معرفی استاندارد UL94 و روش های انجام آزمون ها مطابق با استاندارد فوق

پیش گفتار

انواع مختلفی از تست های اشتعال پذیری صنعتی وجود دارد که به طور گسترده در صنعت استفاده می شوند. اکثر این تست ها قادر به پیش بینی رفتار پلیمرها تحت تاثیر گرمای بسیار زیاد در مقیاس بزرگ از آتش سوزی، نیستند.

UL 94 استانداردی در زمینه اشتعال پذیری است که توسط سازمان Underwriters Laboratories ایالات متحده آمریکا منتشر شده که آزمایشگاه هایی را در سر تا سر جهان برای بررسی دستگاه ها ، سیستم ها و مواد اداره می کند.

این استاندارد مواد را بر اساس نحوه اشتعال پذیری آنها در جهت های متفاوت و با ضخامت های مختلف طبقه بندی کرده ، خواص مواد و خطرات آنها را (در شرایط آزمون) شناسایی می کند و روشهایی را برای آزمایش هر ماده ارائه می کند.  آزمایشها عموماً بر روی نمونه ای با ابعاد 5 اینچ در 0.5 اینچ با ضخامت های مجاز انجام می شود اما  برای درجه بندی های 5VA  و  5VB، آزمایش ها بر روی هر دو نوع  نمونه مکعب مستطیلی  و پلاک انجام می شود و شعله مورد استفاده در این آزمایش تقریباً پنج برابر شعله مورد استفاده در دیگر آزمایشات است.

البته طبقه بندی های دیگری نیز وجود دارد که برای فوم های با چگالی کم  با کد های HF-1 ، HF-2 ، HBF  و فیلم های نازک با کد های VTM-0 ، VTM-1 ، VTM-2  اعمال می شود.

• در ادامه خلاصه ای از طبقه بندی ها که طبق این استاندارد به ترتیب از کمترین تا بیشترین میزان ایجادِ تاخیر در شعله است، آورده شده :
• HB : زمان سوختن نمونه افقی اندازه گیری و اعلام می شود و سوختن بیش از علامت 4 اینچ مجاز نیست.

(رسیدن شعله به یک اینچ انتهایی نمونه مجاز نیست.)

• V2 : سوختن نمونه عمودی در30 ثانیه متوقف می شود و چکیدن قطرات شعله ور، مجاز است.
• V1 : سوختن نمونه عمودی در30 ثانیه متوقف می شود اما چکیدن قطرات شعله ور، مجاز نیست.

(چکیدن قطراتِ بدون شعله، مجاز است.)

• V0 : سوختن نمونه عمودی در10 ثانیه متوقف می شود اما چکیدن قطرات شعله ور، مجاز نیست.

( چکیدن قطراتِ بدون شعله، مجاز است.)

• 5VB:

نمونه عمودی: سوختن نمونه عمودی پس از اعمال شعله پنجم در60 ثانیه  متوقف می شود و چکه کردن مجاز نیست.

نمونه پلاک: علاوه بر شرایط نمونه عمودی، ایجاد حفره در نمونه پلاک، مجاز است. (احتمال ایجاد حفره در نمونه ها وجود دارد.)

 

• :5VA

نمونه عمودی: سوختن نمونه عمودی پس از اعمال شعله پنجم در60 ثانیه  متوقف می شود و چکه کردن مجاز نیست.

نمونه پلاک: علاوه بر شرایط نمونه عمودی، ایجاد حفره در نمونه پلاک، مجاز نیست.

• در ادامه مطالب به بررسی دقیق تر این روش ها می پردازیم.

