ISO 4589-3:2017

Plastics — Determination of burning behaviour by oxygen index — Part 3: Elevated-temperature test

ISO 4589-3:2017 specifies methods for determining the minimum volume fraction of oxygen, in a mixture with nitrogen, that will support combustion of small vertical test specimens under specified test conditions over a range of temperatures between 25 °C and 150 °C. The range of temperatures is typically between 40 °C and 150 °C. The results are defined as temperature index values at the test temperature, which is typical of the practical temperature that a plastic material can experience in an overheated service situation. Methods are provided for testing materials that are self-supporting at the test temperature in the form of vertical bars or sheet up to 10,5 mm thick. However, they are not applicable to form V which requires a supporting frame as defined in ISO 4589‑2:2017, Table 2. These methods are suitable for solid, laminated or cellular materials characterized by an apparent density 100 kg/m3 or higher. The methods are also applicable to some cellular materials having an apparent density of less than 100 kg/m3. A method is provided for testing flexible sheet or film materials while supported vertically. ISO 4589-3:2017 also includes a method (see Annex A) for determining the temperature at which the OI of small vertical test specimens in air is 20,9 % under specified test conditions. The temperature at which this occurs is defined as the flammability temperature (FT) and the method is limited to the determination of temperatures less than 400 °C. The method is not applicable to materials having an OI of

Plastiques — Détermination du comportement au feu au moyen de l'indice d'oxygène — Partie 3: Essai à haute température

ISO 4589-3:2017 spécifie des méthodes pour la détermination de la fraction volumique minimale d'oxygène, dans un mélange oxygène/azote, qui permet d'entretenir la combustion de petites éprouvettes verticales dans des conditions d'essai spécifiées dans une gamme de températures comprises entre 25 °C et 150 °C. La gamme de températures est généralement comprise entre 40 °C et 150 °C. Les résultats sont définis en tant que valeurs de l'indice de température à la température d'essai, laquelle est caractéristique de la température à laquelle un matériau plastique est susceptible d'être soumis dans des conditions d'utilisation avec surchauffe. Les méthodes sont définies pour les essais de matériaux rigides, à la température d'essai, sous la forme de barreaux verticaux ou de feuilles ayant une épaisseur maximale de 10,5 mm. Cependant, ces méthodes ne s'appliquent pas au type V qui nécessitent un châssis comme défini dans l'ISO 4589‑2:2017, Tableau 2. Ces méthodes sont utilisables avec les matériaux compacts, stratifiés ou alvéolaires ayant une masse volumique apparente égale ou supérieure à 100 kg/m3. Ces méthodes sont également applicables à certains matériaux alvéolaires ayant une masse volumique apparente inférieure à 100 kg/m3. Une méthode comportant un support vertical est également prévue pour les films et feuilles souples. ISO 4589-3:2017 inclut également une méthode (voir Annexe A) pour la détermination de la température à laquelle l'indice d'oxygène de petites éprouvettes verticales est de 20,9 % dans l'air, dans des conditions d'essai spécifiées. La température à laquelle cela se produit est définie en tant que température d'inflammabilité (FT) et la méthode décrite permet uniquement l'obtention de températures inférieures à 400 °C. Cette méthode n'est pas applicable aux matériaux ayant un indice d'oxygène ≤20,9 %.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 11-Apr-2017
• ICS: 13.220.40 - Ignitability and burning behaviour of materials and products
• ICS: 83.080.01 - Plastics in general
• Technical Committee: ISO/TC 61/SC 4 - Burning behaviour
• Drafting Committee: ISO/TC 61/SC 4/WG 8 - Ignitability and fire growth
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 09-Aug-2022

Relations

• Consolidates: ISO/TS 15877-7:2009 - Plastics piping systems for hot and cold water installations — Chlorinated poly(vinyl chloride) (PVC-C) — Part 7: Guidance for the assessment of conformity
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revises: ISO 4589-3:1996 - Plastics — Determination of burning behaviour by oxygen index — Part 3: Elevated-temperature test
• Effective Date: 03-Nov-2011

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4589-3
Second edition
2017-04
Plastics — Determination of burning
behaviour by oxygen index —
Part 3:
Elevated-temperature test
Plastiques — Détermination du comportement au feu au moyen de
l’indice d’oxygène —
Partie 3: Essai à haute température
Reference number
ISO 4589-3:2017(E)
©
ISO 2017

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ISO 4589-3:2017(E)

