Contrôles des matériaux pour les blocs de jonction

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Essai au fil incandescent

Contrôles des matériaux

Dans le domaine des contrôles des matériaux, ce sont les modifications des matériaux des blocs de jonction qui sont
contrôlées. Les contrôles des matériaux comprennent des essais de charge prolongés, sous forme de températures constantes élevées, de cheminement du courant de fuite avec de l'humidité et de la saleté ainsi qu'une simulation du vieillissement des matériaux.

Sur cette page, vous trouverez divers contrôles des matériaux sur le thème des blocs de jonction.

Essai de vieillissement : diagramme Rapport courant et température dans le temps

Diagramme Rapport courant et température dans le temps

Essai de vieillissement (CEI 60947-7-1/-2)

Dans l'optique de cycles de vie longs des blocs de jonction, le comportement au vieillissement joue également un rôle important. Cet essai permet de garantir la qualité de contact dans le cas d'un vieillissement simulé. Pour simuler une utilisation de plusieurs années, cinq blocs de jonction sont montés à l'horizontale sur un rail et raccordés en série à l'aide de conducteurs de la section nominale. La chute de tension est mesurée au niveau de chaque bloc de jonction relié par un conducteur d'une longueur minimale de 300 mm. Dans la chambre d'essai climatique, la température inférieure est réglée sur +20 °C. La température supérieure, quant à elle, est réglée de manière à ce que la température de service maximale admissible (max. +120 °C) de l'objet testé soit atteinte pendant la phase d'arrêt de 10 minutes. Le courant assigné circule pendant la phase de chauffage et la phase d'arrêt à température maximale. La température de service maximale autorisée de l'échantillon de test est ainsi atteinte (maximum +130 °C). Ensuite, ils sont soumis à la phase de refroidissement. La chute de tension est mesurée après 24 cycles à l'état refroidi (env. +20 °C). Cet essai comprend 192 cycles au total. La chute de tension ne doit pas dépasser 3,2 mV au début de l'essai et 4,8 mV ou 1,5 fois la valeur mesurée après le 24e cycle pendant ou après l'essai. Les blocs de jonction de Phoenix Contact sont conçus pour une durée de vie extrême, même dans des conditions thermiques difficiles. Les plastiques comme les pièces métalliques offrent des réserves de sécurité suffisantes.

Test du comportement au feu des plastiques à l'aide d'échantillons-tests standardisés

1 : radiateur, 2 : flamme, 3 : échantillon plastique

Protection incendie (EN 45545-2)

Depuis mars 2013, la norme EN 45545-2 a remplacé les normes nationales de sécurité incendie pour les véhicules ferroviaires. L'état actuel EN 45545-:2013+A1:2015 définit les exigences relatives au comportement au feu des matériaux et des composants. Afin de qualifier les plastiques destinés à certaines catégories de conception et d'utilisation de véhicules ferroviaires, la norme s'appuie sur des méthodes d'essais visant à déterminer les niveaux de danger, ce que l'on appelle en anglais « Hazard Levels » (HL). HL 3 correspond ici à l'exigence la plus élevée. Afin de qualifier les plastiques destinés à des applications électrotechniques, on effectue les contrôles suivants :

  • Indice de l'oxygène selon DIN EN ISO 4589-2
  • Formation de gaz de combustion selon EN ISO 5659-2 (25 kW/m²)
  • Toxicité des fumées NF X70-100-2 (600 °C)
  • Essai vertical à la flamme selon EN 60695-11-10
    Les polyamides non renforcés de la catégorie ignifuge UL 94 V0 utilisés dans les blocs de jonction de Phoenix Contact répondent aux exigences les plus élevées. Ils satisfont aux exigences de la catégorie ignifuge HL3 selon les tests décrits dans les règlements R22, R23, R24 et R26.
Méthode de test selon UL 94

Méthode de test selon UL 94

Classification d'inflammabilité (UL 94)

La norme UL 94 décrit les essais d'inflammabilité particulièrement importants pour l'électrotechnique. Le comportement au feu est le point central de ces essais. La classification s'effectue en UL 94 HB (Horizontal Burn) ou UL 94 V (Vertical Burn). La configuration des essais spécifie que les classifications UL-94-V0/1/2 sont supérieures aux classifications UL-94HB.

UL 94 V0/1/2
Après conditionnement, l'échantillon est positionné verticalement et soumis à une flamme pendant 10 secondes à plusieurs reprises. Entre deux flambées, on mesure le temps jusqu'à ce que l'échantillon s'éteigne. Ensuite, les durées de persistance à la flamme et la production de gouttelettes enflammées sont analysées. Le plastique utilisé pour les blocs de jonction de Phoenix Contact satisfait aux critères les plus stricts et bénéficie d'une classification en tant que matériau V0.