تست افقی  UL94 – HB

ابعاد نمونه:

[5 در 0.5در 0.125] (اینچ)

روش آزمون :

در این آزمون سه نمونه، حداقل پس از 48 ساعت  در شرایط دمایی 23 درجه و50 %  RH آزمایش می شوند. هر یک از نمونه ها به صورت  افقی نصب شده و نقاط 1 اینچ و4 اینچی از انتهای نمونه علامت گذاری می شوند سپس از یک سمت به گونه ای نصب می شود که لبه پایینی آن 3.8 اینچ بالاتر از wire gauge باشد، ضمناً مشعل Bunsen با زاویه 45 درجه قرار داده می شود به صورتی که مخروط آبی رنگ درونی شعله با ارتفاع 1 اینچ به مدت 30 ثانیه یا تا زمانی که به علامت 1 اینچ ابتدایی نمونه برسد بر روی انتهای آزاد نمونه اعمال و سپس برداشته می شود. اگر نمونه پس از برداشتن شعله همچنان به سوختن ادامه دهد، زمان حرکت شعله بین دو قسمت علامت گذاری شده، اندازه گیری می شود و سرعت سوختن بر حسب اینچ بر دقیقه ثبت می گردد.

(موادی که در این دسته طبقه بندی شده اند دارای کمترین میزان تاخیر اندازی شعله در استاندارد UL94 می باشند.)

اطلاعات تست HB :

• برای نمونه هایی با ضخامت0.5 تا 0.12 اینچ ، نرخ سوختن نباید بیش از 1.5 اینچ در دقیقه باشد.
• برای نمونه هایی با ضخامت کمتر از 0.12 اینچ ، نرخ سوختن نباید بیش از 3 اینچ در دقیقه باشد.
• سوختن باید قبل از رسیدن شعله به نقطه 1 اینچ انتهایی نمونه، متوقف شود.

 

تست های عمودی UL94 با کد های V0 , V1 ,V2      

ابعاد نمونه:

[5 در 0.5 در 0.125 ] (اینچ)

روش آزمون :

در این آزمون 10 نمونه (2 دسته  5 تایی) حداقل پس از 48 ساعت  در شرایط دمایی 23 درجه و50 %  RH آزمایش می شوند. این آزمون شامل سه دسته بندی  V-0, V-1, V-2  می باشد که V-0 بهترین رتبه در این دسته بندی است. نمونه به صورت عمودی نصب می شود به نحوی که انتهای پایینی آن 3.8 اینچ بالاتر از مشعل Bunsen باشد. قسمت آبی شعله  به مدت 10 ثانیه به مرکز لبه پایینی نمونه اعمال می شود. اگر سوختن ظرف 30 ثانیه متوقف شود، مجدداً شعله 10 ثانیه دیگر نیز اعمال می گردد. پارچه کتان خشک در زیر نمونه قرار داده شده  تا چنانچه نمونه شروع به چکیدن کرد بررسی شود که آیا پارچه کتانی زیرین شعله ‌ور شده یا خیر و داده ها یادداشت ‌برداری و ثبت شوند.

بهترین راه برای تشخیص رده بندی V1 از V2 مشاهده قطرات مشتعل است که به عنوان یکی از مهم‌ترین دلایل انتشار آتش شناخته می‌شود.

V-2

• هیچ کدام از نمونه ها نباید بیش از 30 ثانیه پس از هر بار برداشتن مشعل بسوزد.
• مجموع زمان سوختن برای هرسری از مجموعه 5 تایی ، نباید  بیش از 250 ثانیه باشد.
• نمونه ای که پس از برداشتن دومین شعله آزمایشی بیش از60 ثانیه به صورت درخشان(glowing) بسوزد، مردود است.
• نمونه ای که به صورت شعله ور یا درخشان (glowing) تا حد گیره نگهدارنده بسوزد، مردود است.
• چکیدن ذرات شعله ور که فقط برای مدت کوتاهی می سوزند و برخی از آنها پارچه کتان خشک واقع در فاصله 12 اینچی زیر نمونه آزمایش را مشتعل می کند، مجاز است.

V-1

• هیچ کدام از نمونه ها نباید بیش از 30 ثانیه پس از هر بار برداشتن مشعل  بسوزد.
• مجموع زمان سوختن برای هرسری از مجموعه  5 تایی ،  نباید  بیش از 250 ثانیه باشد.
• نمونه ای که پس از برداشتن دومین شعله آزمایشی بیش از60 ثانیه به صورت درخشان(glowing) بسوزد، مردود است.
• نمونه ای که به صورت شعله ور یا درخشان (glowing) تا حد گیره نگهدارنده بسوزد، مردود است.
• چکیدن ذرات شعله ور که پارچه کتان خشک واقع در فاصله 12 اینچی زیر نمونه آزمایش را مشتعل می کند، مجاز نیست.

