UL94燃燒試驗概述：

可燃性UL94等級是應用zui廣泛的塑料材料可燃性能標準。它用來評價(jia) 材料在被點燃後熄滅的能力。根據燃燒速度、燃燒時間、抗滴能力以及滴珠是否燃燒可有多種評判方法。每種被測材料根據顏色或厚度都可以得到許多值。

等級介紹：

塑料阻燃等級由HB，V-2，V-1向V-0逐級遞增：

HB：UL94標準中zui低的阻燃等級。要求對於(yu) 3到13毫米厚的樣品，燃燒速度小於(yu) 40毫米每分鍾；小於(yu) 3毫米厚的樣品，燃燒速度小於(yu) 70毫米每分鍾；或者在100毫米的標誌前熄滅。

V-2：對樣品進行兩(liang) 次10秒的燃燒測試後，火焰在60秒內(nei) 熄滅。可以有燃燒物掉下。

V-1：對樣品進行兩(liang) 次10秒的燃燒測試後，火焰在60秒內(nei) 熄滅。不能有燃燒物掉下。

V-0：對樣品進行兩(liang) 次10秒的燃燒測試後，火焰在30秒內(nei) 熄滅。不能有燃燒物掉下。

適用範圍：

UL94水平垂直燃燒試驗儀(yi) ，設計為(wei) 對設備和器具部件材料的可燃性能試驗，眾(zhong) 多應用於(yu) zui終用途產(chan) 品的易燃性能、燃燒速率、火焰蔓延、燃燒強度均可被檢測，目前已經被廣泛應用於(yu) V-0、V-1、V-2、HB、5V、HF-1、HF-2、HBF 級材料或泡沫塑料的可燃性進行定級評定。適用於(yu) 照明設備、低壓電器、家用電器、機床電器、電機、電動工具、電子儀(yi) 器、電工儀(yi) 表、信息技術設備、電氣事務設備、電氣連接件和輔件等電工電子產(chan) 品及其組件部件的研究、生產(chan) 和質檢部門，也適用於(yu) 絕緣材料、工程塑料或其它固體(ti) 可燃材料行業(ye) 。

UL94是美國保險協會(hui) 頒布的關(guan) 於(yu) 針對塑料和泡沫材料的防火測試標準，主要用以檢測設備和器具部件材料的可燃性能試驗，UL94針對材料的燃燒主要分成了五種測試方法。

分別是：

（1）、50W火焰水平燃燒測試UL 94HB40、HB75分級；

（2）、50W火焰垂直燃燒測試V-0、V-1、V-2分級；

（3）、500W火焰燃燒測試5VA、5VB分級；  

（4）、薄膜材料軟性試樣的垂直燃燒VTM-0、VTM-1和VTM-2分級；

（5）、泡沫材料水平燃燒HF-1、HF-2和HBF分級。

下麵分別對於(yu) UL94的試樣架、火源和箱體(ti) 的各個(ge) 部分分別進行詳解。

一、UL94試樣測試程序

1、水平燃燒測試HB分級

試樣水平放置，樣品的尺寸為(wei) 125mm×13mm×厚度（zui大不能超過超過13mm），各自在距點燃端25mm和100mm做好標記，在距25mm標線zui遠端用試樣夾夾持住試樣，本生燈成45度角傾(qing) 斜，不改變火焰的位置對試樣施加30s±1s的時間，對於(yu) 該試驗的試樣材料又分成可自撐材料和非自撐材料兩(liang) 種。

1）可自撐的材料

試樣水平夾持在試樣夾上，下麵有一片水平放置的金屬網，根據UL94中2.4C部分和GB/T2408:2008中第6.6部分的規定，金屬絲(si) 網是由直徑為(wei) 0.40～0.45mm的鋼絲(si) 製成，每25mm有有20個(ge) 孔，並切成125mm的方塊。根據GB/T2408:2008中第8.2.2部分，試樣的自由端應與(yu) 金屬網保持10mm的距離。