Valeurs de contrôle de la classification d'inflammabilité

Valeurs d'essai pour les classifications de matériaux V0, V1 et V2.

Classification des matériaux

V0

Classification des matériaux

V1

Classification des matériaux

V2

Critères
Temps de postcombustion à la flamme d'un seul échantillon de test (t1 et t2) ≤10 s ≤30 s ≤30 s
Temps total de postcombustion à la flamme d'un ensemble d'échantillons de test après conditionnement respectif (tf) ≤50 s ≤250 s ≤250 s
Temps de postcombustion avec flamme plus temps de rémanence d'un échantillon de test individuel après la deuxième flamme (t2 plus t3) ≤30 s ≤60 s ≤60 s
Une postcombustion et/ou une rémanence d'un seul échantillon de test jusqu'au support peut-elle se produire ? non non non
L'inflammation du support en coton par des particules ou des gouttes brûlantes peut-elle se produire ? non non oui
Granulés de plastique polyamide PA 6.6 en différentes couleurs

Granulés de plastique polyamide PA 6.6 fréquemment utilisés pour les blocs de jonction

Valeur calorifique (DIN 51900-2/ASTME 1354)

La charge calorifique se définit comme la quantité d'énergie libérée sur une surface donnée en cas d'incendie. La valeur de la charge calorifique est généralement exprimée en MJ/m². Cette valeur est calculée à partir du pouvoir calorifique d'une substance et du facteur de combustion (DIN 18230-1). Plus le pouvoir calorifique et la teneur d'une substance sont élevés, plus la quantité d'énergie libérée en cas d'incendie est importante. Par conséquent, plus la charge d'incendie possible est élevée. Cela s'applique à tous les composants installés dans l'application considérée. Les pouvoirs calorifiques des polyamides tels que le PA 6.6 sont relativement élevés (à titre de comparaison, le pouvoir calorifique du fioul domestique est d'environ 44 MJ/kg). C'est pourquoi le pouvoir calorifique des blocs de jonction est de plus en plus souvent pris en compte lors de la détermination de la charge calorifique. Les valeurs calorifiques des matières plastiques utilisées chez Phoenix Contact conformément à la norme DIN 51900-2 et à la norme ASTM E 1354 figurent dans le tableau suivant. Pour calculer la charge calorifique des composants individuels, le pouvoir calorifique de chaque polyamide doit être multiplié par le poids de la pièce et le nombre d'articles montés. L'émission de chaleur est documentée dans le calorimètre à cône selon la norme ISO 5660-1 pour les matériaux plastiques.

Valeurs calorifiques des types de plastique fréquemment utilisés

Présentation des types de valeur calorifique moyens pour PA6.6 V0 et V2 selon les normes DIN 51900-2 et ASTM E 1354.

DIN 51900-2

ASTM E 1354 :

Type de plastique
Polyamide 6.6 V0 env. 30 MJ/kg env. 22 MJ/kg
Polyamide 6.6 V2 env. 32 MJ/kg env. 24 MJ/kg
À titre de comparaison : fioul - env. 44 MJ/kg
Configuration de l'essai au fil incandescent

Configuration de l'essai au fil incandescent

Essai au fil incandescent (CEI 60695-2-11)

En cas de surcharge, les pièces métalliques conductrices du bloc de jonction ou des conducteurs raccordés peuvent s'échauffer fortement. Cette chaleur supplémentaire influe sur le boîtier plastique. Pour simuler cette source de danger, sur les composants électriques, un fil incandescent est chauffé à une certaine température (+550 °C, +650 °C, +750 °C, +850 °C ou +960 °C). Le fil est ensuite pressé à angle droit avec une force de 1 N sur le point le plus fin du boîtier de l'échantillon de test, comme le montre l'illustration.
L'essai est considéré comme réussi s'il fournit les résultats suivants :

  • lorsqu'aucune flamme ou phénomène d'incandescence n'apparaît ;
  • lorsque les flammes ou phénomènes d'incandescence disparaissent dans les 30 secondes suivant le retrait du fil incandescent ;
  • lorsque la couche de papier de soie située sous le fil incandescent ne s'enflamme pas suite à la chute de gouttes brûlantes.

Les polyamides utilisés par Phoenix Contact comme matériaux des boîtiers satisfont pleinement aux exigences de l'essai au fil incandescent à +960 °C (niveau de température le plus élevé).

