ISO 10093:1998
(Main)Plastics — Fire tests — Standard ignition sources
Plastics — Fire tests — Standard ignition sources
Plastiques — Essais au feu — Sources d'allumage normalisées
La présente Norme internationale décrit et classifie une gamme de sources d'allumage de laboratoire utilisées lors des essais au feu sur les plastiques et sur les produits composés principalement de plastiques. Ces sources varient en intensité et en surface d'application. Elles peuvent être utilisées pour simuler l'excès initial de chaleur auquel peuvent être exposés les plastiques dans certains scénarios de risque d'incendie réel.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10093
Second edition
1998-11-15
Plastics — Fire tests — Standard ignition
sources
Plastiques — Essais au feu — Sources d’allumage normalisées
A
Reference number
ISO 10093:1998(E)
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ISO 10093:1998(E)
Contents Page
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Definitions .2
4 Ignition processes .4
5 Characteristics of ignition sources.4
6 Experimental principles .4
7 Ignition sources .5
Annex A (informative) Confirmatory procedure for evaluating test flames .19
Annex B (informative) Bibliography .22
© ISO 1998
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
ii
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© ISO
ISO 10093:1998(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 10093 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 4,
Burning behaviour.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10093:1994), which has been technically revised.
This edition differs from the 1994 edition in that all methods that had not been standardized internationally were
eliminated. The sources which were eliminated were S/DF4, which was based on the ASTM E 84 burner, and the
sources S/C1, S/C2 and S/C3, which were small cribs used in British Standard tests. Two extra burners, S/DF5 and
S/DF6, have been introduced in this revision. These are based on the IEC 60332-3:1992 and the ISO 9705:1993
ignition sources. Sources P/PF2 and P/PF3 in the 1994 edition have been integrated into a single source, P/PF2,
with two definitions of fuel supply for the same burner.
Annexes A and B of this International Standard are for information only.
iii
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ISO 10093:1998(E)
Introduction
Fires are caused by a wide range of possible ignition sources. Statistical analysis of fires has identified the main
primary and secondary sources, especially for fires in buildings. The most frequent sources of fires have been found
to be as follows:
a) cooking appliances;
b) space-heating appliances;
c) electric wiring, connectors and terminations;
d) other electrical appliances (such as washing machines, bedwarmers, televisions, water heaters);
e) cigarettes;
f) matches and smokers' gas lighters;
g) blow-lamps, blow-torches and welding torches;
h) rubbish burning;
i) candles.
The above list covers the major primary ignition sources for accidental fires. Other sources may be involved in fires
raised maliciously. Research into causes of fires has shown that primary ignition sources (e.g. glowing cigarettes or
dropped flaming matches) can set fire to waste paper, which then acts as a secondary ignition source of greater
intensity.
When analysing and evaluating the various ignition sources for applications involving plastics materials, the
following questions need to be answered on the basis of detailed fire statistics:
a) What is the significance of the individual ignition sources in various fire risk situations?
b) What proportion is attributable to secondary ignition sources?
c) Where does particular attention have to be paid to secondary ignition sources?
d) To what extent are different ignition sources responsible for fatal fire accidents?
The following laboratory ignition sources are intended to simulate actual ignition sources that have been shown to
be the cause of real fires involving plastics. Laboratory ignition sources are preferred over actual ignition sources
due to their consistency which results in greater data repeatability within a laboratory and greater reproducibility
between laboratories.
These laboratory ignition sources may be used to develop new test procedures.
iv
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INTERNATIONAL STANDARD © ISO ISO 10093:1998(E)
Plastics — Fire tests — Standard ignition sources
1 Scope
This International Standard describes and classifies a range of laboratory ignition sources for use in fire tests on
plastics and products consisting substantially of plastics. These sources vary in intensity and area of impingement.
They may be used to simulate the initial thermal abuse to which plastics may be exposed in certain actual fire risk
scenarios.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 1337:1980, Wrought coppers (having minimum copper contents of 99,85 %) — Chemical composition and
forms of wrought products.
ISO 5657:1997, Reaction to fire tests — Ignitability of building products using a radiant heat source.
ISO 8191-1:1987, Furniture — Assessment of the ignitability of upholstered furniture — Part 1: Ignition source:
smouldering cigarette.
ISO 8191-2:1988, Furniture — Assessment of the ignitability of upholstered furniture — Part 2: Ignition source:
match-flame equivalent.
ISO 9705:1993, Fire tests — Full-scale room test for surface products.
ISO 11925-2:1997, Reaction to fire tests — Ignitability of building products subjected to direct impingement of flame
— Part 2: Single flame source test.
IEC 60332-3:1992, Tests on electric cables under fire conditions — Part 3: Tests on bunched wires or cables.
IEC 60695-2-1/0:1994, Fire hazard testing — Part 2: Test methods — Section 1/sheet 0: Glow-wire test methods —
General.
IEC 60695-2-2:1991, Fire hazard testing — Part 2: Test methods — Section 2: Needle-flame test.
IEC 60695-2-4/1:1991, Fire hazard testing — Part 2: Test methods — Section 4/sheet 1: 1 kW nominal pre-mixed
test flame and guidance.
1)
IEC 60695-2-4/2:1994 , Fire hazard testing — Part 2: Test methods — Section 4/sheet 2: 500 W nominal test
flames and guidance.
IEC 60695-2-20:1995, Fire hazard testing — Part 2: Glowing/Hot wire based test methods — Section 20: Hot-wire
coil ignitability test on materials.
1) Future editions of this standard are expected to be published under the designation IEC 60695-11-3.
1
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ISO 10093:1998(E)
2)
IEC 60695-11-4:— , Fire hazard testing — Part 11: Test flame — Section 4: 50 W apparatus and confirmational
test methods.
ASTM D 5025:1994, Standard specification for a laboratory burner used for small-scale burning tests on plastic
materials.
DIN 50051:1977, Testing of materials; Burning behaviour of materials; Burner.
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the following definitions apply.
3.1
afterflame
persistence of flaming of a material after the ignition source has been removed
3.2
afterflame time
length of time for which a material continues to flame, under specified test conditions, after the ignition source has
been removed [also called duration of flame(s)]
3.3
afterglow
persistence of glowing of a material after cessation of flaming or, if no flaming occurs, after the ignition source has
been removed
3.4
afterglow time
length of time for which a material continues to glow, under specified test conditions, after the ignition source has
been removed and/or cessation of flaming
3.5
combustion
exothermic reaction of a substance with an oxidizer, generally accompanied by flames and/or glowing and/or
emission of smoke
3.6
ease of ignition
ease with which a material can be ignited under specified test conditions
3.7
exposed surface
that surface subjected to the heating conditions of the test
3.8
flame (verb)
to undergo combustion in the gaseous phase with emission of light
3.9
flaming debris
material separating from the specimen during the test procedure and falling below the initial lower edge of the
specimen and continuing to flame as it falls
3.10
glowing combustion
combustion of a material in the solid phase without flame but with emission of light from the combustion zone
2) To be published.