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ISO 4589-3:2017(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Apparatus . 2
5.1 Arrangement . 2
5.2 Test chimney . 2
5.3 Test specimen holder. 3
5.4 Gas supplies . 3
5.5 Gas control devices . 3
5.6 Oxygen analyser . 3
5.7 Flame igniter . 4
5.8 Timing device . 4
5.9 Fume extraction system . 4
6 Calibration and maintenance of equipment . 4
7 Preparation of test specimens . 4
7.1 Sampling . 4
7.2 Test specimen dimensions and preparation . 4
7.3 Marking of test pieces . 4
7.4 Conditioning . 4
8 Procedure. 5
8.1 Setting up the apparatus and test specimen . 5
8.2 Igniting the test specimen . 5
8.3 Assessing burning behaviour . 5
8.4 Selecting successive volume fractions of oxygen . 5
8.5 Determining the preliminary volume fraction of oxygen . 5
8.6 Volume fraction of oxygen changes . 6
9 Calculations and expression of results . 6
10 Comparison with a specified minimum value of the temperature index at a
specified temperature (short procedure) . 6
11 Precision . 6
12 Test report . 6
Annex A (normative) Measurement of flammability temperature (FT).12
Annex B (informative) Interlaboratory test data on flammability temperature .15
Annex C (informative) Typical test results sheet .16
Bibliography .19
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ISO 4589-3:2017(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 4, Burning
behaviour.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4589-3:1996), which has been technically
revised.
A list of all parts in the ISO 4589 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2017 – All rights reserved

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ISO 4589-3:2017(E)

Introduction
This document has been prepared to extend the methods available for the determination of flammability
by oxygen index (OI) (see ISO 4589-2) to typical elevated temperatures to which a plastic material can
be exposed in a service situation. It also provides a method for determining the temperature at which
combustion of a small bar of material is just supported in air under certain test conditions; the resulting
temperature is termed the flammability temperature.
This document is intended to be used in conjunction with ISO 4589-2 which describes the basic OI
test method.
Results obtained in accordance with this document are not applicable to describe or appraise the fire
hazard presented by a particular material or shape under actual fire conditions, unless used as one
element of a fire risk assessment which takes into account all of the factors which are pertinent to the
assessment of the fire hazard of a particular application for the material.
© ISO 2017 – All rights reserved v

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4589-3:2017(E)
Plastics — Determination of burning behaviour by
oxygen index —
Part 3:
Elevated-temperature test
1 Scope
This document specifies methods for determining the minimum volume fraction of oxygen, in a
mixture with nitrogen, that will support combustion of small vertical test specimens under specified
test conditions over a range of temperatures between 25 °C and 150 °C. The range of temperatures is
typically between 40 °C and 150 °C. The results are defined as temperature index values at the test
temperature, which is typical of the practical temperature that a plastic material can experience in an
overheated service situation.
Methods are provided for testing materials that are self-supporting at the test temperature in the form
of vertical bars or sheet up to 10,5 mm thick. However, they are not applicable to form V which requires a
supporting frame as defined in ISO 4589-2:2017, Table 2. These methods are suitable for solid, laminated
3
or cellular materials characterized by an apparent density 100 kg/m or higher. The methods are also
3
applicable to some cellular materials having an apparent density of less than 100 kg/m . A method is
provided for testing flexible sheet or film materials while supported vertically.
This document also includes a method (see Annex A) for determining the temperature at which the
OI of small vertical test specimens in air is 20,9 % under specified test conditions. The temperature
at which this occurs is defined as the flammability temperature (FT) and the method is limited to the
determination of temperatures less than 400 °C. The method is not applicable to materials having an OI
of <20,9 %.
NOTE 1 It might not be possible to apply these methods satisfactorily to materials that exhibit high levels of
shrinkage when heated, e.g. highly oriented thin film.
3
NOTE 2 For assessing the flame propagation properties of cellular materials of density <100 kg/m , attention
is drawn to the method described in ISO 3582.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4589-1, Plastics — Determination of burning behaviour by oxygen index — Part 1: General requirements
ISO 4589-2:2017, Plastics — Determination of burning behaviour by oxygen index — Part 2: Ambient-
temperature test
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4589-1, ISO 13943 and the
following apply.
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ISO 4589-3:2017(E)

