الـجهاز اختبار القابلية للاشتعال الرأسي هو نوع متخصص من معدات اختبار القابلية للاشتعال مصممة لتقييم مقاومة المواد للاشتعال (خاصة البلاستيك والمنسوجات ومواد العزل الكهربائي) في ظل ظروف الوضع الرأسي. تم تصميم ميزاته الأساسية والوظيفية لتناسب سيناريوهات العالم الحقيقي حيث قد تعلق المواد رأسيًا (مثل الستائر وعزل الأسلاك والمكونات البلاستيكية الرأسية) وتتعرض لمصادر الاشتعال. فيما يلي خصائصه الرئيسية، مصنفة حسب التصميم الهيكلي، وقدرات الاختبار، والتحكم التشغيلي، والامتثال:
1. التصميم الهيكلي: آمن ومستقر وموجه نحو المحاكاة
يعد الاتجاه الرأسي للجهاز هو الميزة الأكثر تميزًا له، وقد تم تحسين هيكله لضمان نتائج اختبار دقيقة مع تقليل مخاطر السلامة.
غرفة اختبار رأسية مع حاوية
تعزل غرفة رأسية مغلقة أو شبه مغلقة (مصنوعة عادة من مواد شفافة مقاومة للحرارة مثل الزجاج المقسى) منطقة الاختبار عن التيارات الهوائية الخارجية. يمنع هذا تدفق الهواء من التدخل في انتشار اللهب، مما يضمن ظروف اختبار متسقة.
غالبًا ما تشتمل الغرفة على مانع اللهب و نظام عادم الدخان: يوقف مانع اللهب انتشار اللهب العرضي خارج الغرفة، بينما يزيل نظام العادم الدخان السام (مثل الدخان المتصاعد من حرق البلاستيك) لحماية المشغلين وتجنب تلوث المعدات.
تركيب مصدر الاشتعال الدقيق
يتم تثبيت مصدر الاشتعال (عادةً موقد بنسن أو شعلة بروبان) بزاوية معينة (مثل 90 درجة بالنسبة للعينة الرأسية، كما هو مطلوب بموجب معايير مثل UL 94) ومسافة (عادةً 10-15 مم من الطرف السفلي للعينة). يضمن هذا تطبيق اللهب بشكل موحد على قاعدة العينة في كل اختبار.
ارتفاع لهب الموقد قابل للتعديل والقياس (مثل 20 مم أو 50 مم أو 100 مم) لتلبية متطلبات المعايير المختلفة - على سبيل المثال، يتطلب اختبار UL 94 V-0 لهبًا بطول 10 مم، بينما تستخدم بعض اختبارات المنسوجات لهبًا بطول 50 مم.
آلية تثبيت العينة
يعمل المشبك المستقر والقابل للتعديل على تثبيت العينة رأسيًا (دون تمديدها أو تشويهها). بالنسبة للمواد المرنة (مثل المنسوجات)، قد يحتوي المشبك على شبكة أو دليل للحفاظ على استقامة العينة؛ بالنسبة للمواد الصلبة (مثل الألواح البلاستيكية)، فإنه يستخدم أدوات تثبيت غير قابلة للاحتراق (مثل المشابك المعدنية) لتجنب التأثير على نتيجة الاختبار.
2. قدرات الاختبار: قياس دقيق لمؤشرات مقاومة اللهب الرئيسية
تم تصميم الجهاز لقياس المعلمات الهامة التي تعكس قابلية اشتعال المادة، مما يضمن أن النتائج موضوعية وقابلة للمقارنة.
التوقيت التلقائي لمدد اللهب ذات الصلة
إنه يدمج مؤقتات عالية الدقة لتسجيل مقياسين أساسيين:
وقت ما بعد اللهب (t1): الوقت الذي تستمر فيه العينة في الاحتراق بعد إزالة مصدر الاشتعال.
وقت التوهج اللاحق (t2): الوقت الذي تستمر فيه العينة في التوهج (بدون لهب مكشوف) بعد توقف ما بعد اللهب.
تتمتع هذه المؤقتات بدقة تصل إلى 0.1 ثانية، وهو أمر ضروري لتلبية المعايير الصارمة (على سبيل المثال، يتطلب UL 94 V-0 أن يكون t1 ≤ 10 ثوانٍ و t2 ≤ 30 ثانية لكل دورة اشتعال).
انتشار اللهب ومراقبة التنقيط
بالنسبة للمواد التي قد تذوب وتتقطر (مثل اللدائن الحرارية مثل PP أو PE)، يشتمل الجهاز على صينية تجميع التنقيط (مبطنة بمادة ماصة مثل القطن) أسفل العينة. يمكن للمشغلين أو المستشعرات التحقق مما إذا كانت المادة المنصهرة المتساقطة تشعل القطن - هذا معيار أساسي لتصنيف UL 94 (على سبيل المثال، يمنع V-0 اشتعال القطن، بينما يسمح V-2 بذلك).