2
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3.11
ignitability
measure of the ease with which a specimen can be ignited due to the influence of an external heat source under
specified test conditions
3.12
ignite (transitive verb)
to initiate combustion
3.13
ignite (intransitive verb)
to catch fire with or without the application of an external heat source
3.14
ignition
initiation of combustion
3.15
ignition source
applied source of heat which is used to ignite combustible materials or products
3.16
ignition temperature
minimum temperature of a material at which sustained combustion can be initiated under specified test conditions
3.17
irradiance
^at a point of a surface& radiant flux incident on an infinitesimal element of the surface containing the point divided by
the area of that element
3.18
minimum ignition time
minimum time of exposure of a material to an ignition source to obtain sustained combustion under specified test
conditions
3.19
primary ignition source
the first applied ignition source
3.20
punking
propagation of a smouldering combustion front after removal of the ignition source
3.21
secondary ignition source
heat source which is activated following ignition from a primary source
3.22
sustained flaming
after withdrawal of the ignition source, the inception of a flame on the surface of a material that persists for at least
10 s
3.23
transitory flaming
after withdrawal of the ignition source, the appearance of flashes or flames which are not sustained for a continuous
10 s
3
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ISO 10093:1998(E)
4 Ignition processes
4.1 When plastics are exposed to thermal energy, flammable vapours may be generated from their surface. Under
suitable conditions (especially high temperatures), a critical concentration of flammable vapour may form and
spontaneous ignition will result. If a flame is present as the sole energy source, or as a supplementary source, the
ignition process will be assisted; this mechanism is sometimes known as pilot ignition.
4.2 A specimen of plastic is regarded as ignited when flames appear on the surface of the plastic or when glowing
combustion is evident.
4.3 After ignition has occurred, some burning plastics create additional fire hazards by forming flaming debris or
drips. If this flaming debris falls on to combustible material, secondary ignition may occur and the fire will spread
more rapidly.
4.4 The localized application of a heat source to some plastics results in glowing combustion. With some
thermoplastic foams and foams from thermosetting materials the localized application of a heat source results in
punking which produces a carbonaceous char.
5 Characteristics of ignition sources
5.1 The main characteristics of ignition sources and their relation to the test specimen may be defined by the
following factors:
a) The intensity of the ignition source. This is a measure of the thermal load on the specimen resulting from the
combined conduction, convection and radiation effects caused by the ignition source.
b) The area of impingement of the ignition source on the specimen.
c) The duration of exposure of the specimen and whether it is continuous or intermittent.
d) The presentation of the ignition source to the specimen and whether or not it impinges.
e) The orientation of the specimen in relation to the ignition source.
f) The ventilation conditions in the vicinity of the ignition source and exposed surface of the specimen.
5.2 The ignition sources described in clause 7 provide a range of intensities and areas of impingement to be
considered for use in fire tests of plastics.
NOTE Factors c) to f) may be determined when the specific fire test conditions have been decided.
6 Experimental principles
6.1 Flame ignition sources of two types have been selected.
6.1.1 Diffusion flame source
To form a diffusion flame source, gas (usually propane, methane or butane) flows through stainless-steel tubes
without ingress of air prior to the base of the flame.
NOTE These flames simulate natural flames well but they often fluctuate and are not convenient to direct if any angular
presentation is required toward the specimen.
6.1.2 Premixed flame source
To form a premixed flame source, a gas burner (usually using propane, methane or butane) fitted with air inlet ports
or an air intake manifold is used.
4
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ISO 10093:1998(E)
NOTES
1 Premixed flame sources are more directional than diffusion flame sources and are more suitable for some laboratory quality
assurance tests.
2 Premixed flame sources are generally hotter than diffusion flame sources.
6.2 It is recommended (mandatory for some test methods) that gas burners are always set up to conform to
precise gas flow rates and/or flame heights. Secondary checks of flame temperature or heat flux should be
performed periodically but criteria on these parameters should not be an essential part of the laboratory procedure.
After setting up the burner for a particular test (i.e. often at an acute angle to the test specimen), it is desirable to
leave the burner in this orientation throughout a series of experiments. This objective is conveniently satisfied if the
operator only has to maintain the gas flow constant to the burner.
6.3 The gas burners are connected to the gas supply by flexible tubing via a cylinder regulator providing an outlet
pressure, on-off valve, fine-control valve and flowmeter.
6.4 Difficulties sometimes occur with the supply and measurement of butane or propane when the cylinders need
to be stored in an environment cooler than the defined test conditions and/or some distance from the test rig. When
difficulties occur, a sufficient length of tubing is needed inside the controlled environment (15 °C to 30 °C) to ensure
that the gas equilibrates to the required temperature before flow measurement.
NOTE One way to facilitate this equilibration is to pass the gas (before flow measurement) through a metal tube immersed
in water maintained at 25 °C.
6.5 It is important to exercise great care with the measurement and setting of the flow rate of the gas. It is
necessary to check direct-reading flowmeters, even those obtained with a direct calibration for the gas used initially,
and at regular intervals during testing, with a method capable of measuring accurately the absolute gas flow at the
burner tube.
NOTE One way of doing this is to connect the burner tube with a short length of tubing (about 7 mm internal diameter) to a
soap bubble flowmeter. Passage of a soap film meniscus in a glass tube (e.g. a calibrated burette) over a known period of time
gives an absolute measurement of the flow. Also, fine-control valves that can each be preset to one of the desired gas flow
rates, with simple means for switching from one to the other, have proved helpful.
7 Ignition sources
7.1 General
The classification of ignition sources available for use in testing plastics is shown in table 1. Each class will indicate
whether a source simulates a primary or secondary ignition source by using a prefix, where "P" refers to primary
and "S" refers to secondary.
Table 1 — Classification of ignition sources
Class Type Example
S Smouldering Cigarette
m
E Electric Overheated wire; arcs
DF Diffusion flame Match; candle
PF Premixed flame Laboratory-burner; blow-lamp
R Non-contacting radiant Electric fire; radiant heat from
a developing or established
accidental fire
5
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NOTES
1 Where a heat flux figure is quoted for any of the following sources, this represents the measured heat flux at the point on the
surface at which the flame impinges.
2 Where an area of impingement is quoted for any of the following sources, this represents the area the flame will cover when
the closest edge of the burner orifice is situated 5 mm from a vertical flat surface.
7.2 Ignition source P/S 1
m
7.2.1 This source is typical of a common cigarette, which is recognized to cause many fires involving upholstered
furniture and bedding as discussed in ISO 8191-1. The untipped (unfiltered) cigarette shall comply with the following
requirements:
length 70 mm – 4 mm
diameter 8,0 mm – 0,5 mm
mass 1,0 g – 0,1 g
smouldering rate 12,0 min/50 mm – 3,0 min/50 mm
7.2.2 The smouldering rate is verified on one specimen from each batch of 10 cigarettes used as follows:
a) condition the cigarette before the test for 72 h in indoor ambient conditions and then for at least 16 h in an
atmosphere having a temperature of 20 °C – 5 °C and a relative humidity of (50 – 20) %;
b) mark the cigarette at 5 mm and 55 mm from the end to be lit;
c) light the cigarette and draw air through it until the tip glows brightly: do not consume more than 3 mm of the
cigarette in this operation;
d) impale the cigarette in draught-free air on a horizontal wire spike, inserting not more than 13 mm of the spike
into the unlit end of the cigarette;
e) record the time taken to smoulder from the 5 mm to the 55 mm mark.
