電工電子產(chǎn)品針焰試驗(yàn)檢測：關(guān)鍵防火安全評估

針焰試驗(yàn)是評估電工電子產(chǎn)品及其所用非金屬材料耐燃性能的核心方法之一，尤其針對由故障條件下可能產(chǎn)生的小火焰引起的著火危險性。該試驗(yàn)?zāi)M設(shè)備內(nèi)部因過載、接觸不良、元件失效等故障產(chǎn)生的微小火焰（通常指高度不超過12mm的小火焰），用以檢驗(yàn)非金屬零部件或材料在接觸此類火焰時的燃燒行為和抗點(diǎn)燃能力。其目的在于確保產(chǎn)品在非正常使用或單一故障條件下，不會因材料的不夠阻燃而導(dǎo)致火焰蔓延或引發(fā)火災(zāi)，對于保障人身和財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要。廣泛應(yīng)用于家用電器、信息技術(shù)設(shè)備、照明設(shè)備、電子元器件、開關(guān)插座、電線電纜護(hù)套以及各類電工電子設(shè)備外殼、絕緣部件等產(chǎn)品的安全認(rèn)證和質(zhì)量控制。

檢測項(xiàng)目 (Key Test Items)

針焰試驗(yàn)主要評估以下關(guān)鍵項(xiàng)目：

• 試樣的燃燒行為： 觀察材料在施加針焰后的反應(yīng)，是否被點(diǎn)燃、燃燒的劇烈程度、是否產(chǎn)生火焰蔓延。
• 燃燒持續(xù)時間： 記錄試樣在移開針焰后，火焰持續(xù)燃燒的時間（即余焰時間 t_f）和/或無焰燃燒（灼熱）的時間（即余灼時間 t_g）。
• 滴落物的引燃性： 觀察燃燒或熔融過程中產(chǎn)生的滴落物是否能夠引燃下方規(guī)定距離處的鋪底層（通常為絹紙覆蓋的細(xì)沙）。這是評估潛在二次引燃風(fēng)險的重要指標(biāo)。
• 試樣燒損程度： 記錄試樣被燃燒破壞的長度或面積。

試驗(yàn)結(jié)果的判定通?；谟嘌鏁r間、余灼時間以及鋪底層是否被引燃這幾個核心要素，并依據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合格判據(jù)（如：余焰/余灼時間不超過規(guī)定值，鋪底層未被引燃）。

檢測儀器 (Testing Apparatus)

進(jìn)行針焰試驗(yàn)需要一套專門的設(shè)備，核心組成部分包括：

• 針焰燃燒器： 這是試驗(yàn)的核心裝置。它通常由一個內(nèi)徑為Φ0.5±0.1mm的噴嘴（針狀）構(gòu)成，用于產(chǎn)生特定的試驗(yàn)火焰。燃燒器應(yīng)能提供高度可調(diào)（通常為12±1mm）、穩(wěn)定的火焰。
• 氣體供應(yīng)系統(tǒng)： 為針焰燃燒器提供純度≥95%的丁烷氣（或其他規(guī)定氣體，如丙烷），并通過流量計(jì)和壓力調(diào)節(jié)閥精確控制燃?xì)饬髁恳跃S持火焰尺寸穩(wěn)定。
• 試驗(yàn)箱/通風(fēng)柜： 一個具有適當(dāng)容積、背景為暗色、內(nèi)部空氣流動速度低（通常<0.2m/s）且便于觀察的密閉或半密閉空間，用于進(jìn)行試驗(yàn)并確保安全。
• 試樣夾持裝置： 用于將試樣固定在規(guī)定的位置和角度，確保火焰能施加到試樣的特定部位（如表面或邊緣）。
• 鋪底層： 通常由一層干燥的（約40g/m2）漂白絹紙平鋪在（厚約10mm）細(xì)沙（粒徑0.5mm-1.0mm）上組成，置于試樣下方規(guī)定距離（如200±5mm）處，用于承接滴落物并判斷其引燃性。
• 計(jì)時器： 精度至少為0.5秒，用于準(zhǔn)確測量火焰施加時間（通常為30±1秒）、余焰時間（t_f）和余灼時間（t_g）。
• 火焰高度測量裝置： 如火焰高度規(guī)，用于校準(zhǔn)火焰高度。
• 溫度測量設(shè)備（可選）： 用于監(jiān)控或驗(yàn)證火焰溫度（如銅塊溫度計(jì)法）。

