灼熱絲試驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證結(jié)果分析

桂 懌 陳家明 張宗取

（威凱檢測(cè)技術(shù)有限公司 廣州 510663）

引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平日益高速發(fā)展，電工電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在家電產(chǎn)品、電器附件、汽車(chē)零部件、電動(dòng)器具及電機(jī)產(chǎn)品等行業(yè)中大量使用。這些產(chǎn)品中廣泛使用著各種非金屬材料作為外殼、載流支撐部件、底座等。如果這些非金屬材料因產(chǎn)品故障、過(guò)載或接觸不良可能會(huì)造成產(chǎn)品局部過(guò)熱，甚至?xí)鸩牧先紵盎鹧媛佣几浇O(shè)備或產(chǎn)品，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，引發(fā)大規(guī)模火災(zāi)事故，造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。電工電子產(chǎn)品的耐燃性作為安全性能的一個(gè)重要指標(biāo)，而檢驗(yàn)電工電子產(chǎn)品耐燃性好壞的方法是盡可能按實(shí)際情況模擬發(fā)生效應(yīng)，對(duì)電工電子產(chǎn)品的耐燃性進(jìn)行測(cè)試。灼熱絲試驗(yàn)就是規(guī)定了用灼熱絲模擬灼熱元件或過(guò)載電阻等短期內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力的效應(yīng)，以盡可能真實(shí)地再現(xiàn)灼熱元件或過(guò)載電阻等對(duì)電工電子產(chǎn)品及其材料的影響。所以，正確的進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和選用的材料滿(mǎn)足安全要求是非常重要的。

本次能力驗(yàn)證項(xiàng)目考察各相關(guān)實(shí)驗(yàn)室灼熱絲試驗(yàn)的測(cè)試能力，對(duì)于促進(jìn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試工作，幫助實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)日常測(cè)試存在的問(wèn)題，為國(guó)家認(rèn)監(jiān)委加強(qiáng)該領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室的監(jiān)管，提高實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試水平提供了依據(jù)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 結(jié)果與討論

1.1 參加實(shí)驗(yàn)室概況和實(shí)施方案

參加本次灼熱絲能力驗(yàn)證計(jì)劃共有103家參加實(shí)驗(yàn)室報(bào)名，2家參加實(shí)驗(yàn)室因故退出，實(shí)際收回檢測(cè)結(jié)果101份。本次計(jì)劃的參加實(shí)驗(yàn)室分布于中國(guó)18個(gè)省、直轄市和自治區(qū)。

本次能力驗(yàn)證采用了樣品為灼熱絲試驗(yàn)塑料片，由合格的供應(yīng)商制備。首先根據(jù)設(shè)計(jì)配方按照比例稱(chēng)取原料、阻燃劑、色粉、助劑等，高速混勻后通過(guò)擠出機(jī)擠出-造粒，得到顆粒后再次混合-擠出-造粒，經(jīng)多次混合-擠出-造粒后制備成所需的粒料，然后注塑成型塑料片狀試樣，樣品尺寸為60 mm×60 mm×3.0 mm（長(zhǎng)×寬×厚），如圖1所示。要求各實(shí)驗(yàn)室依據(jù)GB/T 5169.10、GB/T 5169.11、GB/T 5169.12、GB4706.1、GB4943.1、GB 7000.1、GB/T 19510.1、GB/T 3883.1、GB/T 2099.1等標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行。檢測(cè)參數(shù)為在指定試驗(yàn)溫度775 ℃條件下對(duì)樣品進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)。

圖1 樣品示意圖

1.2 統(tǒng)計(jì)分析設(shè)計(jì)及能力評(píng)價(jià)原則

1.2.1 指定值

本次計(jì)劃為定性計(jì)劃，利用專(zhuān)家判定確定指定值。本次計(jì)劃專(zhuān)家實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 專(zhuān)家實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

因此本次能力驗(yàn)證計(jì)劃指定值詳見(jiàn)表2。

表2 CVC2022M02指定值

1.2.2 能力評(píng)價(jià)

本次計(jì)劃將參加實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果和指定值進(jìn)行比較，若參加實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果與指定值一致，則為滿(mǎn)意；若測(cè)試結(jié)果與指定值不一致，則為不滿(mǎn)意。

