovat scénáře s otevřeným ohněm uvnitř vozidel, přesně řídit tři základní proměnné, včetně výšky plamene, doby hoření a úhlu umístění vzorku, a kvantitativně měřit klíčové ukazatele, jako je rychlost hoření materiálu, délka šíření plamene a samozhášivost, a také rizika sekundárního vznícení způsobená odkapáváním roztavené látky. LISUN ZRS-4H Jako předmět výzkumu je tento článek věnován zařízení pro testování spalování v interiérech automobilů. Rozebírá strukturu zařízení, princip testování a standardizované zkušební postupy. V kombinaci se skutečnými zkušebními daty jsou porovnány charakteristiky spalování různých materiálů pro interiéry a analyzována aplikační hodnota zařízení v oblasti kompletní výroby vozidel, testování třetími stranami a železniční dopravy. Článek poskytuje technické reference pro výzkum a vývoj nehořlavých materiálů pro interiéry automobilů a testování shody s předpisy.

1 Úvod
S rychlým rozvojem odvětví vozidel s novými energetickými zdroji neustále roste spotřeba plastů, pěnové houby, látek, kůže a dalších interiérových materiálů uvnitř vozidel a riziko požáru interiérových materiálů způsobené kolizemi vozidel a tepelným únikem z baterií přitahuje širokou pozornost. Čínská povinná norma GB 8410-2006 jasně stanoví, že rychlost hoření interiérových materiálů automobilů nesmí překročit 100 mm/min a všechny sériově vyráběné interiérové ​​díly automobilů musí před uvedením na trh projít testem hořlavosti.

Konvenční jednoduchá spalovací zařízení trpí nestabilní výškou plamene, nízkou přesností časování a ovlivňováním proudění okolního vzduchu s testovacími daty, což nesplňuje požadavky na simultánní testování podle několika domácích i mezinárodních norem, jako jsou ISO 3795, FMVSS 302 a ASTM D5132. Tester hoření materiálů pro automobilové interiéry (LISUN ZRS-4H) využívá integrovanou uzavřenou spalovací komoru, duálně kalibrovaný systém regulace plamene a vysoce přesný časovací modul pro automatické dokončení celého procesu zapálení, aplikace plamene, časování a posouzení spalování. Eliminuje rušení vlivy prostředí a realizuje standardizované testování zpomalovačů hoření pro různé interiérové ​​materiály, což z něj činí klíčové testovací zařízení pro kontrolu bezpečnosti automobilů.

2 Struktura zařízení a základní parametry LISUN ZRS-4H Tester hoření materiálů pro automobilové interiéry
2.1 Celkový konstrukční návrh
ZRS-4H Zařízení pro zkoušení spalování v interiéru automobilu, konkrétně tester hoření materiálů v interiéru automobilu, se skládá z uzavřené větruodolné spalovací skříně, 30° nastavitelného uchycení vzorku, propan-butanového předsměsového hořáku, kalibračního systému průtoku plynu, vícekanálového digitálního časovacího modulu, jednotky pro sledování teploty, pozorovacího okna odolného vůči vysokým teplotám a nádrže na sběr zbytků. Spalovací skříň má rozměry 1000 × 500 × 800 mm s vestavěnou tepelnou izolací a větruodolnými vrstvami a na boku je vyhrazeno rozhraní pro odvod kouře pro připojení potrubí pro odvod spalin ze spalování. Na předním panelu je instalováno uzamykatelné pozorovací okno odolné vůči vysokým teplotám, které usnadňuje úplné pozorování šíření plamene, odkapávání roztavené látky a procesů samozhášení.

Ovládací panel integruje tlačítka pro spuštění, přívod plynu, zapalování a nastavení časování. Tři nezávislé digitální displeje zobrazují v reálném čase dobu aplikace plamene, dobu dohoření a teplotu plamene. Výšku plamene lze dvakrát kalibrovat pomocí průtokoměru a stupnice, aby se stabilizovala na 20±2 mm, a teplotu plamene 20 mm nad tryskou lze stabilně udržovat nad 820 ℃, což plně splňuje požadavky na tepelnou intenzitu běžných globálních norem pro testování hořlavosti interiérů automobilů.

