阻燃检测中垂直燃烧测试的火焰高度如何设定？

垂直燃烧测试是评估材料阻燃性能的核心方法，广泛应用于塑料、电子、纺织等领域。火焰高度作为测试的关键参数，直接决定火焰对试样的热输入量，是保证测试结果准确可比的重要环节。本文围绕垂直燃烧测试中火焰高度的设定逻辑、标准要求及实操要点展开，为检测人员提供专业参考。

火焰高度设定的核心逻辑

火焰高度的设定本质是“热输入量的量化”——火焰越高，释放的热量越多，试样吸收的热量也越多，越能考验材料在严苛场景下的阻燃能力。

例如，电子设备外壳需用125mm大火焰，模拟实际火灾的热输入；普通塑料的水平燃烧性能，20mm小火焰已足够考核基本阻燃性。

简单来说，火焰高度是“火灾场景的模拟工具”，不同高度对应不同的危险级别，确保测试结果能反映材料在真实环境中的表现。

若火焰高度设定错误，热输入量就会偏离标准，要么高估材料性能，要么低估，都会带来安全隐患。

UL 94标准中的火焰高度要求

UL 94是全球电子行业最认可的塑料阻燃标准，分水平（HB级）和垂直（V级）两类测试，火焰高度规定明确。

HB级用小火焰：燃烧器顶端到火焰顶端的距离为20mm±2mm，考核水平燃烧速度——厚度≤3mm时，燃烧速度≤40mm/min；厚度>3mm时，≤75mm/min。

V级用大火焰：火焰高度需达125mm±5mm，燃烧器倾斜45度对准试样底部边缘。V-0级要求两次点燃后，每次燃烧时间≤10秒，且无滴落物引燃下方棉花；V-1级允许燃烧时间≤30秒；V-2级则允许滴落物引燃棉花，但燃烧时间仍需≤30秒。

UL 94还要求大火焰需稳定燃烧1分钟以上，无闪烁或高度波动。若火焰变化超过±2mm，需重新调节燃气流量与空气比例，直至稳定。

例如，某V-0级材料在UL 94测试中，若火焰高度为123mm（符合±5mm公差），两次燃烧时间均为8秒，无滴落物，即符合要求；若火焰高度升至130mm（超上限），燃烧时间可能延长至12秒，会被判为不合格。

GB/T 2408标准中的火焰高度要求

GB/T 2408是中国塑料燃烧性能的国家标准，等效采用国际标准ISO 1210，火焰高度规定与UL 94逻辑一致。

垂直燃烧等级（FV-0、FV-1、FV-2）均使用125mm±5mm火焰，且要求蓝色内焰高度达40mm±2mm——蓝色内焰是火焰的高温区（约1000℃），需直接作用于试样，确保热输入量准确。

FV-0级要求：试样经两次10秒点燃后，每次燃烧时间≤10秒，滴落物不引燃下方脱脂棉；FV-1级允许燃烧时间≤30秒；FV-2级则允许滴落物引燃棉花，但燃烧时间仍需≤30秒。

水平燃烧等级（HBF级）使用20mm±2mm小火焰，考核材料的水平燃烧速率——厚度≤3mm时，燃烧速度≤75mm/min；厚度>3mm时，燃烧长度≤100mm。

GB/T 2408还强调火焰的稳定性：若火焰出现闪烁或高度变化超过±2mm，需重新调节，直至火焰形态稳定。

例如，某FV-0级材料测试时，火焰高度125mm，蓝色内焰39mm（符合±2mm公差），燃烧时间9秒，无滴落物，结果有效；若蓝色内焰仅35mm，说明空气比例不足，需增大进气量。

火焰高度的测量工具与步骤

测量火焰高度需使用专用工具：优先选择带毫米刻度的不锈钢直尺（耐高温、不变形）或火焰高度校准器，避免使用塑料或木质直尺（易受高温变形，影响刻度准确性）。

具体测量步骤为：①安装燃烧器，用水平仪校准确保垂直；②连接燃气管道，用肥皂水检查泄漏（无气泡即为密封）；③点燃火焰，调节空气进气阀至火焰呈纯蓝色；④让火焰稳定燃烧1分钟；⑤将测量工具垂直对准燃烧器顶端，视线与火焰顶端、刻度线平齐，读取数值；⑥重复测量3次，取平均值作为最终结果。

