熱軋絲試驗(yàn)結(jié)果偏離的原因分析

熱軋絲試驗(yàn)結(jié)果偏離的原因分析

1試驗(yàn)過程中偏通過熱壓試驗(yàn),導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果偏多熱絲試驗(yàn)是最重要的測試項目，其性能與許多電氣安全標(biāo)準(zhǔn)一致。例如，家電電設(shè)備的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)為gb19471和iec6035，環(huán)境開關(guān)的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)為gb7000。1.優(yōu)雅。然而由于該試驗(yàn)主要通過灼熱絲試驗(yàn)裝置進(jìn)行,因此一些檢測機(jī)構(gòu)尤其是許多企業(yè)實(shí)驗(yàn)室普遍認(rèn)為該測試項目較為簡單,造成試驗(yàn)結(jié)果偏離的因素較少,導(dǎo)致一些實(shí)驗(yàn)室人員對灼熱絲試驗(yàn)過程中一些隱性問題關(guān)注不足存在測試結(jié)果出現(xiàn)重大偏離的現(xiàn)象。針對這一現(xiàn)象,筆者對導(dǎo)致灼熱絲試驗(yàn)過程中影響結(jié)果偏離的易忽視因素進(jìn)行了梳理。2試驗(yàn)的主要原則和結(jié)果的偏差2.1試驗(yàn)過程的構(gòu)成將被試驗(yàn)樣品固定在灼熱絲試驗(yàn)裝置上,使樣品表面的平面部分垂直并使灼熱絲的頂部施加到表面平面部分的中心處。試驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)直徑為4mm的鎳/鉻(80/20)并按要求制成環(huán)形的灼熱絲,通過調(diào)節(jié)電路電流使灼熱絲加熱至預(yù)定溫度。然后使灼熱絲頂部慢慢地接觸被試驗(yàn)樣品達(dá)30±1s,并以大約10-25mm/s的速率接近和離開被試驗(yàn)樣品,但是在臨近接觸時為了避免撞擊,接近的速率應(yīng)減少到接近零,沖擊力不超過1.0±0.2N。在材料融化脫離灼熱絲的情況下,灼熱絲不應(yīng)與試驗(yàn)樣品保持接觸。施加時間結(jié)束后,將灼熱絲和被試驗(yàn)樣品慢慢分開,避免被試驗(yàn)樣品任何進(jìn)一步受熱和有任何空氣流動可能對試驗(yàn)結(jié)果的影響。灼熱絲進(jìn)入或貫穿被試驗(yàn)樣品的深度應(yīng)限定在7±0.5mm。2.2火焰、供熱、阻燃灼熱絲試驗(yàn)在上述試驗(yàn)要求下,試驗(yàn)合格的判定準(zhǔn)則主要為:(1)樣品無火焰或不灼熱;(2)樣品產(chǎn)生火焰或灼熱,但在灼熱絲移去后30s內(nèi)自行熄滅,且熔融物未點(diǎn)燃鋪底層上的絹紙。在日常檢測活動中,該試驗(yàn)項目出現(xiàn)結(jié)果偏離的現(xiàn)象主要表現(xiàn)為不同的實(shí)驗(yàn)室對同一塊材料進(jìn)行試驗(yàn)時得出了不同的材料起燃點(diǎn),從而得出了截然不同的檢測結(jié)論。3檢測項目出現(xiàn)結(jié)果偏離的原因通過試驗(yàn)原理可以看出,灼熱絲試驗(yàn)的實(shí)施主要依賴于測試裝置來進(jìn)行,試驗(yàn)操作相對比較簡單,因此一些試驗(yàn)人員認(rèn)為該檢測項目出現(xiàn)結(jié)果偏離的原因主要集中于樣品預(yù)的處理、樣品的裝夾位置和試驗(yàn)時的環(huán)境。其實(shí)這種認(rèn)為并不全面,在灼熱絲試驗(yàn)中除上述關(guān)注要點(diǎn)之外還有多個環(huán)節(jié)會對測試結(jié)果是否偏離起著至關(guān)重要的影響,分析如下:3.1加熱絲溫度的測定當(dāng)被試樣品觸及灼熱絲時,灼熱絲溫度會有一個明顯的先降后升的過程。為了解決這一問題,有些國外灼熱絲試驗(yàn)裝置制造商在早期制造的試驗(yàn)裝置中裝有了用于保持溫度穩(wěn)定的反饋裝置,以使試驗(yàn)設(shè)備在進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)的整個過程中灼熱絲溫度是恒定的。隨著標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善,這種做法在標(biāo)準(zhǔn)中予以了否定。在現(xiàn)行的GB/T5169.10-2006/IEC60590-2-10:2000標(biāo)準(zhǔn)5.1中明確規(guī)定“在試驗(yàn)裝置加熱電路中不應(yīng)有用于保持溫度的反饋裝置或反饋回路”。然而有些實(shí)驗(yàn)室對早期購置的帶溫度反饋裝置的灼熱絲試驗(yàn)裝置未能按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行改進(jìn),致使用于保持溫度的反饋裝置仍被繼續(xù)使用。根據(jù)統(tǒng)計,雖然在先降后升過程中下降值和回升值的多少會隨預(yù)定試驗(yàn)溫度的不同而有所不同,但在這一過程中下降溫度一般會比預(yù)定溫度下降100℃左右,回升后溫度會超過預(yù)定溫度20℃左右。因此如果使用帶有溫度恒定裝置的灼熱絲試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行測試無疑是加嚴(yán)了測試條件,會導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏離。3.2關(guān)于不同a/a時溫度波動的計算公式在灼熱絲試驗(yàn)中,灼熱絲溫度主要依靠電流大小,因此電流與溫度之間的關(guān)系呈線性狀態(tài)(見圖1)。