7.3 Ignition source P/E1
7.3.1 This ignition source referenced in IEC 60695-2-1/0 is called a glow-wire. This source simulates overheating
of electrical wiring, particularly within electrotechnical equipment, by heating the glow-wire to one of the following
temperatures:
550 °C – 10 °C
650 °C – 10 °C
750 °C – 10 °C
850 °C – 15 °C
960 °C – 15 °C
7.3.2 The glow-wire apparatus and ignition source is shown in figure 1. Th
...
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STANDARD 10093
Second edition
1998-l 1-l 5
Plastics - Fire tests - Standard ignition
sources
Plastiques - Essais au feu - Sources d’allumage normaliskes
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IS0 10093:1998(E)
Page
Contents
........................................................................................................................................................................ 1
1 Scope
.............................................................................................................................................. 1
2 Normative references
2
3 Definitions .
4
4 Ignition processes .
4
5 Characteristics of ignition sources .
6 Experimental principles . 4
7 Ignition sources . 5
Annex A (informative) Confirmatory procedure for evaluating test flames . 19
Annex B (informative) Bibliography . 22
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or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (IS0
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through IS0 technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard IS0 10093 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 4,
Burning behaviour.
This second edition cancels and replaces the first edition (IS0 10093:1994), which has been technically revised.
This edition differs from the 1994 edition in that all methods that had not been standardized internationally were
eliminated. The sources which were eliminated were S/DF4, which was based on the ASTM E 84 burner, and the
sources S/Cl, S/C2 and WC3, which were small cribs used in British Standard tests. Two extra burners, WDF5 and
WDF6, have been introduced in this revision. These are based on the IEC 60332-3:1992 and the IS0 97051993
ignition sources. Sources P/PF2 and P/PF3 in the 1994 edition have been integrated into a single source, P/PF2,
with two definitions of fuel supply for the same burner.
Annexes A and B of this International Standard are for information only.
. . .
III
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IS0 10093:1998(E)
Introduction
Fires are caused by a wide range of possible ignition sources. Statistical analysis of fires has identified the main
primary and secondary sources, especially for fires in buildings. The most frequent sources of fires have been found
to be as follows:
a) cooking appliances;
b) space-heating appliances;
electric wiring, connectors and terminations;
Cl
d) other electrical appliances (such as washing machines, bedwarmers, televisions, water heaters);
cigarettes;
e)
matches and smokers’ gas lighters;
f )
g) blow-lamps, blow-torches and welding torches;
h) rubbish burning;
candles.
0
The above list covers the major primary ignition sources for accidental fires. Other sources may be involved in fires
raised maliciously. Research into causes of fires has shown that primary ignition sources (e.g. glowing cigarettes or
dropped flaming matches) can set fire to waste paper, which then acts as a secondary ignition source of greater
intensity.
When analysing and evaluating the various ignition sources for applications involving plastics materials, the
following questions need to be answered on the basis of detailed fire statistics:
a) What is the significance of the individual ignition sources in various fire risk situations?
What proportion is attributable to secondary ignition sources?
b)
Where does particular attention have to be paid to secondary ignition sources?
C)
To what extent are different ignition sources responsible for fatal fire accidents?
d)
The following laboratory ignition sources are intended to simulate actual ignition sources that have been shown to
be the cause of real fires involving plastics. Laboratory ignition sources are preferred over actual ignition sources
due to their consistency which results in greater data repeatability within a laboratory and greater reproducibility
between laboratories.
These laboratory ignition sources may be used to develop new test procedures.
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IS0 10093: 1998(E)
INTERNATIONAL STANDARD o IS0
Plastics - Fire tests - Standard ignition sources
1 Scope
This International Standard describes and classifies a range of laboratory ignition sources for use in fire tests on
plastics and products consisting substantially of plastics. These sources vary in intensity and area of impingement.
They may be used to simulate the initial thermal abuse to which plastics may be exposed in certain actual fire risk
scenarios.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain
registers of currently valid International Standards.
IS0 1337:1980, Wrought coppers (having minimum copper contents of 99,SS %) - Chemical composition and
forms of wrought products.
IS0 5657:1997, Reaction to fire tests - Ignitability of building products using a radiant heat source.
IS0 8191-I :I 987, Furniture - Assessment of the ignitability of upholstered furniture - Par? I: Ignition source:
smouldering cigarette.
IS0 8191-2: 1988, Furniture - Assessment of the ignitability of upholstered furniture - Part 2: Ignition source:
match-flame equivalent.
IS0 9705:1993, Fire tests - Full-scale room test for surface products.
IS0 11925-2:1997, Reaction to fire tests - Ignitability of building products subjected to direct impingement of flame
- Part 2: Single flame source test.
I EC 60332-3: 1992, Tests on electric cables under fire conditions - Part 3: Tests on bunched wires or cables.
Section l/sheet 0: Glow-wire test methods -
IEC 60695-2-l/0:1994, Fire hazard testing - Part2: Test methods -
General.
IEC 60695-2-2:1991, Fire hazard testing - Part 2: Test methods - Section 2: Needle-flame test.
Section 4/sheet I: I kW nominal pre-mixed
IEC 60695-2-4/l :I 991, Fire hazard testing - Part 2: Test methods -
test flame and guidance.
Section 4/sheet 2: 500 W nominal test
IEC 60695-2-4/2:1994l), Fire hazard testing - Part 2: Test methods -
flames and guidance.
I EC 60695-2-20: 1995, Fire hazard testing - Part2: Glowing/Hot wire based test methods - Section 20: Hot-wire
coil ignitability test on materials.
1) Future editions of this standard are expected to be published under the designation IEC 606954 l-3.
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IS0 10093: 1998(E)
-*), Fire hazard testing - Part I I: Test flame
I EC 60695 11-4: - Section 4: 50 W apparatus and confirmational
test methods.
ASTM D 5025: 1994, Standard specification for a laboratory burner used for small-scale burning tests on plastic
materials.
DIN 50051: 1977, Testing of materials; Burning behaviour of materials; Burner.
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the following definitions apply.
31
aiterflame
persistence of flaming of a material after the ignition source has been removed
32
akerflame time
length of time for which a material continues to flame, under specified test conditions, after the ignition source has
been removed [also called duration of flame(s)]
3.3
afterglow
persistence of glowing of a material after cessation of flaming or, if no flaming occurs, after the ignition source has
been removed
34
aherglow time
length of time for which a material continues to glow, under specified test conditions, after the ignition source has
been removed and/or cessation of flaming
3.5
combustion
exothermic reaction of a substance with an oxidizer, generally accompanied by flames and/or glowing and/or
emission of smoke
36
eke of ignition
ease with which a material can be ignited under specified test conditions
37
eiposed surface
that surface subjected to the heating conditions of the test
38
flsme (verb)
to undergo combustion in the gaseous phase with emission of light
39
flaming debris
material separating from the specimen during the test procedure and falling below the initial lower edge of the
specimen and continuing to flame as it falls
3.10
glowing combustion
combustion of a material in the solid phase without flame but with emission of light from the combustion zone
2) To be published.
