EN
Является ли разъемный кабельный канал огнестойким?
Коммерчесенная пекарня в Нидерландах, работающая 24 часа в сутки на промышленной производственной линии, столкнулась с возгоранием в шкафу управления, что привело к остановке работы предприятия на 11 дней. Расследование пожара установило, что источником воспламенения стал перегретый контакт реле внутри шкафа управления, где тепло от неисправного контакта передалось негорючему разъемного кабель-канала рукав, в который были собраны управляющие провода на 24 В шкафа. Рукав, изготовленный из стандартного полипропилена (PP) без добавок антипиренов, воспламенился приблизительно при 340 °C, а вертикальное расположение пучка проводов в шкафу создало эффект дымовой трубы, вследствие чего пламя распространилось вверх по оплетке к соседним пучкам кабелей в течение 40 секунд. Пожар был локализован в пределах одного щита благодаря металлическому корпусу шкафа, однако повреждение внутренней проводки дымом потребовало полной замены 480 управляющих кабелей, 22 клеммных колодок и 4 модулей ПЛК. После восстановления хлебозавод установил требование, чтобы все разъемного кабель-канала используемые в шкафах управления материалы имели сертификат UL94 V-0 — требование, которое ранее команда закупок предприятия считала «необязательным» для электрических применений внутри помещений.
Разделительная кабельная оплетка обладает огнестойкостью при изготовлении из нейлона (PA66), имеющего сертификат UL94 V-0, с галогенсодержащими антипиренами. Зависит ли конкретный разъемного кабель-канала соответствие продукта стандартам пожарной безопасности полностью зависит от базового полимера, пакета добавок, а также от того, является ли материал первичной смолой или вторичным сырьем.
Понимание классификации UL94 по огнестойкости
Стандарт UL94, разработанный Underwriters Laboratories, является международным эталоном для испытания воспламеняемости пластмасс. Испытание предусматривает вертикальное закрепление стандартизованного образца, подачу калиброванного пламени к нижнему краю в течение 10 секунд, удаление пламени и наблюдение за поведением образца при горении. Присваиваемый рейтинг зависит от трёх критериев: продолжительности горения после удаления пламени (время, в течение которого образец продолжает гореть после снятия пламени), продолжительности тления и того, вызывают ли горящие капли воспламенение хлопкового индикатора, расположенного под образцом.
Рейтинг UL94 V-0 — самый высокий стандарт для корпусов и кабельных каналов из пластмасс общего назначения — предполагает, что образец должен самопроизвольно потушиться в течение 10 секунд после удаления пламени, суммарное время горения после удаления пламени при 10 испытаниях не должно превышать 50 секунд, а также запрещено падение горящих капель с образца. разъемного кабель-канала изделие, имеющее сертификацию V-0, не поддерживает самостоятельное горение: как только внешний источник пламени удаляется, материал прекращает гореть. Рейтинг V-2 допускает более длительное время горения после удаления пламени (30 секунд на одно испытание) и разрешает падение горящих капель. Рейтинг HB (горизонтальное горение) — низшее классификационное значение — относится к материалам, которые медленно горят в горизонтальном положении, но не обладают огнестойкостью в вертикальном направлении; такие материалы непригодны для любых применений, где кабели прокладываются вертикально.
Стандартный полипропилен (PP) разъемного кабель-канала без добавок антипиренов обычно достигает только класса HB или, в лучшем случае, V-2. Горит легко, образует горящие капли и продолжает гореть после удаления источника воспламенения. Такой материал представляет собой реальную пожарную опасность в закрытых электрических корпусах, где теплоотдача оборудования может привести к повышению внутренней температуры до значений, близких к температуре воспламенения материала.
