Space systems — Safety and compatibility of materials — Part 2: Determination of flammability of electrical-wire insulation and accessory materials

ISO 14624-2:2003 specifies two test methods for determining the flammability of electrical-wire insulation and accessory materials by exposure to an external ignition source in a static environment (Test A) and in a gas-flow environment (Test B).

Systèmes spatiaux — Sécurité et compatibilité des matériaux — Partie 2: Détermination de l'inflammabilité des systèmes d'isolation des fils électriques, et des matériaux accessoires

L'ISO 14624-2:2003 spécifie deux méthodes d'essai pour déterminer l'inflammabilité des systèmes d'isolation des fils électriques, et des matériaux accessoires, par exposition à une source d'inflammation externe, dans un environnement statique (essai A) et dans un environnement dynamique (essai B).

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Published
Publication Date
10-Jun-2003
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Completion Date
20-May-2020
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ISO 14624-2:2003 - Space systems -- Safety and compatibility of materials
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ISO 14624-2:2003 - Systemes spatiaux -- Sécurité et compatibilité des matériaux
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Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14624-2
First edition
2003-06-01
Space systems — Safety and
compatibility of materials —
Part 2:
Determination of flammability of
electrical-wire insulation and accessory
materials
Systèmes spatiaux — Sécurité et compatibilité des matériaux —
Partie 2: Détermination de l'inflammabilité des systèmes d'isolation des
fils électriques, et des matériaux accessoires
Reference number
ISO 14624-2:2003(E)
ISO 2003
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ISO 14624-2:2003(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 14624-2:2003(E)
Contents Page

Foreword............................................................................................................................................................ iv

Introduction ........................................................................................................................................................ v

1 Scope...................................................................................................................................................... 1

2 Conformance ......................................................................................................................................... 1

3 Normative references ........................................................................................................................... 1

4 Terms and definitions........................................................................................................................... 1

5 Test materials ........................................................................................................................................ 2

6 Electrical-wire insulation flammability test in a static environment (Test A) ................................. 2

7 Alternative wire-insulation flammability test in a gas-flow environment (Test B) ......................... 7

Annex A (informative) Competency and accreditation of test facilities ..................................................... 13

Annex B (informative) Preparation and qualification of chemical ignitors ................................................ 14

Bibliography ..................................................................................................................................................... 19

© ISO 2003 — All rights reserved iii
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ISO 14624-2:2003(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.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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.

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.

ISO 14624-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 20, Aircraft and space vehicles, Subcommittee

SC 14, Space systems and operations.

ISO 14624 consists of the following parts, under the general title Space systems — Safety and compatibility of

materials:
 Part 1: Determination of upward flammability of materials

 Part 2: Determination of flammability of electrical-wire insulation and accessory materials

 Part 3: Determination of offgassed products from materials and assembled articles

 Part 4: Determination of upward flammability of materials in pressurized gaseous oxygen or oxygen-

enriched environments
 Part 5: Determination of reactivity of materials with aerospace propellants

 Part 6: Determination of reactivity of processing materials with aerospace fluids

 Part 7: Determination of permeability of materials to aerospace fluids
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ISO 14624-2:2003(E)
Introduction

Throughout this part of ISO 14624, the minimum essential criteria are identified by the use of the imperative or

the key word “shall”. Recommended criteria are identified by the use of the key word “should” and, while not

mandatory, are considered to be of primary importance in providing serviceable, economical and practical

designs. Deviations from the recommended criteria may be made only after careful consideration, extensive

testing and thorough service evaluation have shown an alternative method to be satisfactory.

© ISO 2003 — All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14624-2:2003(E)
Space systems — Safety and compatibility of materials —
Part 2:
Determination of flammability of electrical-wire insulation and
accessory materials
1 Scope

This part of ISO 14624 specifies two test methods for determining the flammability of electrical-wire insulation

and accessory materials by exposure to an external ignition source in a static environment (Test A) and in a

gas-flow environment (Test B).
2 Conformance

The tests shall be performed in an accredited test facility (see Annex A for guidelines).

The authority having jurisdiction, or the test requester, shall provide properly identified material(s) for testing.

Alternatively, accredited test facilities may be authorized by the test requester to procure the appropriate

material(s).
3 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application 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 14624-1, Space systems — Safety and compatibility of materials — Part 1: Determination of upward

flammability of materials
4 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
4.1
burn length

maximum distance over which the insulation has been damaged due to flame impingement

NOTE This distance includes areas of partial or complete combustion, charring or embrittlement, but does not include

areas which are sooted, stained, warped or discoloured, or areas where the insulation has shrunk or melted away from the

heat.
4.2
self-extinguishing

phenomenon wherein the burn length of a wire insulation system is less than 150 mm when exposed to an

external ignition source
4.3
transfer of burning debris
movement of burning particles from a burning specimen to adjacent materials
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ISO 14624-2:2003(E)
4.4
good laboratory practice
GLP

practice which involves the testing of standard reference materials to verify data accuracy and repeatability

4.5
worst-case environment

combination of test pressure, oxygen concentration and temperature that make the material most flammable

5 Test materials

The minimum quantities of materials required to perform each test properly are summarized in Table 1. Actual

test configurations and material quantities for material forms other than those listed (e.g. sleeving, cable

clamps, etc.) shall be established and approved by the responsible procuring activity/user materials

organization.

Table 1 — Minimum quantities of materials required for testing for each atmosphere

Form of material Test Minimum quantity
A 10 m in length
Insulated wire
B 7 m in length

As a minimum, all materials used in testing shall meet or exceed user specifications.

