Takaisin

Eristemateriaalien laaduntarkastus

Eristeosamme on valmistettu erilaisista termoplastisista muoveista. Optimaalinen muovi valitaan sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa perusteella käyttökohteen mukaisesti. Kaikki Phoenix Contactin käyttämät muovit ovat RoHS-yhteensopivia. Kaikki Phoenix Contactin käyttämät muovit on UL-listattu (Underwriters Laboratories Inc.) USA:ssa.

Eristemateriaalien laatuominaisuudet

Termoplastinen muovi
Suurin osa eristeosistamme on valmistettu termoplastisista muoveista, jotka voidaan jakaa kiteytymättömiin ja osittain kiteisiin materiaaliryhmiin. Termoplastisia muoveja käsitellään taloudellisesti ja ympäristöystävällisesti ruiskuvalumenetelmillä, ja ne sopivat hyvin kierrätykseen ja uusiokäyttöön. Useat eri tavoin muokatut materiaalit kattavat sähköisten ja elektronisten moduulien, laitteiden ja järjestelmien korkeat vaatimukset mekaanisille, termisille ja sähköisille ominaisuuksille. Termoplastinen muovi on halogeeniton, ts. se ei muodosta palamiskaasuja, jotka yksin tai yhdessä ilman kosteuden kanssa johtavat syövyttäviin kerrostumiin. Se ei myöskään sisällä silikoniyhdisteitä, formaldehydiä, PCB:tä tai PCT:tä.

Lämpötilan (käyttölämpötilat) vaikutus muovien käyttäytymiseen
Muovien pitkäaikainen altistuminen lämmön vaikutuksille aiheuttaa aina lämpövanhenemista, joka muuttaa mekaanisia ja sähköisiä ominaisuuksia. Ulkoiset tekijät, esim. säteily tai muut mekaaniset, kemialliset tai sähköiset kuormitukset voimistavat tätä vaikutusta. Koekappaleet testaamalla voidaan selvittää tunnuslukuja, joiden avulla muoveja voidaan vertailla keskenään. Näitä tunnuslukuja voidaan kuitenkin käyttää muoviosien arvioimiseen vain rajoitetusti, ja suunnittelija voi käyttää niitä vain suuntaa antavina arvoina muovien valinnassa. IEC 60947-7-1/EN 60947-7-1 määrittää nimelliskuormitetuille riviliittimille sallituksi lämpötilannousuksi 45 K. Phoenix Contactin liittimet täyttävät tämän vaatimuksen.

Muovien palo-ominaisuudet (UL 94)
Muoveille tehtävät syttyvyyskokeet on määritellyt Underwriters Laboratories (USA) UL 94 -normissa. Normi koskee kaikkia käyttöalueita, etenkin myös sähkötekniikassa. Vaaka- ja pystykokeessa muovimateriaalin palo-ominaisuudet testataan koelaboratoriossa avoimella tulella. Palonkestävyyden mukaan nousevat luokat ovat HB, V1, V2, V0. Koetulokset näkyvät ns. "Yellow Card" -kortissa ja ne julkaistaan vuosittain Recognized Component Directory -luettelossa.

Termoplastinen muovi: vahvistamaton polyamidi, PA
Käytämme osittain kiteistä polyamidi-eristemateriaalia, joka on nykyään välttämätön osa elektroniikkaa ja sähkötekniikkaa. Se on ollut jo pitkään hallitsevassa asemassa ja on tunnustettujen sertifiointilaitosten, kuten CSA, KEMA, PTB, SEV, UL, VDE jne. hyväksymä. Polyamidilla on myös korkeissa käyttölämpötiloissa erittäin hyvät sähköiset, mekaaniset, kemialliset ja muut ominaisuudet. Stabiloitu lämpövanheneminen sallii jopa noin +200 °C:n lyhytaikaiset huippulämpötilat. Sulamispiste on riippuen tyypistä (PA 4.6, 6.6, 6.10 jne.) alueella 215–295 °C. Polyamidi ottaa ympäristöstä kosteutta, keskimäärin 2,8 %. Kyse ei kuitenkaan ole varastoidusta kidevedestä, vaan kemiallisesti sidotuista H2O-ryhmistä molekyylirakenteessa. Tämä tekee muovista elastisen ja murtolujan, myös jopa -40 °C:n lämpötiloissa. UL 94:n mukaan PA:n paloluokka V2–V0.