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3.11
ignitability
measure of the ease with which a specimen can be ignited due to the influence of an external heat source under
specified test conditions
3.12
ignite (transitive verb)
to initiate combustion
3.13
ignite (intransitive verb)
to catch fire with or without the application of an external heat source
3.14
ignition
initiation of combustion
3.15
ignition source
applied source of heat which is used to ignite combustible materials or products
3.16
ignition temperature
minimum temperature of a material at which sustained combustion can be initiated under specified test conditions
3.17
irradiance
(at a point of a surface) radiant flux incident on an infinitesimal element of the surface containing the point divided by
the area of that element
3.18
minimum ignition time
minimum time of exposure of a material to an ignition source to obtain sustained combustion under specified test
conditions
3.19
primary ignition source
the first applied ignition source
3.20
punking
propagation of a smouldering combustion front after removal of the ignition source
3.21
secondary ignition source
heat source which is activated following ignition from a primary source
3.22
sustained flaming
after withdrawal of the ignition source, the inception of a flame on the surface of a material that persists for at least
10s
3.23
transitory flaming
after withdrawal of the ignition source, the appearance of flashes or flames which are not sustained for a continuous
10s
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4 Ignition processes
4.1 When plastics are exposed to thermal energy, flammable vapours may be generated from their surface. Under
suitable conditions (especially high temperatures), a critical concentration of flammable vapour may form and
spontaneous ignition will result. If a flame is present as the sole energy source, or as a supplementary source, the
ignition process will be assisted; this mechanism is sometimes known as pilot ignition.
4.2 A specimen of plastic is regarded as ignited when flames appear on the surface of the plastic or when glowing
combustion is evident.
4.3 After ignition has occurred, some burning plastics create additional fire hazards by forming flaming debris or
drips. If this flaming debris falls on to combustible material, secondary ignition may occur and the fire will spread
more rapidly.
4.4 The localized application of a heat source to some plastics results in glowing combustion. With some
thermoplastic foams and foams from thermosetting materials the localized application of a heat source results in
punking which produces a carbonaceous char.
5 Characteristics of ignition sources
5.1 The main characteristics of ignition sources and their relation to the test specimen may be defined by the
following factors:
a) The intensity of the ignition source. This is a measure of the thermal load on the specimen resulting from the
combined conduction, convection and radiation effects caused by the ignition source.
The area of impingement of the ignition source on the specimen.
b)
The duration of exposure of the specimen and whether it is continuous or intermittent.
C)
The presentation of the ignition source to the specimen and whether or not it impinges.
d)
The orientation of the specimen in relation to the ignition source.
e)
The ventilation conditions in the vicinity of the ignition source and exposed surface of the specimen.
f >
5.2 The ignition sources described in clause 7 provide a range of intensities and areas of impingement to be
considered for use in fire tests of plastics.
NOTE Factors c) to f) may be determined when the specific fire test conditions have been decided.
6 Experimental principles
61 . Flame ignition sources of two types have been selected.
6.1 .I Diffusion flame source
To form a diffusion flame source, gas (usually propane, methane or butane) flows through stainless-steel tubes
without ingress of air prior to the base of the flame.
convenient to direct if any angular
NOTE These flames simulate natural flames well but they often fluctuate and are not
presentation is required toward the specimen.
6.1.2 Premixed flame source
To form a premixed flame source, propane, methane or butane) fitted with air inlet ports
a gas burner (usually using
or an air intake manifold is used.
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NOTES
1 Premixed flame sources are more directional than diffusion flame sources and are more suitable for some laboratory quality
assurance tests.
2 Premixed flame sources are generally hotter than diffusion flame sources.
6.2 It is recommended (mandatory for some test methods) that gas burners are always set up to conform to
precise gas flow rates and/or flame heights. Secondary checks of flame temperature or heat flux should be
performed periodically but criteria on these parameters should not be an essential part of the laboratory procedure.
After setting up the burner for a particular test (i.e. often at an acute angle to the test specimen), it is desirable to
leave the burner in this orientation throughout a series of experiments. This objective is conveniently satisfied if the
operator only has to maintain the gas flow constant to the burner.
6.3 The gas burners are connected to the gas supply by flexible tubing via a cylinder regulator providing an outlet
pressure, on-off valve, fine-control valve and flowmeter.
6.4 Difficulties sometimes occur with the supply and measurement of butane or propane when the cylinders need
to be stored in an environment cooler than the defined test conditions and/or some distance from the test rig. When
difficulties occur, a sufficient length of tubing is needed inside the controlled environment (15 OC to 30 “C) to ensure
that the gas equilibrates to the required temperature before flow measurement.
NOTE One way to facilitate this equilibration is to pass the gas (before flow measurement) through a metal tube immersed
in water maintained at 25 “C.
6.5 It is important to exercise great care with the measurement and setting of the flow rate of the gas. It is
necessary to check direct-reading flowmeters, even those obtained with a direct calibration for the gas used initially,
and at regular intervals during testing, with a method capable of measuring accurately the absolute gas flow at the
burner tube.
NOTE One way of doing this is to connect the burner tube with a short length of tubing (about 7 mm internal diameter) to a
soap bubble flowmeter. Passage of a soap film meniscus in a glass tube (e.g. a calibrated burette) over a known period of time
gives an absolute measurement of the flow. Also, fine-control valves that can each be preset to one of the desired gas flow
rates, with simple means for switching from one to the other, have proved helpful.
7 Ignition sources
7.1 General
The classification of ignition sources available for use in testing plastics is shown in table 1. Each class will indicate
whether a source simulates a primary or secondary ignition source by using a prefix, where “P” refers to primary
and “S” refers to secondary.
Table 1 - Classification of ignition sources
Overheated wire; arcs
or established
5
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NOTES
1 Where a heat flux figure is quoted for any of the following sources, this represents the measured heat flux at the point on the
surface at which the flame impinges.
2 Where an area of impingement is quoted for any of the following sources, this represents the area the flame will cover when
the closest edge of the burner orifice is situated 5 mm from a vertical flat surface.
7.2 Ignition source P/S,1
7.2.1 This source is typical of a common cigarette, which is recognized to cause many fires involving upholstered
furniture and bedding as discussed in IS0 8191-I. The untipped (unfiltered) cigarette shall comply with the following
requirements:
length 70mmk4mm
diameter 8,0 mm + 05 mm
mass 1 ,o g + 0,l g
smouldering rate 12,0 min/50 mm rt 3,0 min/50 mm
7.2.2 The smouldering rate is verified on one specimen from each batch of IO cigarettes used as follows:
condition the cigarette before the test for 72 h in indoor ambient conditions and then for at least 16 h in an
a)
atmosphere having a temperature of 20 “C + 5 OC and a relative humidity of (50 + 20) %;
b) mark the cigarette at 5 mm and 55 mm from the end to be lit;
light the cigarette and draw air through it until the tip glows brightly: do not consume more than 3 mm of the
c)
cigarette in this operation;
d)
impale the cigarette in draught-free air on a horizontal wire spike, inserting not more than 13 mm of the spike
into the unlit end of the cigarette;
record the time taken to smoulder from the 5 mm to the 55 mm mark.
e)
7.3 Ignition source P/El
7.3.1 This ignition source referenced in IEC 60695-2-l/0 is called a glow-wire. This source simulates overheating
of electrical wiring, particularly within electrotechnical equipment, by heating the glow-wire to one of the following
temperatures:
550°c~100c
65O”C+lO”C
750”Cf10”C
850°C+150C
960°C+150C
7.3.2 The glow-wire apparatus and ignition source is shown in figure 1. The glow-wire itsel
f consists of a loop of
nickel/chromium (80/20) wire 4 mm in nominal diameter.