Protection ignifuge exempte d'halogène (DIN EN ISO 1043-4)

L'un des risques majeurs de l'utilisation des plastiques en technologie de raccordement est leur inflammabilité. En particulier en cas de défaut électrique, il est possible que les températures d'inflammation du polyamide (PA 6 et PA 6.6) ou du polycarbonate (PC) soient dépassées. Afin d'éviter un incendie, il est prescrit que le plastique présente un faible degré d'inflammabilité et des caractéristiques d'auto-extinction. On peut y parvenir en utilisant trois types d'agents ignifuges :

  • Composés organiques halogénés (p. ex. fluor, chlore, brome, iode)
  • Substances inorganiques (p. ex. aluminium, oxihydrate de magnésium, borate de zinc)
  • Protection ignifuge à base de phosphore ou de mélamine

L'une des propriétés des composés halogénés est leur capacité à rompre les réactions en chaîne dans le plastique. Sans cette propriété, un éventuel processus de combustion ne sera pas arrêté. Mais malheureusement, ces substances sont très toxiques et produisent des fumées extrêmement nocives en cas d'incendie. Par conséquent, ils sont également interdits pour de nombreuses applications dans le cadre du règlement RoHS. Lorsqu'elles sont exposées à la chaleur, les substances inorganiques ont tendance à fonctionner en séparant l'eau et en refroidissant ainsi la surface. De cette manière, la température d'allumage dans la zone d'incendie est réduite et le processus de combustion est ralenti. Pour une protection efficace contre les incendies, il faut toutefois mélanger des proportions élevées dans le plastique. Cette circonstance entraîne une détérioration des propriétés mécaniques. Il reste donc les additifs ignifuges contenant du phosphore ou de la mélamine. Ces additifs peuvent agir contre l'incendie en carbonisant la surface ou en produisant une sorte de mousse. Cela ralentit l'apport d'oxygène vers le foyer direct de l'incendie. Un effet efficace est possible même avec des quantités relativement faibles dans le polyamide. Les blocs de jonction du système CLIPLINE complete sont réalisés en polyamide avec la classification de protection incendie UL 94 V0. Les agents ignifuges utilisés sont les cyanurates de mélamine. Les blocs de jonction de Phoenix Contact sont ainsi totalement et sans exception exempts d'halogène en ce qui concerne les systèmes anti-incendie mis en oeuvre.

Diagramme pour l'extrapolation de la valeur TI et HCI

Diagramme pour l'extrapolation de la valeur TI et HCI

Propriétés de l'isolant TI (CEI 60216-1)

Dans l'essai correspondant, une charge thermique accrue sur le bloc de jonction est simulée sur une plus longue période de temps. À cette fin, le comportement des matières plastiques à des températures toujours plus élevées est examiné du point de vue de la résistance à la traction (flexibilité mécanique). La norme exige au moins trois, mais de préférence quatre, séries de mesures de température différentes sur un spécimen. La résistance à la traction est mesurée avant et après un stockage de 500 h - 5 000 h, selon la spécification, et le résultat est extrapolé à 10 000 h (HCI) et 20 000 h (TI). Cela permet de déterminer la température à laquelle la résistance à la traction a diminué de moitié après les 20 000 heures mentionnées. La norme CEI 60216 spécifie un indice de température fournissant une indication sur la durée de vie en service des plastiques sous charge thermique.
Valeurs TI selon UL 94 V2 : +105 °C
Valeurs TI selon UL 94 V0 : +125 °C

Diagramme pour déterminer la température des propriétés du matériau isolant TI

Diagramme pour déterminer la température

Propriétés de l'isolant RTI (UL 746 B)

Dans les essais suivants, une charge thermique accrue du bloc de jonction est simulée sur une période prolongée. À cette fin, plusieurs températures d'essai différentes sont évaluées en fonction de la perte de 50 % de la résistance de l'isolation (quadrant I : chaud, tiède, froid). Ces différentes durées de stockage jusqu'à l'apparition de la chute de 50 % sont ensuite tracées en fonction des températures de stockage correspondantes (quadrant IV). On obtient ainsi une courbe temps-température (quadrant III). Une valeur de température de résistance d'isolement (RTI) peut alors être dérivée de cette courbe. Cette valeur correspond alors à une durée de 20 000 h avec une perte de 50 % des propriétés. La norme UL 746 B indique un indice de température pour les différentes classes d'inflammabilité du polyamide. Cet indice permet de faire une déclaration sur la durée de vie en service électrique.

UL 746 B (valeur RTI)
La valeur RTI indique la température de service maximale avant un claquage électrique dans des conditions d'essai données. Les polyamides utilisés par Phoenix Contact se caractérisent comme suit : UL 94 V2 = +125 °C | UL 94 V0 = +130 °C.