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1
flammability temperature
FT
temperature at which flaming combustion of a material is supported in air that has a volume fraction of
oxygen of 20,9 %
3.2
temperature index
TI
minimum volume fraction of oxygen, in a mixture of oxygen and nitrogen, at a test temperature that
supports flaming combustion of a material under specified test conditions
Note 1 to entry: The test temperature will typically be between 40 °C and 150 °C.
3.3
ignition
DEPRECATED: sustained ignition
〈flaming combustion〉 initiation of sustained flame
[SOURCE: ISO 13943:2008, 4.188]
4 Principle
A small test specimen is supported vertically in a mixture of oxygen and nitrogen flowing upwards
through a transparent heated chimney. The upper end of the specimen is ignited, and the subsequent
burning behaviour of the specimen is observed to compare the period for which burning continues, or
the length of specimen burnt with specified limits for such burning. By testing a series of specimens
in different volume fractions of oxygen, the minimum volume fraction of oxygen is estimated. General
requirements for the apparatus and test method are given in ISO 4589-1.
5 Apparatus
5.1 Arrangement
The apparatus specified in 5.2 to 5.6 shall be arranged as indicated in Figures 1 to 4, as appropriate.
5.2 Test chimney
The test chimney shall consist of two concentric heat-resistant glass tubes supported vertically between
an insulating top plate and a base through which oxygen-containing gas mixtures can be introduced.
The chimney is provided with a heating element suitable for use in conjunction with a preheater for
heating the incoming gas mixture. This is to maintain the test atmosphere within the inner tube in the
vicinity of the test specimen at within ± 3 °C of any specific test temperature up to, and including 125 °C
and at within ± 5 °C of any higher test temperature at which the equipment is intended to be used. The
heating element shall not impede adequate observation of a test specimen under test.
The preferred dimensions of the inner tube are 450 mm to 500 mm minimum height, and 75 mm to
100 mm diameter cylindrical bore. The upper outlet should preferably be restricted as necessary by an
overhead cap having an outlet small enough to produce an exhaust velocity of at least 90 mm/s at 23 °C
± 2 °C from a flow rate within the chimney of 40 mm/s at 23 °C ± 2 °C (see Note). The height of the outer
tube should be similar to that of the inner tube, and the radial clearance between the inner and outer
2 © ISO 2017 – All rights reserved

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ISO 4589-3:2017(E)

tubes should be between 5 mm and 10 mm. Chimneys of other dimensions, with or without restricted
outlets, may be used if shown to give equivalent results.
The bottom of the chimney, or the base upon which the chimney is supported, shall incorporate a means
for distributing evenly the gas mixture entering the inner tube. A satisfactory means comprises beads
of diameter between 3 mm and 5 mm in a layer between 80 mm and 100 mm deep. Other devices, such
as radial manifolds, may be used if shown to give equivalent results.
A porous screen may be mounted below the level of the test piece holder to prevent falling combustion
debris from fouling the gas entry and distribution paths.
The chimney support may incorporate a levelling device and indicator to facilitate vertical alignment
of the chimney, and a test piece supported therein. A dark background may be provided to facilitate
observation of flames within the chimney.
NOTE For inner tubes of diameter 75 mm to 100 mm, a cap converging to an outlet of diameter 40 mm at a
level at least 10 mm above the top of the cylindrical chimney is satisfactory. For such tubes also, an electrical-
resistance heating element dissipating up to about 1 000 W and helically wound around the outer surface of
the tube with a graded distribution of winding pitch so that the temperature is evenly distributed is suitable in
conjunction with a preheater comprising a cylindrical ceramic body with longitudinal holes and containing a
heating element dissipating up to about 1 000 W with regulating controls which can be operated separately from
those of the heater windings on the chimney tube. If the target test condition is 150 °C or less, a preheater is not
necessary; apparatus of more simple structure can be used.
5.3 Test specimen holder
The test specimen holder specified in ISO 4589-2:2017, 5.2 shall be used.
The transfer device (see Figure 4) can be used for moving a specimen loaded specimen holder into the
test chimney.
5.4 Gas supplies
The gas supplies specified in ISO 4589-2:2017, 5.3 shall be used.
Because damage can occur to the chimney heater and preheater if energized while no gas flows through
them, it is recommended that a gas-flow or pressure-sensing device is incorporated in the gas supply
lines and is coupled to the heater power-control circuits.
To economize purified oxygen and nitrogen, it is recommended that an air pump is provided to supply
air instead of oxygen and/or nitrogen, at the appropriate flow rate, during periods when specimens are
not being tested.
5.5 Gas control devices
The gas supplies specified in ISO 4589-2:2017, 5.4 shall be used, except that the flow rate shall be
40 mm/s ± 0,8 mm/s at 23 °C.
A thermocouple (see Figure 1, Key 9) shall be provided for checking or ensuring that the temperature of
the gas mixture in the chimney is in accordance with 5.2. If this involves an internal probe, its position
and profile shall be designed to minimize induction of turbulence within the chimney.
NOTE Systems of measurement and control that have proved satisfactory are listed in ISO 4589-2:2017, 5.4.
5.6 Oxygen analyser
The oxygen analyser specified in ISO 4589-2:2017, 5.5 shall be used.
© ISO 2017 – All rights reserved 3