2）非自撐試樣

根據UL94中第2.10A部分和GB/T2408:2008第8.2.3部分，當試樣的自由端下垂不能保持10mm的距離時，應該在試樣的下麵放置一個(ge) 支撐架，以保證試樣的自由端與(yu) 金屬網的距離保持在10mm，伸出的支撐架距試樣自由端近似10mm。在樣品的被夾端，必須留有足夠的間隙，一使固定物可以向旁邊自由的滑動，當樣品燃燒時支持固定物要以相同的速度後撤。詳見圖1

圖1

垂直燃燒V分級

試樣垂直放置，樣品尺寸為(wei) 125mm×13mm×厚度（zui大不能超過超過13mm），本生燈垂直放置，根據UL94中V分級的3.14部分和GB/T2408:2008第9.2.4部分，燈口與(yu) 試樣保持10mm±1mm的距離，卻在試樣燃燒長度變化的過程中要能夠保持噴燈口與(yu) 試樣的距離在10s±0.5s內(nei) 不變，這就需要能夠在垂直平麵內(nei) 移動本生燈。

如果在試樣燃燒過程中，有熔融物或滴落物時，應將噴燈傾(qing) 斜45度，以免有熔融滴落滴進噴燈口，對試樣施加10s±0.1s的時間後，應立即移開噴燈，至少移開距試樣150mm的距離，使其不對試樣的續燃產(chan) 生影響。詳見圖2

圖2

3）500W火焰燃燒5V分級

對於(yu) 500W火焰燃燒測試，根據UL94中5V4.6部分和GB/T5169.17:2002的規定，又對其分成了條形試樣的易燃性測試和板行試樣的耐燃穿能力的測試條形試樣燃燒測試

垂直試樣，試樣的尺寸為(wei) (125mm±5mm)×(13mm±0.5mm)×厚度（通常是所需的zui小厚度，zui厚不能超過13mm）。

用環形試樣架在試樣6mm的地方夾住試樣，試樣下水平放置了麵積為(wei) 50mm×50mm的棉墊，試樣的下端與(yu) 棉墊的距離為(wei) 300mm±10mm，該本生燈燈管的軸心線與(yu) 垂直方向的夾角為(wei) 20±5度，對試樣施加5次每次5s±0.1s，間隔5s±0.1s的火焰燃燒。根據根據GB/T5169.17:2002中第8.2.3部分的規定，如果在試驗的過程中，條形試驗樣品有滴落物，卷縮和伸長，則應調整噴燈位置，使藍色錐形焰心的錐頂剛好觸及到樣品的剩餘(yu) 部分，這就需要在實驗的過程中能夠能夠不影響試驗箱體(ti) 內(nei) 部環境的情況下，在垂直麵移動本生燈。在每次施加完火焰後應立即移開噴燈，以免影響試樣的續燃。

板行試樣，試樣的尺寸為(wei) （150mm±5mm）×(150mm±5mm)×厚度（通常是需的zui小厚度，zui厚不能超過13mm）用環形試樣夾水平夾持試樣，噴燈與(yu) 垂直麵成20±5度角，使藍色焰心的錐頂剛好觸及到板形樣品底麵的中心，對試樣施加5次每次5s±0.5s的火焰，間隔5s±0.5s，每次施加完火焰後應立即移開噴燈，以免影響試樣的續燃。

根據燃燒的時間對樣品進行分級

薄膜材料軟性試樣的垂直燃燒測試的VTM分級

根據UL94增加5.5條，針對太薄、變形、收縮或燃盡至試樣支架的材料進行測試，樣品的尺寸為(wei) 200mm×50mm，延縱向纏繞在直徑為(wei) 12.7mm的棒上，樣品垂直夾持，樣品底端距燃燒器管的頂端的距離為(wei) 95mm，噴燈垂直放置，對樣品施加3s的火焰，撤離火焰距試樣至少150mm的距離，以免影響試樣的續燃，等到試樣停止燃燒，立即再對試樣施加3s的火焰。如果在每次施加火焰過程中，樣品有掉下溶化物或燃燒物，，則燃燒器要傾(qing) 斜到45度，且在施加火焰的過程中，燃燒器在樣品未重疊區域稍微移動一些，以免滴落物滴進噴管。

