2025-07-25
2025-07-25

Руководство по классификации UL 94 V-0, V-1, V-2 | Стандарты пожарной безопасности

Введение: почему классификации UL 94 могут улучшить или погубить ваш продукт

Когда аккумулятор смартфона перегревается или электроприбор искрит, разница между незначительным инцидентом и катастрофическим пожаром часто сводится к одному решающему фактору: степени воспламеняемости используемых пластиковых материалов. УЛ 94 Рейтинги — это не просто технические характеристики. Они часто определяют, можно ли использовать деталь в регулируемых отраслях, таких как аэрокосмическая, медицинская, автомобильная и бытовая электроника, что помогает избежать проблем с соблюдением требований, дорогостоящих доработок и неудачных сертификаций на поздних этапах.

Понимание принципов горения пластика помогает предотвращать пожары и защищать человеческие жизни, поскольку строительные нормы, стандарты безопасности продукции и отраслевые правила часто устанавливают требования к воспламеняемости, которым должны соответствовать материалы, прежде чем их можно будет использовать в конкретных областях. Это подробное руководство содержит всю необходимую информацию о классификациях UL 94 V-0, V-1 и V-2, от методик испытаний до реального применения.

Что такое UL 94? Основы пожарной безопасности пластика

Стандарт, определяющий безопасность отрасли

UL 94, Стандарт безопасности воспламеняемости пластиковых материалов для испытаний деталей устройств и приборов, представляет собой стандарт воспламеняемости пластиковых материалов, выпущенный Лаборатории андеррайтеров США. Стандарт определяет способность материала либо гаснуть, либо распространять пламя после возгорания образца.

Стандарт UL-94 теперь согласован со стандартами IEC 60695-11-10 и 60695-11-20, а также ISO 9772 и 9773, что обеспечивает его глобальную значимость для производителей по всему миру.

Основные принципы тестирования

Стандарт UL 94 оценивает три критических аспекта пластиковых материалов при воздействии пламени:

Самозатухающее поведение – Насколько быстро прекращается горение материалов после удаления источника возгорания?
Характеристики капель – Падают ли горящие частицы и могут ли они воспламенить вторичные материалы
Предотвращение распространения пламени – Способность материала предотвращать распространение огня

UL 94 оценивает, как пластмассы реагируют на открытый огонь, измеряя время возгорания, способность к самозатуханию и могут ли горящие капли воспламенить вторичный хлопковый индикатор.

Система классификации UL 94: от наименее к наиболее огнестойким

Полная иерархия рейтингов

Существует 12 классификаций огнестойкости материалов, определенных стандартом UL 94 на основе результатов испытаний на возгорание в малых масштабах. Шесть из этих классификаций относятся к материалам, обычно используемым для изготовления корпусов, конструктивных элементов и изоляторов, используемых в потребительской электронике (5VA, 5VB, V-0, V-1, V-2, HB).

Полная шкала рейтинга UL 94 (от наименьшей к наибольшей огнестойкости):

HB (горизонтальный ожог) – Базовая огнестойкость с контролируемой скоростью горения
Фау-2 – Самозатухающий, допускается образование горящих капель
В-1 – Самозатухающий только при наличии невоспламеняющихся капель
В-0 – Превосходная самозатухающая способность без образования горящих капель
5ВБ – Высокая огнестойкость с возможностью прожога
5ВА – Максимальная огнестойкость без прожогов

UL 94 V-0, V-1 и V-2: Подробный анализ классификации

Классификация V-0: золотой стандарт пожарной безопасности

Критерии тестирования для оценки V-0:
V-0 (вертикальный ожог): горение прекращается в течение 10 секунд на вертикальном образце; допускается образование капель частиц, если они не воспламеняются.

Особые требования V-0:

Горение не поддерживается более 10 секунд после применения контролируемого пламени.
Общее время пламенного горения 5 образцов не превышает 50 секунд.
Ни один из образцов не сгорел до монтажного зажима ни пламенем, ни тлеющим горением.
Ни один из образцов не выделял горящих частиц, которые могли бы привести к возгоранию хирургической ваты под ними.
Образцы не демонстрировали тлеющего горения в течение более 30 секунд после удаления второго контролируемого пламени.

