O ensaio de inflamabilidade para produtos acabados

Este método de ensaio permite verificar se, nas condições de ensaio definidas, um produto acabado exposto a uma fonte aquecida eletricamente dispõe de uma capacidade limitada para inflamar-se ou, se ele se inflamar, uma capacidade limitada para propagar a chama.

flamabilidade2Da Redação –

Conforme ressalta o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), os métodos de ensaio de inflamabilidade são uma classe de ensaio de reação ao fogo executados em materiais que não se associam diretamente a sistemas construtivos de qualquer natureza (edifícios, veículos, etc.). Podem ser aplicados em materiais poliméricos empregados em equipamentos eletroeletrônicos, isolantes elétricos sólidos, materiais plásticos empregados em equipamentos de modo geral, móveis estofados, colchões, cortinas etc.

Quando associados a equipamentos eletroeletrônicos, esses ensaios visam avaliar as condições de segurança intrínseca de equipamentos e dispositivos com potencial de constituírem uma fonte de incêndio. Os materiais ensaiados são submetidos a fontes de calor e chamas simulando os efeitos causados por falhas elétricas que resultem em elementos incandescentes, pequenos arcos elétricos, entre outros.

Quando aplicados a materiais como cortinas, móveis estofados e produtos de vestuário, visam fornecer dados para evitar que esses materiais se transformem em focos de incêndio caso sejam ignizados acidentalmente ou que agravem significativamente a situação de início de incêndio.

A NBR IEC 60695-2-11 de 04/2016 – Ensaios relativos ao risco de fogo – Parte 2-11: Ensaio de fio incandescente — Método de ensaio de inflamabilidade para produtos acabados (Glow-wire flammability test method for end-products – GWEPT) especifica um método aplicável ao produto acabado. Ela é destinada a simular o efeito dos esforços térmicos produzidos por uma fonte aquecida eletricamente, com a finalidade de um perigo de incêndio.

Este método de ensaio permite verificar se, nas condições de ensaio definidas, um produto acabado exposto a uma fonte aquecida eletricamente dispõe de uma capacidade limitada para inflamar-se ou, se ele se inflamar, uma capacidade limitada para propagar a chama. Entretanto, a análise de perigo de incêndio, dos aspectos de inflamabilidade e da propagação de chamas para outros produtos não é abrangida por esta norma.

Esta norma fundamental de segurança é destinada a ser utilizada pelas Comissões de Estudo na elaboração de normas, de acordo com os princípios estabelecidos nas IEC 104 Guide e ISO/IEC Guide 51. Uma das responsabilidades de uma Comissão de Estudo consiste em, quando aplicável, utilizar as publicações fundamentais de segurança na elaboração das suas publicações. Os requisitos, os métodos de ensaio ou as condições de ensaio desta publicação fundamental de segurança não se aplicam, a menos que elas sejam especificamente referenciadas ou incluídas nas publicações correspondentes.

No projeto de qualquer produto eletrotécnico, é necessário levar em consideração o risco de fogo e os perigos potenciais associados ao fogo. Assim, o objetivo do projeto dos componentes, dos circuitos e dos produtos, bem como a escolha dos materiais, deve levar a níveis aceitáveis os riscos potenciais de fogo nas condições de funcionamento normal, de uma utilização anormal razoavelmente previsível, de um mau funcionamento e/ou de uma falha. A IEC 60695-1-10 foi desenvolvida, com a sua norma associada, a IEC 60695-1-11, para fornecer as diretrizes de como isso pode ser realizado.

Os principais objetivos das IEC 60695-1-10 e IEC 60695-1-11 são fornecer as diretrizes sobre os seguintes elementos: evitar a ignição provocada por uma parte do componente energizado eletricamente, e confinar o fogo resultante nos limites do invólucro do produto eletroeletrônico no caso de ignição. Os objetivos secundários destes documentos incluem a redução de qualquer propagação de chama, além do invólucro do produto, e a redução dos efeitos prejudiciais resultantes do fogo, como o calor, a fumaça, a toxicidade e/ou corrosividade.

O fogo resultante dos produtos eletroeletrônicos pode igualmente ter por origem as fontes externas não elétricas. Convém levar em consideração esses elementos externos quando da avaliação global dos riscos de fogo.