7.3.3 The temperature of the glow-wire is measured by the use of a sheathed fine-wire the
rmocouple (NiCr/NiAl)
having a nominal overall diameter of 0,5 mm.
7.3.4 The test apparatus positions the glow-wire in a horizontal plane while applying a force of I,0 N + 0,2 N to the
specimen. This force is maintained when the glow-wire is moved horizontally towards the specimen or vice versa.
The movement of the tip of the glow-wire into the specimen when pressed against it is mechanically limited to 7 mm.
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Key
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10093
Deuxième édition
1998-11-15
Plastiques — Essais au feu — Sources
d’allumage normalisées
Plastics — Fire tests — Standard ignition sources
A
Numéro de référence
ISO 10093:1998(F)
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Sommaire
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Définitions . 2
4 Processus d'allumage . 4
5 Caractéristiques des sources d'allumage . 4
6 Principes expérimentaux . 5
7 Sources d'allumage . 6
Annexe A (informative) Mode opératoire de validation pour l'évaluation des flammes d'essai . 20
Annexe B (informative) Bibliographie . 23
© ISO 1998
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
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ISO ISO 10093:1998(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 10093 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité
SC 4, Comportement au feu.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10093:1994), dont elle constitue une révision
technique.
Cette édition diffère de celle de 1994 du fait que l’ensemble des méthodes qui n’avaient pas fait l’objet d’une Norme
internationale ont été éliminées. Les sources qui ont été éliminées sont la source S/DF4, qui était basée sur le
brûleur de l’ASTM E 84 et les sources S/C1 S/C2 et S/C3 concernant les petits bûchers de bois utilisés pour les
essais dans les normes britanniques. Deux brûleurs supplémentaires S/DF5 et S/DF6 ont été introduits dans cette
révision. Ils sont basés sur les sources d’allumage de la CEI 60332-3:1992 et de l’ISO 9705:1993. Les sources
P/PF2 et P/PF3 de l’édition de 1994 ont été combinées en une seule source P/PF2 avec deux définitions
d’alimentation en carburant correspondant au même brûleur.
Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.
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ISO 10093:1998(F) ISO
Introduction
Les incendies sont causés par une grande variété de sources d'allumage. L'analyse statistique des incendies a
permis de déterminer les principales sources primaires et secondaires, en particulier en ce qui concerne les
incendies dans les bâtiments. Les causes d'incendie les plus fréquentes se sont avérées être les suivantes:
a) appareils de cuisson;
b) appareils de chauffage des locaux;
c) fils électriques, connections et embouts;
d) autres appareils électriques (tels que les lave-linge, couvertures chauffantes, télévisions, chauffe-eau);
e) cigarettes;
f) allumettes et briquets à gaz;
g) lampes à braser, chalumeaux et lampes à souder;
h) combustion des ordures;
i) bougies.
La liste ci-dessus couvre les principales sources d'allumage primaires pour les incendies accidentels. D'autres
sources peuvent intervenir dans les incendies d'origine criminelle. Des études sur les causes d'incendie ont montré
que les sources d'allumage primaires (par exemple, cigarettes incandescentes ou allumettes enflammées que l'on
jette) peuvent mettre le feu à de vieux papiers qui agissent ensuite comme source d'allumage secondaire d'une
plus grande intensité.
Lors de l'analyse et de l'évaluation des diverses sources d'allumage pour des applications impliquant des matériaux
plastiques, il convient d'apporter des réponses aux questions suivantes à partir de statistiques détaillées sur les
incendies:
a) Quelle est l'importance des sources d'allumage individuelles dans les diverses situations de risque d'incendie?
b) Quelle est la part attribuable aux sources d'allumage secondaires?
c) Quelle attention convient-il de prêter aux sources d'allumage secondaires?
d) Quelle est l'importance des différentes sources d'allumage lors des accidents mortels causés par le feu?
Les sources d'allumage de laboratoire décrites ci-après sont destinées à simuler les sources d'allumage réelles qui
sont la cause des feux réels dans lesquels les plastiques sont impliqués. Les sources d'allumage de laboratoire
sont préférées aux sources d'allumage réelles car elles conduisent à une meilleure répétabilité des valeurs dans un
même laboratoire et à une meilleure reproductibilité entre les différents laboratoires.
Ces sources d'allumage de laboratoire peuvent être utilisées pour développer de nouveaux modes opératoires
d'essai.
iv
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NORME INTERNATIONALE ISO ISO 10093:1998(F)
Plastiques — Essais au feu — Sources d’allumage
normalisées
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale décrit et classifie une gamme de sources d'allumage de laboratoire utilisées lors
des essais au feu sur les plastiques et sur les produits composés principalement de plastiques. Ces sources varient
en intensité et en surface d'application. Elles peuvent être utilisées pour simuler l'excès initial de chaleur auquel
peuvent être exposés les plastiques dans certains scénarios de risque d'incendie réel.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 1337:1980, Cuivres corroyés (de teneur en cuivre minimale de 99,85 %) — Composition chimique et formes
des produits corroyés.
Essais de réaction au feu — Allumabilité des produits de bâtiment avec une source de chaleur
ISO 5657:1997,
rayonnante.
Ameublement — Évaluation de l'allumabilité des meubles rembourrés — Partie 1: Source
ISO 8191-1:1987,
d'allumage: cigarette en combustion.
Ameublement — Évaluation de l'allumabilité des meubles rembourrés — Partie 2: Source
ISO 8191-2:1988,
d'allumage: flamme simulant une allumette.
Essais au feu — Essai dans une pièce en vraie grandeur pour les produits de surface.
ISO 9705:1993,
ISO 11925-2:1997, Essais de réaction au feu — Allumabilité des produits du bâtiment soumis à l’incidence directe
de la flamme — Partie 2: Essai à l’aide d’une source à flamme unique.
CEI 60332-3:1992, Essais des câbles électriques soumis au feu.
Essais relatifs aux risques du feu — Partie 2: Méthodes d’essai — Section 1/Feuille 0:
CEI 60695-2-1/0:1994,
Méthodes d’essai au fil incandescent — Généralités.
Essais relatifs aux risques du feu — Partie 2: Méthodes d’essai — Section 2: Essai au
CEI 60695-2-2:1991,
brûleur-aiguille.
Essais relatifs aux risques du feu — Partie 2: Méthodes d’essai — Section 4/Feuille 1:
CEI 60695-2-4/1:1991,
Flamme d’essai à prémélange de 1 kW nominal et guide.