Diagramme de dérivation de la valeur de température liée à la résistance d'isolement

Diagramme de dérivation de la valeur de température liée à la résistance d'isolement

Diagramme du cycle de température de l'essai climatique

Cycle de température de l'essai climatique

Essai climatique : chaleur humide – cyclique (CEI 60068-2-30)

L'humidité dépend de la température et de la pression atmosphérique. Plus l'air est chaud, plus il peut absorber d'humidité. Une humidité de 100 % reflète la saturation maximale de la vapeur d'eau dans l'air à la température correspondante. L'essai décrit ici comprend un ou plusieurs cycles de température avec une humidité élevée (>90 à 100 % à +40 °C ou +55 °C). Les boîtiers du bloc de jonction sont généralement fabriqués en polyamide. Ces plastiques absorbent l'eau de manière proportionnelle et modifient donc également leur élasticité. Les polyamides PA6 et PA66 peuvent absorber des taux d'humidité de plus de 8 % en poids lorsqu'ils sont stockés dans l'eau à environ +80 °C pendant plusieurs jours. L'absorption d'humidité est également associée à une modification des dimensions due au « gonflement ». Dans des conditions climatiques réelles, le polyamide absorbe environ 2 à 4 % d'humidité avec une variation de longueur de 0,6 à 0,8 %. Après avoir subi les cycles d'essai, il faut s'assurer de la bonne fixation, de l'opérabilité et de la fonction des blocs de jonction au moyen d'un essai d'isolement et d'un essai de serrage du conducteur.
Pour le niveau de sévérité de l'essai A, les blocs de jonction sont soumis à deux cycles à +40 °C.
Pour le niveau de sévérité de l'essai B, les blocs de jonction sont soumis à un cycle à +55 °C.

Diagramme de la teneur en eau en fonction de la température pendant l'essai climatique

Diagramme de la teneur en eau en fonction de la température

Absorption d'humidité du polyamide dans un climat ambiant

Le tableau indique l'absorption d'humidité du polyamide à température ambiante (+23 °C, 50 % d'humidité).

PA 6

PA 6.6

Teneur en fibres de verre
Ne contient pas de fibres de verre 3 % 2,5 %
15 % 2,6 % 2,2 %
25 % 2,2 % 2,1 %
30 % 2,1 % 1,7 %
Armoire climatique pour tester les blocs de jonction à la chaleur sèche

Armoire climatique

Essai climatique : chaleur sèche (CEI 60068-2-2)

L'essai à la chaleur sèche suivant est utilisé pour évaluer l'aptitude d'un composant à fonctionner, à être stocké ou transporté à haute température.

Une distinction est faite entre les échantillons de test émettant de la chaleur et ceux n'en émettant pas. Les blocs de jonction appartiennent à cette dernière catégorie et sont donc soumis au scénario d'essai Bb (avec changement graduel de température). Les intensités sont définies par la température et la durée de la contrainte. Dans le cas des blocs de jonction, l'étanchéité et le bon fonctionnement doivent être assurés ultérieurement par un essai d'isolement et un contrôle de la fixation du conducteur.

L'intensité pour les blocs de jonction de Phoenix Contact est de +85 °C et 168 h.

Zone de contact d'un bloc de jonction à vis après déroulement des essais de corrosion

Zone de contact d'un bloc de jonction à vis après déroulement des essais

Essai de corrosion (DIN 50018)

Le rôle clé des parties métalliques des connexions électriques est particulièrement évident dans les environnements agressifs. Des zones de contact exemptes de corrosion sont indispensables pour obtenir des connexions performantes et à faible valeur ohmique. Cette méthode décrit un essai de résistance à la corrosion en climat saturé dans une atmosphère chargée d'anhydride sulfureux. Des composés acides sont formés dans le processus <Ph 7, die Metalloberflächen angreifen. In die Prüfkammer werden zwei Liter destilliertes Wasser und ein Liter SO2-Gas eingeleitet. Bei +40 °C Prüftemperatur bildet sich im Testverlauf schweflige Säure (H2SO3). Nach acht Stunden Testzeit trocknen die Prüflinge 16 Stunden bei geöffneter Tür. Nach Prüfungsende erfolgen neben der Sichtprüfung der Prüflinge noch Messungen des Übergangswiderstands, um den Einfluss dieser Korrosionsprüfung auf die Kontaktstelle näher darzustellen. Reihenklemmen von Phoenix Contact erzeugen hochwertige, gasdichte Verbindungen, die auch durch aggressive Medien nicht beeinträchtigt werden können.