1.3 能力驗(yàn)證結(jié)果

參加本次計(jì)劃的101家實(shí)驗(yàn)室中，共有101家實(shí)驗(yàn)室獲得滿(mǎn)意結(jié)果，占參加實(shí)驗(yàn)室數(shù)量的100 %。

1.4 技術(shù)分析與建議

本次能力驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)意率為100 %。說(shuō)明參與的實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力水平能夠達(dá)到要求，但是從本次能力驗(yàn)證試驗(yàn)調(diào)查表中仍然可以發(fā)現(xiàn)還有以下方面存在著一些技術(shù)問(wèn)題。我們從對(duì)影響灼熱絲測(cè)試結(jié)果的可能因素進(jìn)行了分析，主要包括以下幾個(gè)方面。

1.4.1 樣品預(yù)處理

樣品預(yù)處理是灼熱絲試驗(yàn)中非常重要的一項(xiàng)準(zhǔn)備工作，因?yàn)樗芰喜牧显诓煌沫h(huán)境下會(huì)有不同的耐燃燒性能，以及不同的火焰蔓延能力和自熄滅能力，為確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)便于試驗(yàn)結(jié)果的追溯，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求進(jìn)行預(yù)處理，特別是鋪底層的松木板和包裝絹紙常容易被操作人員所忽略[1]。本次能力驗(yàn)證指導(dǎo)書(shū)規(guī)定“試驗(yàn)樣品和使用的絹紙和木板在溫度（23±2）℃、相對(duì)濕度（50±10）%的大氣環(huán)境下放置24 h”。本次通過(guò)對(duì)樣品預(yù)處理要求進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，101家實(shí)驗(yàn)室樣品和鋪底層預(yù)處理溫度為（21～28）℃，相對(duì)濕度為（42～ 72）%，預(yù)處理時(shí)間為（24～60.5）h，個(gè)別實(shí)驗(yàn)室未符合要求。建議實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)前，應(yīng)該嚴(yán)格按照要求對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。

1.4.2 試驗(yàn)箱

灼熱絲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5169.10-2017中規(guī)定試驗(yàn)箱應(yīng)在無(wú)通風(fēng)環(huán)境下運(yùn)行[2]。因此在試驗(yàn)期間應(yīng)檢查試驗(yàn)箱是否封閉。因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)沒(méi)關(guān)好試驗(yàn)箱會(huì)對(duì)測(cè)試造成兩方面影響：一是當(dāng)試驗(yàn)箱未封閉，由于箱體內(nèi)的氧氣量相對(duì)充足，一旦樣品起燃，很難自熄；二是試驗(yàn)箱打開(kāi)會(huì)導(dǎo)致灼熱絲散熱較快，空氣流動(dòng)會(huì)影響灼熱絲試驗(yàn)溫度，使灼熱絲無(wú)法保持在規(guī)定溫度，導(dǎo)致測(cè)試不準(zhǔn)確。基于以上原因，本次能力驗(yàn)證對(duì)“試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)箱是否封閉”和“試驗(yàn)過(guò)程中是否利用排氣裝置（如排氣扇）進(jìn)行排氣”進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3、表4，建議實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行測(cè)試時(shí)封閉試驗(yàn)箱，包括試驗(yàn)箱的排風(fēng)口，試驗(yàn)過(guò)程中不應(yīng)進(jìn)行抽風(fēng)排氣。

表4 “試驗(yàn)過(guò)程中是否進(jìn)行排氣”統(tǒng)計(jì)情況表

1.4.3 溫度測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn)