泡沫材料的水平測試的HF分級

本生燈垂直放置，根據GB/T 8332:2008的5.2部分，本生燈筒身長100±10mm，內(nei) 徑為(wei) 9.5mm±0.3mm，在5.3部分規定了燈口安裝扇形噴火器的規格，翼頂開口的內(nei) 部長度為(wei) (48±1)mm，內(nei) 部寬度為(wei) (1.3±0.05)mm。

試樣支架為(wei) 長215mm，寬75mm，端部彎成直角，高為(wei) 13mm，直徑為(wei) 0.8mm的不鏽鋼絲(si) 製成的6.4mm的網格狀拖網，托網距箱體(ti) 的前後左右的距離都要一樣，位於(yu) 箱體(ti) 上方(175±25)mm。

根據GB/T 8332:2008的6.2部分的規定，樣品的尺寸為(wei) (150mm±1mm)×(50mm±1mm)，厚度不大於(yu) 13mm，試樣水平放置在拖網上，試樣的zui前端距本生燈翼頂上方(13±1)mm。

二、實驗箱體(ti)

箱體(ti) 體(ti) 積是這個(ge) 實驗設備的一大關(guan) 鍵，因為(wei) 在試驗的過程中，箱體(ti) 幾乎是密封的，與(yu) 外界沒有氣體(ti) 交換，為(wei) 了保證箱體(ti) 內(nei) 燃燒時氧氣的消耗不影響試樣的測試結果，在GB/T2406:2008中的第6.1部分對於(yu) 做HB分級和V分級的測試實驗箱體(ti) 的體(ti) 積規定至少為(wei) 0.5m³，GB/T8332:2008中的第5.1部分對於(yu) 做泡沫材料HF分級時測試箱體(ti) 的體(ti) 積至少為(wei) 0.5m³。以上三個(ge) 分級測試的火焰都為(wei) 為(wei) 50W火焰；對於(yu) GB5169.17:2002 500W火焰的測試，因為(wei) 火源更加強烈，對於(yu) 氧氣的消耗更大，則相應的對於(yu) 箱體(ti) 的體(ti) 積要求也就更大，至少為(wei) 0.75m³。

綜上所述，為(wei) 了保證這個(ge) 實驗準確的進行，符合各個(ge) 分級測試的要求，實驗箱體(ti) 的體(ti) 積至少為(wei) 0.75m³。

試驗箱體(ti) 內(nei) 部必須呈現暗色，當用一個(ge) 麵向試驗箱後麵的照度計置於(yu) 試樣的位置，記錄的照度值應低於(yu) 20lx。同時試驗箱應配備有能夠*關(guan) 閉的抽風扇，以排除實驗完畢後產(chan) 生的有毒產(chan) 物。

本生燈

本生燈符合ASTM D5025，燈管長100mm，內(nei) 徑為(wei) 9.5mm，測試火焰高度為(wei) 20mm到125mm。燈具試驗傾(qing) 角為(wei) ：0°、20°、45°、可快速定位，zui大行程約150mm.

本生燈尺寸要求

（關(guan) 於(yu) UL94燃燒試驗儀(yi) 題外知識編輯）：

請問：“50W (20 mm) Vertical Burning Test; V-0, V-1, or V-2”中的50W表示什麽(me) 意思，20 mm又表示什麽(me) 意思？   

50W、500W是指噴燈的燃燒功率，一般是UL的燃燒噴燈，在國標電線單根垂直燃燒試驗中的噴燈燃燒功率就是1000W。

以下是有關(guan) 數據對比：   

UL94中 HB、V級噴燈為(wei) ：20mm（50W），燃燒火焰：藍焰內(nei) 無錐形，高度20±1mm ；

UL94中的5V級燃燒是采用125mm（500W）、燃燒火焰：內(nei) 焰高度40±2mm，外焰125±10mm 。

火焰的火焰溫度：  

20mm（50W）試驗火焰：100±2～700±3℃的時間是44±2S；

125mm（500W）試驗火焰：100±2～700±3℃的時間是54±2S。   

試驗空間：  

UL94中的HB、V、VMT其空間隻要求大於(yu) 0.5立方就可以，而5V要求大於(yu) 0.75立方。   

試驗氣體(ti) 的流量與(yu) 背壓力：  

HB級、V級、VMT級燃氣流量為(wei) 105ml/min，背壓力10mm水柱或相等壓力；

5V級燃氣流量為(wei) 965ml/min， 125±25mm水柱或相等壓力  UL94中的5V級背壓力一樣：燃氣流量為(wei) 965ml/min， 125±25mm水柱或相等壓力。