Contrôle de bloc de jonction PT au brouillard salin

Contrôle de bloc de jonction PT au brouillard salin

Essai de corrosion au brouillard salin (CEI 60068-2-11/-52)

En particulier dans la construction navale et pour les applications offshore, les composants techniques doivent fonctionner en permanence dans une atmosphère corrosive. La teneur en sel de l'air, associée à une forte humidité, impose des exigences élevées pour les pièces métalliques utilisées. Sur la base de la norme mentionnée ci-dessus, il est possible de simuler la charge dans un climat maritime. La résistance des pièces métalliques et de la protection anti-corrosion est testée dans une atmosphère corrosive par le biais d'un brouillard salin. Dans ce test, les échantillons de test sont amenés dans la chambre d'essai et vaporisés, de manière finement dosée, d'une solution de chlorure de sodium à 5 % (NaCl : pH de 6,5 - 7,2) à une température de +35 °C pendant 96 heures. Afin de mieux évaluer l'influence sur les points de contact, un test électrique est effectué à la fin de l'essai en plus de l'inspection visuelle des échantillons de test. Les blocs de jonction de Phoenix Contact, quelle que soit la technologie de raccordement, réalisent des connexions étanches au gaz. C'est pourquoi les points de contact sont protégés contre la corrosion, même dans des conditions climatiques extrêmes.

Configuration schématique de l'essai pour le cheminement du courant de fuite (CTI)

Configuration schématique de l'essai

Cheminement du courant de fuite (CTI) (CEI 60112)

L'humidité et la poussière favorisent le cheminement du courant de fuite sur la surface en plastique. Le cheminement du courant de fuite correspond à la formation de connexions conductrices entre des potentiels voisins. La relation de dépendance des potentiels par rapport à leur différence de tension sous des influences électrolytiques est prise en considération. La valeur CTI d'un plastique indique dans quelle mesure ce cheminement de lignes de fuite peut être entravé. Deux électrodes de circuit imprimé sont disposées sur un échantillon test de 20 mm x 20 mm x 3 mm à une distance de 4 mm. Une tension d'essai conforme à la prescription de la norme est appliquée sur les deux électrodes. Ensuite, un dispositif contenant une solution d'électrolyte verse une goutte sur les électrodes toutes les 30 secondes. Le test évalue la valeur maximale de la tension sans un flux de courant >0,5 A. Les plastiques utilisés par Phoenix Contact ont une valeur CTI de 600, ce qui les classe dans la catégorie supérieure de tension d'essai.

Configuration de l'essai au brûleur-aiguille

Configuration de l'essai au brûleur-aiguille

Essai au brûleur-aiguille (CEI 60947-7-1/-2)

Le comportement au feu en cas de contact direct avec une source d'ignition est un critère important lors de l'utilisation des blocs de jonction. Une source d'ignition peut, par exemple, être un arc électrique sur une ligne de fuite. Les blocs de jonction ne doivent pas favoriser ou accélérer le feu et les plastiques doivent être auto-extinguibles. Cet essai permet de simuler le comportement d'une pièce vis-à-vis d'une source d'ignition externe agissant directement sur elle. Cette méthode d'essai consiste à appliquer une flamme nue, alimentée avec du butane, à un angle de 45 ° pendant 10 secondes sur une arête ou sur la surface de l'échantillon de test (voir figure). Le comportement de l'échantillon de test sans source d'ignition est
observé. L'essai est validé lorsque les flammes ou phénomènes d'incandescence disparaissent dans les 30 secondes suivant le retrait du fil incandescent et lorsque la couche de papier de soie située sous l'échantillon de test ne s'enflamme pas suite à la chute de gouttes brûlantes. Tous les blocs de jonction de Phoenix Contact sont soumis, en raison des plastiques utilisés et de leur conception, à l'essai au brûleur-aiguille.

Protection contre la corrosion de surface (ISO 4042, EN 12450)

Afin de garantir des propriétés électriques ou mécaniques stables à long terme, les surfaces métalliques en technique de raccordement industrielle nécessitent une bonne protection contre la corrosion. De nombreux composants sont également utilisés dans des climats agressifs, p. ex. dans l'industrie des process ou dans des applications offshore. Les valeurs de frottement et la prévention de la corrosion jouent également un rôle important dans le domaine des assemblages boulonnés. Les blocs de jonction sont des produits durables dont le cycle de vie s'étend sur plusieurs décennies. Phoenix Contact protège donc les pièces métalliques installées dans les blocs de jonction contre la corrosion. Des matériaux de ressorts en acier pour ressorts fortement alliés et sans corrosion sont utilisés dans toutes les technologies de raccordement avec des ressorts de contact. Les surfaces des composants ferreux font l'objet d'une passivation couche épaisse conformément à la norme DIN ISO 4042. Dans le cas des matériaux en cuivre en particulier, la formation éventuelle de whiskers d'étain est efficacement contrée par sous-nickelage conformément à la norme EN 12540. La résistance de contact électrique de tous les blocs de jonction entre le conducteur et la barre conductrice n'est pas affectée négativement par les systèmes de protection contre la corrosion.

