ГОСТ 28157-89 Пластмассы. Методы определения стойкости к горению
Настоящий стандарт распространяется на пластмассы и устанавливает методы определения стойкости к горению при воздействии пламени газовой горелки и категории стойкости пластмасс к горению.
Стандарт не распространяется на пластмассы, которые коробятся или подвергаются усадке при воздействии пламени газовой горелки, и используются в строительстве, а также для оценки пожарной опасности пластмасс.
Термины, применяемые в стандарте, и их определения приведены в приложении 1.
1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ
1.1. Отбор проб и метод изготовления образцов для испытаний должны быть указаны в научно-технической документации (НТД) на конкретный материал.
1.2. Испытания проводят на пяти образцах, имеющих форму брусков длиной (125±5), шириной 10-13 и толщиной 1-13 мм.
1. При толщине образцов до 3 мм рекомендуется ряд значений 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 мм .
2. Размеры образца для испытаний указывают в НТД на материал.
1.3 Испытаниям подвергают образцы, изготовленные по одному методу, не имеющие вздутий, трещин, сколов, раковин, зазубрин, заусенцев и отверстий
Края образцов должны быть гладкими, радиус закругления углов не должен превышать 1,3 мм.
1.4. Испытания проводят для каждой марки материала, если она отличается от базовой показателем текучести расплава или содержанием и типом наполнителей, красителей или других модифицирующих добавок.
2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ
Лабораторный вытяжной шкаф или испытательная камера вместимостью около 1 м 3 , снабженная вытяжным устройством. После проведения каждого испытания вытяжной шкаф или испытательная камера должны тщательно вентилироваться. Стенки камеры должны быть выстланы алюминиевой фольгой, жестью или другими аналогичными материалами.
Универсальная горелка Бунзена с длиной патрубка от 80 до 100 мм и внутренним диаметром от 9,4 до 11,0 мм.
Лабораторный штатив с зажимами для крепления образцов в горизонтальном или вертикальном положениях.
Секундомер — по ГОСТ 5072. Допускается использование других типов секундомеров с погрешностью отсчета времени не более 0,5 с.
Металлическая линейка — по ГОСТ 427.
Экран из стальной сетки размерами 125 ´ 125 мм. Диаметр проволоки от 0,40 до 0,45 мм, размер ячейки 1,2 мм по ГОСТ 3826.
Гигроскопическая хирургическая вата — по ГОСТ 5556.
Газ — технический метан.
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
при температуре (23±2)°С и относительной влажности (50±5) % в течение 88 ч по ГОСТ 12423;
при температуре (70±1)° C в течение 168 ч, после чего их охлаждают в эксикаторе над безводным хлористым кальцием в течение 4 ч при температуре (23±2)°С.
В случае разногласий кондиционирование проводят при температуре 23°С и (50±5) % относительной влажности.
3.2. На образцы, испытываемые по методу А, наносят метки перпендикулярно к оси образца на расстоянии 25 и 100 мм от того конца образца, который будет подвергнут воздействию пламени.
3.3. Штатив с зажимом для крепления образцов и горелку помещают в испытательную камеру или лабораторный вытяжной шкаф.
3.4. При испытании по методу А образец закрепляют в зажиме за конец, наиболее удаленный от метки 25 мм, и располагают таким образом, чтобы его продольная ось находилась в горизонтальном положении, а поперечная ось — под углом 45° к горизонтали.
Установка для испытания на горение горизонтально закрепленного образца
1 — металлическая (проволочная) сетка; 2 — образец; 3 — горелка
Установка для испытания на горение вертикально закрепленного образца
1 — образец; 2 — горелка; 3 — вата
Под образцом на расстоянии (9,5±0,5) мм от его нижней кромки в зажиме горизонтально закрепляют проволочную сетку таким образом, чтобы положение свободного конца образца совпало с краем сетки. Испытания образца проводят на установке в соответствии с черт. 1.
3.5. При испытании по методу Б образец закрепляют в зажиме так, чтобы его продольная ось располагалась вертикально и нижний конец находился на расстоянии 300 мм от слоя гигроскопической хирургической ваты площадью 50 ´ 50 мм и толщиной 6 мм. Испытание образца проводят на установке в соответствии с черт. 2.