2.2 Základní technické parametry
Vzorky jsou upevněny kovovými úchyty se standardním zkušebním úhlem 30°. Jednotná specifikace vzorku je 356±2 mm × 100±2 mm s tloušťkou ≤13 mm, kompatibilní s většinou interiérových materiálů, včetně kůže na sedadlech, stropní látky, plastu dveřních panelů a pěnových podlahových rohoží. Jako palivo se používá propan s čistotou ≥95 % s nastavitelným průtokem v rozmezí od 0.1 do 1 l/min. Doba regulace hoření je plynule nastavitelná od 0 do 999.9 s se standardní dobou aplikace plamene 15 s, což podporuje automatické zapálení a automatické vypnutí plamene. Odměrka s přesností na 1 mm je vybavena stupnicí pro zaznamenávání vzdálenosti šíření plamene a současné posouzení, zda je savá vata 300 mm pod vzorkem zapálena roztavenými kapkami, aby se plně obnovilo riziko sekundárního šíření požáru z materiálů.

2.3 Použitelný standardní systém
Tento tester hoření materiálů pro automobilové interiéry pokrývá hlavní domácí i mezinárodní normy pro zpomalovače hoření v interiérech vozidel: domácí normy GB 8410-2006 a GB/T 27904-2011; mezinárodní normy FMVSS 302, ISO 3795 a ASTM D5132; normy pro železniční dopravu BS 6853 a DIN 75200. Dokáže současně splňovat požadavky na testování osobních vozidel, užitkových vozidel, vysokorychlostních železnic a speciálních vozidel a podporovat testovací práci externích certifikačních laboratoří, jako jsou CCC, TÜV a SGS.

3 Principy testování a standardní zkušební postupy pro testery hoření materiálů pro interiéry automobilů
3.1 Princip testování jádra
Tester hoření materiálů v automobilovém interiéru simuluje scénář zapálení malých otevřených plamenů uvnitř vozidel. Vzorek je upevněn pod úhlem 30° a jeho volný konec je po dobu 15 sekund hořen plamenem propanu s konstantní výškou a teplotou. Po odstranění zdroje ohně jsou nepřetržitě zaznamenávány tři základní ukazatele:
• Délka šíření plamene: celková vzdálenost, kterou plamen dosahuje od bodu zapálení ke konci vzorku;
• Doba samozhášení: doba, po kterou materiál po odstranění zdroje ohně dále hoří, dokud zcela neuhasne;
• Rychlost hoření: vypočítá se podle vzorce V=60L/T (L označuje vzdálenost hoření v mm, T označuje celkovou dobu hoření v s), s jednotkou mm/min a národním standardním limitem 100 mm/min.

Mezitím se provádí synchronní pozorování, aby se zjistilo, zda roztavené kapičky zapálí savou vatu ve spodní části. Pokud dojde ke vznícení, materiál se přímo vyhodnotí jako nezpůsobilý pro vyhodnocení rizika sekundárního šíření požáru. Uzavřená větruodolná konstrukce izoluje vnější proudění vzduchu, aby byla zajištěna stabilní morfologie plamene, a časovací modul dosahuje přesnosti 0.1 s, čímž se eliminují chyby při ručním měření času a zaručuje se opakovatelnost a přesnost zkušebních dat.

3.2 Standardní postupy zkušebního provozu
• Předběžná úprava vzorku: Nařezané standardní vzorky se umístí na 24 hodin do prostředí s teplotou 23 °C ± 2 °C a relativní vlhkostí 45 % až 55 %, aby se eliminoval vliv teploty a vlhkosti na výkon spalování.
• Kalibrace zařízení: Připojte propanbutanovou láhev, seřiďte průtokoměr tak, aby výška plamene byla 20±2 mm, předehřívejte hořák po dobu 1 minuty a ověřte, zda se teplota plamene stabilizovala nad 820 ℃.
• Upevnění vzorku: Vzorek upevněte na kovový úchyt s úhlem 30°, zatlačte jej do spalovací skříně a zavřete těsnicí dvířka, poté vložte savou vatu do sběrné nádrže 300 mm pod vzorek.
• Test automatické aplikace plamene: Nastavte dobu zapálení na 15 s a spusťte zařízení pro automatické zapálení. Plamen se dotkne volného konce vzorku a po 15 s se automaticky vypne. Zařízení synchronně zaznamenává dobu dohoření a vzdálenost šíření plamene.
• Záznam dat a posouzení: Po úplném zhasnutí plamene odečtěte vzdálenost hoření a celkovou dobu hoření, vypočítejte rychlost hoření, zaznamenejte podmínky vznícení roztavených kapek a posuďte úroveň kvalifikace podle příslušných norem.

