ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
Системы космические БЕЗОПАСНОСТЬ И СОВМЕСТИМОСТЬ
Часть 2 Определение воспламеняемости изоляции ISO 14624-2:2003 Space systems - Safety and compatibility of materials - Part 2: Determination of flammability of electrical-wire insulation
and accessory (IDT)
Предисловие Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» Сведения о стандарте 1 ПОДГОТОВЛЕН ФГУП «ВНИЦСМВ» на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 339 «Безопасность сырья, материалов и веществ» 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2010 г. № 966-ст 4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 14624-2:2003 «Системы космические. Безопасность и совместимость материалов. Часть 2. Определение воспламеняемости изоляции электрических проводов и вспомогательных материалов» (ISO 14624-2:2003 «Space systems - Safety and compatibility of materials - Part 2: Determination of flammability of electrical-wire insulation and accessory materials») 5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет Содержание ГОСТ Р ИСО 14624-2-2010 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Системы космические БЕЗОПАСНОСТЬ И СОВМЕСТИМОСТЬ МАТЕРИАЛОВ Часть 2 Определение воспламеняемости изоляции электрических
проводов и вспомогательных Space systems. Safety and
compatibility of materials. Part 2. Determination of flammability of
electrical-wire insulation Дата введения - 2012-01-01 1 Область примененияНастоящий стандарт устанавливает два метода определения воспламеняемости электрических проводов и вспомогательных материалов под воздействием внешнего источника воспламенения в статичной атмосфере (испытание А) и в среде газового потока (испытание В). 2 ПригодностьИспытание необходимо проводить в аккредитованной испытательной лаборатории (см. приложение А для руководящих указаний). Полномочные органы, имеющие юрисдикцию, или заявители испытания должны обеспечить правильную идентификацию материала(ов) для испытания. В ином случае аккредитованная испытательная лаборатория должна иметь согласие заказчика испытания для подготовки подходящего материала(ов). 3 Нормативные ссылкиСледующие ссылочные документы обязательны при применении настоящего стандарта. В случае датированных ссылок применимо только указанное издание. В случае недатированных ссылок применима последняя редакция ссылочного документа (включая любые изменения). ИСО 14624-1 Системы космические. Безопасность и совместимость материалов. Часть 1. Определение воспламеняемости материалов в направлении вверх (ISO 14624-1, Space systems - Safety and compatibility of materials - Part 1: Determination of upward flammability of materials) 4 Термины и определенияВ настоящем стандарте применяются следующие термины с соответствующими определениями: 4.1 выгоревший участок (burn length): Наибольшее расстояние, на котором изоляция была повреждена в результате контакта с пламенем. Примечание - Данный участок включает области частичного или полного сгорания, обугливания или охрупчивания, но не включает покрытые сажей, запачканные, покоробленные или обесцвеченные области или области, где изоляция дала усадку или расплавилась от тепла. 4.2 самозатухание (self-extinguishing): Явление, при котором выгоревший участок системы изоляции проводов не превышает 150 мм при воздействии внешнего источника воспламенения. 4.3 распространение горящих осколков (transfer of burning debris): Перемещение горящих частиц от горящего образца на расположенные рядом материалы. 4.4 надлежащая лабораторная практика (good laboratory practice): Практика, которая включает испытание стандартных контрольных материалов для проверки точности и повторяемости. 4.5 наименее благоприятные условия (worst-case environment): Совокупность давления при проведении испытания, концентрации кислорода и температуры, при которых материал наиболее воспламеняем. 5 Испытуемые материалыМинимальное количество материалов, необходимое для проведения каждого испытания, приведено в таблице 1. Действительные параметры испытания и количество материалов для форм материалов, отличных от перечисленных в таблице 1 (к примеру, изолирующие трубки, кабельные зажимы и др.), должны быть установлены и утверждены ответственными организациями, обеспечивающими область применения/потребителя материалами. Таблица 1 - Минимальные количества материалов, требуемые для каждого вида испытания
