Eine Zusammenfassung der Flammschutzklassifizierungen und Prüfnormen

Eine Zusammenfassung der Flammschutzklassifizierungen und Prüfnormen

I. Konzept der Flammschutzklassifizierungen

Flammschutzprüfung ist eine Methode zur Bewertung der Fähigkeit eines Materials, der Flammenausbreitung zu widerstehen. Gängige Normen sind UL 94, IEC 60695-11-10 und GB/T 5169.16. In der Norm UL 94 - "Prüfung der Brennbarkeit von Kunststoffen für Teile in Geräten und Apparaten" werden die Flammschutzklassifizierungen basierend auf der Schwere des Tests und der Zielanwendung in 12 Grade eingeteilt: HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF-1 und HF-2.

Häufig verwendete Flammschutzklassifizierungen reichen im Allgemeinen von V-0 bis V-2, wobei V-0 die beste Flammschutzeigenschaft unter diesen darstellt.

1.1 Definitionen der primären Klassifizierungen (HB, V-2, V-1, V-0)

• HB: Horizontales Brennen
  Die HB-Klassifizierung gibt an, dass das Material langsam brennt, aber nicht selbstverlöschend ist. Es ist die niedrigste Klassifizierung in UL 94 und wird oft verwendet, wenn die Vertikalbrenntests (V-0, V-1 oder V-2) nicht anwendbar sind.

• V-2: Vertikales Brennen - Stufe 2
  Die V-2-Klassifizierung gibt an, dass nach zwei 10-sekündigen Flammeneinwirkungen in vertikaler Position die Brenndauer des Materials nach Entfernung der Flamme 30 Sekunden nicht überschreitet. Die brennenden Tropfen dürfen Baumwolle, die 30 cm unterhalb der Probe platziert ist, entzünden, aber die Flamme darf sich nicht über die angegebene Markierung hinaus ausbreiten.

• V-1: Vertikales Brennen - Stufe 1
  Die V-1-Klassifizierung gibt an, dass nach zwei 10-sekündigen Flammeneinwirkungen in vertikaler Position die Brenndauer des Materials nach Entfernung der Flamme 30 Sekunden nicht überschreitet. Die Flamme darf sich nicht über die angegebene Markierung hinaus ausbreiten, und brennende Tropfen dürfen keine Baumwolle entzünden, die 30 cm darunter platziert ist.

• V-0: Vertikales Brennen - Stufe 0
  Die V-0-Klassifizierung gibt an, dass nach zwei 10-sekündigen Flammeneinwirkungen in vertikaler Position die Brenndauer des Materials nach Entfernung der Flamme 10 Sekunden nicht überschreitet. Die Flamme darf sich nicht über die angegebene Markierung hinaus ausbreiten, und brennende Tropfen dürfen keine Baumwolle entzünden, die 30 cm darunter platziert ist.

1.2 Einführung in andere Flammschutzklassifizierungen

• 5VA & 5VB:Diese Klassifizierungen gehören zur Vertikalbrenntest-Klassifizierung unter Verwendung einer 500-W-Testflamme (125 mm Flammenhöhe).

  • 5VA:Nach Flammeneinwirkung unter festgelegten Bedingungen überschreitet die Nachbrennzeit des Materials nach Entfernung der Flamme 60 Sekunden nicht, die Flamme darf sich nicht über die Markierung hinaus ausbreiten, und die Brenndauer von tropfenden Partikeln darf 60 Sekunden nicht überschreiten.

  • 5VB:Die Kriterien sind ähnlich wie bei 5VA in Bezug auf Nachbrennzeit und Flammenausbreitung, und die Brenndauer von tropfenden Partikeln darf 60 Sekunden nicht überschreiten.

• VTM-0, VTM-1, VTM-2:Dies sind Vertikalbrenntest-Klassifizierungen für dünne Materialien (Dicke < 0,025 mm), unter Verwendung einer 20 mm Flammenhöhe, anwendbar für Kunststofffolien.

  • VTM-0:Nach Flammeneinwirkung überschreitet die Nachbrennzeit 10 Sekunden nicht.

  • VTM-1:Nach Flammeneinwirkung überschreitet die Nachbrennzeit 30 Sekunden nicht.

  • VTM-2:Nach Flammeneinwirkung überschreitet die Nachbrennzeit 30 Sekunden nicht (spezifische Bestimmungen für bestanden/nicht bestanden unterscheiden es von VTM-1).

• HBF, HF-1, HF-2:Dies sind Horizontalbrenntest-Klassifizierungen für geschäumte Materialien, unter Verwendung einer 38 mm Flammenhöhe.

  • HBF:Die Brenngeschwindigkeit überschreitet 40 mm/min nicht, und die Flamme sollte vor der 125 mm Markierung erlöschen.