3.6. Газовую горелку, находящуюся в вертикальном положении на расстоянии не менее 150 мм от образца, зажигают и регулируют так, чтобы высота голубого пламени с желтым кончиком была (25±1) мм для метода А и (20±1) мм для метода Б. Подачу воздуха регулируют до тех пор, пока не исчезнет желтый кончик пламени. Высоту пламени измеряют еще раз и при необходимости корректируют.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1.1. Сущность метода заключается в определении скорости распространения пламени по горизонтально закрепленному образцу.
Горизонтально закрепленные образцы по стойкости к горению относят к категории ПГ (пламя горелки является источником воспламенения горизонтально закрепленного образца).
4.1.2. Пламя горелки подносят к нижней кромке свободного конца образца. Центральная ось патрубка горелки должна находиться в той же вертикальной плоскости, что и продольная ось образца, и под углом 45° к горизонтали. Пламя подносят на 30с без изменения положения горелки так, чтобы торец образца был погружен в пламя на глубину около 6,5 мм, и затем удаляют от образца.
4.1.3. Если образец сгорает до метки 25 мм менее чем на 30 с, то горелку удаляют от образца, как только пламя достигает метки 25 мм.
4.1.4. Если образец продолжает гореть после удаления горелки, то фиксируют время t (с) горения образца между метками и рассчитывают скорость горения v (мм/мин).
4.1.5. Если фронт пламени распространяется от метки 25 мм, но не достиг метки 100 мм, фиксируют время горения и длину L (мм) поврежденной части образца между меткой 25 мм и местом на образце, до которого распространился фронт пламени.
4.1.6. Материал соответствует категории ПГ, если при его горении выполняются следующие условия:
1) для образцов толщиной от 3 до 13 мм скорость горения не должна превышать 40 мм/мин на участке между метками;
2) для образцов толщиной менее 3 мм скорость горения не должна превышать 75 мм/мин на участке между метками;
3) горение прекращается до того, как пламя достигнет метки 100 мм.
4.1.7. Если хотя бы один образец из пяти не удовлетворяет условиям п. 4.1.6, то испытание проводят еще на пяти образцах. Если хотя бы один образец второй серии не удовлетворяет требованиям п. 4.1.6, то материал не может быть классифицирован как ПГ.
4.1.8. Если скорость горения нельзя рассчитать (образец гаснет после удаления пламени горелки), испытание следует провести по методу Б, чтобы определить наивысшую категорию стойкости к горению, к которой может быть отнесен данный материал.
4.2.1. Сущность метода заключается в определении времени горения и тления вертикально закрепленного образца. По стойкости к горению вертикально закрепленные образцы относят к категориям ПВ-0, ПВ-1, ПВ-2 (пламя горелки является источником воспламенения вертикально закрепленного образца) в соответствии с приложением 2.
4.2.2. Пламя горелки подносят к центру свободного конца образца на 10 с. Затем горелку удаляют от образца не менее чем на 150 мм и регистрируют время горения образца. Когда горение образца прекратится, пламя подносят к образцу повторно. Через 10 с пламя снова удаляют от образца и регистрируют время горения и тления.
4.2.3. Если при горении образца наблюдается падение расплавленных и горящих частиц материала, то горелку следует установить под углом 45° и сместить ее от центра влево или вправо по ширине образца, чтобы исключить попадание капель материала в горелку. Расстояние между нижним концом образца и концом патрубка горелки во время испытания следует поддерживать равный 10 мм.
4.2.4. Во время испытания следует фиксировать следующие показатели:
1) время горения t 1 после первого приложения пламени к образцу;
2) время горения t 2 после второго приложения пламени к образцу;
3) время тления t 3 после второго приложения пламени;
4) число образцов, сгоревших до зажима;
5) наличие горящих капель или частиц, которые зажигают гигроскопическую хирургическую вату под образцом.
4.2.5. По результатам испытаний определяют категорию горючести материала.
4.2.5.1. Материалы, отнесенные к категории ПВ-0, должны удовлетворять следующим требованиям:
1) время горения образца не должно превышать 10 с после каждого приложения пламени;
2) суммарное время горения серии из пяти образцов после двукратного приложения пламени не должно превышать 50 с;
3) ни один из образцов не должен гореть или тлеть до зажима;
4) гигроскопическая хирургическая вата, находящаяся на расстоянии 300 мм под образцом, не должна воспламеняться падающими частицами вещества;
5) ни один образец не должен гореть и тлеть более 30 с после второго удаления пламени.