Классификация V-1: Надежная противопожарная защита

Критерии тестирования для оценки V-1:
V-1 (вертикальный ожог): горение прекращается в течение 30 секунд на вертикальном образце; допускается образование капель частиц, если они не воспламеняются.

Основные характеристики V-1:

Увеличенный лимит времени горения (до 30 секунд против 10 секунд для V-0)
Допускаются невоспламеняющиеся капли
Тот же запрет на возгорание хлопка, что и у V-0
Подходит для случаев, когда допустимо немного более длительное время горения.

Классификация V-2: Базовая вертикальная огнестойкость

Критерии испытаний для оценки V-2:
V-2 (вертикальное горение): горение прекращается в течение 30 секунд на вертикальном образце; допускается образование капель горящих частиц.

Основные отличия V-2:

Разница между V-1 и V-2 заключается в том, что более низкий рейтинг («-2») допускает поджог хлопка каплями, но остальные критерии одинаковы (например, время горения, дальность распространения пламени).
Ограничение по времени горения — 30 секунд (как у V-1)
Горящие капли разрешены и могут воспламенить хлопковый индикатор.
Наименьшая приемлемая классификация вертикального горения для многих применений

Сравнительный анализ: V-0 против V-1 против V-2

Классификация	Ограничение по времени горения	Поведение при капании	Хлопковое зажигание	Лучшие приложения
В-0	10 секунд	Только негорючие	Запрещенный	Критическая электроника, медицинские приборы
В-1	30 секунд	Только негорючие	Запрещенный	Общая электроника, бытовая техника
Фау-2	30 секунд	Разрешено сжигание	Разрешено	Некритические приложения, структурные компоненты

Методология испытаний UL 94: основы классификаций

Процедура испытания на вертикальное горение

В этом испытании измеряется время самозатухания вертикально расположенного полимерного образца. Верхняя часть образца закрепляется на подставке, а горелка располагается непосредственно под образцом.

Стандартные характеристики теста:

Стандартный испытательный образец UL94 имеет длину 5 дюймов (127 мм) и ширину 0,5 дюйма (12,7 мм).
Для серии V пламя диаметром 20 мм применяется дважды по десять секунд каждый раз.
Испытуемые образцы должны быть выдержаны в определенных условиях температуры и влажности.
Испытание оценивает как время горения, так и время послесвечения, а также капание горящего образца.

Подготовка и кондиционирование образцов

Требования к предварительному тестированию:

48-часовое кондиционирование при температуре 23°C и относительной влажности 50%
Дополнительное 7-дневное кондиционирование при температуре 70°C в сушильном шкафу с горячим воздухом для некоторых наборов тестов
Конкретные размеры образцов и процедуры монтажа
Размещение хлопкового индикатора на расстоянии 12 дюймов под испытуемым образцом

Испытательная среда и оборудование

Испытательная среда требует точного контроля переменных, включая высоту пламени, продолжительность применения, условия окружающей среды и точность измерений, чтобы гарантировать воспроизводимые результаты в разных лабораториях.

Толщина материала: критическая переменная, которую нельзя игнорировать

Рейтинги, зависящие от толщины

Рейтинг UL94 основан на материале и толщине испытываемого образца. Предполагается, что испытываемый образец толщиной 3,2 мм отражает эксплуатационные характеристики материала толщиной 3,2 мм или более.

Критические соображения по толщине:

Рейтинги UL 94 зависят от толщины. Смола, прошедшая испытания при толщине 0,059 дюйма (1,5 мм), может выйти из строя при толщине 0,029 дюйма (0,74 мм).
Например, материал может быть испытан при толщине 3,2 мм и получить оценку V-0, а также испытан при толщине 2,0 мм и получить оценку V-1.
Более толстые материалы обычно обеспечивают более высокие показатели огнестойкости.
Результаты большинства испытаний на воспламеняемость UL 94 неприменимы к материалам, толщина которых превышает 13,0 мм или площадь поверхности которых превышает 1 м².

Влияние реальной толщины

На практике проектировщикам необходимо тщательно учитывать толщину стенок на этапе проектирования. Материал, сертифицированный как V-0 при толщине 3,0 мм, может получить классы V-1 или V-2 только в тех случаях, когда геометрия детали требует более тонких стенок, что может повлиять на соблюдение нормативных требований и показатели безопасности.