Как минимум, все материалы, используемые для испытания должны соответствовать или превышать спецификации потребителя. Материалы и характеристики сконфигурированной системы могут быть значительно ухудшены источниками загрязнения, такими как воздействие растворителей, чистящих средств, аномальных температур, изменений влажности, загрязнителей из окружающей среды, твердых частиц в отработавших газах и технического обслуживания. Важно, чтобы воздействие на материал(ы) данных и других источников загрязнений контролировалось в достаточной степени, чтобы минимизировать разброс результатов испытания. 6 Определение воспламеняемости изоляции электрических проводов в статичной атмосфере (испытание А)6.1 Сущность метода Цель данного испытания (испытание А) - определить, затухнет ли самостоятельно изоляция проводов и вспомогательных материалов и не будет ли она воспламенять расположенные рядом материалы распространением горящих осколков при воздействии внешнего источника воспламенения. Электроизоляционные вспомогательные материалы включают в себя провода, изолирующие трубки, термоусадочные трубы, припоечные гильзы, кабельные стяжки, цветные обмотки и т.д. Для того чтобы считать систему изоляции проводов самозатухающей, длина выгоревшего участка каждого из не менее чем трех параллельных образцов (диаметр - 0,90 мм) не должна быть менее 150 мм при внутренней температуре до 125 °С или при максимальной рабочей температуре для провода. Кроме того, воспламененный образец не должен распространять пламя при помощи горящих осколков. Если один из образцов не выдерживает испытания, это означает, что и материал не выдерживает испытания. Данное испытание необходимо проводить с образцами, имеющими применяемую толщину изоляции. Условия испытания (общее давление, температура провода и концентрация кислорода) должны воспроизводить наименее благоприятные условия, при которых материал может быть использован. Компоновка кабеля (например, использование стяжек для проводов) или использование другого проволочного калибра может вызвать отклонения в результатах тестирования. 6.2 Реактивы 6.2.1 Газы для испытания, предварительно смешанные перед воздействием на образец и проверенные на соответствие со спецификацией на содержание кислорода с точностью до 6.3 Испытательная система 6.3.1 Испытательная камера, достаточно большая, чтобы могло произойти полное сгорание образца с уменьшением концентрации кислорода меньше чем на 5 %. Кроме того, испытательная камера не должна химически или физически препятствовать испытанию. Свободное пространство над и под испытательной установкой должно быть, как минимум, 200 мм. 6.3.2 Измерительные приборы правильно откалиброванные. 6.3.3 Химический источник воспламенения, соответствующий при условиях окружающей среды следующим требованиям:
В приложении В приведена методика подготовки, проверки и хранения химических воспламенителей. Могут быть использованы другие механизмы зажигания, если они соответствуют приведенным в перечислениях а) - d) требованиям. 6.3.4 Источник переменного тока, способный обеспечить действующую силу тока 15 А, подключенный к оголенному никель-хромовому проводу 20 AWG (6.3.5) для инициации воспламенителя. 6.3.5 Оголенный никель-хромовый провод 20 AWG со значением сопротивления равным 2,3 Ом · м, и достаточной длины, чтобы обернуть его три раза вокруг химического воспламенителя. 6.3.6 Подходящий держатель образца, способный поддерживать одну треть провода (центральную) или связки проводов между верхним углом установки и противоположным нижним углом под углом (15 ± 2)° к вертикали (см. рисунок 1). 1 - образец;
2 - линейка; 3 - изолирующая нить из керамических волокон; Рисунок 1 - Стандартный держатель образца и установка образца 6.3.7 Линейка, присоединенная к одной стороне держателя образца для измерения длины выгоревшего участка. 6.3.8 Лист бумаги, размещенный горизонтально, приблизительно на 200 мм ниже держателя образца, обладающий следующими характеристиками:
e) условия: чистый, без грязных пятен, масляных пятен или инородных веществ (бумажная пыль, волоски и пр.), без дыр, разрывов, порезов, сгибов и следов потертостей, не содержащий соединений внахлест. Лист бумаги используется для определения, будут ли горящие осколки от материала вызывать воспламенение расположенных рядом материалов. 6.3.9 Источник постоянного тока, способный обеспечить стабилизированный постоянный ток (150 А максимум) в проводе на испытательной системе на уровне, требуемом для достижения заданной внутренней температуры провода. 6.4 Образцы для испытания 6.4.1 Получение и проверка материала 6.4.1.1 Получают и визуально оценивают испытуемый материал - он должен сопровождаться правильной идентификацией. Любые дефекты должны быть записаны. Перед испытанием образцы должны быть очищены и высушены в соответствии с требованиями конечного применения. 6.4.1.2 Если требуется, подготавливают образцы соответствующих размеров. 6.4.1.3 Если образцы получены с видимыми загрязнениями, очищают их. Все методы чистки должны быть утверждены заявителем испытания перед использованием. Поверхностные загрязнения могут быть удалены промыванием деионизированной водой и мягкими детергентами, промыванием деионизированной водой и сушкой отфильтрованным газообразным азотом. Как минимум, частицы на поверхности твердых пористых образцов следуют удалить отфильтрованным газообразным азотом. 6.4.1.4 После подготовки и/или очистки в лаборатории проверяют образцы, записывают все дефекты и видимые загрязнения. Любые трещины и остаточные загрязнения должны быть отмечены. Если трещины образовались в результате подготовки образца на испытательном оборудовании, необходимо подготовить новые образцы. Образцы должны быть взвешены, и каждый идентифицирован. 6.4.2 Подготовка образцов для испытания 6.4.2.1 Для подготовки стандартного образца для испытания отрезают провод длиной 1,2 м и, используя устройство для зачистки проводов, удаляют 10 мм изоляции с каждого из концов провода и обжимают подходящие неизолированные клеммы с отверстием для крепежного болта с обоих концов провода. 6.4.2.2 Для подготовки возможных отклонений от стандартного образца для испытания при использовании многопроволочной укладки отрезают шесть дополнительных проводов длиною в 430 мм. Помещают активный провод по периметру многопроволочной укладки. Туго связывают вместе активный провод и шесть дополнительных проводов с помощью подходящих невоспламеняемых проволочных завязок, размещенных на расстоянии 80 мм друг от друга (см. рисунок 2).
6.4.2.3 Связанные или несвязанные электрические жгуты могут быть использованы вместо образца, описанного в 6.4.2.2. Спаривание соединения производят в случае необходимости. 6.5 Проведение испытания ОСТОРОЖНО - При горении материалов могут образовываться дым и токсичные газы, которые могут влиять на здоровье операторов. Рабочая зона должна очищаться от дыма и паров подходящими средствами. 6.5.1 Подготовка к испытанию 6.5.1.1 Перед проведением испытания записывают всю имеющую отношение к испытанию информацию (включая давление, идентификацию образцов, толщину изоляции, массу образцов перед испытанием, калибр провода и компоновку). Следует сфотографировать все образцы. 6.5.1.2 Определяют значение тока, необходимое для поддержания внутренней температуры провода, заданной в испытании. Это определяется закреплением испытуемого образца диагонально в испытательной установке с источником тока, подсоединенным к кабелю. Испытательная установка должна находиться там, где нет сквозняков, при температуре окружающей среды. Датчик микротермопары, вводимой под изоляцию (0,18 мм), должен быть вставлен так, чтобы микротермопара соприкасалась с активным кабелем. Измерение температуры провода следует проводить, как минимум, в трех точках: в середине провода и приблизительно в 30 мм от центра в обоих направлениях. Следует повышать силу тока до тех пор, пока температура провода не достигнет заданной (по измерениям в трех точках). Данную температуру следует поддерживать неизменной в пределах ± 3 ° в течение 5 мин. Температура провода при испытании не должна быть превышена. Перепад напряжения и сила тока, которые приводят к требуемой температуре, должны быть записаны. Данное определение должно быть проведено только один раз для каждого провода с одинаковыми материалом и толщиной изоляции, одинаковым калибром и одинаковым производителем. 