V-0

• هیچ کدام از نمونه ها نباید بیش از 10 ثانیه پس از هر بار برداشتن مشعل بسوزد.
• مجموع زمان سوختن برای هرسری از مجموعه  5 تایی، نباید بیش از 50 ثانیه باشد.
• نمونه ای که پس از برداشتن دومین شعله بیش از30 ثانیه به صورت درخشان (glowing)بسوزد، مردود است.
• نمونه ای که به صورت شعله ور یا درخشان (glowing) تا حد گیره نگهدارنده بسوزد، مردود است.
• چکیدن ذرات شعله ور که پارچه کتان خشک واقع در فاصله 12 اینچی زیر نمونه آزمایش را مشتعل می کند، مجاز نیست.

 

تست های عمودی– UL94  5VA , 5VB

ابعاد نمونه:

نمونه مکعب مستطیلی : [5 در 0.5 در 0.125 ] (اینچ)

نمونه پلاک : [6 در 0.6 در 0.125 ] (اینچ)

روش آزمون:

برای انجام این تست  می توان از دو نوع نمونه ( مکعب مستطیل یا پلاک)  استفاده کرد.

در این آزمون در مجموع 10 نمونه (2 دسته  5 تایی) با ضخامت های مورد نظر آزمایش می شوند.

پنج موردِ دسته اول پس از 48 ساعت در دمای 23 درجه سانتیگراد و 50٪ RH آزمایش می گردند.

پنج مورد دیگر پس از  7 روز در دمای 70 درجه سانتیگراد آزمایش می شوند.

روش آزمایش برای نمونه مکعب مستطیل :

نمونه در حالت عمود نگه داشته می شود و شعله ای از مشعل Bunsen (به طول 5 اینچ که قطر مخروط آبی رنگ داخلی آن 1 الی 1.2 اینچ باشد) از گوشه پایینی نمونه با زاویه 20 درجه و بصورتی که نوک مخروط آبی رنگ شعله  نمونه را لمس کند، به آن اعمال می شود. شعله به مدت 5 ثانیه اعمال و سپس به مدت 5 ثانیه برداشته می شود ، روند اعمال شعله و برداشتن آن برای هر نمونه 5 بار تکرار می شود.

روش آزمایش برای نمونه پلاک :

در این آزمون نمونه پلاک به صورت افقی نصب می شود و شعله به قسمت مرکزی سطح زیرین پلاک اعمال می شود، رویه این آزمون مانند نمونه مکعب مستطیل ها است؛ شعله ای از مشعل Bunsen به طول 5 اینچ که قطر مخروط آبی رنگ داخلی آن 1 الی 1.2 اینچ باشد با زاویه 20 درجه و بصورتی که نوک مخروط آبی رنگ شعله نمونه را لمس کند، به آن اعمال می شود شعله به مدت 5 ثانیه اعمال می شود سپس به مدت 5 ثانیه برداشته می شود ، روند اعمال شعله و برداشتن آن برای هر نمونه 5 بار تکرار می شود.

5VB

• شعله ور بودن نمونه پس از برداشتن شعله پنجم، بیش از 60 ثانیه، مجاز نیست.
• چکیدن ذرات شعله ور از نمونه، مجاز نیست.
• ایجاد حفره در نمونه های پلاک، مجاز است.

5VA

• (مواد با این طبقه بندی، دارای بیشترین میزان تاخیر اندازی شعله در تست های UL94 است.)
• شعله ور بودن نمونه پس از برداشتن شعله پنجم، بیش از 60 ثانیه، مجاز نیست.
• چکیدن ذرات شعله ور از نمونه، مجاز نیست.
• ایجاد حفره در نمونه های پلاک، مجاز نیست.