Применение в промышленности: где классификации UL 94 имеют наибольшее значение

Электроника и бытовая техника

Пластиковые компоненты электронных устройств должны предотвращать распространение пожара из-за перегрева или сбоев в работе электроники. Области применения: Печатные платы, блоки питания и корпуса: как правило, класс самозатухания UL 94 V-0. Электрические распределительные щиты и изоляторы: для максимальной огнестойкости требуется класс UL 94 5VA. Изоляция разъёмов и проводов: часто классифицируется как V-1 или V-2 в зависимости от уровня риска.

Конкретные электронные приложения:

Чехлы для смартфонов и ноутбуков: Для компонентов, обеспечивающих бесконтактную зарядку аккумулятора, требуется рейтинг V-0
Корпуса для телевизоров и мониторов: V-1 или V-0 в зависимости от тепловыделения
Адаптеры питания и зарядные устройства: V-0 обязателен для сертификации безопасности
Подложки печатных плат: Печатные платы с рейтингом 94V-0 обычно используются в бытовой электронике, промышленных системах управления, автомобильной и аэрокосмической промышленности.

Требования автомобильной промышленности

Пластиковые материалы в транспортных средствах должны выдерживать высокие температуры и электрические токи. Примеры: Приборные панели, детали сидений и внутренние панели: используйте UL 94 V-0 или V-1 для ограничения распространения огня. Компоненты под капотом и аккумуляторные отсеки: требуют UL 94 5VA для высокой термостойкости.

Критические автомобильные компоненты:

Компоненты моторного отсека: 5 ВА или 5 ВБ для экстремальной термостойкости
Внутренняя отделка и панели: V-1 или V-0 в зависимости от близости к электрическим системам
Корпуса аккумуляторных батарей: Минимум V-0 для применения в электромобилях
Защита жгута проводов: V-1 или V-2 в зависимости от маршрута и экспозиции

Системы бытового оборудования и отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Кухонная техника (микроволновые печи, кофеварки): панели управления и корпуса соответствуют стандарту UL 94 V-0. Пылесосы, электроинструменты и принтеры: корпуса двигателей и аккумуляторные отсеки изготовлены из пластика класса V-1 или V-2.

Строительство и стройматериалы

Строительные материалы должны соответствовать строгим нормам пожарной безопасности для изоляции, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) и электрооборудования. Наиболее распространённые области применения: изоляционные пены и стеновые панели: классификация UL94 HB, HF-1 или HF-2 для замедления распространения пламени; трубы из ПВХ, вентиляционные воздуховоды и системы воздуховодов: классификация не ниже UL 94 V-0 для обеспечения безопасности.

Распространенные пластиковые материалы и их соответствие требованиям UL 94

Высокопроизводительные материалы

Фторполимеры (ПТФЭ, ФЭП): Высококачественные пластмассы, используемые в приложениях, требующих стойкости к высоким температурам и химическим веществам, обычно имеют высокие рейтинги UL 94. Для этого материала возможна оценка V-0.

Поликарбонат (ПК): ПК прочен и прозрачен, может достигать степени чистоты V2 или V0. Широко используется в системах безопасности и оптических компонентах.

Инженерные пластики

Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС): Эти виды изоляции широко используются в бытовой электронике и компьютерном оборудовании; они могут достигать классов огнестойкости V-0 или V-1. Для более высоких классов требуются огнезащитные добавки.

Поливинилхлорид (ПВХ): Широко используется в различных типах кабелей благодаря хорошим огнестойким свойствам, гибкости и долговечности. ПВХ может соответствовать стандартам UL 94 V-0 или V-1 в зависимости от состава.

Полиамид (нейлон): Нейлон используется в различных электронных компонентах и разъёмах благодаря своей прочности и хорошим изоляционным свойствам. Обычно он имеет класс изоляции V-2 или V-1.