Termoplastinen muovi: lasikuituvahvistettu polyamidi, PA-F
Lasikuituvahvistettujen polyamidien ominaisuuksia ovat korkea jäykkyys ja kovuus sekä vahvistamattomiin polyamideihin verrattuna vieläkin korkeammat käyttölämpötilat. Näin ne sopivat käytettäviksi myös esim. ylijännitesuojien alueella. Ne ottavat vahvistamatonta polyamidia vähemmän kosteutta ympäristöstä. Muutoin ominaisuudet vastaavat suurelta osin toisiaan. UL 94:n mukaan lasikuituvahvistettujen polyamidien paloluokka on HB – V0, ja V0-materiaaleja on useimmiten saatavana vain mustina.

Termoplastinen muovi: ABS
Termoplastista ABS-muovausmassaa käytämme tuotteissa, joilla pitää korkean mekaanisen lujuuden ja jäykkyyden lisäksi olla hyvät isku- ja lovi-iskuominaisuudet. Tuotteiden kovuus ja erityiset pintaominaisuudet varmistavat kemikaalin- ja jännityshalkeamien kestävyyden. Materiaalille tyypilliset termiset ominaisuudet takaavat hyvän muotopysyvyyden sekä korkeissa että matalissa lämpötiloissa. ABS-tuotteisiin voidaan ongelmitta kiinnittää metallisia pintajärjestelmiä, esim. nikkeliä. Käytetyn muovausmassan paloluokka on UL 94:n mukaan HB – V0.

Termoplastinen muovi: polyvinyylikloridi PVC
PVC kestää suolaliuoksia, laimennettuja ja konsentroituja emäsliuoksia sekä useimpia laimennettuja ja konsentroituja happoja lukuun ottamatta savuavaa rikkihappoa ja konsentroitua typpihappoa. PVC:tä on vaikea sammuttaa ilman palontorjuntavälineitä (B1, DIN 4102 - UL 94, V0).

OminaisuudetYksikkö/
taso
Polyamidi
PA
Polyamidi
PA
Polyamidi
PA-GF
Polyamidi
PA-GF
Polykarbonaatti
PC-GF
Jatkuva käyttölämpötila, DIN IEC 60216[°C]< 130< 125120120130
Lämpötila-alue (ilman mekaanista kuormitusta)[°C]- 60- 60- 60- 60- 60
Läpilyöntilujuus, IEC 60243-1 / DIN VDE 0303-21[kV/cm]600600550475175
Vuotovirran kestävyys, IEC 60112 / DIN VDE 0303-1CTI...HyväHyväHyväHyväHyvä
Trooppisten olojen ja termiittien kestävyys      
Erityinen läpimenovastus
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31

[Ω cm]

1012101210121012> 1014
Pintavastus
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31
[W]1010101010121012> 1014
Paloluokka UL 94:n mukaan V0V2V0HBV0
OminaisuudetYksikkö/
taso
Polyamidi
PA
Polyamidi
PA
Polyamidi
PA-GF
Polyamidi
PA-GF
Polykarbonaatti
PC-GF
Jatkuva käyttölämpötila, DIN IEC 60216[°C]< 130< 125120120130
Lämpötila-alue (ilman mekaanista kuormitusta)[°C]- 60- 60- 60- 60- 60
Läpilyöntilujuus, IEC 60243-1 / DIN VDE 0303-21[kV/cm]600600550475175
Vuotovirran kestävyys, IEC 60112 / DIN VDE 0303-1CTI...HyväHyväHyväHyväHyvä
Trooppisten olojen ja termiittien kestävyys      
Erityinen läpimenovastus
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31