1
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ISO 10093:1998(F)
1)
Essais relatifs aux risques du feu — Partie 2: Méthodes d’essai — Section 4/Feuille 2:
CEI 60695-2-4/2:1994 ,
Flamme d’essai à prémélange de 500 W nominal et guide.
Essais relatifs aux risques du feu — Partie 2: Méthodes d’essai — Section 20: Essai
CEI 60695-2-20:1995,
d’allumabilité par une bobine de fil chauffant sur matériaux.
2)
Essais relatifs aux risques du feu — Partie 11: Essais à la flamme — Section 4: Appareillage
CEI 60695-11-4:— ,
de 50 W nominal et méthodes d’essai de vérification.
ASTM D 5025:1994, Spécification normalisée pour un brûleur de laboratoire utilisé pour les essais de combustion à
petite échelle des matières plastiques.
DIN 50051:1977, Essais de matériaux; Comportement au feu des matériaux; Brûleur.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions suivantes s'appliquent.
3.1
flamme persistante
persistance de flamme sur un matériau après retrait de la source d'allumage
3.2
durée de persistance de flamme
durée pendant laquelle un matériau continue à flamber, dans des conditions d'essai spécifiées, après retrait de la
source d'allumage [appelée également durée de flamme(s) résiduelle(s)]
3.3
incandescence résiduelle
combustion avec incandescence d'un matériau persistant après la disparition des flammes ou, s'il n'y a pas de
flammes, après retrait de la source d'allumage
3.4
durée d'incandescence résiduelle
période pendant laquelle l'incandescence persiste sur un matériau, dans des conditions d'essai spécifiées, après
retrait de la source d'allumage et/ou disparition des flammes
3.5
combustion
réaction exothermique d'un corps avec un comburant, généralement accompagnée d'une émission de flammes
et/ou d'incandescence et/ou d'émission de fumée
3.6
facilité d'allumage
aptitude d'un matériau à être allumé dans des conditions d'essai spécifiées
3.7
surface exposée
surface du produit soumise aux conditions thermiques de l'essai
3.8
flamber
être l'objet d'une combustion en phase gazeuse avec émission de lumière
1) Les futures éditions de la présente norme sont supposées être publiées sous la désignation CEI 60695-11-3.
2) À publier.
2
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3.9
particules enflammées
matière se détachant de l'éprouvette au cours de l'essai, tombant sous le bord inférieur initial de l'éprouvette et
continuant à flamber en tombant
3.10
combustion incandescente
combustion d'un matériau, en phase solide, sans flamme mais avec émission de lumière émanant de la zone de
combustion
3.11
allumabilité
mesure de la facilité avec laquelle une éprouvette peut être allumée sous l'influence d'une source extérieure de
chaleur, dans des conditions d'essai spécifiées
3.12
, trans
allumer
provoquer une combustion
3.13
prendre feu, intrans
s'allumer avec ou sans application d'une source externe de chaleur
3.14
allumage
action d'allumer
3.15
source d'allumage
source de chaleur utilisée pour allumer des matériaux ou des produits combustibles
3.16
température d'allumage
température minimale d'un matériau à laquelle peut être obtenue une combustion soutenue dans des conditions
d'essai spécifiées
3.17
éclairement énergétique
^en un point d'une surface& quotient du flux énergétique reçu par un élément infiniment petit de la surface contenant
le point, par l'aire de cet élément
3.18
temps minimal d'allumage
durée minimale d'exposition d'un matériau à une source d'allumage pour obtenir une combustion soutenue, dans
des conditions d'essai spécifiées
3.19
source d'allumage primaire
première source d'allumage appliquée
3.20
propagation de feu couvant
propagation d'un front de feu couvant après retrait de la source d'allumage
3.21
source d'allumage secondaire
source de chaleur activée à la suite d’un allumage provoqué par une source primaire
3
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3.22
flamme persistante
après retrait de la source d'allumage, apparition d'une flamme à la surface d'un matériau qui persiste pendant au
moins 10 s
3.23
flamme fugace
après retrait de la source d'allumage, apparition de flashs ou de flammes ne durant pas 10 s successives
4 Processus d'allumage
4.1 Lorsque les plastiques sont exposés à une source d'énergie thermique, des vapeurs inflammables peuvent
être produites en surface. Dans des conditions adéquates (en particulier à des températures élevées), il peut se
former une concentration critique de vapeurs inflammables et, donc, se produire un allumage spontané. Si la
flamme constitue la seule source d'énergie présente, ou une source complémentaire, le processus d'allumage est
facilité; ce mécanisme est parfois appelé allumage piloté.
4.2 Une éprouvette de plastique est considérée comme allumée si des flammes apparaissent à la surface du
plastique ou s'il est évident qu'il y a combustion incandescente.
4.3 Après allumage, certains plastiques en combustion créent des dangers d'incendie supplémentaires par la
formation de particules ou gouttes enflammées. Si ces particules tombent sur un matériau combustible, un
allumage secondaire peut se produire et l'incendie s'étendre plus rapidement.
4.4 L'application localisée d'une source de chaleur sur certains plastiques provoque une combustion
incandescente. Dans le cas de certaines mousses thermoplastiques et de mousses à base de matériaux
thermodurcissables, l'application localisée d'une source de chaleur provoque un phénomène de propagation de feu
couvant, qui conduit à la production d'un résidu carboné.
5 Caractéristiques des sources d'allumage
5.1 Les principales caractéristiques des sources d'allumage et leurs relations avec l'éprouvette peuvent être
définies par les facteurs suivants:
a) L'intensité de la source d'allumage. C'est une mesure de la charge thermique exercée sur l'éprouvette résultant
des effets combinés de conduction, de convection et de rayonnement causés par la source d'allumage.
b) L'aire d'incidence de la source d'allumage sur l'éprouvette.
c) La durée d'exposition de l'éprouvette et le fait qu'il s'agisse d'une exposition continue ou intermittente.
d) La présentation de la source d'allumage par rapport à l'éprouvette et le fait qu'elle la touche ou non.
e) L'orientation de l'éprouvette par rapport à la source d'allumage.
f) Les conditions de ventilation à proximité de la source d'allumage et de la surface exposée de l'éprouvette.
5.2 Les sources d'allumage décrites dans l'article 7 fournissent une plage d'intensités et de surfaces d'application
devant être utilisée dans le cadre des essais au feu auxquels sont soumises les matières plastiques.
NOTE Les facteurs c) à f) peuvent être déterminés une fois que les conditions spécifiques d'essai au feu ont été définies.
4
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6 Principes expérimentaux
6.1 Deux types de sources d'allumage avec flamme ont été choisis
6.1.1 Source avec flamme de diffusion
Pour obtenir une source avec flamme de diffusion, on fait passer un gaz (généralement du propane, du méthane ou
du butane) dans des tubes en acier inoxydable sans admission d'air en amont de la base de la flamme.
NOTE Ces flammes simulent bien les flammes naturelles mais elles sont souvent instables et ne sont pas faciles à diriger
en cas de présentation de la source sous un angle donné par rapport à l'éprouvette.