Наука о материалах — первичный PA66 по сравнению с переработанными аналогами и полипропиленовыми альтернативами
Огнестойкие характеристики разъемного кабель-канала определяется на молекулярном уровне. Нейлон PA66 — полиамид 66, конденсационный полимер гексаметилендиамина и адипиновой кислоты — имеет изначально более высокую температуру воспламенения по сравнению с полипропиленом (примерно 420 °C против 340 °C) и более высокий индекс предельного содержания кислорода (LOI) — минимальную концентрацию кислорода, необходимую для поддержания горения. LOI нейлона PA66 составляет приблизительно 24–28, что означает его способность самозатухать при нормальной атмосферной концентрации кислорода (21 %); у полипропилена LOI составляет 17–18, что означает его лёгкое воспламенение в воздухе.
Однако даже первичный PA66 сам по себе не обеспечивает сертификацию V-0. Для получения рейтинга V-0 требуются галогенсодержащие антипирены — как правило, соединения на основе фосфора или азотсодержащие производные меламина — которые вводятся в полимер при экструзии. Эти добавки действуют по двум механизмам: интумесценции (добавка вспучивается и образует углеродистый слой, изолирующий нижележащий полимер от тепла и кислорода) и захвату свободных радикалов (фосфорсодержащие радикалы прерывают цепную реакцию горения, протекающую через свободные радикалы). Композиция добавок должна быть точно рассчитана, поскольку чрезмерное их количество ухудшает механические свойства нейлона — эластичность, ударную вязкость и прочность на разрыв — которые делают разъемного кабель-канала эффективным продуктом для защиты кабелей.
Различие между первичным и вторичным PA66 критически важно для огнестойких характеристик. Первичный PA66 — например, смола BASF Ultramid — обладает известным и стабильным молекулярно-массовым распределением и предсказуемым распределением добавок. Вторичный PA66, получаемый повторным плавлением промышленных или потребительских отходов нейлона, имеет непредсказуемую молекулярную массу из-за термодеградации, происходящей при предыдущих циклах переработки (каждый цикл повторного плавления снижает среднюю длину полимерной цепи примерно на 5–15 %). Более короткие полимерные цепи формируют менее прочный углеродистый слой при горении, что снижает способность материала самозатухать. разъемного кабель-канала тканевый станок, изготовленный исключительно из первичного PA66 и имеющий сертификат V-0, надежно затухает самостоятельно в течение 10 секунд; тканевый станок, произведенный из регранулята — даже если он маркирован как «PA66» — может гореть в течение 20–30 секунд или выделять горящие капли, распространяющие пламя на соседние материалы.
Где обязательна сертификация по огнестойкости
Требование к огнестойкости разъемного кабель-канала зависит от области применения и юрисдикции. Промышленные панели управления, соответствующие стандарту IEC 61439-1 в Европейском союзе, как правило, требуют, чтобы все внутренние изделия для организации проводки соответствовали требованиям испытания на нагрев накалённой проволокой (IEC 60695-2-11) при температуре 650–960 °C в зависимости от номинального тока размещенного оборудования — испытанию, которое изделия из полипропилена без огнестойких добавок не выдерживают. Автомобильные жгуты проводов, соответствующие стандарту ISO 6722, требуют, чтобы материал гофрированных трубок отвечал определённым пределам распространения пламени, установленным в стандарте ISO 3795. Железнодорожные применения, регулируемые стандартом EN 45545-2, требуют соответствия уровням опасности R22/R23, что фактически предписывает применение материалов с классом воспламеняемости V-0 для защиты кабелей внутри помещений. Установки возобновляемых источников энергии — солнечные инверторы, гондолы ветряных турбин, корпуса систем аккумуляторного хранения энергии — всё чаще предписывают использование изделий для кабельной разводки с классом воспламеняемости V-0 по мере ужесточения страховых требований к активам, связанным с высокими последствиями пожара.
Руководство по выбору
Закупочные команды, проводящие оценку разъемного кабель-канала необходимо проверить три пункта: документ о сертификации по стандарту UL94 с указанием конкретного класса (V-0, а не V-2 или HB) и номером отчёта об испытаниях; заявление о составе материала, подтверждающее, что используется 100 % первичный нейлон PA66 с галогенсодержащими добавками, повышающими огнестойкость; а также сертификат производителя о соответствии стандарту ISO 9001 в области систем менеджмента качества, обеспечивающий прослеживаемость от партии сырья до готового изделия.