  • HF-1:Nach Entfernung der Flamme überschreitet die Nachbrennzeit 5 Sekunden nicht, und die Flamme darf sich nicht über die Markierung hinaus ausbreiten.

  • HF-2:Nach Entfernung der Flamme überschreitet die Nachbrennzeit 10 Sekunden nicht, und die Flamme darf sich nicht über die Markierung hinaus ausbreiten.

II. Zweck der Flammschutzprüfung

Die Zwecke der Flammschutzprüfung umfassen:

2.1 Bewertung des Verbrennungsverhaltens von Materialien: Sie bestimmt die Brenngeschwindigkeit, die Neigung zur Flammenausbreitung und das Ausmaß der Brandentwicklung unter Brandbedingungen. Dies hilft, die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Eignung des Materials für Brandschutzanwendungen zu ermitteln.

2.2 Bestimmung der Flammschutzeigenschaften von Materialien: Die Prüfung identifiziert die Fähigkeit eines Materials, die Flammenausbreitung zu hemmen, wenn es einer Zündquelle ausgesetzt ist. Dies ist entscheidend, um die Brandausbreitung zu verhindern und Verluste durch Brände zu reduzieren.

2.3 Anleitung zur Materialauswahl und -verwendung: Durch die Prüfung und den Vergleich der Flammschutzeigenschaften verschiedener Materialien können fundierte Entscheidungen für die Materialauswahl und -anwendung getroffen werden. Dies hilft bei der Auswahl geeigneter Materialien für Bauwesen, Transport, elektronische Geräte usw., um die Brandsicherheit zu erhöhen.

2.4 Einhaltung von Vorschriften und Normen: Flammschutzprüfungen werden häufig gemäß nationalen oder branchenspezifischen Vorschriften und Normen durchgeführt. Die Prüfung stellt sicher, dass Materialien die Anforderungen erfüllen und die Einhaltung und Sicherheit in spezifischen Anwendungen gewährleisten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Zweck der Flammschutzprüfung darin besteht, eine kritische Grundlage für die Auswahl geeigneter Materialien zu schaffen, die Brandsicherheit zu verbessern und die Einhaltung von Vorschriften und Normen zu gewährleisten, indem das Verbrennungsverhalten und die Flammschutzeigenschaften von Materialien bewertet werden.

III. Referenzstandards

• UL 94: "Prüfung der Brennbarkeit von Kunststoffen für Teile in Geräten und Apparaten."

• IEC 60695-11-10:2013: "Brandgefährdungstests - Teil 11-10: Testflammen - 50 W horizontale und vertikale Flammenprüfverfahren."

• GB/T 5169.16-2017: "Brandgefährdungstests für elektrische und elektronische Produkte - Teil 16: Testflammen - 50W horizontale und vertikale Flammenprüfverfahren." (Nationaler Standard Chinas, technisch ausgerichtet auf IEC 60695-11-10).

IV. Prüfverfahren für HB, V-2, V-1, V-0

4.1 Horizontales Brennen: HB

4.1.1 Probenanforderungen

• Form: Platten, hergestellt durch Schneiden, Gießen, Extrudieren usw., mit glatten Kanten, sauberen Oberflächen und gleichmäßiger Dichte.

• Abmessungen: Länge × Breite = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Stellen Sie Proben mit der Mindestdicke und mit einer Dicke von 3 mm bereit. Wenn die Mindestdicke > 3 mm oder die maximale Dicke < 3 mm ist, werden möglicherweise keine 3 mm Proben benötigt. Maximale Dicke ≤ 13 mm, maximale Breite ≤ 13,5 mm, Eckradius ≤ 1,3 mm.

• Serie: Stellen Sie für verschiedene Farben, Dichten usw. repräsentative Proben bereit.

• Menge: Mindestens 2 Sätze, 3 Proben pro Satz.

4.1.2 Prüfverfahren

• Markierung: Markieren Sie Linien bei 25 ± 1 mm und 100 ± 1 mm.

• Einspannen: Spannen Sie das Ende in der Nähe der 100 mm Markierung ein, wobei die Längsachse horizontal und die Breitenachse in einem Winkel von 45°±2° gehalten wird. Platzieren Sie ein Drahtgitter 100 ± 1 mm unterhalb der Probe.

• Brenner: Methan, Durchflussrate 105 ml/min, Gegendruck 10 mm Wassersäule.

• Flamme: Flammenhöhe 20 ± 1 mm.

• Anwendung: Bringen Sie die Flamme in einem Winkel von 45° an der Unterkante der Probe an, wobei Sie sie 6 mm eintauchen, für 30 ± 1 Sekunden oder bis die Flamme die 25 mm Markierung erreicht, und entfernen Sie sie dann.

• Zeitnahme: Starten Sie die Zeitnahme, wenn die Flammenfront die 25 ± 1 mm Markierung erreicht. Notieren Sie die Zeit, die zum Erlöschen der Verbrennung benötigt wird, und die verbrannte Länge.