6.1.2 Source avec flamme prémélangée
Pour obtenir une source avec flamme prémélangée, on utilise un brûleur à gaz (fonctionnant généralement au
propane, au méthane ou au butane) doté d'orifices d'admission d'air ou d'un collecteur d'admission d'air.
NOTES
1 Les sources avec flamme prémélangée sont plus facilement dirigeables que les sources avec flamme de diffusion et mieux
adaptées pour certains essais d'assurance qualité effectués en laboratoire.
2 La flamme des sources avec flamme prémélangée est généralement plus chaude que celle des sources avec flamme de
diffusion.
6.2 Il est recommandé (obligatoire pour certaines méthodes d'essai) de toujours régler les brûleurs à gaz à des
hauteurs de flammes et/ou débits de gaz précis. Il convient d'effectuer périodiquement des vérifications
secondaires de la température de la flamme ou du flux thermique; cependant, il convient que les critères portant sur
ces paramètres ne constituent pas l'élément essentiel de la méthode de laboratoire. Une fois le brûleur à gaz réglé
pour un essai particulier (c'est-à-dire souvent suivant un angle aigu par rapport à l'éprouvette), il est souhaitable de
le laisser dans cette même position pendant toute la série d'expériences. Pour satisfaire facilement cet objectif, il
suffit à l'opérateur de maintenir un débit de gaz constant vers le brûleur.
6.3 Les brûleurs à gaz sont raccordés à l'alimentation de gaz par des conduits flexibles. L’équipement comprend
une bouteille de gaz avec détendeur donnant une pression de sortie déterminée, une vanne «tout ou rien», une
vanne de réglage précise et un débitmètre.
6.4 Des difficultés peuvent parfois survenir en ce qui concerne l'alimentation et le mesurage du butane ou du
propane lorsque les bouteilles doivent être stockées dans un environnement plus froid que les conditions d'essai
définies et/ou à une certaine distance de l'appareillage d'essai. Dans ces cas précis, il est important de prévoir une
longueur suffisante de flexible dans l'environnement contrôlé (15 °C à 30 °C) pour que le gaz puisse s'équilibrer à la
température requise avant de mesurer le débit.
NOTE Pour faciliter l'obtention de cet équilibre, il est possible de faire passer le gaz (avant de mesurer le débit) dans un
tube métallique immergé dans de l'eau maintenue à 25 °C.
6.5 Il importe d'apporter le plus grand soin au mesurage et au réglage du débit de gaz. Les débitmètres à lecture
directe, même ceux ayant fait l'objet d'un étalonnage direct pour le gaz utilisé, doivent être vérifiés, lors de
l'installation initiale et à intervalles réguliers pendant les essais, à l'aide d'une méthode permettant de mesurer avec
précision le débit absolu du gaz au niveau du tube du brûleur.
NOTE L'une des façons d'y parvenir consiste à raccorder le tube du brûleur au moyen d'une courte portion de tube
(d'environ 7 mm de diamètre intérieur) à un débitmètre à bulle de savon. Le temps de passage du ménisque de la bulle de
savon dans un tube de verre (par exemple une burette graduée) donne la mesure absolue du débit. Des vannes de contrôle
précises, pouvant être préréglées à l'un des débits de gaz souhaités avec des dispositifs simples permettant de passer d'un
débit à l'autre, se sont également avérées efficaces.
5
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7 Sources d'allumage
7.1 Généralités
La classification des sources d'allumage pouvant être utilisées dans le cadre des essais effectués sur les plastiques
est donnée dans le tableau 1. Pour chaque classe, on indique s'il s'agit d'une source simulant une source
d'allumage primaire ou secondaire en utilisant le préfixe «P» pour primaire, et «S» pour secondaire.
Tableau 1 — Classification des sources d'allumage
Classe Type Exemples
S Feu couvant Cigarette
m
E Électricité Fil surchauffé, arc
DF Flamme de diffusion Allumette, bougie
PF Flamme prémélangée Brûleur de laboratoire, lampe à braser
R Rayonnant sans contact Radiateur électrique, chaleur rayonnante
d'un incendie accidentel naissant ou
établi
NOTES
1 Lorsqu'une valeur correspondant au flux thermique est associée à l'une des sources suivantes, il représente le flux
thermique mesuré au point de la surface en contact avec la flamme.
2 Lorsqu'une surface de contact est associée à l'une des sources suivantes, elle représente la surface couverte par la flamme
lorsque le bord le plus proche de l'orifice du brûleur se situe à 5 mm d'une surface verticale plane.
7.2 Source d'allumage P/S 1
m
7.2.1 Cette source représente l'exemple type de la cigarette commune qui est connue pour être la cause d'un
grand nombre d'incendies impliquant des meubles rembourrés et la literie, telle que décrite dans l'ISO 8191-1. La
cigarette (sans filtre) non écrasée doit être conforme aux exigences suivantes:
longueur 70 mm – 4 mm
diamètre 8,0 mm – 0,5 mm
masse 1,0 g – 0,1 g
–
vitesse de feu couvant 12,0 min/50 mm 3,0 min/50 mm
7.2.2 La vitesse de feu couvant est contrôlée sur un échantillon prélevé sur chaque lot de 10 cigarettes et utilisé
comme suit:
a) conditionner la cigarette avant l'essai pendant 72 h dans les conditions ambiantes de la salle d'essai et pendant
–
au moins 16 h dans une atmosphère caractérisée par une température de 20 °C 5 °C et une humidité relative
de (50 – 20) %;
b) apposer un marquage sur la cigarette à 5 mm et à 55 mm de l'extrémité à allumer;
c) allumer la cigarette et aspirer l'air jusqu'à ce que la pointe devienne nettement incandescente; lors de cette
opération, il ne faut pas que la cigarette se consume sur plus de 3 mm;
d) dans une atmosphère exempte de courant d'air, embrocher la cigarette sur une tige horizontale en fil
métallique pénétrant dans l'extrémité non allumée de la cigarette sur une longueur ne dépassant pas 13 mm;
e) noter le temps nécessaire pour que le feu couvant parcourt la distance qui sépare les marques situées à 5 mm
et 55 mm.
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7.3 Source d'allumage P/E1
7.3.1 Cette source d'allumage référencée dans la CEI 60695-2-1/0 est appelée «fil incandescent». Elle simule la
surchauffe de fils électriques, utilisés en particulier dans les équipements électrotechniques, en chauffant le fil
incandescent jusqu'à l'une des températures d'essai suivantes:
–
550 °C 10 °C
650 °C – 10 °C
750 °C – 10 °C
850 °C – 15 °C
960 °C – 15 °C
7.3.2 Le fil incandescent et la source d'allumage sont représentés à la figure 1. Le fil incandescent proprement dit
est constitué d'une boucle de fil de nickel/chrome (80/20) de 4 mm de diamètre nominal.
Légende
1 Support de l’éprouvette 6 Butée
2 Chariot 7 Échelle de mesure de la hauteur de la flamme
3 Câble de tension 8 Échelle de mesure de la pénétration
4 Bâti 9 Fil incandescent
5 Poids 10 Découpe dans le bâti pour les particules tombant de l’éprouvette
Figure 1 — Source d'allumage P/E1
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7.3.3 La température du fil incandescent est mesurée au moyen d'un thermocouple de fil fin gainé (NiCr/NiAl)
ayant un diamètre extérieur nominal de 0,5 mm.
