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各國(guó)車用材料防火方面的標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于設(shè)備、試驗(yàn)方法等要求通常有所不同。本文對(duì)軌道車輛用材料阻燃性能測(cè)試方法進(jìn)行了比較，以期為客戶試驗(yàn)選擇提供指導(dǎo)，為制定和完善我國(guó)阻燃性能測(cè)試方法提供參考。

01 軌道車輛用標(biāo)準(zhǔn)比較

國(guó)際防火標(biāo)準(zhǔn)主要有：

• EN 45545《鐵路應(yīng)用-鐵路車輛的防火保護(hù)》

• DIN 5510《鐵路車輛防火措施》

• BS 6853《載客列車設(shè)計(jì)與構(gòu)造防火通用規(guī)范》

• NF F16-101《鐵路車輛防火性能-材料的選擇》

• NFPA 130《有軌列車及鐵路客運(yùn)體系標(biāo)準(zhǔn)》

各國(guó)對(duì)列車所用材料的防火試驗(yàn)在內(nèi)容、設(shè)備、方法等方面差異性較大，但總體可以根據(jù)測(cè)試對(duì)象的大小分為小尺寸燃燒試驗(yàn)和大尺寸燃燒試驗(yàn)。

02 小尺寸燃燒試驗(yàn)

小尺寸燃燒試驗(yàn)是參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法對(duì)規(guī)定尺寸的單一材料或復(fù)合材料樣品進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，且操作成本不高，能較好地對(duì)比、篩選同類材料。

小尺寸燃燒試驗(yàn)主要關(guān)注材料的點(diǎn)燃性（主要以氧指數(shù)表征）、釋熱性（主要以錐形量熱儀熱釋放率表征）、生煙性（主要以煙密度測(cè)試表征）、燃燒產(chǎn)物的毒性（以有毒氣體成分濃度綜合分析表征）、火焰蔓延性（主要以輻射板試驗(yàn)表征），分為一般火焰蔓延和專門針對(duì)地板材料的水平輻射蔓延）和易燃性（主要以小試件水平垂直燃燒測(cè)試表征）。本文不考慮電線電纜材料的測(cè)試。

03 測(cè)試方法與類型比較分析

氧指數(shù)測(cè)試適用于表征均質(zhì)固體材料、層壓材料、泡沫材料、軟片和薄膜材料等。各主要測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試試樣要求對(duì)比見(jiàn)表1（文中所有表中的尺寸單位均為ｍｍ）。從表1可見(jiàn)，各標(biāo)準(zhǔn)中的設(shè)備要求基本一致，可通用檢測(cè)。

▲ 氧指數(shù)儀

材料的燃燒釋熱性通常采用錐形量熱儀測(cè)量，錐形量熱儀按物質(zhì)燃燒的氧耗原理。

▲ iCone²⁺錐形量熱儀

ISO5660和ASTM E1354中的測(cè)試原理一致，設(shè)備要求也基本一致，同一設(shè)備可兼顧滿足2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。ASTM E1354中新增了臨界點(diǎn)燃輻射通量測(cè)試，即在一定的暴露時(shí)間下，點(diǎn)燃樣品所需的最小輻照通量，以kW/m²表示，步長(zhǎng)可為2kW/m²或1 kW/m²，結(jié)果可表示為“在xx min的暴露時(shí)間下臨界點(diǎn)燃輻射通量為31kW/m²或30~32kW/m²之間”。

各煙密度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試模式比較見(jiàn)表3。ISO5659-2-2017和ASTM E 662-2017中對(duì)煙箱的要求一致，但輻照裝置不同，而ASTM D2843-2016和BS 6853-1999附錄Ｄ的要求完全不同，所以采用不同標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估煙密度需采用不同設(shè)備。

檢測(cè)燃燒產(chǎn)物毒性的試驗(yàn)方法有生物法和氣體分析法兩大類，目前更多采用氣體分析法。氣體分析法常用在線紅外FTIR分析和吸收法收集氣體進(jìn)行濃度分析。在線紅外FTIR分析各標(biāo)準(zhǔn)比較見(jiàn)表４，３個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可采用同一設(shè)備開(kāi)展試驗(yàn)。

▲ FTIR煙氣分析儀

吸收法煙毒性測(cè)試是將產(chǎn)生的煙氣通過(guò)吸收液收集，然后分析吸收液中氣體濃度，常用方法有分光光度計(jì)法、離子色譜法等。對(duì)于不容易被吸收的氣體，比如CO2/CO，推薦采用非分光紅外分析濃度，某些標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定直接采用比色管進(jìn)行分析。各標(biāo)準(zhǔn)比較見(jiàn)表5。

由于每種氣體對(duì)人體危害不同，各國(guó)對(duì)于煙氣毒性的綜合評(píng)定也規(guī)定了計(jì)算的權(quán)重因子，各標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)危害最小的CO2的權(quán)重分母規(guī)定為最大，而對(duì)于腐蝕性很大的HF均給出了嚴(yán)格的要求。各標(biāo)準(zhǔn)中權(quán)重因子比較見(jiàn)表６。

火焰?zhèn)鞑バ阅艹Ｒ?a href="http://chunliangjiu.cn/pro_view-2620.html" target="_blank">輻射板法測(cè)定。針對(duì)火焰沿材料表面的蔓延趨勢(shì)，各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同的樣品及輻射板放置方式，且樣品尺寸要求也不同?；鹧媛有詼y(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要差異見(jiàn)表7。從表7可見(jiàn)，每種燃燒要求均不同，不同標(biāo)準(zhǔn)選用的設(shè)備也不同。

可燃性測(cè)試是檢驗(yàn)火焰直接接觸樣品材料時(shí)樣品的著火、引燃、蔓延行為。通常樣品可以水平或垂直放置，燃燒器可為噴燈、酒精燈，點(diǎn)燃時(shí)間也不同。表8對(duì)比了各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的小試樣可燃性檢驗(yàn)的方法，從中可以看出，GB/T 2408-2008、IEC 60695-11-10/Cor.1-2014、UL94-2017 Ⅴ級(jí)、GB/T10707-2008可以采用同一設(shè)備，但其他標(biāo)準(zhǔn)需要選用不同設(shè)備。

▲ ISO 11925-2單一火源耐火測(cè)試儀

04 總結(jié)

通過(guò)綜合分析比較可以看出，各國(guó)防火標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注的內(nèi)容相似，但是，由于各國(guó)防火標(biāo)準(zhǔn)的表征方式和設(shè)備要求等不統(tǒng)一，給技術(shù)人員選用標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)室人員評(píng)估燃燒性能等帶來(lái)了困難，因此亟待結(jié)合我國(guó)國(guó)情編制相應(yīng)的防火標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)防火標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性。

//參考文獻(xiàn)：譚帥霞, 于曉輝, 王進(jìn), 等. 軌道車輛用材料燃燒測(cè)試方法比較[J]. 鐵道車輛, 2019, 57(1):18-22.

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