校驗(yàn)溫度測(cè)量系統(tǒng)是灼熱絲試驗(yàn)的關(guān)鍵步驟之一，可用一塊純度至少為99.8 %，面積約2 mm2和厚度約0.06 mm的銀箔放置在灼熱絲頂部的上表面來(lái)完成灼熱絲溫度的單點(diǎn)校驗(yàn)。GB/T 5169.10-2017標(biāo)準(zhǔn)中要求“當(dāng)銀箔開(kāi)始融化時(shí)，溫度計(jì)應(yīng)該顯示（960±10）℃”。本次測(cè)試也對(duì)“銀箔溫度核查”進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果統(tǒng)計(jì)匯總見(jiàn)表5。實(shí)驗(yàn)室銀箔溫度核查應(yīng)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的要求，如果銀箔熔化溫度低于950 ℃或高于970 ℃，會(huì)導(dǎo)致灼熱絲實(shí)際測(cè)試溫度偏高或偏低，從而影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)室也應(yīng)根據(jù)灼熱絲的使用頻率確定適當(dāng)?shù)你y箔溫度核驗(yàn)周期，定期對(duì)灼熱絲溫度進(jìn)行核驗(yàn)，以確保灼熱絲溫度的準(zhǔn)確性。

表5 銀箔溫度核查結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

1.4.4 試驗(yàn)電路

GB/T 5169.10-2017規(guī)定：灼熱絲加熱的簡(jiǎn)單電路，其沒(méi)有反饋裝置或電路維持溫度。灼熱絲試驗(yàn)裝置的電源應(yīng)為一個(gè)穩(wěn)定的電壓源（±2 %rms）。試驗(yàn)電路應(yīng)包含一個(gè)電流測(cè)量裝置，指示真實(shí)有效值的最大誤差在1 %以?xún)?nèi)。本次針對(duì)“灼熱絲是否有用于保持溫度的反饋裝置或反饋回路”進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果統(tǒng)計(jì)匯總見(jiàn)表6。本次計(jì)劃中34家實(shí)驗(yàn)室填寫(xiě)灼熱絲是有用于保持溫度的反饋裝置或反饋回路，不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。建議實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行核查，對(duì)于不符合要求的設(shè)備，應(yīng)該進(jìn)行改造或更換，確保滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表6 是否有用于保持溫度的反饋裝置或反饋回路統(tǒng)計(jì)情況表

1.4.5 灼熱絲接觸樣品之前的注意事項(xiàng)

灼熱絲用電加熱到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度，試驗(yàn)開(kāi)始前這一溫度應(yīng)在60 s內(nèi)的變化保持在5 ℃以?xún)?nèi)，為了熱輻射不影響試驗(yàn)樣品，在加熱期間應(yīng)提供至少5 cm的屏蔽距離或適當(dāng)屏蔽物，且在試驗(yàn)完成前不再調(diào)整加熱電流。當(dāng)在調(diào)節(jié)加熱電流進(jìn)行升溫時(shí)，灼熱絲達(dá)到試驗(yàn)溫度就立刻接觸樣品，容易出現(xiàn)比規(guī)定的試驗(yàn)溫度更高的熱沖擊，溫度過(guò)沖高于規(guī)定的試驗(yàn)溫度，這樣會(huì)影響對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的判定，存在對(duì)合格樣品誤判的可能。對(duì)于“是否調(diào)節(jié)加熱電流或者電壓保持溫度的穩(wěn)定”及“樣品與灼熱絲間距離”展開(kāi)調(diào)查，結(jié)果統(tǒng)計(jì)匯總見(jiàn)表7、表8，本次計(jì)劃有11家調(diào)節(jié)加熱電流或電壓保持溫度穩(wěn)定，有7家樣品與灼熱絲間距離小于5 cm，均不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表7 是否調(diào)節(jié)加熱電流或者電壓保持溫度的穩(wěn)定統(tǒng)計(jì)情況表

表8 樣品和灼熱絲距離統(tǒng)計(jì)情況表

2 總結(jié)

從本次灼熱絲能力驗(yàn)證活動(dòng)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，大部分實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力水平都能夠達(dá)到要求，但是還有部分參加實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試能力方面存在著一些技術(shù)問(wèn)題，包括儀器設(shè)備不符合要求、人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解及對(duì)設(shè)備的熟練程度等，建議實(shí)驗(yàn)室應(yīng)加大檢測(cè)技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，提高檢測(cè)能力，同時(shí)也要多利用能力驗(yàn)證計(jì)劃、測(cè)量審核等能力驗(yàn)證活動(dòng)形式加強(qiáng)質(zhì)量控制，從技術(shù)上保障實(shí)驗(yàn)室日常檢測(cè)活動(dòng)的質(zhì)量。