[Ω cm]

1012101210121012> 1014
Pintavastus
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31
[W]1010101010121012> 1014
Paloluokka UL 94:n mukaan V0V2V0HBV0
Takaisin ylös

Eristemateriaalin ominaisuudet – IEC 60210-1 / UL 746 B

Seuraavissa testeissä simuloidaan riviliittimen korkeampi kuormitus pidemmällä aikavälillä. Muovien käyttäytyminen jatkuvasti korkeammissa lämpötiloissa kuvataan suhteessa niiden vetolujuuteen ja eristysominaisuuksiin. IEC 60216 ja UL 746 B määrittävät lämpötilaindeksin, jonka avulla voidaan voidaan antaa lämpökuormitettujen muovien elinikä. Näiden ominaisuuksien arvot annetaan

  • mekaanisesti IEC 60216:n mukaan TI-arvona
  • sähköisesti UL 746 B:n mukaan

RTI-arvona.

IEC 60216 – TI-arvo
Vetolujuutta mitataan 5 000 tunnin ajan ja tulos ekstrapoloidaan 20 000 tuntiin. Lämpötila pidetään arvossa, jossa mainitun 20 000 tunnin jälkeen vetolujuus on laskenut puoleen.
UL 746 B – RTI-arvo
RTI-arvo ilmaisee korkeimman käyttölämpötilan ennen sähköisen läpilyönnin syntymistä tietyissä käyttöoloissa. Phoenix Contactin käyttämät polyamidit on luokiteltu seuraavasti:

 UL 94 V2UL 94 V0
TI105 °C125 °C
RTI125 °C130 °C

Korkeampiin lämpötiloihin on saatavana esim. keraamisia liittimiä.

Takaisin ylös

Pinnan syttyvyys – ASTM E 162

Pinnan syttyvyyskoe  

① Lämmönlähde ② Liekki ③ Muovinen koekappale

Tulipalon leviäminen lämmön vaikutuksesta testataan ja arvioidaan yllä mainitussa normissa. Muovipintojen syttyvyys selvitetään laskemalla ASTM E 162 -normin mukainen Flame-Spread-indeksi, joka kuvaa liekkien leviämistä annetuissa testiolosuhteissa.

Koekappale (152 x 457 x enint. 25,4 mm) altistetaan 30 asteen kulmassa lämmönlähteelle (815 °C), ja sen yläpäähän kohdistetaan avoliekki. 15 minuuttia kestävän kokeen aikana määritetään aika, jona liekki saavuttaa kaksi 76 mm:n etäisyydellä toisistaan olevaa mittauspistettä. Liekin leviämisajasta ja lasketusta lämmönmuodostuskertoimesta saadaan Flame-Spread-indeksi. Amerikkalaisessa raideliikenteessä korkein raja-arvo on 35. Lisäksi kokeessa tarkkaillaan ja analysoidaan muovin tiputusominaisuuksia. Phoenix Contactin riviliittimet saavuttavat Flame-Spread-indeksin 5, eivätkä ne tiputa palaessaan. Näin riviliittimet ovat selkeästi Yhdysvaltojen liikenneministeriöön kuuluvan FRA:n (Federal Railroad Administration) määrittelemien sallittujen maksimiarvojen alapuolella.

Takaisin ylös

Savukaasun muodostuminen – ASTM E 662

Savun muodostuminen savukammiossa  

① Lämmönlähde ② Liekki ③ Muovinen koekappale

Normissa ASTM E 662 annetaan menettelytapa savun (savun opasiteetti) spesifisen, optisen tiiviyden arviointiin tulipalon tai kytevän palon aikana. Tällöin tarkkaillaan prosentuaalista valon läpäisyä suhteessa palokammiotilavuuteen. Koekappale (76 mm x 76 mm x enint. 25 mm) testataan NBS:n (National Bureau of Standards) määrittelemässä savukammiossa (katso kuva). Koekappale altistetaan 2,5 W/cm2:n lämpösäteilylle. Sen jälkeen simuloidaan 20 minuutin ajan seuraavat prosessit:

  1. Palaminen avotulessa
  2. Kytevä palo, avoliekin välttäminen

Molemmille prosesseille on olemassa optisen savutiiviyden raja-arvot, jotka lasketaan 1,5 ja 4 minuutin jälkeen.

a. Optinen savutiiviys (Ds 1,5) – raja-arvo 100
b. Optinen savutiiviys (Ds 4) – raja-arvo 200
c. Maks. savutiiviys (Dm) 20 minuutin aikana.

Phoenix Contactin riviliittimissä käytettävät polyamidit täyttävät kaikki Yhdysvaltojen liikenneministeriöön kuuluvan FRA:n (Federal Railroad Administration) vaatimukset ASTM E 662 -normin mukaan.

Takaisin ylös

Palokäyttäytyminen – NF F 16-101

NF F 16-101 kuvaa kahden tekijän (I ja F) perusteella muovien palokäyttäytymistä. Seuraavat kokeet suoritetaan: hehkulankatesti, happi-indeksi, savukaasun opasiteetti, savukaasun myrkyllisyys.

IndeksiHappi-indeksiHehkulanka
I 070 %960 °C, liekkejä ei synny
I 145 %960 °C, liekkejä ei synny
I 232 %960 °C, liekkejä ei synny
I 328 %850 °C, liekkejä ei synny
I 420 %850 °C, liekkejä ei synny

1. Indeksin I (0–4) määräys Indeksi I lasketaan seuraavan taulukon mukaan hehkulankatestin ja happi-indeksin tuloksista. Paras luokitus on I 0 ja huonoin I 4.
2. Savuindeksin F (0–5) määräys Perusteena ovat savukaasun opasiteetti ja myrkyllisyys. Seuraavat pitoisuudet [ppm] ovat kriittisiä:

Hiilimonoksidi (CO) – 1750
Hiilidioksidi (CO2) – 90 000
Suolahappo (HCl) – 150
Bromivetyhappo (HBr) – 170
Sinihappo (HCN) – 55
Fluorivetyhappo (HF) – 17
Rikkidioksidi (SO2) – 260

Koetulosten perusteella saadaan savuindeksi, joka jaetaan arvon perusteella luokkiin F 0 - F 5. F 0 on paras ja F 5 huonoin luokitus. Phoenix Contactin riviliittimet saavuttavat luokan I 2 / F 2.

Takaisin ylös

Savukaasujen myrkyllisyys – SMP 800-C

SMP 800 C kuvaa myrkyllisten savukaasujen sallitut enimmäisarvot muovin palaessa. Verrattuna standardiin BSS 7239 (Boeing Standard) tässä normissa annetaan tarkempia mittausmenettelyjä sellaisten myrkyllisten savukaasujen laadulliseen ja määrälliseen määritykseen, jotka syntyvät koekappaleen täydellisen palamisen aikana. Näin mitatut savukaasut saadaan ASTM E 662 -testin mukaisesta NBS-koekammiosta. Ajat vastaavat ASTM E 662 -normia. Tietoja tallennetaan 20 minuuttia. Myrkyllisten savukaasujen SMP 800-C -raja-arvot [ppm]:

Hiilimonoksidi (CO) – 3500
Hiilidioksidi (CO2) – 90 000
Typpioksidi (NOX) – 100
Rikkidioksidi (SO2) – 100
Suolahappo (HCl) – 500
Bromivetyhappo (HBr) – 100
Fluorivetyhappo (HF) – 100
Sinihappo (HCN) – 100

Phoenix Contactin käyttämät polyamidit alittavat kriittisten pitoisuuksien rajat moninkertaisesti.

