O ensaio de chama de agulha para avaliar o perigo de incêndio por simulação

Saiba como deve ser executado o ensaio de chama de agulha para simular o efeito de uma pequena chama que pode surgir de condições de falha, a fim de avaliar o perigo de incêndio por simulação.

A NBR IEC 60695-11-5 de 12/2020 – Ensaios relativos ao risco de fogo – Parte 11-5: Ensaio de chama — Método de ensaio de chama de agulha — Aparelhagem, dispositivo de ensaio de verificação e orientações especifica o ensaio de chama de agulha para simular o efeito de uma pequena chama que pode surgir de condições de falha, a fim de avaliar o perigo de incêndio por simulação. Os resultados deste ensaio podem ser utilizados como elementos de avaliação de perigo de incêndio, levando em consideração todos os fatores que são pertinentes para uma avaliação de perigo de incêndio em uma utilização final específica.

Esta norma é aplicável aos equipamentos eletrotécnicos, seus subconjuntos e componentes, assim como aos materiais isolantes elétricos sólidos ou outros materiais combustíveis. Esta publicação básica de segurança é destinada a ser utilizada pelas Comissões de Estudo na elaboração de normas, de acordo com os princípios estabelecidos nos Guia IEC 104 e Guia ISO IEC 51.

Uma das responsabilidades de uma Comissão de Estudo é, onde aplicável, utilizar as publicações básicas de segurança na elaboração de suas publicações. Os requisitos, os métodos ou as condições de ensaio desta publicação básica de segurança serão aplicáveis somente se especificamente referenciados ou incluídos nas publicações correspondentes.

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Como deve ser feita a avaliação dos resultados do ensaio?

Qual é o princípio da verificação da chama de ensaio?

Qual deve ser o procedimento para o ensaio?

Qual deve ser a disposição do ensaio de verificação?

O melhor método para ensaiar os produtos eletrotécnicos, no que diz respeito aos ensaios de fogo, é reproduzir exatamente as condições que ocorrem na prática. Na maioria dos casos isto não é possível. Portanto, por razões práticas, os ensaios de produtos eletrotécnicos, no que diz respeito aos perigos de fogo, são melhor efetuados pela simulação, tão próxima quanto possível, do que ocorre realmente na prática.

As partes de um equipamento eletrotécnico podem ser expostas a um esforço térmico excessivo devido aos efeitos elétricos, o que pode gerar uma deterioração que pode prejudicar a segurança do equipamento. Convém que estas partes não sejam afetadas de maneira anormal pelo calor ou pelo fogo gerado no interior do equipamento.

As partes de material isolante ou de outro material combustível que podem propagar as chamas ao interior do equipamento podem entrar em ignição pelas chamas produzidas por falha de um componente. As chamas também podem ocorrer em certas condições, por exemplo, um trilhamento devido a uma corrente de falha, componentes ou partes de componentes em sobrecarga e mau contato; estas chamas podem também ocorrer nas partes combustíveis em suas proximidades.

Esta parte é destinada a ser utilizada para medir e descrever as propriedades dos materiais, dos produtos ou das montagens em resposta ao calor e às chamas em condições controladas de laboratório. Ela não é destinada a ser utilizada para descrever ou avaliar o perigo de incêndio ou de risco de incêndio dos materiais, dos produtos ou das montagens nas condições de fogo reais.

Esta norma pode envolver os materiais, as operações e os equipamentos que ofereçam perigos. Não tem o propósito de abranger todos os problemas de segurança associados com a sua utilização. É de responsabilidade de o usuário desta norma estabelecer as práticas de saúde e de segurança apropriadas e determinar a aplicabilidade das limitações regulamentares antes de utilizá-la.

O ensaio é realizado para verificar se, nas condições, a chama de ensaio não produz ignição das partes ou, no caso de ignição, se as partes combustíveis inflamadas pela chama de ensaio queimam em um tempo limitado ou queimam em uma extensão limitada, sem propagar o fogo por chamas ou partículas inflamadas ou incandescentes caindo da amostra em ensaio. A chama de ensaio, aplicada na amostra de ensaio, imita uma chama que pode surgir de um componente que está próximo da amostra de ensaio na aplicação real.