Матрица выбора материала

Материал	Типичный рейтинг UL 94	Ключевые приложения	Требуется огнезащитный состав
ПТФЭ/ФЭП	V-0 (врожденный)	Высокотемпературные кабели, аэрокосмическая промышленность	НЕТ
Поликарбонат	V-0 к V-2	Защитное остекление, электроника	Иногда
FR-ABS	V-0 к V-1	Потребительская электроника	ДА
ПВХ	V-0 к V-1	Изоляция проводов, конструкция	Зависит от формулировки
Нейлон	V-2 в V-1	Разъемы, Кабельный Ввод	Обычно

Огнезащитные добавки: научное обоснование рейтингов

Как работают антипирены

Огнестойкость таких пластиков, как АБС или ПА (нейлон), достигается путём введения в них антипиренов. Этот процесс включает эндотермические реакции, поглощающие тепло и снижающие температуру материала, что замедляет возгорание и распространение пламени. Кроме того, он способствует образованию нагара, который служит защитным барьером, препятствующим дальнейшему горению.

Типы огнезащитных систем

Галогенированные антипирены:
– Бромированные и хлорированные соединения
– Высокая эффективность для достижения рейтинга V-0
– Галогенированные добавки трудно отделить при переработке, и при сжигании они могут выделять токсичные соединения.

Негалогенированные альтернативы:
– Системы на основе фосфора
– Гидроксиды металлов (тригидрат алюминия, гидроксид магния)
– Растущий интерес к негалогенированным антипиренам, которые обладают аналогичными характеристиками при меньшем воздействии на окружающую среду.

Экологические и нормативные соображения

Пер- и полифторалкильные вещества (ПФАС) давно используются в составе огнезащитных добавок благодаря своей исключительной термической и химической стойкости. Однако в настоящее время ПФАС подвергаются всё более жёсткому регулированию из-за их стойкости в окружающей среде и потенциального риска для здоровья.

Сертификация и соответствие: за пределами базового рейтинга

Сертификация UL Yellow Card

В случае сомнений запросите у поставщика материала жёлтую карту UL — сертификат, подтверждающий, что материал прошёл испытания на безопасность и эксплуатационные характеристики. В нём должна быть указана вся рецептура и требуемый диапазон толщин.

Основная информация о желтой карточке:

Подробности о составе конкретных материалов
Сертифицированные диапазоны толщин
Условия и результаты испытаний
Применимые области конечного использования
Сроки действия и требования к продлению

Особенности формулировки

Сертификация UL зависит от рецептуры. Смола может иметь «Жёлтую карточку», но на её рейтинг могут повлиять специальные смеси, красители, добавки и другие изменения в составе базового материала.

Критические факторы соответствия:

Цветовые добавки могут влиять на огнестойкость
Переработанный материал может повлиять на производительность
Условия обработки влияют на конечные свойства
Эффекты старения и воздействия окружающей среды

Ограничения и область тестирования

На что не распространяется UL 94

Область действия UL 94 четко указывает на то, что он не распространяется на полимерные материалы, используемые для строительства, отделки или такого содержимого, как настенные и напольные покрытия, мебель или декоративные предметы.

Ограничения области применения UL 94:

Маломасштабные испытания, оценивающие воспламеняемость полимерных (пластиковых) материалов, используемых для деталей устройств и приборов, под воздействием небольшого открытого пламени или источника теплового излучения в контролируемых лабораторных условиях.
Не применимо к сценариям крупномасштабных пожаров.
Поскольку реальные условия пожара непредсказуемы, воспламеняемость UL 94 не отражает реакцию материала при пожаре.

Реальные и лабораторные условия

Лабораторные испытания предоставляют стандартизированные сравнительные показатели, но не могут предсказать все реальные сценарии пожара. Рейтинги UL 94 следует учитывать наряду с другими мерами пожарной безопасности, включая надлежащее проектирование, методы монтажа и комплексные системы противопожарной защиты.

Часто задаваемые вопросы о классификациях UL 94

В чем разница между рейтингами V-0 и V-1?

В серии V разница между V-0 и V-1 заключается в том, что материал V-0 соответствует более высоким критериям при тех же условиях испытаний. В частности, материалы V-0 должны самозатухать в течение 10 секунд, тогда как материалы V-1 — до 30 секунд.

Могут ли рейтинги UL 94 меняться в зависимости от толщины материала?

Да, рейтинги UL 94 сильно зависят от толщины материала. Материал может достигать класса V-0 при толщине 3 мм, но только V-1 или V-2 при меньшей толщине. Всегда проверяйте рейтинги на соответствие вашим конкретным требованиям к толщине.