7.3.4 L'appareillage d'essai positionne le fil incandescent dans un plan horizontal tout en appliquant une force de
1,0 N – 0,2 N sur l'éprouvette. Cette force est maintenue pendant que le fil se déplace horizontalement vers
l’éprouvette ou vice-versa. Le mouvement de l’extrémité du fil incandescent dans l’éprouvette, lorsque ce fil est
appuyé contre celle-ci, est mécaniquement limité à 7 mm.
7.4 Source d'allumage P/E2
7.4.1 Cette source d'allumage référencée dans la CEI 60695-2-20 est un fil chaud chauffé électriquement qui
simule la surcharge d'une pièce sous tension en contact direct avec l'éprouvette.
7.4.2 Les essais d'allumage au fil chaud sont effectués sur des éprouvettes en forme de barreau, qui ont
normalement une longueur de 127 mm, une largeur de 12,7 mm et une épaisseur de 1,6 mm, 3,2 mm ou 6,4 mm.
Les éprouvettes sont entourées de cinq tours de fil nickel-chrome (80/20) de 0,5 mm de diamètre, d'une longueur
approximative de 250 mm et ayant une résistance linéique à froid nominale de 5,28 Ω/m, avec un écartement de
6,35 mm – 0,5 mm entre chaque tour. L'appareillage d'essai et la source d'allumage sont représentés sur la
figure 2.
7.4.3 L'éprouvette est soumise à l'essai en position horizontale en chauffant électriquement le fil de sorte qu'il
dissipe 0,26 W par millimètre. Le fil est alors à une température d'environ 930 °C.
Dimensions en millimètres
Légende
1 Montage d’essai
2 Éprouvette
3 Fil chaud (5 tours espacés les uns des autres de 6,35 mm ± 0,5 mm)
Figure 2 — Source d'allumage P/E2
7.5 Source d'allumage P/DF1
7.5.1 Cette source d'allumage décrite dans la CEI 60695-2-2 est un brûleur-aiguille qui produit une flamme de
diffusion de faible intensité et de surface limitée. Cette source peut être utilisée pour simuler l'effet de petites
flammes, résultant de défaillances à l'intérieur d'un équipement électrique.
7.5.2 Le brûleur-aiguille est constitué d'une portion de tube hypodermique en acier inoxydable dont l'extrémité
biseautée a été sectionnée. Ce brûleur a une longueur minimale de 35 mm, un diamètre intérieur de
0,5 mm – 0,1 mm et un diamètre extérieur n'excédant pas 0,9 mm. Il est relié par un flexible à une bouteille
contenant du butane. Il convient que ce gaz ait une pureté d'au moins 95 %.
NOTE Le gaz butane est le gaz normal de référence, mais on peut utiliser du gaz propane.
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7.5.3 Lorsque l'axe du brûleur est en position verticale, il faut ajuster l'alimentation en gaz de telle façon que la
hauteur de la flamme soit de 12 mm – 1 mm. Cette source d'allumage est représentée sur la figure 3.
Dimensions en millimètres
Figure 3 — Source d'allumage P/DF1
7.6 Source d'allumage P/DF2
7.6.1 Cette source d'allumage décrite dans l'ISO 8191-1 est une flamme de diffusion ayant un rendement
calorifique approximativement égal à celui d'une allumette. Un temps d'exposition à la flamme de 15 s – 2 s est
approximativement égal au temps de combustion d'une allumette.
7.6.2 Le corps du brûleur est constitué d'un tube en acier inoxydable ayant les dimensions suivantes:
–
diamètre extérieur 8,0 mm 0,1 mm
diamètre intérieur 6,5 mm – 0,1 mm
longueur 200 mm – 5 mm
Le tube du brûleur est relié par un flexible à une bouteille contenant du propane. Le flexible entre le
7.6.3
débitmètre et le tube du brûleur doit avoir un diamètre intérieur de 8 mm et une longueur de 2,0 m – 0,2 m. Le
–
débitmètre doit être étalonné pour fournir un débit de propane de 45 ml/min 2 ml/min à 25 °C.
NOTES
1 Dans les conditions mentionnées ci-dessus, la hauteur de la flamme est d'environ 40 mm. La surface d'application sur la
surface exposée de l'éprouvette est de 7,5 cm² – 0,2 cm² et le flux thermique est de 40 kW/m² – 2 kW/m².
2 Le gaz propane est le gaz normal de référence, mais on peut utiliser du gaz butane.
7.7 Source d'allumage P/DF3
7.7.1 Cette source d'allumage décrite dans l’ISO 8191-2 est une flamme de diffusion d'approximativement
125 mm de hauteur. Le corps du brûleur est constitué d'un tube en acier inoxydable ayant les dimensions
suivantes:
diamètre extérieur 8,0 mm – 0,1 mm
diamètre intérieur 6,5 mm – 0,1 mm
longueur 200 mm – 5 mm
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7.7.2 Le tube du brûleur est relié par un flexible à une bouteille contenant du propane. Le flexible entre le
débitmètre et le tube du brûleur doit avoir un diamètre intérieur de 8 mm et une longueur de 2,0 m – 0,2 m. Le
–
débitmètre doit être étalonné pour fournir un débit de propane de 160 ml/min 5 ml/min à 25 °C.
NOTES
1 Dans les conditions mentionnées ci-dessus, la hauteur de la flamme est d'environ 125 mm. La surface d'application sur la
– –
surface exposée de l'éprouvette est de 42 cm² 3 cm² et le flux thermique est de 36 kW/m² 2 kW/m².
2 Le gaz propane est le gaz normal de référence, mais on peut utiliser du gaz butane.
7.8 Source d'allumage S/PF5
7.8.1 Cette source d'allumage décrite dans la CEI 60332-3 est un brûleur à gaz permettant d'exposer latéralement
des éprouvettes verticales à une flamme prémélangée de grande surface. Cette source est utilisée pour évaluer les
caractéristiques de propagation de la flamme des câbles posés sur des supports afin de simuler les conditions
thermiques créées lorsqu'un feu développé est appliqué sur les câbles.
7.8.2 La source d'allumage est constituée d’un ou deux brûleurs à gaz propane identiques de type brûleur-
papillon. Chaque brûleur dispose d’un ensemble de débitmètres et d’un mélangeur venturi. La surface génératrice
de flamme est constituée par une plaque métallique plane de 341 mm de longueur et de 30 mm de largeur, dans
laquelle sont percés 242 trous d’environ 1,32 mm de diamètre, l’entraxe étant d’environ 3,2 mm. Trois rangées
échelonnées composées respectivement de 81, 80 et 81 trous forment ainsi une grille de 257 mm · 4,5 mm
comme représentée à la figure 4 a). Étant donné que le brûleur peut être percé sans utiliser de gabarit,
l’espacement des trous peut varier légèrement. En outre, une rangée de petits trous peut être percée de chaque
côté de la plaque du brûleur pour servir de trous pilotes afin d’entretenir la flamme.
Il
...
Questions, Comments and Discussion
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