Protection

Norme

Système de protection

Épaisseur des couches

Matériau
Fer Zinc DIN EN 12329 Couche épaisse par passivation ou chromatation bleue 5 μm ... 8 μm
Cuivre Nickel DIN EN 12540 Sulfate de nickel 3 μm ... 5 μm
Cuivre Étain DIN 50965 2 μm ... 3 μm sous-couche nickel + couche étain 4 μm ... 8 μm
Technologie de raccordement Push-in avec barre conductrice
Raccordement vissé avec douille de serrage
Technologie de raccordement par tension à ressort avec barre conductrice
Boulonnage avec barre conductrice
Raccord enfichable avec barre conductrice
Configuration de l'essai d'inflammabilité superficielle

1 : radiateur, 2 : flamme, 3 : échantillon plastique

Inflammabilité superficielle (ASTME 162 (NFPA 130))

Pour évaluer l'inflammabilité superficielle et la propagation de la flamme du plastique, l'indice « Flame-Spread-Index » est déterminé selon la norme ASTM E 162. À cette fin, un échantillon est irradié par une source de chaleur et, en outre, enflammé par une flamme nue. Pendant la durée de l'essai, on détermine la durée nécessaire pour que le front de flamme atteigne deux points de mesure éloignés l'un de l'autre. L'indice « Flame-Spread-Index » est le résultat du produit de cette durée de propagation des flammes avec un coefficient de propagation thermique calculé. Par ailleurs, la production de gouttelettes enflammées de plastique est observée et évaluée pendant l'essai. En Amérique, l'indice « Flame-Spread-Index » maximal peut être de 35. Les blocs de jonction de Phoenix Contact atteignent une valeur de 5 et ne génèrent pas de gouttelettes enflammées. Ainsi, les blocs de jonction se situent bien en-dessous des valeurs maximales admissibles de la norme « Federal Railroad Administration (FRA) » du Ministère Américain des transports.

Configuration de l'essai de la formation de gaz de combustion

Configuration de l'essai de la formation de gaz de combustion

Formation de gaz de combustion (EN ISO 5659-2)

La norme EN ISO 5659-2 décrit une méthode d'évaluation du développement de la fumée d'un matériau en cas d'incendie sous l'effet d'une chaleur radiante supplémentaire. L'essai porte sur un total de six spécimens, testés individuellement dans une chambre d'essai hermétiquement fermée. Les spécimens doivent être carrés (75 mm x 75 mm), avec une surface plane et une épaisseur maximale de 25 mm. Ils sont enveloppés dans une feuille d'aluminium de manière à ce qu'une surface de contrainte de 65 mm x 65 mm reste libre uniquement sur la face supérieure. Pour les essais, le spécimen est fixé horizontalement dans un dispositif et exposé sur sa surface à une irradiation de 25 kW/m² pendant 10 minutes. L'essai est réalisé sur trois échantillons sans lampe témoin et sur trois avec lampe témoin. L'épaisseur optique spécifique est mesurée par photométrie. Tout d'abord, les changements de valeur du faisceau lumineux groupé frappant un photocapteur sont mesurés en mV. (Pleine lumière = 100 %, obscurité = 0 %).
Les valeurs déterminées sont converties à l'aide de la formule suivante et indiquées comme épaisseur optique :
Dsmax = 132 * log 10/100 Tmin

Légende : 1. système de mesure optique 2. régulateur de pression 3. trajet de la lumière 4. ouverture d'entrée d'air supérieure (zone supérieure) et ouverture de sortie d'air inférieure, reliée au ventilateur d'évacuation (en bas) 5. chambre 6. dispositif de chauffage à cône 7. fenêtre 8. brûleur à flamme pilote 9. spécimen dans le porte-spécimen 10. dispositif de pesage 11. porte verrouillable 12. fenêtre optique 13. source de lumière

Formation de gaz de combustion (ASTM E 662 (NFPA130))

La norme ASTM E 662 spécifie l'évaluation de la densité optique de la fumée pendant un feu ouvert ou un feu couvant. Pour cela, on observe la densité optique proportionnelle par rapport au volume de la chambre de combustion. Pour ce faire, un échantillon est placé dans une chambre de densité de fumée définie avec précision. L'échantillon de test est soumis à une chaleur de 2,5 W/cm². Ensuite, les processus suivants sont simulés pendant 20 minutes :

  1. Combustion avec flamme nue
  2. Combustion incandescente (sans flamme nue)

Des valeurs limites de la densité optique de la fumée sont reprises après 1,5 et 4 minutes.

