阻燃检测中余焰时间和余灼时间有何区别?
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阻燃检测是评估材料防火安全的核心环节,余焰时间与余灼时间作为两项关键指标,直接反映材料在火源移除后的燃烧行为差异。然而,两者常因“均为火源后持续反应”被混淆,导致检测结果解读偏差。本文从定义、测量、风险指向等维度,系统拆解余焰时间与余灼时间的本质区别,助力精准理解材料防火性能。
定义差异:“有焰持续”与“无焰灼热”的本质区分
余焰时间与余灼时间的核心差异在于“燃烧状态”。根据GB/T 2408-2019《塑料 燃烧性能的测定 水平法和垂直法》,余焰时间(Afterflame Time)是“试验样品离开火源后,持续有火焰的时间”——这里的“火焰”是可见、伴随明火的有焰燃烧状态,通常与烟气、材料破损同步发生。
余灼时间(Afterglow Time)则是“在余焰熄灭后,试验样品仍保持灼热发光的时间”。此时材料无可见火焰,但表面或内部因残留热量呈现发红、发光现象,属于“无焰燃烧”的热量释放阶段。简言之,余焰是“有火的持续”,余灼是“无火但热的持续”。
需注意的是,并非所有材料都会同时产生两者:如聚苯乙烯泡沫燃烧后快速冷却,无明显余灼;而陶瓷纤维等耐高温材料,余灼时间通常更长。
测量对象:“可见火焰”与“无焰灼热”的阶段区分
余焰时间的测量对象是“可见火焰的持续时长”,重点关注“火源移除后,材料是否仍能维持有焰燃烧”。例如,用打火机点燃阻燃纸,移去火源后火焰持续15秒熄灭,这15秒即为余焰时间——此时火焰肉眼清晰可见,伴随纸张燃烧破损。
余灼时间的测量对象是“无焰但灼热的持续时长”,关注“火焰熄灭后,材料内部热量的残留状态”。仍以阻燃纸为例,火焰熄灭后边缘呈现暗红色灼热,持续8秒恢复常温,这8秒就是余灼时间——无明火但能感受到热量,甚至引燃旁边棉花。
两者阶段顺序固定:余焰必然先于余灼发生,因有焰燃烧需可燃物挥发分与氧气混合,而灼热是燃烧后热量残留,无需挥发分参与。
检测标准中的角色:独立判定与风险覆盖
各国阻燃标准均将余焰时间与余灼时间作为“独立指标”,分别规定限值以覆盖不同火灾风险。以GB/T 2408-2019为例:
——水平燃烧试验中,Ⅰ级材料要求余焰时间≤10秒、余灼时间≤30秒;Ⅱ级要求余焰≤30秒、余灼≤60秒。
——垂直燃烧试验中,V-0级要求单根余焰≤10秒(总和≤50秒),单根余灼≤30秒(总和≤250秒);V-1级放宽至余焰≤30秒、余灼≤60秒。
国际标准如ISO 1210、ASTM D635逻辑一致:余焰控制“持续燃烧”风险,余灼控制“热量积累”风险,两者需同时达标。
触发条件:“火源移除”与“火焰熄灭”的时间起点
余焰时间的“计时起点”是“火源完全移除瞬间”,终点是“火焰完全熄灭瞬间”。例如垂直燃烧试验中,本生灯移开后立即计时,直到样品及滴落物的火焰全部消失。
余灼时间的“计时起点”是“余焰熄灭瞬间”,终点是“灼热完全消失”。需结合视觉观察与温度验证:若材料发红现象消失,或红外测温仪显示表面温度降至环境温度±5℃,即为终点。
需注意“滴落物不计入本体”:样品燃烧滴落物的火焰时间计入余焰,但滴落物的灼热时间不计入样品余灼——标准仅测量样品本体状态。
火灾风险指向:“持续燃烧”与“二次灾害”的不同危害
余焰时间长的材料,核心风险是“持续有焰燃烧引发蔓延”。有焰燃烧释放的热量与烟气,能快速引燃周围易燃物(如窗帘引燃壁纸),或通过热辐射扩大火灾范围。例如未达标阻燃窗帘余焰40秒,烟头引燃后会快速蔓延至整个窗户。
余灼时间长的材料,风险是“无焰热量积累引发二次灾害”。余灼阶段温度可达300℃以上,能分解内部可燃物产生可燃气体,封闭空间内积累可能爆燃;或通过热传导引发阴燃(如木材缓慢燃烧)。例如阻燃胶合板余灼80秒,表面火焰扑灭后,内部纤维仍会缓慢燃烧引发二次火灾。
测量细节:观察重点与环境要求的差异
测量余焰时,“火焰是否完全熄灭”是关键——若材料火焰“时断时续”,复燃时间需计入总余焰。例如塑料样品移去火源后,火焰熄灭2秒又复燃,需连续计时直到完全熄灭。
测量余灼时,“灼热是否消失”需结合温度验证。浅色材料(如阻燃亚克力)灼热不明显,需用红外测温仪确认:若温度高于环境10℃以上,即使无发红仍需计时。
环境风速影响结果:标准要求检测在“无风或低风速(≤0.2m/s)”下进行,避免风速吹灭余焰或加速热量扩散,确保结果重复性。
影响因素:材料属性的不同作用逻辑
余焰时间主要受“易燃组分”与“氧指数(OI)”影响:易燃组分(如增塑剂)越多,可燃挥发分越多,余焰越长;氧指数高(OI≥30)的材料需更高氧气浓度燃烧,余焰通常较短(如阻燃PBT氧指数35,余焰仅10秒)。
余灼时间受“导热系数”与“残渣结构”影响:导热系数低的材料(如陶瓷纤维,≤0.03W/(m·K))热量不易扩散,余灼更长;残渣致密的材料(如阻燃聚酯)能锁住热量,延长余灼(陶瓷纤维布余灼可达60秒,普通棉布仅15秒)。
材料厚度也有影响:厚材料(10mm阻燃板)热量积累多,余焰与余灼均延长;薄材料(0.5mm阻燃膜)热量易扩散,两者时间较短。
判定逻辑:独立达标与样品数量的要求
余焰与余灼需“分别满足标准”,缺一不可。例如材料余焰28秒(≤30秒达标),但余灼70秒(>60秒),仍判定不合格——即使余焰达标,余灼超标仍有风险。
多数标准要求测试5根样品,取“单根最大值”与“总和最大值”。例如GB/T 2408垂直燃烧V-0级,单根余灼≤30秒、总和≤250秒:若一根余灼35秒,即使其他四根20秒,仍不合格。
部分标准规定“总燃烧时间”(余焰+余灼),但为额外要求。例如ASTM D635要求总时间≤120秒,若余焰50秒、余灼80秒(总和130秒),即使各自未超标,仍判定不合格。
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