4.2.5.2. Материалы, отнесенные к категории ПВ-1, должны удовлетворять следующим требованиям:
1) время горения образца не должно превышать 30 с после каждого приложения пламени;
2) суммарное время горения пяти образцов после двукратного приложения пламени не должно превышать 250 с;
3) ни один из образцов не должен гореть или тлеть до зажима;
4) гигроскопическая хирургическая вата, находящаяся на расстоянии 300 мм под образцом, не должна воспламеняться падающими частицами вещества;
5) ни один образец не должен гореть и тлеть более 60 с после второго удаления пламени.
4.2.5.3. Материалы, отнесенные к категории ПВ-2, должны удовлетворять следующим требованиям:
1) время горения образца не должно превышать 30 с после каждого приложения пламени;
2) суммарное время горения серии из пяти образцов после двукратного приложения пламени не должно превышать 250 с;
3) ни один из образцов не должен гореть или тлеть до зажима;
4) допускается воспламенение гигроскопической хирургической ваты, находящейся на расстоянии 300 мм под образцом, падающими частицами вещества от поджигаемого образца;
5) ни один образец не должен гореть и тлеть более 60 с после второго удаления пламени.
4.2.6. Если хотя бы один образец из пяти не удовлетворяет требованиям п. 4.2.5, испытания повторяют еще на пяти образцах. Если хотя бы один образец последних пяти не удовлетворяет требованиям п. 4.2, то испытания проводят по методу А.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Скорость горения v , мм/мин, каждого образца, испытанного по методу А, вычисляют по формуле
где L — длина сгоревшей части, мм;
t — время горения, с.
5.2. Для каждого образца, испытанного по методу Б, вычисляют суммарное время горения t Г, с, после двукратного приложения пламени по формуле
5.3. Суммарное время горения t СГ, с, пяти образцов после двукратного приложения пламени вычисляют по формуле
5.4. Время горения и тления t ГТ, с, для каждого образца после второго приложения пламени вычисляют по формуле
5.5. Результаты наблюдений и вычислений оформляют протоколам, в котором указывают:
наименование, марку материала, номер серии;
способ и режим изготовления образцов;
условия кондиционирования образцов;
обозначение стандарта и метод испытания;
время горения после первого приложения пламени t 1;
время горения после второго приложения пламени t 2;
время тления после второго приложения пламени t 3;
суммарное время горения одного образца t Г;
длину сгоревшей части одного образца L ;
суммарное время горения серии из пяти образцов t СГ;
скорость горения v;
наличие образцов, прогоревших до зажима;
наличие падающих частиц, зажигающих вату.
Список тематических статей
Стойкость к горению, определяемая по ГОСТ 28157-89, характеризует способность полимерных материалов противодействовать воздействию пламени.
Стойкость, определение которой происходит с учетом скорости распространения огня, является постоянным показателем для каждого материала.
Химическая стойкость пластмасс к горению обуславливается особенностями строения полимеров, наличием в их составе функциональных групп, превращающихся при высоких температурах в ингибиторы горения.
Категория стойкости к горению для различных материалов определяется по ГОСТ 28157-89 и подразделяется на несколько категорий: ПВ-0, ПВ-1, ПВ-2, ПГ. К первой группе относят те материалы, образцы которых не поддерживают горения и т.д.
Настоящий стандарт распространяется на пластмассы и устанавливает методы определения стойкости к горению при воздействии пламени газовой горелки и категории стойкости пластмасс к горению.
Стандарт не распространяется на пластмассы, которые коробятся или подвергаются усадке при воздействии пламени газовой горелки, и используются в строительстве, а также для оценки пожарной опасности пластмасс.
Оценка воспламеняемости полимеров
Для оценки результатов воспламеняемости твердых электроизоляционных материалов, и в частности стенок кабельных колодцев, используются методы, прописанные в ГОСТ 28779-90 «Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения воспламеняемости под воздействием источника зажигания» и ГОСТ 28157-2018 «Пластмассы. Методы определения стойкости к горению» Настоящие методы испытаний применяются для предварительной оценки поведения твердых электроизоляционных материалов при воздействии источника зажигания. Полученные результаты позволяют проверить постоянные свойства материала, оценить достигнутые успехи в разработке электроизоляционных материалов. Воспламеняемость — это способность материала или продукта гореть с образованием пламени. Испытания проводят на образцах определенных размеров по принятым критериям оценки, при использовании определенного источника зажигания. Другими словами, оценивается способность начинать горение при поднесении открытого пламени и длительность после устранения источниками огня.