6.5.1.3 После того как сила тока для провода определена, устанавливают новый отрезок провода длиной 1,2 м, как описано в 6.3.6, и располагают остаток провода так, чтобы пламя, которое может появиться из области держателя образца, не задело его. Размещают воспламенитель на (8 ± 3) мм ниже диагонально расположенного образца и на (3 ± 1) мм справа от нижнего закрепленного края образца, как показано на рисунке 1. Воспламенитель должен быть расположен перпендикулярно и отцентрирован по отношению к плоскости образца (см. рисунок 1). Размещают испытательную установку в испытательной камере. Присоединяют концы кабеля к источнику тока и вольтметру. В заключение устанавливают бумагу горизонтально на 200 мм ниже и отцентрированно по отношению к образцу. 6.5.1.4 Все испытания должны быть записаны на видеопленку. 6.5.2 Проведение испытания 6.5.2.1 Должно быть испытано не менее трех параллельных образцов. Перед воспламенением образец выдерживают в соответствующей атмосфере в течение не менее 3 мин (выдерживание образца в вакууме должно быть менее 3 мин). Измеряют, проверяют и записывают концентрацию кислорода в процентах и общее давление. При помощи источника питания подают на кабель ранее определенную силу тока для получения температуры провода, равной 125 °С, или равной максимальной температуре использования. Поддерживают эту температуру неизменной не менее 5 мин (менее чем 5 % перепада напряжения в образце), затем включают химический воспламенитель. Сразу же после воспламенения воспламенителя выключают питание воспламенителя. 6.5.2.2 В течение испытания наблюдают за образцом и записывают результаты наблюдения, такие как распространение горящих осколков, вызывающее воспламенение бумаги. 6.5.2.3 После прекращения горения выключают ток. Записывают конечную концентрацию кислорода и сгоревший участок. После испытания, при необходимости, следует сделать фотографии испытания, чтобы задокументировать любые отклонения. Измерения должны быть проведены со следующими допускаемыми отклонениями:
6.7 Протокол испытания Протокол испытания должен включать детали идентификации образцов, компоновку провода, диаметр провода, условия испытания, силу тока в проводе, сгоревший участок и любое воспламенение бумаги. Кроме того, должно быть включено любое необычное поведение, такое как расплавление провода, которое может быть выявлено уменьшением силы тока. Протокол испытания должен быть предоставлен в уполномоченные органы, имеющие юрисдикцию, и/или заявителю испытания. 6.7.2 Нестандартные испытания В случае отклонений от стандартных параметров испытания, таких как нестандартная подготовка образца, размеры образца, ориентация образца или источник воспламенения, испытание должно быть определено как нестандартное. В дополнение вся информация по 6.7.1 должна быть включена в протокол испытания. 6.8 Надлежащая лабораторная практика Как минимум, каждые два года лаборатории следует успешно демонстрировать возможность поддерживать точность и повторяемость данных при испытании выбранных изолированных проводов. Органы, имеющие юрисдикцию, должны выбирать подходящие GLP-материалы для своих лабораторий. Выбранные материалы должны включать как воспламеняемые, так и невоспламеняемые материалы. 7 Альтернативное определение воспламеняемости изоляции проводов в среде газового потока (испытание В)7.1 Сущность метода 7.1.1 Данное альтернативное испытание было разработано для сортировки изоляции проводов в среде газового потока. Если один из трех образцов не выдерживает испытание, то материал не выдержал испытание. Образец не выдерживает испытание, если выполняется любое из условий 7.1.2 - 7.1.4. Испытание должно быть остановлено, как только один образец не выдержал испытание. 