关键细节：视线必须与火焰顶端和刻度线平齐——从上方俯视会导致读数偏大，从下方仰视则会偏小，均需避免。

例如，测量125mm火焰时，3次读数分别为124mm、125mm、126mm，平均值为125mm，符合要求；若读数为123mm、125mm、127mm，平均值仍为125mm，也符合标准；若偏差超过±1mm，需重新调节火焰。

此外，测量前需校准工具——用标准量块验证直尺刻度，确保刻度准确无误。

燃气与压力的控制要点

燃气类型需严格匹配标准：UL 94与GB/T 2408均指定使用丙烷（纯度≥98%），若使用甲烷或天然气，火焰温度会降低，导致相同流量下火焰高度不足。

燃气压力需稳定在标准范围内：UL 94要求丙烷压力为10kPa±1kPa，GB/T 2408要求类似。压力过高会导致火焰高度超上限，压力过低则会使火焰高度不足。

控制方法：通过减压阀与压力表实时监控燃气压力，每次测试前检查压力值——若压力波动，需调整减压阀至标准值，待压力稳定后再点燃火焰。

例如，丙烷气瓶内的压力会随使用逐渐下降，需定期更换气瓶，避免因瓶内压力过低导致火焰高度不足。

此外，燃气管道需定期检查——老化或泄漏会导致压力波动，影响火焰稳定性，需及时更换或维修。

空气比例的调节技巧

空气比例直接影响火焰的燃烧充分性：空气不足时，火焰会呈现黄色，且高度偏低（未充分燃烧的燃气会形成碳颗粒，消耗热量）；空气过多时，火焰会变得细长，甚至出现“脱火”现象（火焰从燃烧器顶端脱离）。

调节方法：缓慢打开空气进气阀，观察火焰颜色变化——当火焰从黄色变为纯蓝色时，说明空气比例合适。此时火焰燃烧效率最高，高度最稳定。

验证技巧：纯蓝色火焰无黄色烟，顶端清晰，无闪烁。若火焰仍带黄色，需继续增大空气进气量；若出现脱火，需关小空气阀。

例如，某燃烧器点燃后火焰呈黄色，缓慢开启空气阀至火焰变蓝，此时火焰高度从110mm升至125mm，符合标准要求。

注意：调整燃气流量后，需同步调节空气比例——增大燃气流量时，需相应增大空气进气量，保持火焰呈纯蓝色。

环境气流的控制要点

环境气流会吹歪火焰，导致测量的火焰高度不准确。例如，通风橱内的风速若超过0.2m/s，火焰会向气流方向倾斜，此时测量的“高度”实际是倾斜后的长度，而非垂直高度，会导致数值偏大。

控制方法：①测试前关闭通风橱的强排风功能，仅保持轻微通风（风速≤0.2m/s）；②在燃烧器周围安装挡风板，减少气流干扰；③测试过程中避免人员走动或开关门窗，防止产生瞬间气流。

验证方法：用风速仪测量测试区域的风速，确保≤0.2m/s。若风速超标，需调整通风橱档位或关闭部分风口。

例如，某实验室通风橱风速达0.3m/s，火焰向排风方向倾斜，测量的“火焰高度”为130mm，实际垂直高度仅125mm，会导致测试结果偏严。

常见误区的纠正

误区1：测量时未待火焰稳定——刚点燃火焰就测量，此时火焰尚未达到稳定高度，数值偏差大。纠正：火焰点燃后需稳定燃烧1分钟，再进行测量。

误区2：视线不平齐——从上方或下方读取刻度，导致数值偏差。纠正：蹲或站到与火焰顶端同一高度，确保视线与火焰顶端、刻度线平齐。

误区3：使用不合格工具——用塑料或木质直尺测量，高温下变形导致刻度不准。纠正：使用不锈钢直尺或专用火焰高度校准器。

误区4：忽略空气比例——仅调节燃气流量，未同步调整空气进气量，导致火焰发黄、高度不足。纠正：先调空气至火焰变蓝，再微调燃气流量至目标高度。

例如，某检测员刚点燃火焰就测量，读数为120mm，实际稳定后火焰高度为125mm，结果偏差5mm，会导致测试无效。