Takaisin ylös

Halogeeniton palonesto – DIN EN ISO 1043-4

Väriversiot  

Väriversiot

Halogeenejä ovat kemialliset elementit fluori, kloori, bromi ja jodi. Halogeeniyhdisteiden yhtenä ominaisuutena on alhaisempi syttyvyys muoveissa käytettynä. Palontorjuntateknisissä tutkimuksissa myrkyllisten kaasujen ja halogeenien välinen yhteys on todettu. CLIPLINE complete -järjestelmän riviliittimet on valmistettu polyamidista 6.6 (PA 6.6), jonka paloluokka on UL 94 V0. Halogeenipitoisten palonestoaineiden sijaan käytetään melamiinisyanuraattia. Kaikki Phoenix Contactin riviliittimet ovat näin aina halogeenittomia.

Takaisin ylös

Pintavirtaindeksi (CTI-arvo) – DIN EN 60112

Pintavirtaindeksi koekappaleessa  

Pintavirtaindeksi

Kosteus ja lika lisäävät pintavirtaindeksiä muovipinnalla. Pintavirtaindeksi kuvaa johtavaa liitäntää vierekkäin sijaitsevien potentiaalien välillä. Potentiaalit ovat riippuvaisia jännite-erosta elektrolyyttisissä vaikutuksissa. Muovin CTI-arvo ilmaisee, kuinka tehokkaasti pintavirtaindeksin muodostuminen estetään. Koekappale (20 mm x 20 mm x 3 mm) varustetaan kahdella platinaelektrodilla, joiden väli on 4 mm. Molempiin elektrodeihin johdetaan normin mukainen koejännite. Sen jälkeen laite annostelee elektrodeihin 1 tipan koeliuosta 30 sekunnin välein. Kokeessa selvitetään maksimaalinen jännitearvo, kun 50 tippaa on annosteltu ilman oikosulkuvirtaa > 0,5 A. Phoenix Contactin käyttämät muovit on CTI-arvolla 600 luokiteltu korkeimpaan koejännitekategoriaan.

Takaisin ylös

Hehkulankatesti – IEC 60695-2-11

Riviliittimen hehkulankatesti  

Hehkulankatesti

Ylikuormitustilanteessa riviliittimien tai johtimien sähköä johtavat metalliosat voivat kuumentua voimakkaasti. Tämä ylimääräinen lämpö vaikuttaa muovikoteloon. Hehkulankatesti simuloi tämän vaaranlähteen sähköteknisissä komponenteissa. Hehkulanka kuumennetaan määrättyyn lämpötilaan: 550 °C, 650 °C, 750 °C, 850 °C tai 960 °C. Kuten kuvassa näytetään, hehkulanka painetaan sitten suorassa kulmassa koekappaleen ohuimpaan kotelokohtaan. Voima on 1 N. Testi on läpäisty – jos testin aikana ei synny liekkiä tai koekappale ei ala hehkua – jos liekki tai hehkuminen sammuu 30 sekunnin kuluessa hehkulangan irrottamisesta – kun alas putoavat palavat tipat eivät sytytä hehkulangan alla olevaa silkkipaperia. Phoenix Contactin kotelomateriaalina käyttämät polyamidit täyttävät täysin hehkulankatestin vaatimukset 960 °C:ssa (korkein taso).

Takaisin ylös

Neulaliekkitesti – IEC 60947-7-1/-2

Liittimen neulaliekkitesti  

Neulaliekkitesti

Riviliittimissä tärkeä kriteeri on palokäyttäytyminen suorassa kosketuksessa syttymislähteeseen. Palavia syttymislähteitä ovat esim. pintavälin valokaaret. Liittimet eivät saa edistää tai kiihdyttää paloa, muovien pitää olla itsestään sammuvia. Tässä palokokeessa simuloidaan komponenttien käyttäytyminen, kun ulkoinen syttymislähde vaikuttaa suoraan komponenttiin. Kokeessa avoin butaanikaasuliekki kohdistetaan 45 asteen kulmassa 10 sekunnin ajan koekappaleen reunaan tai pintaan (katso kuva). Sen jälkeen koekappaleen käyttäytymistä seurataan ilman syttymislähdettä. Koe on läpäisty:

  • kun liekki tai hehkuminen sammuu 30 sekunnin kuluessa liekin poistamisesta,
  • kun alas putoavat palavat tipat eivät sytytä koekappaleen alla olevaa silkkipaperia.