7.1.2 При установившейся температуре перед поднесением пламени не должно быть: a) спонтанного возгорания; b) раскалывания изоляции; c) оголения кабеля. 7.1.3 При воспламенении и горении не должно быть горящих капель или частиц. 7.1.4 После того как горелка была затушена, горение провода должно прекратиться в течение 10 с при максимальном выгоревшем участке до 150 мм. Сгоревший участок измеряется от области распространения пламени сверху вниз до области распространения в направлении вверх и включает повреждения, причиненные непосредственно горелкой. 7.2 Условия и ограничения 7.2.1 Атмосфера для испытания должна быть назначена обеспечивающей область применения/ потребителя служебной программой. Данные условия должны представлять наиболее опасную атмосферу, ожидающуюся в космическом аппарате, в границах данного испытания. 7.2.2 Содержание кислорода в атмосфере, используемой при стандартном испытании, составляет 25 % по объему при стандартном давлении. 7.2.3 Содержание кислорода ограничено между 21 % и 25 % кислорода по объему. Испытание ограничено для размеров от 0,90 до 2,60 мм проводов с медными жилами. Для проводов, используемых вне данных пределов, показано, что испытание А дает сопоставимые результаты, несмотря на то что испытание проводится в статичной атмосфере. 7.3 Испытательная система 7.3.1 Испытательная камера, вместимостью 250 дм3. Типичная схема показана на рисунке 3. 1 -
устройство для вентиляции; 2 - верхнее соединительное устройство; 3
- испытательная комната; Рисунок 3 - Общая схема испытательного оборудования 7.3.2 Внешнее электропитание, обеспечивающее устойчивый постоянный ток. 7.3.3 Вольтметр, обеспечивающий измерение перепада напряжения в проводе, в вольтах, до двух десятичных знаков. 7.3.4 Амперметр, обеспечивающий измерение силы тока в проводе, в амперах, до двух десятичных знаков. 7.3.5 Омметр, способный измерять сопротивление, в миллиомах, до двух десятичных знаков. 7.3.6 Горелка, типа Бюнзена, установленная перпендикулярно к образцу и под углом 30° к вертикали (см. рисунок 4) диаметром 9,5 мм, видоизмененная для осуществления внешней подачи воздуха к горловине горелки (см. рисунок 5), и конической прокладкой для обеспечения нужного расстояния между горелкой и образцом. Температура пламени, измеренная в 35 мм от окончания ствола горелки, должна составлять (1100 ± 100) °С. Горелка заполняется газом - техническим пропаном (чистотой не менее 85 %) и продувочным воздухом для создания пламени высотой 75 мм, с внутренним синим языком пламени высотой 25 мм.
7.3.7 Грузы для поддержания образца в натянутом состоянии (см. рисунок 4). 7.3.8 Видеокамера для записи всех испытаний на воспламенение. 7.3.9 Таймер, расположенный так, чтобы быть видимым в видеокамеру. 7.4 Образцы для испытания 7.4.1 Подготовка образцов для испытания должна проводиться в соответствии с 6.4.2, при соблюдении дополнительных требований, описанных в 7.4.2 и 7.4.3. 7.4.3 После очистки образцы должны переноситься только в перчатках. Перед испытанием образцы должны быть выдержаны при влажности (55 ± 10) % и температуре (20 ± 3) °С в течение не менее 16 ч. Удаляют примерно 6 мм изоляции с обоих концов испытуемого образца и зажимают на каждом конце провода кольцевую лапку с помощью специального окольцовывающего инструмента. Измеряют и записывают сопротивление кабеля при температуре окружающей среды. Помещают провод в испытательной камере, как показано на рисунке 4. 7.5 Проведение испытания ОСТОРОЖНО - При горении могут образовываться дым и токсичные газы, которые могут влиять на здоровье операторов. Рабочая зона должна очищаться от дыма и паров подходящими средствами. 7.5.1 Подготовка к испытанию 7.5.1.1 Записывают всю имеющую отношение к испытанию информацию (включая идентификацию образцов, толщину изоляции, массу образцов перед испытанием, диаметр провода и компоновку провода) и фотографируют все образцы. 