通過公式:式中:D—每安培電流可升溫度值;T—被計數(shù)點(diǎn)的對應(yīng)溫度值;I—被計數(shù)點(diǎn)的對應(yīng)電流值;n—參與計數(shù)點(diǎn)的總個數(shù)。計算可得出D≈7.40℃/A。同時我們可以通過公式I=U/R,并以圖1中750℃試驗(yàn)溫度點(diǎn)電流I為100.5A時為例:當(dāng)R值不變,電壓U波動5%時,此時電流I也會波動5%,即電流波動為5.025A,通過與D值的換算,獲得數(shù)值為37.185℃。通過舉例,我們可以發(fā)現(xiàn),在750℃試驗(yàn)溫度點(diǎn)時,電壓波動±5%,可導(dǎo)致溫度波動達(dá)±37℃左右,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出GB/T5169.10-2006/IEC60590-2-10:2000標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)溫度允許波動±15℃的規(guī)定。同時我們還可以看出,同樣在電壓波動±5%情況下,隨著試驗(yàn)溫度的提高,溫度波動將更大。因此不對灼熱絲供電電壓波動進(jìn)行控制,也會導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏離。3.3試驗(yàn)裝置的自校方法灼熱絲試驗(yàn)裝置的校驗(yàn)在GB/T5169.10-2006/IEC60590-2-10:2000標(biāo)準(zhǔn)6.2中對校驗(yàn)有兩個方面的規(guī)定。一個是灼熱絲頂部的校驗(yàn),主要內(nèi)容是需對灼熱絲頂部尺寸進(jìn)行驗(yàn)證;另一個是溫度測量系統(tǒng)的校驗(yàn),主要內(nèi)容是提供灼熱絲試驗(yàn)裝置中溫度測量系統(tǒng)的校驗(yàn)方法即“銀箔法”。然而,目前有些實(shí)驗(yàn)室在理解并執(zhí)行該段標(biāo)準(zhǔn)要求時存在斷章取義的現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為有些實(shí)驗(yàn)室對灼熱絲試驗(yàn)裝置在計量方面不進(jìn)行外檢,而是采用自校的方式,并且自校的方法僅使用“銀箔法”進(jìn)行。對于這種做法,筆者認(rèn)為自校是可以的,但是僅用“銀箔法”進(jìn)行自校是不妥的。因?yàn)椤般y箔法”只對試驗(yàn)裝置溫度測量系統(tǒng)進(jìn)行了校驗(yàn),而忽略了灼熱絲頂部尺寸尤其是熱點(diǎn)偶放置位置對灼熱絲測試結(jié)果影響的重要性。在GB/T5169.10-2006/IEC60590-2-10:2000標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定灼熱絲頭部表面與熱電偶的距離應(yīng)為0.6±0.2mm(見圖2)。為了研究熱電偶放置位置對測試結(jié)果的影響,曾做了試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證,使用同一臺灼熱絲試驗(yàn)裝置和灼熱絲,將熱點(diǎn)偶的放置位置發(fā)生變動,分析灼熱絲工作點(diǎn)溫度變化情況。實(shí)驗(yàn)時先放置在0.56mm處然后放置在1.49mm處,并分別在測試前都同樣先使用“銀箔法”進(jìn)行自校,然后對同一被試樣品進(jìn)行測試,但得到的測試結(jié)果卻差異較大,具體結(jié)果如下:通過上表可以看出,當(dāng)熱電偶放置位置距離相差0.93mm時,同一塊被測試樣品的起燃點(diǎn)將相差50℃,原因是灼熱絲頭部表面與熱電偶距離越遠(yuǎn),實(shí)際灼熱絲的溫度就越高于熱電偶顯示的溫度。因此在進(jìn)行自校時僅用“銀箔法”而不對灼熱絲頭部表面與熱電偶距離進(jìn)行自校同樣會導(dǎo)致測試結(jié)果的嚴(yán)重偏離,從而直接影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.4測試結(jié)果產(chǎn)生的影響有些試驗(yàn)人員在使用不帶保持溫度的反饋裝置的灼熱絲試驗(yàn)裝置進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn),當(dāng)溫度波動時采用了手動補(bǔ)償?shù)姆椒?這一操作動作對測試結(jié)果產(chǎn)生的嚴(yán)重影響與本文中3.1描述相同。同時,在灼熱絲試驗(yàn)后使用鋼刷對灼熱絲進(jìn)行清理時,一些試驗(yàn)操作人員不注意熱電偶的位置,無意之中使灼熱絲頭部表面與熱電偶的距離加大導(dǎo)致測試結(jié)果偏離。另外,在灼熱絲試驗(yàn)裝置中灼熱絲與熱電偶為易耗品,據(jù)統(tǒng)計頻繁使用的熱電偶平均使用2個月左右后即會被毀壞,因此應(yīng)密切注意灼熱絲與熱電偶是否有損,有損的灼熱絲與熱電偶同樣也會導(dǎo)致測試結(jié)果偏離。4試驗(yàn)裝置的選擇和操作對帶有用于保持溫度的反饋裝置的灼熱絲試驗(yàn)裝置應(yīng)拆除反饋裝置。對于灼熱絲供電電壓應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)壓處理。在對灼熱絲試驗(yàn)裝置進(jìn)行自校時,對熱電偶放置位置也應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)。同時加強(qiáng)試驗(yàn)人員的培訓(xùn),規(guī)范在試驗(yàn)過程中和試驗(yàn)完畢后的清理操作程序。另外應(yīng)密切注意灼熱絲與熱電偶的是否有