No âmbito dos materiais elétricos, as partes metálicas sobreaquecidas podem agir como fontes de ignição. Nos ensaios de fio incandescente, um fio aquecido eletricamente é utilizado para simular a fonte de ignição.

A NBR IEC 60695-2-10 – Ensaios relativos aos riscos de fogo – Parte 2-10: Ensaio de fio incandescente/aquecido – Aparelhagem e método comum de ensaio especifica a aparelhagem de ensaio de fio incandescente e os métodos de ensaio comuns para simular os efeitos das solicitações térmicas que podem ser produzidas por fontes de calor, como os elementos incandescentes ou resistores sobrecarregados, por curtos períodos, para avaliar, de uma forma simulada, os riscos de fogo.

Já a NBR IEC 60695-2-12 – Ensaios relativos ao risco de fogo – Parte 2-12: Métodos de ensaio de fio incandescente/aquecido – Método de ensaio de inflamabilidade para materiais deve ser utilizada conjuntamente com a NBR IEC 60695-2-10. Esta parte especifica os detalhes do ensaio de fio incandescente, quando é aplicado em corpos de prova de materiais isolantes elétricos sólidos ou outros materiais sólidos para os ensaios de inflamabilidade, a fim de determinar o índice de inflamabilidade ao fio incandescente (GWFI, glow-wire flammability index). O GWFI é a temperatura mais elevada, determinada durante este procedimento normalizado, na qual o material é ensaiado não se inflama, ou, se ele se inflamar, apaga-se dentro dos 30 s que seguem a retirada do fio incandescente, e não é inteiramente consumido: e gotas fundentes, se existirem, não inflamam o papel de seda.

A NBR IEC 60695-2-13 – Ensaios relativos ao risco de fogo – Parte 2-13: Métodos de ensaio de fio incandescente/aquecido – Métodos de ensaio de temperatura de inflamabilidade ao fio incandescente (GWIT) para materiais deve ser utilizada conjuntamente com a NBR IEC 60695-2-10. Esta parte especifica os detalhes do ensaio de fio incandescente quando ele é aplicado aos corpos de prova de materiais isolantes elétricos sólidos ou outros materiais sólidos para os ensaios de inflamabilidade com o objetivo de determinar a temperatura de inflamabilidade ao fio incandescente (GWIT, glow-wire ignition temperature).

O GWIT é a temperatura que é superior em 25 K (ou 30 K) à temperatura de ensaio máxima, determinada durante este procedimento normalizado, à qual o material ensaiado: não se inflama ou se uma combustão de inflamação sustentada e contínua não se produz durante um tempo superior aos 5 s seguintes a um evento de inflamação única qualquer e se o corpo de prova não é inteiramente consumido. Esta norma permite avaliar a reação dos produtos acabados ao calor causado pelo contato com um fio aquecido eletricamente em condições controladas de laboratório.

Ela pode ser útil para avaliar produtos acabados que podem ser expostos a um esforço térmico excessivo, como uma corrente de falta passando por um fio, uma sobrecarga de componentes e/ou de mau contato. Convém não a utilizar somente para descrever ou avaliar o perigo de incêndio ou de risco de fogo de produtos ou conjuntos nas condições reais de incêndio.

Os resultados deste ensaio podem, entretanto, ser utilizados como elementos de uma avaliação de perigo de incêndio que leva em consideração todos os fatores pertinentes para uma utilização final específica. Esta norma pode ser aplicada a materiais, operações e equipamentos perigosos.

Ela não tem por objetivo tratar todos os problemas de segurança associados à sua utilização. É de a responsabilidade do usuário desta norma determinar as práticas de segurança e de saúde apropriadas e determinar a aplicabilidade das limitações regulamentadas antes da utilização.

Não é necessário submeter a ensaios os produtos acabados ou partes de produtos acabados que tenham massa desprezível. Além disso, este método de ensaio não é apropriado para ensaiar pequenas partes. Se possível, convém que o corpo de prova em ensaio seja um produto acabado completo, contrariamente a um produto parcialmente acabado.