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ISO 4589-3:2017(E)

5.7 Flame igniter
The flame igniter specified in ISO 4589-2:2017, 5.6 shall be used.
5.8 Timing device
The timing device specified in ISO 4589-2:2017, 5.7 shall be used.
5.9 Fume extraction system
The fume extraction system specified in ISO 4589-2:2017, 5.8 shall be used.
6 Calibration and maintenance of equipment
Calibrate and maintain the equipment periodically in accordance with the instructions given in
ISO 4589-2:2017, Annex A so that the maximum interval between recalibration and use conforms to the
periods stated in ISO 4589-2:2017, Table 1, except that the accuracy of checking the flow rate shall be ±
0,8 mm/s.
7 Preparation of test specimens
7.1 Sampling
Sampling shall be in accordance with ISO 4589-2:2017, 7.1.
For the flammability temperature procedure (see Annex A), at least 10 test s
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 4589-3
Deuxième édition
2017-04
Plastiques — Détermination du
comportement au feu au moyen de
l’indice d’oxygène —
Partie 3:
Essai à haute température
Plastics — Determination of burning behaviour by oxygen index —
Part 3: Elevated-temperature test
Numéro de référence
ISO 4589-3:2017(F)
©
ISO 2017

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ISO 4589-3:2017(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 4589-3:2017(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 2
5 Appareillage . 2
5.1 Configuration d’essai . 2
5.2 Cheminée d’essai . 2
5.3 Porte-éprouvette . 3
5.4 Alimentation en gaz . 3
5.5 Dispositifs de contrôle des débits de gaz . 4
5.6 Analyseur d’oxygène . 4
5.7 Dispositif d’allumage par flamme . 4
5.8 Chronomètre . 4
5.9 Dispositif d’aspiration des fumées . 4
6 Calibrage et maintenance de l’appareillage . 4
7 Préparation des éprouvettes . 4
7.1 Échantillonnage . 4
7.2 Dimensions et préparation des éprouvettes . 5
7.3 Marquage des éprouvettes . 5
7.4 Conditionnement . 5
8 Mode opératoire. 5
8.1 Réglage de l’appareillage et ajustement de l’éprouvette . 5
8.2 Allumage de l’éprouvette . 5
8.3 Évaluation du comportement au feu . 6
8.4 Choix des fractions volumiques d’oxygène successives . 6
8.5 Détermination de la fraction volumique préliminaire d’oxygène . 6
8.6 Modifications de la fraction volumique d’oxygène . 6
9 Calculs et expressions des résultats . 6
10 Comparaison avec une valeur minimale spécifiée de l’indice de température à une
température spécifiée (procédure courte) . 6
11 Fidélité . 6
12 Rapport d’essai . 6
Annexe A (normative) Mesurage de la température d’inflammabilité (FT) .13
Annexe B (informative) Résultats de l’essai interlaboratoires portant sur la
température d’inflammabilité . .16
Annexe C (informative) Exemple de feuille de résultats .17
Bibliographie .20
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii

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ISO 4589-3:2017(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ iso/ fr/ avant -propos .html
Le présent document a été élaboré 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 4589-3:1996), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 4589 est disponible sur le site web de l’ISO.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés

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ISO 4589-3:2017(F)

