4 شرح دستگاه آزمون
4.1 سیم گلویی
سیم گلویی از سیم نیکل/کروم (> 77 % Ni/20 ± 1 % Cr) با قطر کلی 4,00 mm ± 0,07 mm (پیش از خمکاری) ساخته میشود. ابعاد حلقه سیم گلویی مطابق شکل 1 است.
سیم گلویی جدید باید پیش از استفاده در آزمون، در مجموع حداقل به مدت 10 h و با اعمال جریان حداقل 120 A بازپخت شود. زمان کل بازپخت را میتوان بهصورت تجمعی تأمین کرد. برای جلوگیری از آسیب، ترموکوپل نباید هنگام بازپخت نصب شود. در پایان بازپخت، عمق سوراخ محل ترموکوپل باید بررسی شود.
یادداشت 1 دمای سیم گلویی جدیدی که بازپخت نشده است، در چند ساعت نخستِ عبور جریان بهتدریج کاهش مییابد. پس از مدتی، دما به حالت تعادل میرسد.
دستگاه آزمون باید بهگونهای طراحی شود که سیم گلویی در صفحهای افقی نگه داشته شده و هنگام اعمال سیم گلویی، نیرویی برابر با 0,95 N ± 0,10 N به نمونه آزمون وارد کند.
هنگام حرکت افقی سیم گلویی یا نمونه آزمون به سمت یکدیگر، نیرو باید در همین مقدار حفظ شود. نفوذ نوک سیم گلویی به داخل و از میان نمونه آزمون باید به 7 mm ± 0,5 mm محدود شود.
دستگاه آزمون باید بهگونهای طراحی شود که ذرات شعلهور یا گداختهای که از نمونه آزمون سقوط میکنند، بدون مانع روی لایه مشخصشده در 4.4 فرود آیند.
دو نمونه متداول از دستگاه آزمون در شکلهای 3a و 3b نشان داده شدهاند.
یادداشت 2 دستگاه نشاندادهشده در شکل 3b برای آزمون نمونههای آزمون سنگین و/یا با شکل نامناسب مفید است.
4.2 مدار آزمون و اتصالات
سیم گلویی توسط یک مدار الکتریکی ساده مطابق شکل 2 گرم میشود. نباید هیچ سازوکار یا مداری برای حفظ دما وجود داشته باشد. منبع تغذیه دستگاه آزمون سیم گلویی باید یک منبع ولتاژ پایدارشده (± 2 % rms) باشد. مدار آزمون باید دارای وسیلهای برای اندازهگیری جریان باشد که مقدار واقعی rms را با حداکثر خطای 1,0 % نشان دهد.
با توجه به جریانهای زیاد مورد استفاده، ضروری است تمامی اتصالات الکتریکی سیم گلویی بتوانند جریان را بدون تأثیر بر عملکرد یا پایداری بلندمدت مدار عبور دهند. برای اتصال سیم گلویی به پایه، سطح تماس کافی (معمولاً حداقل 60 mm2 در هر انتها) برای ایجاد جریان پایدار و بدون تلفات مورد نیاز است. اتصال سیم گلویی به پایهها باید با پیچکاری محکم، لحیمکاری یا لحیمسختکاری بین سیم گلویی و پایهها انجام شود.
یادداشت جریان معمول مورد نیاز برای گرمکردن نوک تا دمای 960 °C، بین 120 A و 150 A است.
4.3 سامانه اندازهگیری دما
دمای نوک سیم گلویی باید با یک ترموکوپل سیمنازک، عایقمعدنی و غلاففلزی، از کلاس 1 (مطابق IEC 60584-2) و دارای اتصال عایقشده اندازهگیری شود. قطر اسمی کلی آن باید 1,0 mm باشد. سیمهای ترموکوپل باید برای کارکرد پیوسته در دماهای تا 960 °C مناسب باشند (برای مثال کرومل/آلومل (Type K) – مطابق IEC 60584-1). نقطه جوش باید درون غلاف و تا حد امکان نزدیک به نوک قرار گیرد. غلاف باید از فلزی ساخته شده باشد که در برابر کارکرد پیوسته در دمای حداقل 1050 °C مقاوم باشد.
یادداشت غلاف ساختهشده از آلیاژ مقاوم به حرارتِ پایهنیکل، الزامات فوق را برآورده میکند.