تستخدم بعض النماذج المتقدمة كاميرات عالية السرعة أو مستشعرات الأشعة تحت الحمراء لتتبع سرعة انتشار اللهب على طول العينة الرأسية، مما يوفر بيانات كمية للمواد مثل المنسوجات أو الرغوة.
إمداد الوقود القابل للتحكم فيه
يستخدم الجهاز مصدر وقود مستقر (عادةً البروبان أو البيوتان) مع منظم ضغط ومقياس تدفق. يضمن هذا بقاء درجة حرارة اللهب (عادةً 950-1000 درجة مئوية، كما هو محدد في المعايير) وشكله ثابتًا طوال الاختبار - ستؤثر تقلبات ضغط الوقود بشكل مباشر على دقة الاختبار.
3. التحكم التشغيلي: سهل الاستخدام وموحد
لتقليل الخطأ البشري والتماشي مع المعايير العالمية، يتميز الجهاز بأدوات تحكم بديهية وسير عمل موحد.
تشغيل شبه تلقائي أو أوتوماتيكي بالكامل
تدعم النماذج الأساسية التحكم شبه التلقائي: يقوم المشغلون بتشغيل مصدر الاشتعال يدويًا، ويقوم النظام تلقائيًا بتوقيت ما بعد اللهب / التوهج اللاحق ويقطع الوقود بعد مدة الاشتعال المحددة (على سبيل المثال، 10 ثوانٍ لـ UL 94).
توفر النماذج المتقدمة التشغيل الآلي الكامل: يمكن للنظام تحميل العينات (عبر ذراع آلي)، وضبط ارتفاع اللهب، وبدء / إيقاف الاشتعال، وتسجيل البيانات، وإنشاء تقارير الاختبار - هذا مثالي للاختبار عالي الحجم في المصانع أو المختبرات الخارجية.
تسجيل البيانات وإعداد التقارير
تقوم المستشعرات المدمجة (مثل المزدوجات الحرارية لمراقبة درجة الحرارة، وأجهزة استشعار الضوء للكشف عن اللهب) بجمع بيانات الاختبار في الوقت الفعلي. يقوم النظام بتخزين البيانات (التوقيت، حالة اللهب، نتائج التنقيط) ويمكنه تصدير التقارير بتنسيقات مثل Excel أو PDF، مع تسميات واضحة للامتثال (على سبيل المثال، “يفي بمتطلبات UL 94 V-0”).
تتكامل بعض الأجهزة مع أنظمة إدارة المختبرات (LIMS) لتبسيط مشاركة البيانات ومسارات التدقيق - وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات التفتيش التنظيمية.
أقفال السلامة
لحماية المشغلين، يشتمل الجهاز على ميزات أمان متعددة:
أقفل الباب: إذا تم فتح باب غرفة الاختبار أثناء التشغيل، يتم إيقاف مصدر الاشتعال على الفور.
إنذارات الضغط الزائد / درجة الحرارة الزائدة: إذا كان ضغط الوقود مرتفعًا جدًا أو تجاوزت درجة حرارة الغرفة حدًا آمنًا، فإن النظام يغلق إمداد الوقود.
زر إيقاف الطوارئ: زر بارز لإيقاف جميع العمليات في حالة وقوع حوادث (مثل انتشار اللهب غير المتوقع).
4. الامتثال: يتماشى مع معايير السلامة من الحرائق العالمية
تعد ميزة أساسية لأجهزة اختبار القابلية للاشتعال الرأسي هي توافقها مع المعايير الدولية والإقليمية الرئيسية - بدون ذلك، لن يتم الاعتراف بنتائج الاختبار للوصول إلى السوق. تشمل المعايير الشائعة التي تدعمها:
البلاستيك: UL 94 (الولايات المتحدة)، IEC 60695-11-10 (دولي)، GB/T 2408 (الصين) - مع التركيز على وقت ما بعد اللهب / التوهج اللاحق والتنقيط.
العزل الكهربائي: IEC 60332-1-2 (عزل الأسلاك)، ASTM D3801 (البلاستيك الكهربائي) - تقييم مقاومة الاشتعال من الشرر الكهربائي.
المنسوجات: ASTM D6413 (اختبار اللهب الرأسي للمنسوجات)، GB/T 5455 (الصين) - قياس سرعة انتشار اللهب ووقت ما بعد اللهب للأقمشة.
مواد الفضاء الجوي: FAR 25.853 (FAA)، EN 2824 (الاتحاد الأوروبي) - متطلبات صارمة لانتشار اللهب المنخفض والدخان الأدنى.
ملخص
الميزات الرئيسية لجهاز اختبار القابلية للاشتعال الرأسي -التصميم الهيكلي الرأسي، والتحكم الدقيق في اللهب، وقياس المعلمات الدقيق، والتشغيل سهل الاستخدام، والامتثال للمعايير العالمية - تجعله لا غنى عنه لتقييم السلامة من الحرائق للمواد في سيناريوهات الاستخدام الرأسي. يضمن أن المنتجات (من المكونات البلاستيكية إلى ملابس الأطفال) تفي بالمتطلبات التنظيمية وتقلل من مخاطر الحريق في التطبيقات الواقعية.