Introduction
Le présent document a été élaboré pour étendre les méthodes actuellement existantes, permettant
la détermination de l’inflammabilité au moyen de l’indice d’oxygène (voir l’ISO 4589-2) à certaines
températures élevées auxquelles un matériau plastique est susceptible d’être exposé en cours
d’utilisation. Elle décrit également une méthode pour la détermination de la température à laquelle la
combustion d’un petit barreau du matériau est juste entretenue dans l’air, dans certaines conditions
d’essai; cette température est appelée température d’inflammabilité.
Le présent document est prévu pour être utilisé conjointement avec l’ISO 4589-2 qui décrit la méthode
d’essai de base de l’indice d’oxygène.
Les résultats obtenus conformément au présent document ne sont pas utilisables pour décrire ou
apprécier les risques d’incendie présentés par un matériau ou une forme donnés dans des conditions
réelles d’incendie, sauf s’ils sont utilisés comme l’un des éléments d’appréciation du risque d’incendie
en prenant en compte tous les facteurs entrant dans cette appréciation du risque d’incendie pour une
application particulière du matériau.
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NORME INTERNATIONALE ISO 4589-3:2017(F)
Plastiques — Détermination du comportement au feu au
moyen de l’indice d’oxygène —
Partie 3:
Essai à haute température
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie des méthodes pour la détermination de la fraction volumique minimale
d’oxygène, dans un mélange oxygène/azote, qui permet d’entretenir la combustion de petites
éprouvettes verticales dans des conditions d’essai spécifiées dans une gamme de températures
comprises entre 25 °C et 150 °C. La gamme de températures est généralement comprise entre 40 °C
et 150 °C. Les résultats sont définis en tant que valeurs de l’indice de température à la température
d’essai, laquelle est caractéristique de la température à laquelle un matériau plastique est susceptible
d’être soumis dans des conditions d’utilisation avec surchauffe.
Les méthodes sont définies pour les essais de matériaux rigides, à la température d’essai, sous la
forme de barreaux verticaux ou de feuilles ayant une épaisseur maximale de 10,5 mm. Cependant, ces
méthodes ne s’appliquent pas au type V qui nécessitent un châssis comme défini dans l’ISO 4589-2:2017,
Tableau 2. Ces méthodes sont utilisables avec les matériaux compacts, stratifiés ou alvéolaires ayant une
3
masse volumique apparente égale ou supérieure à 100 kg/m . Ces méthodes sont également applicables
3
à certains matériaux alvéolaires ayant une masse volumique apparente inférieure à 100 kg/m . Une
méthode comportant un support vertical est également prévue pour les films et feuilles souples.
Le présent document inclut également une méthode (voir Annexe A) pour la détermination de la
température à laquelle l’indice d’oxygène de petites éprouvettes verticales est de 20,9 % dans l’air,
dans des conditions d’essai spécifiées. La température à laquelle cela se produit est définie en tant
que température d’inflammabilité (FT) et la méthode décrite permet uniquement l’obtention de
températures inférieures à 400 °C. Cette méthode n’est pas applicable aux matériaux ayant un indice
d’oxygène ≤20,9 %.
NOTE 1 Les méthodes peuvent ne pas être applicables de façon satisfaisante aux produits présentant de haut
taux de rétraction à la chaleur, comme, par exemple, les films minces fortement orientés.
NOTE 2 Pour évaluer les caractéristiques de propagation de la flamme des matériaux alvéolaires de masse
3
volumique apparente inférieure à 100 kg/m , l’attention est attirée sur la méthode décrite dans l’ISO 3582.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 4589-1, Plastiques — Détermination du comportement au feu au moyen de l’indice d’oxygène —
Partie 1: Exigences générales
ISO 4589-2:2017, Plastiques — Détermination du comportement au feu au moyen de l’indice d’oxygène —
Partie 2: Essai à la température ambiante
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
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3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 4589-1, l’ISO 13943
ainsi que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
3.1
température d’inflammabilité
FT
température à laquelle la combustion avec flamme d’un matériau est entretenue dans l’air dont la
fraction volumique en oxygène est de 20,9 %
