Испытания судовых кабелей и проводов с пониженным дымообразованием

Испытания судовых кабелей и проводов с пониженным дымообразованием

Введение
Безопасность на морских и речных судах является приоритетом номер один. Одним из ключевых аспектов пожарной безопасности в замкнутых пространствах корабля является минимизация образования дыма при возгорании материалов. Дым значительно снижает видимость, затрудняет эвакуацию и работу аварийных команд, а токсичные продукты горения представляют смертельную опасность для людей. Судовые кабели и провода, проложенные в огромных количествах по всему судну, являются потенциальным источником дыма и огня. Поэтому испытания на пониженное дымообразование (Low Smoke) стали неотъемлемой частью оценки их пожаробезопасных характеристик и обязательным требованием международных и национальных стандартов судостроения.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний на пониженное дымообразование являются все типы электрических кабелей и проводов, предназначенных для прокладки на морских и речных судах, в том числе:

• Силовые кабели (на различные напряжения).
• Кабели управления и контроля.
• Кабели связи и передачи данных (включая витую пару, коаксиальные).
• Приборные кабели.
• Монтажные провода.
• Кабели специального назначения (огнестойкие, безгалогенные и т.д.), требующие подтверждения характеристик пониженного дымообразования как части их спецификации "LS" (Low Smoke).
• Оболочки, изоляции и прочие полимерные компоненты кабелей (испытываются как отдельно, так и в составе готового изделия).

Испытаниям подвергаются как новые кабели при сертификации и входном контроле, так и кабели после определенных воздействий (термостарение, воздействие масел, топлива и т.д.) для оценки сохранения свойств в течение срока службы.

2. Область испытаний

Испытания на пониженное дымообразование критически важны и проводятся в следующих областях:

• Первичная сертификация кабельной продукции: Подтверждение соответствия продукции требованиям международных (IEC, ISO) и национальных (Российский Морской Регистр Судоходства, РечРегистр и аналоги других стран) стандартов для судовых кабелей, таких как ГОСТ IEC 60092-360, ГОСТ IEC 60092-350, Морские Правила классификационных обществ (например, Правила РМРС).
• Входной контроль: Проверка партий кабелей, поступающих на судостроительные или судоремонтные предприятия.
• Периодические испытания: Контроль стабильности качества выпускаемой серийной продукции на предприятии-изготовителе.
• Разработка новых материалов и конструкций кабелей: Оценка эффективности новых рецептур материалов оболочек и изоляции для снижения дымообразования.
• Контроль соответствия проектной документации: Убеждение, что проложенные на судне кабели соответствуют спецификациям проекта по пожаробезопасным характеристикам.

Требования к показателям дымообразования являются обязательными для кабелей, прокладываемых в зонах с особыми требованиями к пожарной безопасности: жилых помещениях, постах управления, машинных отделениях, коридорах эвакуации и т.д.

3. Методы испытаний

Основные стандартизированные методы испытаний судовых кабелей и проводов на пониженное дымообразование включают:

• Испытание на непрозрачность дыма (Светопропускание):

  • Стандарт: IEC 61034-1 и IEC 61034-2 (Аналог в РФ: ГОСТ Р МЭК 61034-1, ГОСТ Р МЭК 61034-2). Это базовый и широко применяемый метод.
  • Суть метода: Измерение ослабления светового потока (пропускания света) дымом, образующимся при горении или тлении определенной длины образца кабеля в закрытой камере заданного объема под воздействием пламени горелки. Чем выше процент светопропускания (или чем ниже оптическая плотность дыма), тем меньше дыма образует кабель. Для судовых кабелей с маркировкой "LS" устанавливаются строгие минимальные пределы светопропускания (обычно не менее 60% или более по IEC 61034-2).

• Испытание на коррозионность дыма / Кислотность газов дыма:

  • Стандарт: IEC 60754-1 и IEC 60754-2 (Аналог в РФ: ГОСТ Р МЭК 60754-1, ГОСТ Р МЭК 60754-2). Часто используется в комплекте с испытаниями на дымообразование для оценки безгалогенности (LSZH - Low Smoke Zero Halogen).
  • Суть метода: Хотя прямым методом измерения дыма не является, он тесно связан. При горении кабеля определяется количество и характер галогенидов (хлора, фтора, брома) в дыме (IEC 60754-1) и кислотность (pH) и проводимость (условная кислотность) продуктов сгорания (IEC 60754-2). Кабели с пониженным дымообразованием часто являются и безгалогенными, так как галогены в составе материалов способствуют образованию густого едкого дыма при пожаре. Сочетание "LSZH" (Low Smoke Zero Halogen) является высшим стандартом пожаробезопасности кабелей для судов.