7.5.1.2 Устанавливают объемный расход пропана 0,35 л/мин, воздуха 6 л/мин и проверяют соответствие высоты пламени и температуры требованиям 7.3.6. Необходимо отрегулировать объемный расход газов для обеспечения соответствия требованиям 7.3.6. Проверяют, что горелка может быть включена и выключена несколько раз и что она автоматически выключается через 15 с горения. 7.5.1.3 Подача кислорода и азота должна быть установлена так, чтобы обеспечить объемный расход 25 л/мин и необходимую концентрацию атмосферы для испытания, и затем должна быть выключена. 7.5.1.4 Помещают подготовленный образец в испытательную камеру, как показано на рисунке 4. Зажимают провод в нижнем углу левой части аппарата при помощи клеммной колодки и пропускают провод снизу левого направляющего выступа и выше правого натяжного блока, где присоединяют грузы, для поддержания образца в натянутом состоянии. Затем подсоединяют другой конец провода, чтобы замкнуть электрическую цепь. 7.5.1.5 Помещают горелку под образцом. Располагают разделительную прокладку в стволе горелки так, чтобы она превышала длину горелки на 35 мм. Регулируют горелку при помощи монтажных винтов. Горелка расположена на должном расстоянии, если прокладка контактирует с проводом. Убирают прокладку. 7.5.1.6 Открывают вентиляционное отверстие и включают вытяжной вентилятор. Открывают клапаны снабжения кислородом и азотом заполняют камеру при постоянной скорости потока. Через 15 мин проверяют атмосферу для испытания. Если заданная концентрация кислорода достигнута, уменьшают поток до постоянной скорости и поддерживают в течение этапа испытания. 7.5.1.7 Подключают к кабелю постоянный ток I и измеряют перепад напряжения U. Из значений силы тока и напряжения рассчитывают сопротивление кабеля при повышенных температурах R1 по формуле
7.5.1.8 Определяют температуру кабеля 7 в градусах Цельсия, по изменению сопротивления, используя формулу, основанную на изменении удельного сопротивления меди с температурой:
где R - сопротивление, измеренное ранее при температуре окружающей среды. 7.5.1.9 Устанавливают силу тока такую, чтобы температура провода стабилизировалась на уровне максимальной рабочей температуры для провода, взятой из спецификации производителя. Поддерживают данную температуру с точностью ±3 % в течение 5 мин перед зажиганием пламени. До завершения испытания не должно быть сделано никаких изменений силы тока. 7.5.2 Проведение испытания 7.5.2.1 Должно быть испытано не менее трех параллельных образцов. Включают вытяжной вентилятор. Расстояние между вытяжным отверстием и верхом испытательного отсека должно быть не менее 0,7 м. Включают видеокамеру и таймер. Воздействуют пламенем на образец в течение 15 с. После того как воздействие пламени прекратилось, отмечают время, продолжая пропускать ток в течение дополнительных 60 с, и наблюдают. Если не случилось дальнейшего воспламенения, выключают ток, закрывают клапан снабжения кислородом и продувают камеру. 7.5.2.2 Записывают любые наблюдения, массу после испытания и сгоревший участок. 7.6 Точность Измерения должны быть сделаны с точностью такой же, как в 6.6, за исключением силы тока, которая должна быть измерена с допуском ± 0,05 А. 7.7 Протокол испытания Протокол испытания должен включать детали идентификации образцов, компоновку провода, условия испытания, диаметр провода, температуру провода и сгоревший участок. Протокол испытания должен быть предоставлен в уполномоченные органы, имеющие юрисдикцию, и/или заявителю испытания в приемлемом формате. 7.7.2 Нестандартные испытания В случае отклонений от стандартных параметров испытания, таких как нестандартная подготовка образца, размеры образца, ориентация образца или источник воспламенения, испытание должно быть определено как нестандартное. В дополнение вся информация в 7.7.1 должна быть включена в протокол испытания. 7.8 Надлежащая лабораторная практика Как минимум, каждые два года лаборатории необходимо успешно демонстрировать возможность поддерживать точность и повторяемость данных при испытании отобранных изолированных проводов. Органы, имеющие юрисдикцию, должны выбирать подходящие GLP-материалы для своих лабораторий. Выбранные материалы должны включать как воспламеняемые, так и невоспламеняемые материалы. Приложение А
|