Необходимо обратить внимание, что при испытании многослойного материала воздействию огня и проверкой на воспламеняемость подвергается только наружный слой.
Свойства образцов при испытаниях оценивают по следующим трем классам, представленным в таблице. FV (ПВ): Пламя — вертикальный образец.
| Наименование показателя | Классы | ||
|---|---|---|---|
| FV (ПВ) 0 | FV (ПВ) 1 | FV (ПВ) 2 | |
| Время горения после каждого воздействия пламени для каждого образца, с | |||
| Суммарное время горения при десяти приложениях пламени для каждой серии из пяти образцов, с | |||
| Время тления образца после вторичного удаления пламени, с | |||
*Только для одного воздействия пламени допускается превышение времени горения 10 или 30 с при условии, что суммарное время горения при десяти приложениях пламени для каждой серии из пяти образцов не превышает 50 или 250 с соответственно. Таким образом, при обозначении воспламеняемости изделии категорией ПВ0 необходимо обратить внимание, что: ► материал с категорией ПВ0 не является абсолютно негорючим, а трудновоспламеняем и горит с затуханием до 10сек.;
► категории ПВ0 соответствует только верхний слой многослойного материала — нижние слои могут под воздействием высокой температуры при образования очага возгорания внутри колодца плавиться;
► плавление нижнего слоя может вызывать коробление конструкции колодца.
Альтернативой использования многослойного полимера, где один слой имеет категорию ПВ0, явлются специальные негорючие составы, наносимые на внутренние поверхности колодца, или самосрабатывающие порошковые огнетушители, типа, ОСП-1 или ОСП-2. Последная альтернатива дает большую сохранность кабелям и оборудованию при возгорании внутри колодца. Широко используется зарубежом мировой стандарт UL94 классификации полимерных материалов на воспламеняемость. Шесть классификаций относятся к материалам, которые широко используются в корпусах, структурных деталях и изоляции: UL94 5VA: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце не могут появляться отверстия;
UL94 5VB: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце могут появляться отверстия;
UL94 V-0: самогашение в течение менее 10 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
UL94 V-1: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
UL94 V-2: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; допускается образование горящих капель или пылающих частиц;
UL94 HB: медленное горение горизонтально лежащего образца; при толщине стенки менее 3 мм скорость горения должна быть меньше 76 мм/мин.
- Проектирование конструкций сварных изделий
- Оборудование для кабельных колодцев
- Оборудование для водопроводных колодцев
- Оборудование для колодцев с гидрантами
- Люки и крышки для колодцев
- Проектирование инженерных систем
- Показатели стойкости полимерных конструкций
-
- Защита от воды и пыли (IP)
- Оценка воспламеняемости полимеров
- Горючесть материалов
- Химическая стойкость ПНД
Классификация пластмасс на воспламеняемость по стандарту UL 94
Стандарт испытаний на воспламеняемость и противопожарную безопасность пластиковых материалов, использующихся в устройствах и системах UL 94 считается одной из наиболее общепринятых нормой для классификации пластмасс по огнестойкости. Этот стандарт определяет способность материала гореть или угасать после обработки пламенем. Согласно информации UL (Underwriters Laboratories Inc.) этот стандарт гармонизирован со стандартами IEC 60707, 60695-11-10 и 60695-11-20, а также ISO 9772 и 9773. Стандарт UL 94 определяет двенадцать (12) классификаций воспламеняемости.
Эти классификации используются для описания характеристик горения материалов, которые получают опытным путем — контрольные образцы подвергают воздействию пламени в контролируемых лабораторных условиях.
Классификация осуществляется:
- по скорости горения,
- времени угасания,
- стойкости к образованию капель,
- по тому, горят ли капли.
Каждому испытуемому материалу может быть присвоено несколько категорий в зависимости от цвета и/или толщины. При конкретном выборе материала для применения категория UL должна определяться по самой тонкой стенке пластиковой детали. Категория UL всегда должна указываться вместе с толщиной, простое указание категории UL без толщины недостаточно.