O corpo de prova em ensaio deve ser escolhido de modo que as condições do ensaio não sejam significativamente diferentes das condições normais de utilização no que se refere ao formato, à ventilação, ao efeito das solicitações térmicas, e, eventualmente, aos efeitos das partículas inflamadas ou incandescentes caindo do corpo de prova em ensaio.

Se o ensaio não puder ser realizado em um produto acabado completo, então, salvo especificação contrária na norma pertinente ao produto, é aceitável cortar um pedaço que contenha a parte a ser ensaiada de um produto acabado completo e montado, ou cortar uma abertura no produto acabado completo para permitir o acesso ao fio incandescente, ou remover completamente a parte a ser ensaiada e realizar o ensaio separadamente.

Convém que as Comissões de Estudo definam em suas respectivas normas de produto o que pode ser removido para permitir o acesso. Na medida do possível, convém que estas normas de produtos reproduzam as reais condições de serviço.

Quando for cortar uma abertura para fins de acesso, uma pequena abertura pode afetar os resultados do ensaio, produzindo a ignição das partes adjacentes e/ou reduzindo a temperatura da ponta do fio incandescente. Convém que a abertura seja suficientemente grande para permitir o suprimento adequado de ar para a combustão.

Se, durante o ensaio, qualquer parte do equipamento contendo o corpo de prova em ensaio for inflamado pela lateral do fio incandescente e se influenciar as condições térmicas do corpo de prova em ensaio, o ensaio deve ser invalidado. O método de ensaio de inflamabilidade ao fio incandescente para produtos acabados não pode ser utilizado para os ensaios em pequenas partes. Isto se deve ao fato que essas partes não podem ser mantidas presas eficazmente no suporte do corpo de prova em ensaio, de modo a evitar perdas de calor (ver NBR IEC 60695-2-10), e elas não são aptas para acomodar a penetração do fio incandescente.

São consideradas pequenas partes: quando cada superfície encontra-se completamente dentro de um círculo de 15 mm de diâmetro; ou quando não é possível colocar um círculo de 8 mm de diâmetro completamente, pelo menos em uma das superfícies, enquanto, ao menos, outra dimensão é > 15 mm. Adicionalmente ao método comum de ensaio especificado na NBR IEC 60695-2-10 e salvo especificação contrária, o corpo de prova em ensaio deve ser posicionado de maneira que a ponta do fio incandescente seja aplicada contra a parte da superfície do corpo de prova em ensaio que pode ser submetido a esforços térmicos em uso normal.

O fio incandescente deve ser mantido, o quanto possível, na horizontal. No caso em que o ensaio deve ser realizado em mais de um ponto no mesmo corpo de prova em ensaio, deve-se tomar cuidado para que qualquer deterioração causada pelos ensaios precedentes não afete os resultados do ensaio a ser realizado.

No caso em que as zonas submetidas aos esforços térmicos durante o uso normal do equipamento não são especificadas em detalhes, a ponta do fio incandescente é aplicada onde a seção é mais fina, mas, de preferência, a não menos de 15 mm da extremidade superior do corpo de prova em ensaio. A fixação do corpo de prova na aparelhagem de ensaio não pode causar esforços mecânicos internos excessivos no corpo de prova em ensaio.

Durante a aplicação do fio incandescente, tA (30 s ± 1 s), e durante um período adicional de 30 s, o corpo de prova em ensaio, as partes circunvizinhas e o anteparo especificado colocado embaixo do corpo de prova devem ser observados e o seguinte deve ser anotado: se não existe ignição; ou, se existe ignição, a duração ti (o mais próximo de 0,5 s), a partir do início da aplicação da ponta do fio incandescente até o momento em que o corpo de prova em ensaio ou o anteparo especificado colocado embaixo dele se inflamar; a duração tE (o mais próximo de 0,5 s), a partir do início da aplicação da ponta do fio incandescente até o momento em que todas as chamas se extinguirem, durante ou após o período de aplicação; se o corpo de prova em ensaio se extingue, porque a maior parte do material inflamado é retirada junto com o fio incandescente; se o corpo de prova em ensaio é totalmente queimado; e se existe qualquer ignição do anteparo especificado colocado sob o corpo de prova em ensaio.



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