Kaikki Phoenix Contactin laadukkaista muoveista valmistetut ja suunnitelmallisesti kootut riviliittimet läpäisevät neulaliekillä tehtävän testin.

Takaisin ylös

Muovin lämpöarvo – DIN 51900-2/ASTM E 1354

Tulipaloista saatujen kokemusten perusteella teknisissä tiedoissa luokitellaan yhä useammin myös lämmönluovutus palotilanteessa. Taustalla on lämmönmuodostumisen rajoittaminen suhteessa pinta-alaan.

Palokuormitus

Palokuormitus tarkoittaa tulipalossa vapautuvan energian määrää tietyllä pinta-alalla. Palokuormituksen arvo on MJ/m2. Mitä korkeampi lämpöarvo on ja mitä enemmän materiaalia esiintyy, sitä suurempi on tulipalossa vapautuvan energian määrä. Polyamidien lämpöarvot ovat varsin korkeita. Siksi palokuormituksen selvittämisessä käytetään yhä useammin myös riviliittimien lämpöarvoja. Phoenix Contactin käyttämien muovien lämpöarvot:

DIN 51900-2: ASTM E 1354: 
Polyamidi 66 V2n. 30 MJ/kgPolyamidi 66 V2n. 22 MJ/kg
Polyamidi 66 V0n. 32 MJ/kgPolyamidi 66 V0n. 24 MJ/kg
  Vertailun vuoksi: polttoöljyn. 44 MJ/kg

Yksittäisten komponenttien palokuormituksen laskemiseksi kunkin polyamidin lämpöarvo kerrotaan komponentin painolla.

Takaisin ylös

Paloluokat – UL 94

Koerakenne UL 94:n mukaan  

Koerakenne UL 94:n mukaan

UL 94 määrittelee syttyvyyskokeet, joilla on etenkin sähkötekniikassa olennainen merkitys. Keskipisteessä on palokäyttäytyminen. Luokitus tapahtuu UL 94 HB:n (Horizontal Burning) tai UL 94 V:n (Vertical Burning) mukaisesti. Koerakenteesta käy ilmi, että 94 V0/1/2 -luokitukset ovat merkittävämpiä kuin 94 HB -luokitukset.

UL 94 V0/1/2

Vakioimisen jälkeen koekappale kiinnitetään pystysuoraan ja siihen kohdistetaan useita kertoja liekkejä aina 10 sekunnin ajan. Liekityskertojen välillä mitataan koekappaleen sammumiseen kuluva aika. Tämän jälkeen analysoidaan jälkipalamisajat ja tiputusominaisuudet. Phoenix Contactin käyttämä riviliittimien muovi täyttää V0-materiaaliluokan vaativat kriteerit.

Takaisin ylös
LuokkaUL 94 V0UL 94 V1UL 94 V2
Palamisaika jokaisen liekityksen jälkeen< 10 s< 30 s< 30 s
Kokonaispalamisaika kymmenen liekityksen jälkeen< 50 s< 250 s< 250 s
Hehkumisaika toisen liekityksen jälkeen< 30 s< 60 s< 60 s
Täydellinen palaminenEiEiEi
Vanun syttyminen kokeen aikanaEiEiEi

PHOENIX CONTACT OY

Niittytie 11
FI-01300 Vantaa
Contact Center:
+358 (0)9 3509 0290

Tekninen asiakaspalvelu:
+358 (0)9 3509 0260

Tämä sivusto käyttää evästeitä. Jatkamalla sivuston selaamista, hyväksyt evästeiden käytön. Lue lisää ehdoistamme.

Sulje