3.2
indice de température
TI
fraction volumique minimale d’oxygène dans un mélange d’oxygène et d’azote, à une température
d’essai convenue, qui permet d’entretenir la combustion avec flamme d’un matériau dans des conditions
d’essai spécifiées
Note 1 à l’article: La température d’essai sera généralement comprise entre 40 °C et 150 °C.
3.3
allumage
DÉCONSEILLÉ: allumage persistant
〈combustion avec flamme〉 déclenchement d’une flamme persistante
[SOURCE: ISO 13943:2008, 4.188]
4 Principe
Une petite éprouvette est placée verticalement dans un mélange d’oxygène et d’azote circulant de bas
en haut à travers une cheminée transparente chauffée. On allume l’extrémité supérieure de l’éprouvette
et l’on observe le comportement au feu de l’éprouvette pour comparer la durée de combustion ou la
longueur brûlée de l’éprouvette avec les limites spécifiées pour une telle combustion. L’évaluation de
la fraction volumique minimale d’oxygène est effectuée en soumettant à l’essai une série d’éprouvettes
dans différentes fractions volumique d’oxygène. Des lignes directrices concernant l’appareillage et la
méthode d’essai sont données dans l’ISO 4589-1.
5 Appareillage
5.1 Configuration d’essai
L’appareillage décrit du 5.2 au 5.6 doit être disposé conformément aux représentations données dans
les Figures 1 à 4, selon le cas.
5.2 Cheminée d’essai
La cheminée d’essai doit être constituée de deux tubes de verre concentriques, résistants à la
chaleur, maintenus à la verticale entre une plaque supérieure isolante et un support par lequel un
mélange gazeux contenant de l’oxygène peut arriver. La cheminée est munie d’un élément chauffant
apte à l’emploi et d’un dispositif de préchauffage destiné à chauffer le mélange gazeux entrant, pour
maintenir l’atmosphère d’essai régnant dans le tube intérieur au voisinage de l’éprouvette, à ±3 °C d’une
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température d’essai spécifique allant jusqu’à 125 °C inclus, et à ±5 °C de la température d’essai la plus
élevée à laquelle l’équipement est destiné à être utilisé. L’élément chauffant ne doit pas empêcher une
observation adéquate de l’éprouvette soumis à l’essai.
Les dimensions du tube intérieur sont, de préférence, une hauteur minimale de 450 mm à-500 mm
et un diamètre du trou cylindrique de 75 mm à 100 mm. Il convient que l’ouverture supérieure soit,
de préférence, rétrécie, autant que besoin est, par un couvercle comportant un orifice de sortie
suffisamment étroit pour obtenir une vitesse de sortie des gaz d’au moins 90 mm/s à 23 °C ±2 °C, le
débit à l’intérieur de la cheminée étant de 40 mm/s à 23 °C ±2 °C (voir Note). Il convient que la hauteur
du tube extérieur soit semblable à celle du tube intérieur et il convient que l’espace radial entre les tubes
intérieur et extérieur soit compris entre 5 mm et 10 mm. Des cheminées ayant d’autres dimensions,
avec ou sans ouverture réduite, peuvent être utilisées si les résultats obtenus s’avèrent équivalents.
La partie inférieure de la cheminée, ou le support sur lequel elle est montée, doit comporter un dispositif
assurant une répartition régulière du mélange gazeux qui entre dans le tube intérieur. Pour y parvenir
de manière satisfaisante, il est possible d’utiliser un lit de billes, de diamètre compris entre 3 mm et
5 mm, en une couche de profondeur comprise entre 80 mm et 100 mm. D’autres moyens, comme des
distributeurs radiaux, peuvent être utilisés si les résultats obtenus s’avèrent équivalents.
Un écran poreux peut être monté sous le porte-éprouvette pour éviter que les débris de combustion qui
tombent n’encrassent le dispositif d’admission du gaz et les circuits de distribution.
Le support de la cheminée peut comporter un dispositif de nivelage, avec indicateur, pour faciliter
l’alignement à la verticale de la cheminée et de l’éprouvette. Un écran noir peut être prévu pour faciliter
l’observation des flammes dans la cheminée.
NOTE Pour les tubes intérieurs avec un diamètre de 75 mm à 100 mm de diamètre, l’utilisation d’un couvercle
comportant un orifice de sortie de 40 mm de diamètre, situé au moins 10 mm au-dessus de la partie supérieure
de la cheminée cylindrique, a été jugée satisfaisante. Pour ces mêmes tubes, l’utilisation d’un élément chauffant
à résistance électrique dissipant jusqu’à environ 1 000 W, enroulé en spirale autour de la surface extérieure du