Всегда ли материалы V-0 лучше, чем V-1 или V-2?

Хотя V-0 обеспечивает превосходную огнестойкость, выбор зависит от требований к применению, стоимости и других свойств материала. Материалы V-1 или V-2 могут быть достаточны для многих применений и обладают преимуществами с точки зрения обработки, стоимости или механических свойств.

Как рейтинги VTM соотносятся с рейтингами V?

Класс огнестойкости VTM-0 не может считаться эквивалентным классу V-0, поскольку методы испытаний существенно различаются. Аналогично, классы VTM-1 и VTM-2 не могут считаться эквивалентными классам V-1 и V-2 соответственно. Классы VTM применяются к тонким плёнкам и гибким материалам, которые не могут удерживать себя в вертикальном положении.

Какие отрасли промышленности требуют соответствия стандарту UL 94?

Электроника, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, производство медицинских приборов и бытовой техники обычно требуют соответствия стандарту UL 94. Следует отметить, что автомобильная промышленность обычно не использует UL94 для всех применений, часто отдавая предпочтение стандартам, разработанным специально для автомобильной промышленности.

Будущие тенденции и новые технологии

Устойчивые антипирены

Отрасль переходит к экологически безопасным огнезащитным решениям, которые соответствуют требованиям UL 94 и при этом снижают воздействие на окружающую среду. Биооснованные и перерабатываемые огнезащитные системы становятся жизнеспособной альтернативой традиционным галогенированным добавкам.

Расширенные методы тестирования

Разрабатываются новые методики испытаний, позволяющие лучше прогнозировать реальное поведение пожара, сохраняя при этом преимущества стандартизации UL 94. К ним относятся многомасштабные подходы к испытаниям и усовершенствованное прогностическое моделирование.

Интеграция интеллектуальных материалов

Новые интеллектуальные материалы с адаптивными огнезащитными свойствами могут произвести революцию в достижении и поддержании классификации UL 94 на протяжении всего жизненного цикла продукции.

Заключение: принятие обоснованных решений по материалу UL 94

Понимание классификаций UL 94 V-0, V-1 и V-2 крайне важно для всех, кто занимается выбором пластиковых материалов для критически важных с точки зрения безопасности применений. В идеале лучше всего использовать классы V-0 или VTM-0, поскольку они не образуют капель или горящих частиц и довольно быстро гаснут после удаления пламени.

Ключевые моменты при выборе материала:

Ранняя интеграция: Включайте требования UL 94 на начальных этапах проектирования, чтобы избежать дорогостоящих переделок
Осознание толщины: Всегда проверяйте номинальные значения на соответствие вашим конкретным требованиям по толщине стенок.
Специфика рецептуры: Убедитесь, что сертификация материалов соответствует вашей точной формуле и условиям обработки.
Сопоставление приложений: Выберите рейтинги, соответствующие вашему уровню риска и нормативным требованиям.
Экологические соображения: Баланс пожарной безопасности с требованиями к устойчивости и окончанию срока службы

Разница между классификациями V-0, V-1 и V-2 может показаться незначительной, но именно она может стать решающим фактором между одобрением производства и дорогостоящей переделкой. Уделите время изучению этих классификаций на ранних этапах проектирования — от этого зависят сроки проекта, бюджет и, что самое главное, безопасность конечного пользователя.

Используя это всестороннее понимание классификаций UL 94, инженеры и конструкторы могут принимать обоснованные решения в отношении материалов, уделяя первостепенное внимание безопасности, оптимизируя при этом производительность, стоимость и эффективность производства. Инвестиции в правильный выбор материалов приносят дивиденды в плане соответствия нормативным требованиям, признания на рынке и долгосрочного успеха продукта.

Привет, я Джо, преданный своему делу профессионал с 12-летним опытом работы в электротехнической отрасли. В VIOX Electric я сосредоточен на предоставлении высококачественных электротехнических решений, адаптированных к потребностям наших клиентов. Мой опыт охватывает промышленную автоматизацию, электропроводку в жилых помещениях и коммерческие электрические системы.Свяжитесь со мной Joe@viox.com, если у вас возникнут какие-либо вопросы.

Содержание

Добавьте заголовок, чтобы начать создание оглавления