  • Épaisseur optique spécifique (Ds 1,5), valeur limite 100
  • Épaisseur optique spécifique (Ds 4), valeur limite 200
  • Épaisseur optique maximale (Dm) pendant 20 minutes

Les polyamides utilisés pour les blocs de jonction de Phoenix Contact satisfont, selon ASTM E 662, à toutes les exigences de la « Federal Railroad Administration (FRA) de l'« U.S Department of Transportation ».

Toxicité des gaz de combustion (NF X70-100-2 (600 °C))

La norme NF X70-100:2006, qui fait partie des ensembles d'exigences R22 et R23 de la norme EN 45545-2:2013+A1:2015, décrit une procédure pour tester la toxicité des fumées d'un matériau en cas d'incendie. Dans cet essai, 1 g du matériau à tester est décomposé thermiquement à +600 °C dans un tube de quartz dans des conditions définies (débit d'air de 120 l/min pendant 20 min) et en l'absence d'oxygène. Ensuite, les gaz d'incendie sont collectés et analysés. À cette fin, les gaz d'incendie qui en résultent sont passés dans des bouteilles de lavage remplies d'un liquide d'absorption, de sorte que les gaz d'incendie restent dans ce liquide. Ensuite, des analyses chimiques par voie humide sont effectuées pour les acides halogénés hydrochloriques (HCl), le bromure d'hydrogène (HBr), l'acide cyanhydrique (HCN) et l'acide fluorhydrique (HF) ainsi que pour les oxydes d'azote (NOX) et le dioxyde de soufre (SO₂) et leurs concentrations sont déterminées. Les gaz d'incendie, le monoxyde de carbone (CO) et le dioxyde de carbone (CO₂) sont déterminés au moyen de la spectroscopie IR. La toxicité des gaz de combustion d'un matériau est représentée par l'indice de toxicité conventionnel CITNLP, qui résulte du rapport entre les composants gazeux mesurés (ci) et les concentrations de référence données (Ci) :

CIT NLP = c1/C1 + c2/C2 + c3/C3 + c4/C4 + c5/C5 + c6/C6 +c7/C7 +c8/C8

Concentration de référence [mg/m³]

Composants du gaz
Dioxyde de carbone (CO₂) 72 000
Monoxyde de carbone (CO) 1 380
Acide fluorhydrique (HF) 25
Acide chlorhydrique (HCI) 75
Acide bromhydrique (HBr) 99
Acide cyanhydrique (HCN) 55
Dioxyde de soufre (SO₂) 262
Oxyde d'azote NOx 38

Toxicité des gaz de combustion (SMP 800 C)

La norme SMP 800 C décrit les valeurs maximales admissibles pour les gaz toxiques lors de la combustion d'un plastique. Par rapport à la norme BSS 7239 (Boeing Standard), elle spécifie des procédures de mesure plus précises pour la détermination qualitative et quantitative des gaz de combustion toxiques. À cette fin, six litres de gaz de combustion sont prélevés dans la chambre NBS entre la 4e et la 19e minute pendant l'essai ASTM E-662 et introduits dans l'analyse. Valeurs limites SMP-800-C pour les gaz de combustion toxiques exprimées en ppm :

  • Monoxyde de carbone (CO) 3 500
  • Dioxyde de carbone (CO₂) 390 000
  • Oxyde d'azote (NOX) 3 100
  • Dioxyde de soufre (SO₂) 3 100
  • Acide chlorhydrique (HCI) 3 500
  • Acide bromhydrique (HBr) 3 100
  • Acide fluorhydrique (HF) 3 100
  • Acide cyanhydrique (HCN) 3 100

Les polyamides utilisés par Phoenix Contact présentent des valeurs nettement inférieures aux concentrations critiques.