tube avec une répartition progressive du pas d’enroulement (les serpentins enveloppent les serpentins de telle
manière que la température est distribuée uniformément) a été jugée appropriée conjointement avec l’emploi
d’un dispositif de préchauffage comprenant un élément cylindrique en céramique muni de fentes et un élément de
chauffage dissipant jusqu’à environ 1 000 W, ce dernier étant équipé de commandes de réglage susceptibles d’être
activées indépendamment de celles du dispositif à enroulements monté sur le tube de la cheminée. Si la condition
d’essai visé est de 150 °C ou inférieure, le dispositif de préchauffage n’est pas nécessaire. Un appareillage de
structure plus simple peut être utilisé.
5.3 Porte-éprouvette
Le porte-éprouvette spécifié dans l’ISO 4589-2:2017, 5.2, doit être utilisé.
Le dispositif de transfert (voir Figure 4) peut être utilisé pour introduire le porte-éprouvette dans la
cheminée.
5.4 Alimentation en gaz
L’alimentation en gaz spécifiée dans l’ISO 4589-2:2017, 5.3, doit être utilisée.
Étant donné que les dispositifs de préchauffage et de chauffage de la cheminée peuvent être endommagés
s’ils sont actionnés en l’absence de gaz, il est recommandé d’équiper les conduites d’alimentation en gaz
d’un capteur de pression ou d’un débitmètre, et de raccorder ce dernier aux circuits de commande de la
puissance du dispositif de chauffage.
Pour économiser l’azote et l’oxygène purifiés, il est recommandé d’utiliser une pompe à air pour fournir
de l’air au débit approprié au lieu de l’oxygène et/ou azote, pendant les périodes durant lesquelles les
éprouvettes ne sont pas soumises à l’essai.
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5.5 Dispositifs de contrôle des débits de gaz
L’alimentation en gaz spécifiée dans l’ISO 4589-2:2017, 5.4, doit être utilisée, à la différence près que le
débit doit être de 40 mm/s ±0,8 mm à 23 °C.
Un thermocouple (voir Figure 1, Légende 9) doit être prévu pour vérifier ou faire en sorte que la
température du mélange gazeux dans la cheminée soit conforme aux dispositions de 5.2. Si ce dispositif
comporte une sonde interne, la position et le profil de celle-ci doivent être prévus pour créer le moins
de turbulence possible dans la cheminée.
NOTE Les dispositifs de mesurage et de contrôle qui se sont avérés satisfaisants sont énumérés dans
l’ISO 4589-2:2017, 5.4.
5.6 Analyseur d’oxygène
L’analyseur d’oxygène spécifié dans l’ISO 4589-2:2017, 5.5, doit être utilisé.
5.7 Dispositif d’allumage par flamme
Le dispositif d’allumage par flamme spécifié dans l’ISO 4589-2:2017, 5.6, doit être utilisé.
5.8 Chronomètre
Le chronomètre spécifié dans l’ISO 4589-2:2017, 5.7, doit être utilisé.
5.9 Dispositif d’aspiration des fumées
Le dispositif d’aspiration des fumées spécifié dans l’ISO 4589-2:2017, 5.8, doit être utilisé.
6 Calibrage et maintenance de l’appareillage
L’appareillage doit être étalonné et entretenu périodiquement conformément aux dispositions de
l’ISO 4589-2:2017, Annexe A, de manière que l’intervalle maximal entre un calibrage et l’utilisation
soit en conformité avec les durées indiquées dans l’ISO 4589-2:2017, Tableau 1, à la différence près que
l’exactitude de la vérification du débit doit être de ±0,8 mm/s.
7 Préparation des éprouvettes
7.1 Échantillonnage
L’échantillonnage doit être effectué conformément à l’ISO 4589-2:2017, 7.1.
Pour le procédé relatif à la température d’inflammabilité (voir Annexe A), on doit prévoir au moins
10 éprouvettes. Si l’éprouvette n’est pas rigide à la température d’essai, elle doit être munie d’un
support extérieur constitué d’un fil en alliage nickel-chrome de 0,55 mm ±0,05 mm de diamètre,
ayant une température maximale d’utilisation de 1 100 °C et fixé par des attaches en fil de cuivre
de 0,20 mm ±0,02 mm de diamètre. Ces attaches doivent être positionnées conformément à la
représentation donnée à la Figure 5. Se reporter à l’Annexe B relative à l’essai interlaboratoires sur les
effets d’une variation du porte-éprouvette.
Une autre pratique consiste à soutenir l’éprouvette entre deux tubes capillaires en verre, l’ensemble
étant relié légèrement à l’aide d’un nœud simple réalisé avec un fil fin de nichrome ou d’acier inoxydable
(nominalement 200 µm de diamètre) et maintenu par une petite pince standard. Cette méthode non
conventionnelle doit être utilisée avec précaution et enregistrée dans le rapport d’essai.