四、實驗火源及其校準

對於(yu) 燃燒氣體(ti) 的選擇，原則上可用甲烷、乙烷和丙烷，但由於(yu) 不同燃燒氣體(ti) 的燃燒熱值是不相同的，所以在對於(yu) 實驗結果出現糾紛時，用甲烷作為(wei) 仲裁氣體(ti) ，所以在條件允許的情況下，我們(men) 建議實驗室用甲烷氣體(ti) 。

UL94主要的火源有兩(liang) 種，一種是HB分級和V分級的50W火焰測試，一種是5V分級的500W火焰測試，根據ASTM D5207的規定，兩(liang) 種火焰溫度下所需氣體(ti) 的壓力和流量，見下表：

從(cong) 上表可以看出，20mm和125mm的火焰高度，都有相應的氣體(ti) 壓力和氣體(ti) 的流量，因為(wei) 要調節某一規定的火焰高度，我們(men) 可以從(cong) 如下兩(liang) 方麵著手，一是減小壓力，增大氣體(ti) 的流量；二是增加壓力，減小氣體(ti) 的流量。二者都可達到規定的火焰高度。但是這兩(liang) 種火焰高度下火焰燃燒的溫度是不一樣的。

故標準在對火源的要求時，同時對氣體(ti) 選擇及壓力和流量都做了規定，其zui終的目的就是為(wei) 了控製火焰的溫度，為(wei) 了試驗的準確性，當調節好火焰的流量和壓力後，還應用一個(ge) K型熱電偶對火焰進行溫度校準。

為(wei) 了使測試的準確，在K型熱電偶絲(si) 下端焊接一個(ge) 銅錘，放大K型熱電偶絲(si) 的受熱麵積。

根據ASTM D5207的規定，對於(yu) 50W-20mm的火源進行溫度校準時，把K型熱電偶絲(si) 前端的銅錘放置在距噴燈口10±1mm的位置上，當溫度從(cong) 100攝氏度升高到700攝氏度時，用時間應在44±2s。

對於(yu) 500W-125mm的火源進行溫度校準時，應把K型熱電偶絲(si) 前端的銅錘放置在距噴燈口55±1mm的位置上，當溫度從(cong) 100攝氏度升高到700攝氏度時，用時應在54±2s。

五、應該如何選擇UL94測試儀(yi)

目前，在中國市場上，目前主流的有多款UL94燃燒試驗儀(yi) 器，價(jia) 格、性能等良莠不齊，下麵我們(men) 將分別對主流的幾款UL94燃燒儀(yi) 器進行簡單的對比和介紹：美國Govmark（美國哥馬克阻燃實驗室）、英國FTT、美國亞(ya) 太拉斯、莫帝斯技術Firemaster（韓國）的UL94燃燒試驗儀(yi) （國內(nei) 廠家生產(chan) 的水平垂直燃燒試驗儀(yi) 主要參考GOSUN科技的GS-UL94R智能型UL94水平垂直燃燒試驗儀(yi) ）

美國Govmark

1）美國Govmark UL94試驗儀(yi)

工程師通過對該儀(yi) 器的了解，它主要存在如下幾個(ge) 問題：

該試驗箱體(ti) 的體(ti) 積為(wei) 0.5立方米

根據GB/T5169.17:2008的6.1部分規定，在500W火焰5V分級中，要求箱體(ti) 的體(ti) 積至少為(wei) 0.75m³，且箱體(ti) 在實驗過程中是密封的，箱體(ti) 的一定容積是為(wei) 了試樣在實驗過程中消耗不影響實驗結果。則該試驗箱體(ti) 不適合做500W火焰的5V分級測試。