• Испытание плотности дыма (метод 3-метровой камеры / НЕГ):

  • Стандарт: Стандарты на основе NES 711 (Национальный Электрический Кодекс Великобритании) или метод, описанный в IMO FTP Code Part 2 (Кодекс Огневых Испытаний ИМО). Менее распространен для рутинного контроля кабелей, но может применяться для оценки материалов или в рамках комплексных огневых испытаний.
  • Суть метода: Измерение максимальной оптической плотности дыма (Ds max) и интегрального показателя дымообразования (VOF4 - суммарное поглощение света) при горении образца материала в вертикальной 3-метровой камере с использованием установленной горелки. Показатели рассчитываются на единицу площади образца. Более низкие значения Ds max и VOF4 указывают на лучшее подавление дыма.

4. Испытательное оборудование

Для проведения испытаний на пониженное дымообразование используется специализированное оборудование:

1. Камера для испытаний светопропускания дыма (IEC 61034-2):

   • Объем камеры: 27 кубических метров (± 3 м³).
   • Система освещения: Лампа накаливания с регулируемым напряжением, помещенная в защитный кожух.
   • Фотоприемник: Фотоэлемент (фотодиод), расположенный напротив источника света для измерения интенсивности прошедшего света.
   • Измерительная система: Приборы для измерения и регистрации напряжения на лампе и выходного сигнала фотоприемника (вольтметры, регистраторы данных).
   • Горелка: Пропановая горелка с заданным пламенем (длина пламени, тепловая мощность).
   • Система вентиляции: Для очистки камеры между испытаниями.
   • Система крепления образцов: Рамка для закрепления кабельных образцов определенной длины в горизонтальном положении над горелкой.

2. Оборудование для испытания коррозионности/кислотности дыма (IEC 60754-1/2):

   • Трубчатая печь: Вертикальная трубка с нагревательными элементами, обеспечивающая заданную температуру (обычно 800°C или 935°C).
   • Система подачи образца: Механизм для плавного ввода взвешенного образца в печь.
   • Система сбора продуктов сгорания: Система трубок и абсорберов для сбора и растворения газов дыма в дистиллированной воде.
   • Измерительное оборудование:
     • Для IEC 60754-1: Ионная хроматография или титрование для количественного определения галогенидов.
     • Для IEC 60754-2: pH-метр и кондуктометр для измерения кислотности (pH) и удельной электрической проводимости полученного раствора.

3. Плотномер дыма (3-метровая камера / НЕГ):

   • Вертикальная камера: Призматическая камера высотой 3 м с внутренним сечением примерно 300x300 мм.
   • Источник света: Вертикальный коллимированный луч света заданной интенсивности.
   • Фотоприемник: Устройство, расположенное на противоположной стенке камеры, измеряющее интенсивность света, прошедшего через камеру.
   • Система регистрации: Быстродействующая система для непрерывного измерения и записи оптической плотности дыма в течение всего испытания.
   • Горелка: Стандартная газопламенная горелка с регулируемым пламенем.
   • Держатель образца: Устройство для фиксации образца материала в вертикальном положении перед пламенем горелки.

Заключение

Испытания судовых кабелей и проводов на пониженное дымообразование – это строгая и необходимая процедура, непосредственно влияющая на уровень пожарной безопасности и выживаемость экипажа и пассажиров в случае возгорания на судне. Применение стандартизированных методов (прежде всего IEC 61034 на светопропускание и IEC 60754 на безгалогенность) с использованием специализированного испытательного оборудования позволяет объективно оценить способность кабельной продукции минимизировать выделение дыма при горении. Соответствие требованиям по низкому дымообразованию является обязательным условием для получения сертификатов морского регистра и допуска кабелей к применению на современных судах, где безопасность людей стоит на первом месте. Постоянное совершенствование материалов и методов испытаний направлено на дальнейшее повышение пожаробезопасности судовых энергетических и информационных систем.