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7.2 Dimensions et préparation des éprouvettes
À l’exception du type V, les dimensions et la préparation des éprouvettes doivent être conformes à
l’ISO 4589-2:2017, 7.2.
7.3 Marquage des éprouvettes
Le marquage des éprouvettes doit être conforme aux dispositions de l’ISO 4589-2:2017, 7.3.
7.4 Conditionnement
Le conditionnement doit être conforme aux dispositions de l’ISO 4589-2:2017, 7.4.
8 Mode opératoire
8.1 Réglage de l’appareillage et ajustement de l’éprouvette
8.1.1 Placer un capteur de température à l’emplacement correspondant à la partie supérieure de
l’éprouvette.
Régler le dispositif d’alimentation électrique des dispositifs de préchauffage et de chauffage de la
cheminée de manière à obtenir la température d’essai, en réglant les commandes de la vitesse des gaz
de sorte que leur vitesse d’écoulement à travers la cheminée soit de 40 mm/s ±0,8 mm/s à 23 °C. Le
débit doit être évalué en utilisant la formule indiquée dans l’ISO 4589-2:2017, A.2.
8.1.2 Sélectionner la fraction volumique d’oxygène initiale à utiliser. Lorsque ceci est possible, se
fonder sur les résultats précédemment obtenus avec des matériaux similaires. À titre de solution de
rechange, essayer d’allumer une éprouvette dans la cheminée contenant le mélange de gaz et chauffée
à la température d’essai et noter le comportement au feu observé. Si l’éprouvette brûle rapidement,
sélectionner une fraction volumique initiale d’oxygène d’environ 18 %; si l’éprouvette brûle doucement
ou de façon irrégulière, sélectionner une fraction volumique initiale d’oxygène d’environ 21 %; si
l’éprouvette ne continue pas à brûler dans l’air, sélectionner une fraction volumique initiale d’au moins
25 %, en fonction de la difficulté d’allumage ou de la durée de la combustion avant extinction dans l’air.
8.1.3 Une fois que la température à l’intérieur de la cheminée est stable et conforme aux limites
données en 5.2, monter une éprouvette au centre de la cheminée, de façon que le sommet de l’éprouvette
soit au moins 100 mm au-dessous de l’ouverture de la cheminée, et que la partie exposée la plus basse de
l’éprouvette soit au moins 100 mm au-dessus du sommet du système de répartition du gaz situé à la base
de la cheminée.
8.1.4 Préchauffer l’éprouvette pendant 240 s ±10 s de manière qu’elle puisse atteindre une température
située dans les tolérances applicables à la température d’essai, avant l’allumage.
8.1.5 Régler les commandes du débit et du mélange des gaz de façon que le mélange oxygène/azote
à 23 °C, caractérisé par la fraction volumique d’oxygène souhaitée, s’écoule à travers la cheminée à une
vitesse de 40 mm/s ±0,8 mm/s. Laisser le débit de gaz purger la cheminée pendant au moins 30 s avant
d’allumer chaque éprouvette, puis maintenir ce débit sans le modifier pendant l’allumage et la combustion
de chaque éprouvette. Le débit doit être évalué en utilisant la formule indiquée dans l’ISO 4589-2:2017, A.2.
Noter la fraction volumique d’oxygène utilisée, qui est mesurée par l’analyseur d’oxygène ou calculée
conformément aux formules données dans l’ISO 4589-2:2017, Annexe B.
8.2 Allumage de l’éprouvette
Allumer l’éprouvette conformément aux dispositions de l’ISO 4589-2:2017, 8.3, en utilisant le procédé A
ou le procédé B.
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8.3 Évaluation du comportement au feu
Le comportement au feu de chaque éprouvette individuelle doit être évalué conformément aux
dispositions de l’ISO 4589-2:2017, 8.4, à la différence près que la température d’essai doit être
déterminée par le présent document.
8.4 Choix des fractions volumiques d’oxygène successives
Les fractions volumiques d’oxygène requises pour les besoins des opérations décrites de 8.5 à 8.6
doivent être calculées conformément à l’ISO 4589-2:2017, Annexe B.
Choisir des fractions volumiques d’oxygène successives conformément aux dispositions de
l’ISO 4589-2:2017, 8.5.
8.5 Détermination de la fraction volumique préliminaire d’oxygène
Déterminer la fraction volumique préliminaire d’oxygène conformément aux dispositions de
l’ISO 4589-2:2017, 8.6.
8.6 Modifications de la fraction volumique d’oxygène
Procéder aux modifications de la fraction volumique d’oxygène conformément aux dispositions de
l’ISO 4589-2:2017, 8.7.
9 Calculs et expressions des résultats
Calculer l’indice de température à la température d’essai conformément aux dispo
...