本生燈的位置它僅(jin) 設置了20度和90度位置

根據UL94中3.14部分和GB/T 2408:2008的9.2.4部分V分級的測試中，試樣垂直夾持在試樣夾上，本生燈垂直放置在試樣下麵，噴燈口距試樣底端的距離為(wei) 10mm±1mm，如果施加火焰過程中，試樣有燃燒物或熔融物滴落，則將噴燈傾(qing) 斜45度角，並從(cong) 試樣下後方撤足夠距離，防止滴落物滴進燈管。該噴燈不能傾(qing) 斜45度角，故不符合標準。

箱體(ti) 沒有設置操作員能夠在試驗的過程中對箱體(ti) 內(nei) 部噴燈的操作平台

在測試中，必須打開機器的門才可以接觸到試樣及燃燒器，故無法保證測試在*封閉的狀態下進行。

2）美國ATLAS亞(ya) 太拉斯和莫帝斯技術Firemaster（美國哥馬克阻燃實驗室）

美國ATLAS亞(ya) 太拉斯UL94燃燒試驗儀(yi)  

韓國莫帝斯Firemaster UL94 燃燒測試儀(yi)

我們(men) 從(cong) 上麵兩(liang) 張照片中分別可以看到，在箱體(ti) 的下方，靠近箱體(ti) 的底邊有兩(liang) 個(ge) 操作孔，是為(wei) 了方便實驗員能夠移動噴燈或試樣架，在實驗的過程中能夠方便的把噴燈靠近和遠離試樣，同時還應在遇到UL94中第3.14部分和GB/T2408:2008的9.2.4部分提到當試樣燃燒變短時還需垂直方向上移動噴燈，保持噴燈口與(yu) 試樣端依然保持10mm±1mm的距離，在GB/T5169.17:2002中500W火焰測試的8.2.4中規定的，如果試驗期間條形實驗樣品滴下顆粒，卷縮或伸長，則應調整噴燈位置，使藍色錐行焰心剛好觸及條形試樣的剩餘(yu) 部分，而不是觸及熔融材料和延絲(si) ，這個(ge) 同時也需要噴燈能夠在垂直方向上移動。

但是如果把這兩(liang) 個(ge) 操作的孔安裝在箱體(ti) 的底邊，測試人員采用站立或坐的方式，手臂必須彎曲向上才能接觸到試樣架或本生燈，從(cong) 人體(ti) 工學的角度考慮，都非常吃力。另外，根據筆者自身身體(ti) 力行對ATLAS燃燒箱進行測試，同時觀察購買(mai) ATLAS用戶在測試過程中，實際上都沒有通過操作孔來接觸試樣架和本生燈，而是通過玻璃管側(ce) 窗的上移，也就是打開測試箱進行測試，證明該設計本身確實給用戶帶來非常多的不便，同時也未能按照標準所要求，需要封閉測試箱進行測試的要求。

3）東(dong) 莞市高升電子精密科技有限（GOSUN科技）——GS-UL94R智能型水平垂直燃燒試驗儀(yi)

一、 設備清單及配置要求

◆燃燒試驗機主機   1台

◆燃燒夾具 1套

◆K型125mm火焰測溫熱電偶及測溫銅塊 1套

◆K型20mm火焰測溫熱電偶及測溫銅塊 1套

◆20 mm校準火焰標尺 1個(ge)

◆125mm火焰高度尺 1個(ge)

◆測溫裝置 GOSUN

◆流量計 美國

◆本生燈 美國

◆ PLC  中國台灣欣林

◆儀(yi) 表 歐姆龍

◆50X50X6棉花鋪放盤 1個(ge)

◆水平燃燒托架 1個(ge)

◆水平燃燒推杆 1支

◆20目不鏽鋼網 1個(ge)