Esta chama pode ter ocorrido, por exemplo, por causa de uma falha elétrica. A especificação de produto aplicável deve especificar, se aplicável, a duração da aplicação da chama de ensaio e os critérios de aceitação.

Para a aparelhagem de ensaio, o queimador para produzir a chama de ensaio deve consistir em um tubo com pelo menos 35 mm de comprimento, com diâmetro interno de 0,5 mm ± 0,1 mm e diâmetro externo não excedendo 0,9 mm. O tubo especificado na ISO 9626:2016 (0,8 mm de parede normal ou parede fina) atende a estes requisitos.

O queimador é alimentado com gás butano ou propano, com pureza de pelo menos 95%. Com o eixo do queimador na posição vertical, inflamar a alimentação de gás e regular o fluxo de gás, de maneira a assegurar que a altura total da chama seja de 12 mm ± 1 mm, quando ela for observada sob luminosidade reduzida contra um fundo preto, e que a chama seja simétrica.

Aguardar pelo menos 5 min para permitir que o queimador atinja as condições de equilíbrio. Não pode ser admitido ar no tubo do queimador. A chama deve ser verificada utilizando a aparelhagem e o método detalhado no Anexo A. Uma válvula de controle é requerida para regular o fluxo de gás, para assegurar que a altura total da chama esteja dentro das tolerâncias requeridas.

A capela de laboratório/câmara deve ter um volume interno de pelo menos 0,5 m³. A câmara deve proporcionar um ambiente livre de correntes de ar, ao mesmo tempo em que permite uma circulação térmica normal do ar em torno da amostra em ensaio. A câmara deve permitir a observação do ensaio em andamento.

As superfícies internas das paredes devem ser na cor preta. Em caso de dúvida, o nível de luz registrado deve ser inferior a 20 lx, utilizando um luxímetro, voltado para a parte traseira da câmara e posicionado no lugar da amostra de ensaio. Por razões de segurança e comodidade, é desejável que esta capela/câmara (que pode ser completamente fechada) seja equipada com um dispositivo de extração, como um exaustor, para retirar os produtos da combustão, que podem ser tóxicos.

O exaustor, se utilizado, deve ser desligado durante o ensaio e ligado imediatamente após as cronometragens. Pode ser necessário um dispositivo antirretorno. É considerado útil colocar um espelho na câmara, para ter uma visão da parte posterior da amostra.

Para avaliar a possibilidade de propagação do fogo, por exemplo, por partículas inflamadas ou incandescentes que podem cair da amostra, um anteparo do material ou dos componentes que normalmente circundam a amostra ou estão situados abaixo dela deve ser colocado sob a amostra, a uma distância igual àquela existente entre a amostra e o material, ou os componentes que a circundam, quando montada como em uso normal.

Se a amostra for um subconjunto ou um componente do equipamento e for ensaiada separadamente, considerando que os materiais e as distâncias ao redor sejam desconhecidos, uma placa plana e lisa de madeira, com aproximadamente 10 mm de espessura, recoberta com uma única camada de papel de seda (3.13), deve ser posicionada a uma distância de 200 mm ± 5 mm abaixo do local onde a chama é aplicada na amostra. Se a amostra for um equipamento completo autoportante, ela deve ser colocada em sua posição normal de utilização, sobre uma placa de madeira recoberta com papel de seda, ultrapassando pelo menos 100 mm além da base da amostra em todas as direções.

Se a amostra for um equipamento completo destinado a ser montado em parede, ela deve ser fixada em sua posição normal de utilização, a 200 mm ± 5 mm acima da placa de madeira recoberta com papel de seda. O cronômetro deve ter resolução de pelo menos 0,5 s. Se possível, a amostra de ensaio deve ser um equipamento completo, um subconjunto ou um componente.

Se for necessário retirar partes do invólucro ou cortar um pedaço conveniente para realizar o ensaio, devem-se tomar precauções para assegurar que as condições de ensaio não sejam significativamente diferentes das que ocorrem em condições normais de utilização, no que diz respeito à forma, ventilação, efeito das solicitações térmicas e possíveis ocorrências de chamas, ou de partículas incandescentes ou inflamadas que caem nas proximidades da amostra.