Шесть (6) классификаций относятся к материалам, которые широко используются в корпусах, структурных деталях и изоляции. Ниже эти классификации перечислены в порядке уменьшения устойчивости к воспламеняемости:
- UL94 5VA: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце не могут появляться отверстия;
- UL94 5VB: время до прекращения горения после удаления источника пламени или время послесвечения образца после 5ой обработки пламенем ≤60 с; в образце могут появляться отверстия;
- UL94 V-0: самогашение в течение менее 10 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
- UL94 V-1: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; не допускается образование горящих капель;
- UL94 V-2: самогашение в течение менее 30 секунд после удаления пламени; допускается образование горящих капель или пылающих частиц;
- UL94 HB: медленное горение горизонтально лежащего образца; при толщине стенки менее 3 мм скорость горения должна быть меньше 76 мм/мин.
Следующие три классификации основаны на тесте «Испытание на горение тонких материалов в вертикальном положении». Это испытание проводится для тонких материалов, которые не могут быть устойчивыми в горизонтальном положении. Например, к таким материалам относятся вещества, используемые на гибких печатных платах.
Ниже перечислены соответствующие классификации:
- UL94 VTM-0: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 10 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; не допускается образование горящих капель;
- UL94 VTM-1: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 30 c, время послесвечения образца ≤ 60 c; не допускается образование горящих капель;
- UL94 VTM-2: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 30 c, время послесвечения образца ≤ 60 c; допускается образование горящих капель.
И наконец, последние три классификации относятся к тесту на горизонтальное горение вспененных материалов.
Ниже перечислены классы воспламеняемости для таких материалов:
- UL94 HF-1: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 2 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; не допускается образование горящих капель;
- UL94 HF-2: время до прекращения горения после удаления источника пламени ≤ 3 c, время послесвечения образца ≤ 30 c; допускается образование горящих капель;
- UL94HBF: скорость горения не превышает 40 мм/мин .
В зависимости от характеристик метода тестирования образцы, отлитые из пластмассового материала, устанавливаются в горизонтальное или вертикальное положение. Они подвергаются воздействию пламени на протяжении определенного периода времени. Для одних испытаний требуется однократная обработка пламенем, для других — многократная.
При тестировании материалов класса HB в горизонтальном положении должно быть было установлено, что скорость их горения меньше определенной предельно допустимой скорости. Как правило, материалы класса HB запрещено использовать в тех условиях, где они подвержены существенному риску воспламенения.
Испытания на воспламеняемость материалов для классификации по классам V-0, V-1, V-2, которые проводятся компанией UL
Классы «V» означают, что материл был протестирован в вертикальном положении. Для материалов классов V-0, V-1 и V-2 самогашение наступает в течение определенного периода времени после прекращения воздействия пламени. Кроме того, эти классы определяют, образуются ли при горении пылающие частицы, которые поджигают индикативный материал из хлопка под образцом. Классы VTM основаны на испытаниях для материалов очень маленькой толщины. Классы 5V получены в результате самых жестких испытаний, в течение которых материал подвергался обработке пламенем 5 раз.
Классы воспламеняемости CSA. Тест на воспламеняемость Канадской ассоциации по стандартизации (Canadian Standard Association, CSA) C22.2 No 0.6, тест A подобен тесту UL 94 5V. Однако, требования данных тестов более строгие. Пламя воздействует дольше, а контрольные образцы должны угасать за меньшее время. Результаты этого теста рассматриваются в соответствии с UL 94.
ASTM D2863 (ISO 4589) По результатам тестирования контрольным образцам назначается кислородный индекс (КИ) в соответствии со стандартом ASTM D2863 «Измерение минимальной концентрации кислорода, при котором возможно свечеобразное горение пластмассового материала». Горение контрольных образцов происходит в кислородно-азотной смеси, состав которой контролируется в лабораторных условиях. Кислородный индекс — это минимальное объемное процентное содержание кислорода, которое необходимо для поддержания пламени на термопластическом пластике. КИ определяется как минимальная концентрация кислорода, необходимая для горения материала на протяжении трех минут или поддержания горения участка контрольного образца длиной 50 мм. Чем выше КИ, тем меньше вероятность возгорания материала.
Популярные товары