Часто задаваемые вопросы
Что означает класс UL94 V-0 для разрезаемого кабельного рукава?
Класс UL94 V-0 означает, что материал самозатухает в течение 10 секунд после воздействия пламени в течение 10 секунд, суммарное время горения после удаления источника пламени составляет менее 50 секунд в ходе 10 испытаний, а капли расплавленного материала не воспламеняются. Разрезаемый кабельный рукав с классом V-0 не будет поддерживать горение после устранения внешнего источника пламени и не будет распространять огонь на соседние материалы за счёт падающих горящих капель.
Может ли стандартный разрезаемый кабельный рукав из полипропилена обладать огнестойкостью?
Стандартный полипропилен (PP) без добавок антипиренов имеет только классификацию HB или V-2 — он легко воспламеняется, образует горящие капли и продолжает гореть после удаления источника пламени. PP можно модифицировать добавлением антипиренов для достижения класса V-2 (иногда V-0 в изделиях большой толщины), однако требуемая концентрация добавок обычно делает гофротрубу жёсткой и хрупкой, снижая её пригодность в качестве гибкой защиты кабелей.
Как покупатели могут убедиться, что разрезаемая гофротруба действительно соответствует классу V-0?
Запросите отчёт об испытаниях по стандарту UL94 с указанием конкретного наименования изделия, номера партии и идентификации испытательной лаборатории. Сопоставьте состав материала, указанный в отчёте (100 % первичный PA66 с заданным антипиреном), с техническим паспортом материала поставщика. Проведите простой полевой тест: приложите пламя зажигалки к образцу в течение 5 секунд — материал класса V-0 самозатухает практически мгновенно после удаления пламени, тогда как негорючий материал продолжает гореть самостоятельно.
Является ли разрезаемая гофротруба с антипиренами более дорогой по сравнению со стандартной гофротрубой?
Стоимость разъемного кабельного канала из PA66 с рейтингом V-0 примерно на 25–40 % выше стоимости стандартного канала из PP и на 10–20 % выше стоимости негорючего канала из PA66. Эта надбавка покрывает расходы на первичную смолу BASF и галогенсодержащие антипирены. Разница в цене незначительна по сравнению с потенциальными затратами, связанными с одним пожарным инцидентом в промышленном распределительном щите — зачастую превышающими 50 000 долларов США в связи с заменой оборудования и простоем.
В каком температурном диапазоне может эксплуатироваться разъемный кабельный канал с антипиреновой пропиткой?
Разъемный кабельный канал из PA66 с рейтингом V-0 обеспечивает непрерывную работу в диапазоне от −40 °C до +125 °C и кратковременно выдерживает температуру до +150 °C. При температурах ниже −40 °C PA66 становится хрупким и может трескаться при изгибе во время монтажа. При длительной эксплуатации выше +125 °C полимер подвергается термодеструкции, что со временем снижает его механическую прочность и может ухудшить эффективность антипиреновой защиты.
Где применение разъемного кабельного канала с антипиреновой пропиткой обязательно в соответствии с нормативными документами или стандартами?
Обязательные области применения включают: внутреннее оборудование железнодорожного подвижного состава (EN 45545-2 R22/R23), промышленные панели управления с номинальным током выше определённого значения (IEC 61439-1 с испытанием раскалённой проволокой), электропроводку в моторном отсеке автомобилей (ISO 6722/ISO 3795) и корпуса оборудования для систем возобновляемой энергетики, где страховые требования предписывают использование материалов класса V-0. Во всё большем числе случаев в электрощитовых коммерческих зданий при проектировании огнестойких строительных конструкций предъявляются требования к кабельным системам управления класса V-0.