• Berechnung: V = 60L / t, wobei V die Brenngeschwindigkeit (mm/min) ist, L die verbrannte Länge (mm) ist, t die Brennzeit (s) ist.

4.1.3 Prüfaufzeichnungen

• Ob die Flamme die 25 ± 1 mm oder 100 ± 1 mm Markierung erreicht.

• Wenn die Verbrennung zwischen 25 mm und 100 mm stoppt, notieren Sie die verbrannte Länge (L) und die Zeit (t).

• Wenn die Flamme die 100 mm Markierung passiert, notieren Sie die Zeit von 25 mm bis 100 mm.

• Berechnete Brenngeschwindigkeit.

4.1.4 HB-Klassifizierungskriterien

• Für 3-13 mm dicke Proben über eine Spanne von 75 mm: Brenngeschwindigkeit ≤ 40 mm/min.

• Für < 3 mm dicke Proben über eine Spanne von 75 mm: Brenngeschwindigkeit ≤ 75 mm/min.

• Die Verbrennung stoppt vor der 100 mm Markierung.
  Proben, die diese Kriterien erfüllen, werden mit HB bewertet.

4.2 Vertikales Brennen: V-2, V-1, V-0

4.2.1 Probenanforderungen

• Form: Platten, hergestellt durch Schneiden, Gießen, Extrudieren usw., mit glatten Kanten, sauberen Oberflächen und gleichmäßiger Dichte.

• Abmessungen: Länge × Breite = 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Stellen Sie Proben mit der minimalen und maximalen Dicke bereit. Wenn die Ergebnisse abweichen, können Proben mit Zwischenstärken erforderlich sein. Maximale Dicke ≤ 13 mm, Eckradius ≤ 1,3 mm.

• Serie: Stellen Sie für Variationen repräsentative Proben bereit.

• Menge: Mindestens 2 Sätze, 5 Proben pro Satz.

4.2.2 Probenkonditionierung

• Standardkonditionierung: 48 Stunden bei 23 ± 2°C und 50 ± 5 % RH. Testen Sie innerhalb von 30 Minuten nach der Entnahme.

• Ofenkonditionierung: Mindestens 168 Stunden bei 70 ± 1°C, dann im Exsikkator bei Raumtemperatur mindestens 4 Stunden abkühlen lassen. Testen Sie innerhalb von 30 Minuten nach der Entnahme.

4.2.3 Prüfverfahren

• Einspannen: Spannen Sie die oberen 6 mm der Probe ein, vertikal nach unten ausgerichtet. Das untere Ende der Probe sollte sich 300 ± 10 mm über einer Schicht aus reiner Baumwolle (0,08 g, 50 x 50 mm, maximale Dicke 6 mm) befinden.

• Brenner: Methan, Durchflussrate 105 ml/min, Gegendruck 10 mm Wassersäule.

• Flamme: Flammenhöhe 20 ± 1 mm.

• Anwendung: Platzieren Sie die Flammenmitte am Mittelpunkt der Unterkante (10 ± 1 mm von der Brennerdüse zur Probe). Tragen Sie sie für 10 ± 0,5 Sekunden auf. Passen Sie den Brenner an, wenn sich die Probe verformt. Wenn Tropfenbildung auftritt, kippen Sie den Brenner um 45°. Nach 10 ± 0,5 s ziehen Sie den Brenner mit 300 mm/min auf mindestens 150 mm Entfernung zurück. Notieren Sie sofort die Nachbrennzeit t1. Nachdem die Flammen erloschen sind, bringen Sie die Flamme erneut für 10 ± 0,5 s an. Ziehen Sie sie zurück und notieren Sie die zweite Nachbrennzeit t2 und die Nachglühzeit t3.

• Hinweis: Unterscheiden Sie zwischen Nachbrennen/Nachglühen. Wenn Flammen durch Materialgase gelöscht werden, zünden Sie den Brenner sofort wieder an und setzen Sie die Anwendung fort, bis insgesamt 10 ± 0,5 s erreicht sind.

4.2.4 Prüfaufzeichnungen

• Erste Nachbrennzeit (t1).

• Zweite Nachbrennzeit (t2).

• Zweite Nachglühzeit (t3).

• Ob die Probe vollständig verbrennt.

• Ob tropfende Partikel die Baumwolle entzünden.

4.2.5 V-2-, V-1-, V-0-Klassifizierungskriterien
Nach der Prüfung wird die Flammschutzklassifizierung anhand der folgenden Kriterien bestimmt (Zusammenfassung der Grenzwerte für bestanden/nicht bestanden für die gesamte Nachbrennzeit, einzelne Nachbrennzeiten, Nachglühzeit, Baumwollentzündung und Probenverbrauch).