سیم گلویی همراه با ترموکوپل نصبشده در شکل 1، جزئیات Z، نشان داده شده است.
ترموکوپل در سوراخی تعبیه میشود که در پشت نوک سیم گلویی ایجاد شده و مطابق جزئیات Z شکل 1، بهصورت کاملاً چفت در جای خود نگه داشته میشود. قطر سوراخ محل ترموکوپل باید کمترین قطری باشد که امکان قرارگیری ترموکوپل واردشده را فراهم کند تا احتمال آلودگی در طول آزمون کاهش یابد. تماس حرارتی بین نوک ترموکوپل و انتهای سوراخ ایجادشده باید حفظ شود. باید دقت شود که ترموکوپل بتواند تغییرات ابعادی نوک سیم گلویی را که در اثر گرمایش ایجاد میشوند، دنبال کند.
ابزار اندازهگیری ولتاژهای ترموکوپل میتواند هر دماسنج دیجیتال تجاری دارای اتصال مرجع داخلی باشد.
میتوان از تجهیزات اندازهگیری دمای دیگری نیز استفاده کرد، اما در صورت بروز اختلاف، باید از روش ترموکوپل استفاده شود.
4.4 لایه مشخصشده
برای ارزیابی احتمال گسترش آتش، برای مثال بر اثر سقوط ذرات شعلهور یا گداخته از نمونه آزمون، یک لایه مشخصشده در زیر نمونه آزمون قرار میگیرد.
مگر آنکه خلاف آن مشخص شده باشد، یک لایه کاغذ بستهبندی که روی سطح بالایی یک قطعه تخته چوبی (صاف و هموار و با ضخامت حداقل 10 mm) قرار گرفته و با آن تماس کامل دارد، در فاصله 200 mm ± 5 mm زیر محل اعمال سیم گلویی به نمونه آزمون قرار داده میشود. به شکلهای 3a و 3b مراجعه شود.
کاغذ بستهبندی (مطابق ISO 4046-4:2002، بند 4.215) کاغذی نرم، مستحکم و سبک برای بستهبندی است که جرم آن در واحد سطح بین 12 g/m2 و 30 g/m2 است.
4.5 محفظه آزمون
دستگاه باید در محیطی عاری از جریان هوا و با حجم کافی کار کند، بهگونهای که
– کاهش اکسیژن در طول آزمون تأثیر قابلتوجهی بر نتیجه نداشته باشد؛ و
– نمونه آزمون بتواند حداقل در فاصله 100 mm از هر سطحی نصب شود.
یادداشت 1 محفظهای با حجم حداقل 0,5 m3 دارای حجم کافی برای آزمون در نظر گرفته میشود.
در محل آزمون، نور محیطی تابیدهشده به نمونه آزمون، بدون احتساب نور سیم گلویی، نباید از 20 lx بیشتر باشد. این مقدار با لوکسمترِ قرارگرفته در محل نمونه آزمون و رو به بخش پشتی محل، اندازهگیری میشود.
یادداشت 2 استفاده از یک ماده زمینه تیره معمولاً به دستیابی به حد 20 lx کمک میکند.
پس از هر آزمون، محل آزمون باید تهویه شود تا اکسیژن مصرفشده جایگزین شود.
4.6 وسیله زمانسنجی
وسیله زمانسنجی باید دارای تفکیکپذیری 0,2 s یا کمتر باشد.
5 صحهگذاری دستگاه
5.1 صحهگذاری نوک سیم گلویی
پیش از هر سری آزمون، لازم است نوک سیم گلویی با اندازهگیری و ثبت بعد “A” مطابق جزئیات Z شکل 1، بازرسی شود. هنگامی که این اندازهگیری به 97,5 % یا کمتر از اندازهگیری ثبتشده پیش از اولین استفاده کاهش یابد، سیم گلویی باید تعویض شود.
پس از پایان هر آزمون، در صورت لزوم نوک را تمیز کنید تا هرگونه باقیمانده از ماده آزمون قبلی، برای مثال با استفاده از برس سیمی، برطرف شود؛ سپس نوک سیم گلویی را از نظر وجود ترک بازرسی کنید. اگر تمیزکردن نوک بدون آسیبزدن به آن ممکن نباشد (برای مثال در صورت وجود باقیمانده الیاف شیشه مذاب)، سیم گلویی باید تعویض شود.