Se a amostra de ensaio for uma parte apropriada, retirada de um elemento maior, devem-se tomar precauções para assegurar que, neste caso particular, a chama de ensaio não seja aplicada de maneira incorreta, por exemplo, em uma borda obtida pelo corte. Se não for possível realizar o ensaio em um subconjunto ou componente quando ele estiver no interior do equipamento, o ensaio é realizado em uma amostra retirada do equipamento.

Os valores preferenciais da duração da aplicação (ta) da chama de ensaio são os seguintes: 5 s, 10 s, 15 s, 20 s, 30 s, 60 s e 120 s. A tolerância para todos os valores é de 0 − 1 s. Convém que a duração da aplicação da chama de ensaio seja escolhida em função das características do produto acabado. Ver o Anexo C, que fornece um exemplo de sistema de classificação para o ensaio de chama da agulha.

Salvo prescrição contrária na especificação particular, a amostra de ensaio e a placa de madeira recoberta com papel de seda devem ser condicionadas por pelo menos 24 h em uma atmosfera com temperatura entre 15 °C e 35 °C e umidade relativa entre 45 % e 75 %, antes do início do ensaio. Uma vez retiradas da atmosfera de condicionamento, as amostras de ensaio devem ser ensaiadas em um intervalo de 1 h (ver ISO 291).

Salvo especificação contrária, todas as amostras de ensaio devem ser ensaiadas nas condições atmosféricas normalizadas de ensaio descritas a seguir: temperatura: 15 °C a 35 °C; e umidade relativa: ≤ 75 %. Devem ser tomadas precauções para preservar a saúde do pessoal que realiza os ensaios contra: os riscos de explosão ou fogo; a inalação de fumaça e/ou produtos tóxicos; os resíduos tóxicos.

Salvo prescrição contrária na especificação particular, a amostra de ensaio deve ser colocada na posição de utilização normal, de forma que a ocorrência da ignição seja a mais provável. Os dispositivos de fixação da amostra de ensaio não podem ter influência sobre os efeitos da chama de ensaio ou sobre a propagação das chamas, a não ser aquelas influências que podem ocorrer em condições normais de utilização.

A chama de ensaio deve ser aplicada à parte da superfície da amostra de ensaio que é mais provável de ser afetada pela chama proveniente do uso normal ou de uma falha. A duração da aplicação da chama de ensaio deve ser definida na especificação particular. Com o eixo central do tubo do queimador na posição vertical, colocar o queimador distanciado da amostra de ensaio e regular o queimador (ver 5.1) para produzir uma chama de ensaio nominal normalizada de 12 mm.

Aguardar pelo menos 5 min para permitir que o queimador atinja as condições de equilíbrio. Girar o queimador de forma que o tubo do queimador seja posicionado a um ângulo de 45° ± 5° em relação à vertical ao longo de toda a duração do ensaio. A chama de ensaio deve ser posicionada de maneira que a ponta da chama esteja em contato com a superfície da amostra de ensaio.

Se a amostra de ensaio estiver colocada verticalmente acima da chama de ensaio, um espaçamento de 8 mm ± 1 mm deve ser mantido entre o centro da ponta do queimador e a parte restante da amostra, durante o ensaio, ignorando qualquer filete de material derretido. Se a amostra estiver colocada horizontalmente em relação à chama de ensaio, um espaçamento de 5 mm ± 1 mm deve ser mantido entre o centro da ponta do queimador e a parte restante da amostra durante o ensaio.

A chama de ensaio é retirada após o tempo especificado de aplicação da chama (ta) (ver Seção 7). Se a especificação particular exigir, o ensaio é realizado em mais de um ponto da mesma amostra de ensaio e, neste caso, cuidados devem ser tomados para assegurar que qualquer deterioração causada pelo ensaio precedente não afete o resultado do ensaio a ser realizado. Salvo prescrição contrária na especificação particular, o ensaio é realizado em três amostras de ensaio.

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