◆排風管 1條

◆照明燈泡（12V/35W杯燈） 1支

◆U型壓差計 1套

◆說明書(shu) 1份

◆電源線 1條

二、技術參數：

1、水平垂直燃燒試驗主要參照UL 94-2006、IEC 60695-11-4 、IEC 60695-11-3、IEC 60695-11-4、GB/T5169-2008係列等標準采用規定尺寸的本生燈 (Bunsen burner) 和特定燃氣源 ( 甲烷或丙烷 ) ，按一定的火焰高度和一定的施焰角度對呈水平或垂直狀態的試品定時施燃若幹次，以試品點燃、灼熱燃燒的持續時間和燃燒長度等來評定其可燃性及著火危險性。

2、UL94水平垂直燃燒試驗儀(yi) 主要針對 V-0 、 V-1 、 V-2 、 HB 、 5V 級材料的可燃性進行定級評定。適用於(yu) 照明設備、低壓電器、家用電器、機床電器、電機、電動工具、電子儀(yi) 器、電工儀(yi) 表、電氣連接件和輔件等電工電子產(chan) 品及其組件部件的研究、生產(chan) 和質檢部門，也適用於(yu) 絕緣材料、工程塑料或其它固體(ti) 可燃材料行業(ye) 。

相比較以上幾種UL94的箱體(ti) ，東(dong) 莞GOSUN科技的UL94水平垂直燃燒測試儀(yi) ，箱體(ti) 體(ti) 積達到標準要求的0.75立方米，同時在操作時候，是通過箱體(ti) 中間烤漆不鏽鋼板化上的操作杆去接觸試樣架及本生燈，符合人體(ti) 工學的要求。另外，在UL94 50W 火焰測試，及500W火焰測試中，對於(yu) 流量和壓力的要求，均采用雙流量計配置要求。如果使用甲烷氣體(ti) ，在50W和500W火焰測試中，對於(yu) 背壓的要求分別為(wei) 0.15PSI和1.37PSI，普通的減壓閥根本無法將壓力調節到這麽(me) 低的位置，GOSUN科技UL94燃燒測試儀(yi) ，配備精密調壓閥，量程為(wei) 0-2PSI，可以有效的將燃燒氣體(ti) 的壓力進行調節，得出準確的測試結果。除上述配置外還配備一個(ge) 柔性網狀夾具，方便固定柔軟狀試樣；另配置有遙裝置，可以離線自動控製試驗開始、餘(yu) 焰時間、餘(yu) 灼時間等；設備本身采用自動打火裝置,方便試驗自動進行；本生燈燈頭可以調節0-45度燃燒角度,並配有相應角度指示；GOSUN儀(yi) 器zui重要的安全性能保障體(ti) 現在其*——人性化的氣路和電路獨立隔離設計之處，氣路和電路分開能有效的防止繼電器動作時出現的打火現象遇到氣體(ti) 泄露電火花引燃爆炸，zui大程度的保障了試驗的人身安全和實驗室的整個(ge) 電路布局；在此基礎上再加配氣體(ti) 流量大小自動報警器，更安全可靠！這些*的設計都是以上國外進口設備不具備的。

＊GS-UL94R智能型UL94水平垂直燃燒試驗儀(yi) ，貨期時間短，且售後維修方便，24小時內(nei) 上門安裝、調試、培訓、維護，適合國內(nei) 大眾(zhong) 客戶需要！

參考標準資料：

UL94：2013；

ASTM D635-2006 Standard Test Method for Rate of Burning and/or Extent and Time of Burning of Plastics in a Horizontal Position；

IEC 60895-11-10；

GB/T2408-2008塑料 燃燒性能的測定 水平法和垂直法；

GB/T5169.16-2008電工電子產(chan) 品著火危險試驗 第16部分: 試驗火焰 50W 水平與(yu) 垂直火焰試驗方法；

GB/T 5169.17-2008 電工電子產(chan) 品著火危險試驗 第17部分:試驗火焰500W火焰試驗方法GB/T 8323-2008 泡沫塑料燃燒性能實驗方法 水平法；

GB4943.1-2011 信息技術設備 安全 第1部分：通用要求等相關(guan) 標準試驗要求。