檢測方法 (Testing Procedure)

針焰試驗(yàn)的一般步驟如下：

1. 預(yù)處理： 試樣和鋪底層在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件（通常23±2°C, 50±5%RH）下狀態(tài)調(diào)節(jié)至少24小時，必要時還需進(jìn)行高溫老化等預(yù)處理。
2. 儀器校準(zhǔn)： 調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁?，使火焰高度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求（通常為12±1mm）。必要時驗(yàn)證火焰溫度（例如通過銅塊法，100g銅塊從100°C升至700°C所需時間應(yīng)在特定范圍內(nèi)）。
3. 試樣安裝： 將試樣按要求（如垂直、水平或與實(shí)際使用狀態(tài)一致）固定在夾具上，確保受試面朝向燃燒器。在試樣正下方規(guī)定距離處放置準(zhǔn)備好的鋪底層。
4. 施加火焰： 將已校準(zhǔn)的針焰燃燒器移至規(guī)定位置，使火焰尖端恰好接觸試樣的預(yù)定部位（如表面中心或邊緣）。啟動計(jì)時器，火焰持續(xù)施加規(guī)定時間（最常用的是30±1秒）。
5. 觀察與記錄：
   • 在施加火焰期間，觀察試樣是否被點(diǎn)燃、火焰蔓延情況。
   • 在移開火焰的同時（或之后），立即啟動另一計(jì)時器，記錄試樣上的有焰燃燒時間（余焰時間 t_f）。
   • 余焰熄滅后（如果發(fā)生），繼續(xù)記錄無焰但發(fā)光的燃燒（余灼）時間（t_g）。
   • 觀察并記錄燃燒中產(chǎn)生的滴落物是否引燃下方的鋪底層。
   • 測量并記錄試樣被燒損的長度或面積。
6. 結(jié)果判定： 根據(jù)所采用標(biāo)準(zhǔn)的具體判據(jù)，綜合評估余焰時間（t_f）、余灼時間（t_g）以及鋪底層是否被引燃等情況，判定試樣是否通過試驗(yàn)。

試驗(yàn)通常在多個試樣上進(jìn)行以獲得可靠結(jié)果。

檢測標(biāo)準(zhǔn) (Testing Standards)

針焰試驗(yàn)遵循一系列國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中最具代表性和廣泛采用的是：

• IEC 60695-11-5： 《火災(zāi)危險試驗(yàn) 第11-5部分：試驗(yàn)火焰 - 針焰試驗(yàn)方法 裝置、確認(rèn)試驗(yàn)方法和導(dǎo)則》。這是針焰試驗(yàn)的基礎(chǔ)國際標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)規(guī)定了方法、設(shè)備和合格性判據(jù)的確認(rèn)。最新版本通常要求：余焰時間 (t_f) ≤ 30 秒 且 余焰加上余灼時間 (t_f + t_g) ≤ 60 秒 且 鋪底層未完全燒毀（或未被引燃，具體看標(biāo)準(zhǔn)版本和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)引用）。
• GB/T 5169.5： 中國國家標(biāo)準(zhǔn)《電工電子產(chǎn)品著火危險試驗(yàn) 第5部分：試驗(yàn)火焰 針焰試驗(yàn)方法 裝置、確認(rèn)試驗(yàn)方法和導(dǎo)則》，等同采用 IEC 60695-11-5。
• UL 746A： 美國保險商實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)《聚合物材料 - 短期性能評估》中也會引用針焰試驗(yàn)作為評估材料阻燃等級（如 V-0, V-1, V-2, 5V）的方法之一，但其具體要求和判據(jù)可能與國際標(biāo)準(zhǔn)略有差異（UL的針焰試驗(yàn)常稱為 “Needle Flame Test” 或 “Small Scale Burning Test”）。

值得注意的是，具體的產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)（如 IEC 60335（家電）、IEC 60950/62368（ITE/音視頻）、IEC 60598（燈具）等）會引用基礎(chǔ)的火險試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（如 IEC 60695-11-5），并可能針對特定零部件或材料規(guī)定更具體的試驗(yàn)條件（如火焰施加位置、時間）和合格判據(jù)。因此，在進(jìn)行針焰試驗(yàn)時，必須明確依據(jù)的是哪個具體的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及其引用的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)版本。