5.2 صحهگذاری سامانه اندازهگیری دما
سامانه اندازهگیری دمای شرحدادهشده در 4.3 باید بهصورت دورهای و با استفاده از روش زیر صحهگذاری شود.
صحهگذاری تکنقطهای دمای سیم گلویی را میتوان با استفاده از یک ورق نقره با خلوص حداقل 99,8 %، با مساحت تقریبی 2 mm2 و ضخامت تقریبی 0,06 mm، که روی سطح بالایی نوک سیم گلویی قرار میگیرد، انجام داد. دمای سیم گلویی ابتدا کمی کمتر از نقطه ذوب ورق تنظیم شده و اجازه داده میشود پایدار شود. سپس دمای سیم گلویی با نرخ گرمایش آهسته افزایش مییابد تا نقطه ذوب بهدقت مشاهده شود. هنگامی که نقره شروع به ذوبشدن میکند، دماسنج باید مقدار 960 °C ± 10 °C را نشان دهد. سیم گلویی، در حالی که هنوز داغ است، باید بلافاصله پس از این فرایند صحهگذاری از هرگونه آثار نقره پاک شود تا احتمال آلیاژشدن کاهش یابد. در صورت بروز اختلاف، باید از این روش صحهگذاری با استفاده از ورق نقره استفاده شود.
7 روش معمول آزمون
7.1 نگهداری نمونه آزمون
نمونه آزمون باید بهگونهای نصب یا مهار شود که
a) اتلاف حرارت ناشی از تجهیزات نگهدارنده یا تثبیتکننده ناچیز باشد (شکل 4)؛
b) سطح مسطح نمونه بهصورت عمودی قرار گیرد؛
c) نوک سیم گلویی در مرکز سطح مسطح اعمال شود.
پیش از هر مجموعه آزمون، نیروی اعمال سیم گلویی باید با وسیلهای مناسب بررسی شود. همچنین، حرکت آزاد کالسکه در تمام مسیر باید بررسی شود.
7.2 دمای سیم گلویی
احتیاط:
برای حفاظت از سلامت کارکنانی که آزمونها را انجام میدهند، باید اقدامات احتیاطی لازم در برابر موارد زیر اتخاذ شود:
– خطرهای انفجار، سوختگی یا آتشسوزی؛
– خطر سوختگی و برقگرفتگی؛
– استنشاق دود و/یا محصولات سمی؛ و
– خطرهای ناشی از باقیماندههای سمی.
سیم گلویی تا دمای مشخصشده گرم میشود؛ این دما با استفاده از سامانه اندازهگیری دمای کالیبرهشده اندازهگیری میشود. پیش از تماسدادن نوک سیم گلویی با نمونه آزمون، باید اطمینان حاصل شود که
a) این دما به مدت حداقل 60 s در محدوده 5 K ثابت باشد؛
b) در سوراخ ترموکوپل ایجادشده در سیم گلویی هیچ آلودگی وجود نداشته باشد و تماس مناسبی بین ترموکوپل و سیم گلویی برقرار باشد. برای ایجاد تماس مناسب، ترموکوپل باید بهآرامی تا انتهای کامل سوراخ ایجادشده به داخل رانده شود؛
c) تابش حرارتی در این مدت بر نمونه آزمون تأثیر نگذارد؛ این امر با ایجاد فاصله مناسب، یعنی حداقل 5,0 cm، بین نمونه آزمون و سیم گلویی یا با استفاده از حفاظ مناسب انجام میشود؛ و
d) تا پایان آزمون هیچ تنظیم دیگری در جریان گرمایش انجام نشود.
7.3 اعمال سیم گلویی
سپس نوک سیم گلویی بهصورت یکنواخت و به مدت 30 s ± 1 s با نمونه آزمون تماس داده میشود. نرخ تقریبی نزدیکشدن و عقبکشیدن، برابر با 10 mm/s تا 25 mm/s، مناسب تشخیص داده شده است. بااینحال، هنگام تماس باید نرخ نزدیکشدن تقریباً به صفر کاهش یابد تا از ایجاد نیروهای ضربهای بیش از 1,05 N جلوگیری شود. در مواردی که ماده از سیم گلویی دور شده و ذوب میشود، نباید سیم گلویی در تماس با نمونه آزمون باقی بماند. پس از پایان زمان اعمال، سیم گلویی و نمونه آزمون باید بهآرامی از یکدیگر جدا شوند؛ بهگونهای که از هرگونه گرمایش بیشتر نمونه آزمون و هرگونه حرکت هوا که ممکن است بر نتیجه آزمون تأثیر بگذارد، جلوگیری شود. نفوذ نوک سیم گلویی به داخل و از میان نمونه آزمون باید به 7 mm ± 0,5 mm محدود شود.