Tester hoření interiéru vozu ZRS-4H

4 Skutečná testovací data založená na LISUN ZRS-4H Tester hoření materiálů pro automobilové interiéry
Čtyři běžné materiály pro automobilové interiéry jsou paralelně testovány pomocí přístroje na měření hoření materiálů pro automobilové interiéry, přičemž v každé skupině je 5 vzorků pro stanovení průměrných hodnot. Testovací prostředí je 23 °C s vlhkostí 50 % a dobou působení plamene 15 s. Testovací data jsou uvedena v tabulce 1.
Tabulka 1 Výsledky testů spalovacího výkonu různých materiálů pro interiér automobilů (ZRS-4H Tester, GB 8410-2006 Standard)

Z testovacích dat je patrné, že modifikovaná kůže a tkanina s nehořlavým složením se vyznačují krátkou vzdáleností šíření plamene, vysokou rychlostí samozhášení a žádným rizikem sekundárního vznícení, což splňuje požadavky národních norem. Nemodifikovaný PP plast a EVA pěna mají dlouhé vzdálenosti hoření a jejich roztavené kapičky s vysokou pravděpodobností vznítí savou vatu, což představuje velké nebezpečí požáru. Výrobci vozidel mohou použít tester hoření materiálů pro interiéry automobilů k prověřování surovin v dávkách, optimalizaci složení zpomalovačů hoření a snížení rizika vnitřního požáru u zdroje.

5 scénářů průmyslového použití testeru hoření materiálů pro automobilové interiéry
5.1 Kontrola kvality pro kompletní výrobu vozidel a interiérových dílů
Výrobci vozidel včetně BYD, Volkswagenu a Tesly zavádějí LISUN ZRS-4H Tester hoření materiálů pro automobilové interiéry pro kontrolu vstupních vzorků dílů, provádění pravidelných zkoušek hořlavosti látek sedadel, potahů přístrojových desek a plastových výdechů vzduchu klimatizace, aby se zabránilo vstupu nekvalitních materiálů pro interiéry do výrobních linek. Dodavatelé interiérů využívají toto zařízení k optimalizaci nátěrů zpomalujících hoření a modifikovaných plastových receptur a k úpravě poměru přidávání zpomalovačů hoření pro pěnivé materiály za účelem stabilizace ukazatelů rychlosti hoření výrobků.

5.2 Nezávislé testovací a certifikační instituce
Zkušební laboratoře jako SGS, CQC a TÜV používají toto zařízení k vydávání protokolů o zkouškách shody a k dokončení domácích certifikací vozidel CCC a mezinárodních certifikací ECE a EPA v souladu s normami GB 8410 a FMVSS 302, aby poskytovaly podporu dat v souladu s předpisy pro export interiérových produktů. Jedna jednotka podporuje paralelní testování více norem a výrazně zvyšuje efektivitu testování.

5.3 Kontrola železniční dopravy a speciálních vozidel
U interiérů vysokorychlostních vlaků a metra, stejně jako u interiérů rekreačních vozidel a vozidel pro speciální provoz s novými energetickými systémy se provádějí zkoušky v souladu s normami BS 6853 a DIN 75200, aby se vyhodnotila schopnost interiérů zpomalovat hoření za tepelného úniku z baterií a v uzavřených vagonech a aby se splnily přísné požadavky na požární ochranu pro železniční dopravu.

Závěr 6
Jedno Tester hoření materiálů pro automobilové interiéry (LISUN ZRS-4H) se spoléhá na přesně řiditelný systém plamene, uzavřenou větruodolnou konstrukci a plně automatickou funkci snímání času pro stabilní simulaci scénářů hoření s otevřeným plamenem v interiérech automobilů a přesné měření tří základních ukazatelů zpomalovače hoření: rychlost hoření, délka šíření plamene a samozhášivost. Překonává nedostatky tradičních testovacích zařízení, jako jsou těkavá zkušební data, složitý provoz a kompatibilita s pouze jedním standardem.

Skutečná data z testů potvrzují, že zařízení dokáže jasně rozlišit rozdíly ve spalování mezi modifikovanými materiály zpomalujícími hoření a běžnými interiérovými materiály a všechny výsledky testů plně splňují domácí i mezinárodní normy pro bezpečnost vozidel. Je široce použitelné pro kompletní výrobu vozidel, výzkum a vývoj materiálů, testování třetími stranami, železniční dopravu a další oblasti. V souladu s trendem zvyšování bezpečnosti vozidel s novými energetickými zdroji je tester hoření automobilových interiérových materiálů, který představuje... ZRS-4H se stane nepostradatelným základním testovacím zařízením pro hodnocení zpomalovačů hoření v interiérových materiálech a poskytne spolehlivou technickou podporu pro prevenci požárů ve vozidlech a ochranu životů řidičů a cestujících.