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    阻燃材料在交通運輸領域的標準與發展

    2021-03-31 已有731人瀏覽 皖燃科技

    阻燃材料是指能夠抑制或者延滯燃燒而自己并不容易燃燒的材料,目前主要分為有機和無機,鹵素和非鹵這四大類,主要應用于塑料、泡沫塑料、薄膜、紡織物、涂料、橡膠、汽車內飾件、電工電子產品等,廣泛應用于軌道交通、航空航天、電子電氣、建筑建材、紡織品、日用家具等領域。

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    阻燃材料是關系到社會公共安全和人民生命財產安全的重要材料之一,是必不可少的關鍵材料。尤其是在一些高速發展的火災敏感行業,如軌道交通、航空航天、汽車等領域,在材料選用上會充分考慮材料的阻燃、低煙、無毒等特性。隨著行業發展出臺且逐步完善了適用于本行業的材料阻燃性能試驗標準。


    許多材料,如紡織品、塑料、橡膠等應用領域非常廣泛,各類民用和產業用材料消費量也在逐年遞增,需要滿足的阻燃標準也是越來越復雜。我們以紡織品為例,在我國關于紡織品的阻燃性能測試方法就約有43種。對于眾多阻燃材料企業來說,符合相應領域的阻燃性能要求就顯得尤為重要。尤其是在軌道交通、民用航空這兩個交通運輸領域中,都有獨立且嚴格的行業/企業標準和詳細的試驗要求。本文將就這兩個典型行業的阻燃標準,進行詳細的介紹,希望對大家有所幫助。


    軌道交通行業近幾年飛速發展,全國的軌道交通行業企業迎來新機遇,軌道交通運輸工具得以安全穩健的發展得益于軌道交通材料的正確選用,車輛及內飾的防火阻燃性能對運輸過程的安全起著至關重要的作用,國內外市場對交通工具非金屬部件和材料的防火阻燃能力的要求也越來越高。國內外都頒布了相應的防火阻燃標準與指令,成了當地市場的準入要求。



    軌道車輛(機車)材料


    橡膠產品

    (密封條,密封圈)

    隔音氈

    三聚氰胺泡沫

    (保溫材料)

    海綿(座墊)

    紡織品

    (窗簾,遮陽板,座椅覆蓋)

    鋁蜂窩板(地板)

    地面材料

    (地板用膠水,涂料等)

    防火涂料

    塑料制品

    (遮光板,墻板,電池蓋等)

    防火膠水

    電線電纜

    火車座椅

    吊頂和吊頂覆蓋物

    吊頂里的燈具裝置

    水平擺放的內部材料

    (桌子,架板等)

     控制箱,控制柜等

    垂直擺放的內部材料

    (廣告架,墻壁覆蓋物等)



    我國曾經全套引進了法國的防火測試標準 NFP92 系列,并制定了 TB/T 2639 系列標準。但由于種種原因,沒有正式實施。近年來我國按照列車時速制訂了 TB/T 3138-2018(運行速度不超過200Km/h)及 TB/T3237-2010(運行速度超過200KM/H的動車組)等標準。根據國鐵集團技術標準目錄(截止2019年12月31日),國鐵集團已確定將阻燃技術條件由TB/T3138-2018調整為Q/CR 699-2019。QCR699標準對材料的阻燃、低煙、無毒(低毒)、無鹵等方面提出了新的要求。


    歐盟為了建立統一的鐵路車輛的防火測試標準制定了EN45545,標準中規定鐵路車輛構件及材料的防火阻燃性,煙霧毒性等性能要求。


    EN45545及EN45545-2標準主要是為了取代英國BS6853:1999標準,法國NFF16-101/102標準,德國DIN5510-2標準,意大利CEI UNI 11170-3標準等各國的消防法規和個別國家的鐵路車輛消防地方性法規標準。其中的標準其實目的主要在于控制熱量的形成,火焰的蔓延,煙密度以及煙毒性。根據產品的最終用途、火災時風險程度,將劃分為R1-R26這26個不同的類別。根據不同車輛類型及操作環境不同,火災的危險等級從HL1-HL3,三個等級,HL3火災風險最高。