راهنمای مشاهده «اشتعال» و «شعلهوری»
B.1 کلیات
در آزمونهایی که مطابق IEC 60695-2-11، IEC 60695-2-12 و IEC 60695-2-13 انجام میشوند، برای مشاهده «اشتعال» و شعلهوری، تعیین موارد زیر اعمال میشود؛
a) شعلهای که مستقیماً روی نمونه آزمون مشاهده شود (شکل B.1)، باید نشانهای روشن از اشتعال تلقی شود. برخی مواد بهجای شعله درخشان و روشن، شعلهای کمرنگ نشان میدهند.
b) گاهی یک هاله حلقوی را میتوان در اطراف نوک سیم گلویی مشاهده کرد (شکل B.2). این هاله از گاز یونیزه تشکیل شده، عمدتاً به رنگ آبی است و در مجاورت مستقیم سیم گلویی قرار دارد. این پدیده نباید اشتعال نمونه آزمون تلقی شود، مشروط بر آنکه مطابق بند a) به اشتعال نمونه آزمون منجر نشود.
c) گازهای یونیزه گاهی در امتداد سیم گلویی مشاهده میشوند (شکل B.3). این پدیده نباید اشتعال نمونه آزمون تلقی شود، مشروط بر آنکه مطابق بند a) به اشتعال نمونه آزمون منجر نشود.
B.2 نمونههایی از اشتعال و عدم اشتعال
دستگاه آزمون سیم گلویی
مطابق با:
این دستگاه مطابق با الزامات IEC 60695-2-10:2013، IEC 60950-1، IEC 60335-1، IEC 60884-1، IEC 60238، IEC 60695-2-11، IEC 60695-2-12، IEC 60745-1، IEC 60400، IEC 60730- 1، IEC 60598-1، IEC 61050، IEC 60320-1، IEC 61058-1، IEC 60742، IEC 60669-1، UL 746A، BS EN 60695-2-1، BS 6458 و NF C20-921-1 ساخته شده است.
ویژگیهای اصلی
- حرکت رفتوبرگشت کاملاً خودکار و موتوردار کالسکه بههمراه نمونه آزمون
- دو سرعت – هر دو سرعت قابل تنظیم هستند – نرخ نزدیکشدن پیش از تماس کاهش مییابد (موقعیت کاهش سرعت قابل تنظیم است)
- رگولاتور تحت کنترل ریزپردازنده – پایدارساز منبع تغذیه
- آمپرمتر که مقدار واقعی rms را با حداکثر خطای 1,0 % نشان میدهد
- حلقه سیم (> 77 % Ni/20 ± 1 % Cr)، با ابعاد 4,00 mm ± 0,07 mm (پیش از خمکاری)، شکلدهیشده مطابق استاندارد، با نوک آینهای برای تسهیل تمیزکاری و سوراخی با قطر 1,1 mm. حلقه سیم به دیسکهای اتصال لحیمسخت شده و کاربر بهراحتی میتواند آن را تعویض کند. برای ردیابی/کالیبراسیون، شماره سریال هر حلقه روی آن حک شده است.
- هر حلقه سیم گلویی پیش از استفاده، به مدت بیش از 10 h در اتمسفر محافظ بازپخت میشود.
- تایمری که با تماس نمونه با حلقه سیم بهطور خودکار شروع به کار میکند و پس از زمان تنظیمشده (30 seconds)، حرکت معکوس کالسکه را فعال میکند
- تنظیم دقیق دما در دو محدوده – پتانسیومتر عددی 10 دور (0-999)
- ترموکوپل Type K، کلاس 1 (مطابق IEC 60584-2)، عایقمعدنی، غلاففلزی و سیمنازک با اتصال عایقشده، با قطر خارجی 1 mm؛ غلاف فلزی مقاوم تا 1000 deg. C.