Configuration de l'essai de l'indice d'oxygène

Configuration de l'essai

Indice d'oxygène (DIN EN ISO 4589-2)

La norme DIN EN ISO 4589-2 décrit un test permettant d'évaluer le comportement au feu des matières plastiques sur la base d'un indice d'oxygène (IO). Pour les plastiques, tels que ceux utilisés dans l'industrie électrique, un format de feuille d'une longueur de 70 à 150 mm, d'une largeur de 6,5 mm (±0,5 mm) et d'une épaisseur de 3 mm (±0,25 mm) doit être utilisé pour les essais. Cette plaque est montée verticalement dans un cylindre de verre, entourée d'un mélange oxygène-azote et éclairée sur le bord supérieur par une flamme de gaz propane. Ensuite, le comportement de la combustion est analysé pour différentes teneurs en oxygène du gaz environnant. L'allumage consiste en une flamme de 30 secondes maximum suivie d'une pause de 5 secondes. La flamme est répétée par étapes de 5 secondes jusqu'à ce que le spécimen brûle en surface. L'objectif est d'obtenir un temps de combustion de 180 secondes après avoir retiré la flamme de propane. Pas plus de 50 mm, mesurés à partir du bord allumé, ne doivent avoir coulé ou fondu pendant la combustion. Des interruptions de feu ≤1 s sont autorisées. Si la flamme s'éteint avant que les 180 s se soient écoulées, la mesure est évaluée comme « O » et la teneur en oxygène est augmentée pour le cycle suivant. Si la flamme a duré les 180 s, la mesure est évaluée comme « X » et la teneur en oxygène est réduite pour le cycle suivant. Sur plusieurs spécimens, une précision du seuil d'oxygène (auquel l'échantillon brûle encore) de ≤1 % par rapport aux cycles « O » est déterminée. Ce résultat est ensuite utilisé pour calculer l'indice d'oxygène OI.

  1. Cheminée
  2. Trappe de cheminée
  3. Porte-échantillon de test
  4. Blindage en treillis métallique
  5. Diffuseur et chambre de mélange
  6. Appareil de mesure de la température quelconque
  7. Tube
  8. Échantillon d'essai
  9. Mélange oxygène-azote
  10. Source d'inflammation
Essai vertical à la flamme Méthode d'essai B

Essai vertical à la flamme Méthode d'essai B

Essai vertical à la flamme (EN 60695-11-10)

La norme EN 60695-11-10 est utilisée pour évaluer le comportement au feu. Le matériau est enflammé avec un brûleur-aiguille standardisé de 50 W. Pour ce faire, un échantillon de test rectangulaire en forme de tige doit être créé au préalable. Cet échantillon de test doit avoir une dimension de 125 mm x 13 mm et une épaisseur de 0,1 à 12 mm au choix. Dans la méthode d'essai « A », trois échantillons sont nécessaires. Pendant l'essai, chaque tige est fixée horizontalement et la vitesse de combustion linéaire est mesurée à titre d'évaluation. À cette fin, deux marques ont été préalablement appliquées à 25 mm et 100 mm chacune. Selon le degré de brûlure, la classification est « HB // HB 40 // HB 75 // ou, si la marque de 100 mm est dépassée, avec

v= L/t * 60 s/min

v = vitesse du feu
L = longueur mesure de dommage
t = temps

Dans la méthode d'essai « B », cinq échantillons sont nécessaires, chaque tige étant suspendue verticalement à une extrémité et l'extrémité libre étant soumises pendant 10 s à une flamme de contrôle. Un support en coton se trouve sous l'échantillon de test. Le temps de postcombustion t1 est alors déterminé. Immédiatement après, une seconde flamme est appliquée pendant 10 s supplémentaires avec mesure du temps de postcombustion t2 et du temps de rémanence t3. Aucune goutte brûlante ne doit tomber et enflammer le support. Les valeurs mesurées sont calculées pour l'évaluation comme suit :

tf = (t1,1 +t2,1)(t1,2 +t2,2)(t1,3 +t2,3)(t1,4 +t2,4)(t1,5 +t2,5)

Essai vertical à la flamme Méthode d'essai A

Essai vertical à la flamme Méthode d'essai A

Essai vertical à la flamme : critères relatifs à la classification des matériaux

Le tableau indique les critères de l'essai en fonction de la classification des matériaux.

Classification des matériaux V0

Classification des matériaux V1

Objet sans titre

Critères
Temps de postcombustion à la flamme sur un seul échantillon de test (t1 et t2) ≤10 s ≤30 s ≤30 s
Temps total de postcombustion à la flamme d'un ensemble d'échantillons de test après conditionnement respectif (tf) ≤50 s ≤250 s ≤250 s
Temps de postcombustion avec flamme plus temps de rémanence d'un seul échantillon de test après la deuxième flamme (t2 plus t3) ≤30 s ≤60 s ≤60 s
Une postcombustion et/ou une rémanence d'un seul échantillon de test jusqu'au support peut-elle se produire ? non non non
L'inflammation du support en coton par des particules ou des gouttes brûlantes peut-elle se produire ? non non oui
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