    由于軌道交通涉及的材料較多,每種材料的阻燃性能要求可以參照具體標準內容。在各標準中主要關注4個方面:熱釋放量、可燃性、毒性測試、煙霧密度。關于這四類試驗的詳細介紹,可以參照我們的文章《一文了解材料阻燃性能試驗方法》。

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    為了滿足上述各類試驗要求,擁有頂尖防火和阻燃研究小組,直接參與ISO,CEN和ASTM國際標準的制定與更新的英國Fire Testing Technology Limited(FTT),在軌道交通領域提供的設備方案主要包含:


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    由于軌道交通涉及的材料較多,每種材料的阻燃性能要求可以參照具體標準內容。在各標準中主要關注4個方面:熱釋放量、可燃性、毒性測試、煙霧密度。


    為了滿足上述各類試驗要求,擁有頂尖防火和阻燃研究小組,直接參與ISO,CEN和ASTM國際標準的制定與更新的英國Fire Testing Technology Limited(FTT),在軌道交通領域提供的設備方案主要包含:

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    FTT是量熱儀、NBS 煙霧密度箱和氧指數儀的世界主供應商 ,其主要的代表產品有iCone錐形量熱儀,SBI單體燃燒,NBS煙霧密度箱,(高溫)氧指數儀、EN50399成束電纜熱釋放儀等,皆能滿足各國標準,且確保公司生產的儀器始終符合最新標準方法的要求。


    航空材料防火要求

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    飛機由于飛行環境的特殊性,除了要保證飛機的制造商制造規格和購買者的使用要求相一致外,飛機和制造它所使用的材料必須遵從國家的和國際的標準。飛機材料阻燃測試、防火測試主要是為了證明材料達到對著火危險可接受得控制;當所有主要用到的材料表面暴露于火源時,達到對熱量,煙及毒氣總量等級的可接受的控制;所有要求作為防火板使用的材料或物品,以及在暴露于火源時要求發揮作用的材料及物品,應達到可接受的防火性能。


    目前世界使用的2個國際標準:

    聯邦航空管理局FAA的適航第25部分(FAR第25部分,特別是附錄F,描述了組成機身受壓部分的材料的所有測試方法)。


    歐洲相應的標準是JAR第25部分。

    我國的適航標準是以美國FAA的適航標準FAR為藍本,中國民用航空局結合國情而制定的《中國民用航空章程》(CCAR)。


    此外國際標準要求飛機制造商們必須完全滿足以下測試:

    ABD 0031描述的對空中客車的AITM測試方法;

    波音安全標準(BSS)對波音的要求。

    CCAR、FAR與JAR在要求基本上相同。

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    FAR/CCAR 第25部分針對不同的材料提出了不同的阻燃要求: FAR 第25部分,附錄F - 第I部分

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    通過上文我們可以看出FAR 25.853主要測試項目:

    防火性能測試:垂直燃燒測試,水平燃燒測試,45°角燃燒測試,60°角燃燒測試

    煙密度測試:根據ABD0031空客指令或者BSS 7238規定進行測試

    毒性測試根據ABD0031空客指令或者BSS 7239標準進行測試

    熱釋放量測試

    在航空材料選擇中,阻燃性能的要求更加嚴格且詳細,與聯邦航空局FAA聯合開發微型量熱儀的FTT針對航空領域的設備也非常全面,且滿足標準要求。


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    FTT的微型量熱儀(MCC)就是美國聯邦航空管理局(FAA)為防火飛機機艙篩選研究材料而開發的,ASTM將其標準化為ASTM D7309,隨著聯邦航空局FAA對儀器的改進,該標準也在不斷發展。FTT在火災和燃燒特性領域深耕三十余年,ISO TC61第4小組委員會就是由FTT主任Stephen Grayson主持,此標準委員會是負責塑料燃燒特性標準。標準包括氧氣指數系列(ISO 4589)和煙密度箱(ISO 5659-2),后者用于國際海洋和鐵路法規。2019年,ISO TC61 SC4通過建立兩個新的工作項目來開發兩個微型燃燒量熱儀標準,認可了微型燃燒量熱儀的價值。一個是關于一般指南,一個是關于用微型量熱法來識別塑料。

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