- سطح استنلساستیل آینهای که تخته چوبی بههمراه کاغذ بستهبندی روی آن قرار میگیرد و تمیزکردن پلاستیک سوخته و سایر باقیماندههای حاصل از سوختن را آسان میکند
- دماسنج مبتنی بر ریزکنترلگر با جبرانسازی دمای محیط، حفاظت در برابر اتصال کوتاه، حفاظت در برابر قطع ترموکوپل و حفاظت در برابر گرمای بیش از حد
- محدودکننده نفوذ قابل تنظیم
- مقیاس نفوذ بههمراه لغزنده برای خواندن عمق نفوذ
- کالسکه دارای 4 چرخ با بلبرینگهای دقیق استنلساستیل که روی 2 ریل حرکت میکند و هنگام تماس نمونه با حلقه سیم، با نیروی 0,95 N از پیش بارگذاری شده است.
- روی کالسکه، نگهدارنده سوراخدار استنلساستیل نمونه آزمون نصب شده است که امکان تعیین دقیق موقعیت نمونه را فراهم میکند (4 تنظیم)
- خطکش دقیق برای اندازهگیری ارتفاع شعله
- 200 pcs. کاغذ – کاغذ بستهبندی، مطابق 6.86 استاندارد ISO 4046
واحد مکانیکی
مکانیزم شامل حلقه سیم، ترموکوپل و محرک موتور روی پوشش واحد الکتریکی قرار گرفته است. ترانسفورماتور گرمایش و ترانسفورماتور جریان در قسمت زیرین پوشش نصب شدهاند؛ بنابراین کل پوشش بهراحتی قابل جداسازی است. کالسکه بههمراه نگهدارنده نصب نمونه بهگونهای طراحی شده است که بتوان آن را بهسادگی از ریلهای هدایت خارج کرد. تمامی اجزای تنظیمکننده مکانیزم به پیچهای دستهدار مجهز هستند تا کاربری آسانی داشته باشند. حلقه سیم و ترموکوپل بهراحتی قابل تعویض هستند. دستگاه همچنین دارای مقیاسهایی برای خواندن عمق نفوذ و ارتفاع شعله، همراه با تنظیم نقطه صفر، است.
حفاظت
دستگاه در برابر گرمای بیش از حد، اتصال کوتاه و قطعشدن مدار محافظت میشود. دماسنج به سه مقایسهگر حدی مجهز است که نخستین مقایسهگر برای حفاظت در برابر دماهای بیش از حد بالا به کار میرود؛ زیرا این دماها میتوانند عمر ترموکوپل را کاهش دهند. این مقایسهگر، گرمایش سیم گلویی را در دمای 1000C قطع میکند؛ این مقدار 40C بیشتر از حداکثر دمای موردنیاز استاندارد (960C) است.
در صورت بروز اتصال کوتاه، پردازنده شرایط غیرعادی را تشخیص داده و گرمایش را قطع میکند.
مشخصات فنی
منبع تغذیه 230(120)V ±10%, 50(60)Hz ±2Hz (سایر گزینهها بهصورت سفارشی)
تنظیم دما 370C-1000C در دو محدوده
سامانه کنترل دمای PID
ترموکوپل Ni-Cr-Ni Type K، قطر 1 mm؛ -200⎯1150C
دماسنج دیجیتال قابل برنامهریزی، دقت ±0.2%، -200⎯1000C
آمپرمتر دیجیتال 150 A RMS
ابعاد W x D x H: 550 x 380 x 490 mm، وزن: 20 kg
متعلقات (مشمول قیمت)
1 pcs. حلقه سیم برای دستگاه آزمون سیم گلویی، مناسب ترموکوپل با قطر 1 mm – نوک آینهای برای تمیزکاری آسانتر – بازپختشده به مدت 10 h
1 pcs. ترموکوپل با قطر 1 mm برای دستگاه آزمون سیم گلویی
1 pcs. وسیله زمانسنجی با تفکیکپذیری بهتر از 0,2 s
1 pcs. صفحه استنلساستیل آینهای که تمیزکردن باقیماندههای احتمالی پلاستیک سوخته را آسان میکند
1 pcs. تخته چوبی صاف و هموار با ضخامت حداقل 10 mm
200 pcs. کاغذ بستهبندی، مطابق 6.86 استاندارد ISO 4046