Material and configured-system characteristics can be significantly compromised by sources of contamination,

such as exposure to solvents, cleaning agents, abnormal temperatures, variations in humidity, environmental

pollutants, particulates and handling. It is important that exposure of test material(s) to these and other

contamination sources be sufficiently controlled to minimize variation in test results.

6 Electrical-wire insulation flammability test in a static environment (Test A)
6.1 Principle

The purpose of this test (Test A) is to determine if wire insulation and accessory materials, when exposed to

an external ignition source, will self-extinguish and will not ignite adjacent materials by the transfer of burning

debris. Electrical-insulation accessories include electrical wire, sleeving, heat-shrinkable tubing, solder

sleeves, bundle ties, cable clamps, identification tape, etc. For a wire insulation system to be considered self-

extinguishing, the burn lengths of at least three standard-sized replicate specimens (diameter 0,90 mm) shall

be less than 150 mm at an internal wire temperature of 125 °C or at the maximum operating temperature of

the wire. In addition, the ignited specimens shall not propagate a flame by the transfer of burning debris.

Failure of any one specimen constitutes failure of the material. These tests shall be conducted on specimens

of insulation use thickness. The test conditions (total pressure, wire temperature and oxygen concentration)

shall simulate the worst-case environment in which the insulation material is to be used. The configuration (for

example, wire bundles) or the use of another wire gauge can cause a variation in the test results.

6.2 Reagents

6.2.1 Test gases, premixed before exposing the specimen to them and verified for conformity with the

specification (including accuracy) for oxygen concentration to within % .
6.3 Test system

6.3.1 Test chamber, large enough so that complete combustion of the specimen can occur with no more

than a 5 % relative depletion of oxygen concentration. In addition, the test chamber shall not interfere

chemically or physically with the test. The free space above and below the test fixture shall be at least

200 mm.
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ISO 14624-2:2003(E)
6.3.2 Measuring devices, properly calibrated.

6.3.3 Chemical ignition source, meeting the following specifications under ambient conditions:

a) energy: 3 000 J;
b) temperature: 1 100 °C ± 90 °C;
c) burning duration: 25 s ± 5 s;
d) maximum visible flame height: 65 mm ± 6,5 mm.

Annex B provides a procedure for preparing, certifying and storing chemical ignitors.

Alternative ignition mechanisms may be utilized if they meet the requirements outlined in a) to d) above.

6.3.4 AC power supply, capable of providing 15 A (RMS), connected to a bare 20 AWG nickel-chromium

wire (6.3.5) to initiate the igniter.

6.3.5 Bare nickel-chromium wire 0,90 mm in diameter, with a nominal resistivity of 2,3 Ω⋅m and of

sufficient length to wrap three equally spaced turns around the chemical igniter.

6.3.6 Suitable specimen holder, capable of supporting the centre third of the wire or wire bundle from one

top corner of the fixture to the opposite bottom corner of the fixture at an angle of 15° ± 2° to the vertical

(see Figure 1).

6.3.7 Scale, attached to one side of the specimen holder, for measurement of the burn length.

6.3.8 Sheet of paper, mounted horizontally approximately 200 mm below the specimen holder, having the

following characteristics:
a) dimensions: 216 mm × 280 mm;
b) mass of 1 000 sheets (size 650 mm × 770 mm): between 100 kg and 150 kg;
c) type: chemical wood index;
d) colour: uniformly white;
e) condition: clean, free from dirt spots, oil spots and foreign matter
(lint, fuzz, etc.), free from holes, tears, cuts, folds and
scuff marks, and containing no splices.

The sheet of paper is used to assess if burning debris from the specimen would cause ignition of adjacent

materials.

6.3.9 DC power supply, capable of providing a regulated DC current (150 A maximum) to the conductor of

the test specimen at the level required to reach the specified internal wire temperature.

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ISO 14624-2:2003(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 specimen
2 scale
3 insulating ceramic-fibre thread
4 ceramic insulator
5 ignitor
Figure 1 — Standard specimen holder and specimen configuration
6.4 Test specimens
6.4.1 Reception and inspection of material

6.4.1.1 Receive and visually inspect the test material: when received, it shall be accompanied by proper

identification. Any flaws shall be noted. Specimens should have been cleaned and dried to the end-use

specifications prior to receipt at the test facility.
6.4.1.2 If required, prepare specimens to the proper dimensions.
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ISO 14624-2:2003(E)

6.4.1.3 If specimens are received with obvious contamination, clean them. All cleaning methods shall be

approved by the test requester prior to use. Surface contamination should be removed by washing with

deionized water and mild detergent, rinsing with deionized water and drying with filtered nitrogen gas. As a

minimum, particulates on the surfaces of solid porous specimens should be removed with filtered nitrogen gas.

6.4.1.4 After preparation and/or cleaning at the test facility, inspect the specimens and note any flaws

and any residual contamination. If the flaws result from specimen preparation at the test facility, new

specimens shall be prepared. Specimens shall be weighed and individually identified.

6.4.2 Preparation of test specimens

6.4.2.1 To prepare a standard test specimen, cut a single conductor to a length of 1,2 m and remove

10 mm of insulation from each end of the wire using an appropriate wire stripper. Attach appropriate non-

insulated crimp spade lugs to the ends of the wire.

6.4.2.2 To prepare an optional variation of the standard test specimen using a multiwire configuration, cut

out six additional wires of length 430 mm. Place the active conductor on the perimeter of the multiwire

configuration. Lace the active conductor and the six additional wires tightly together using appropriate non-

flammable wire ties placed 80 mm apart (see Figure 2).

6.4.2.3 Duplicates of actual-use electrical harnesses and accessories, with or without connections, may

be used in lieu of the specimen described in 6.4.2.2. Mating connections shall be supplied where applicable.

Dimensions in millimetres
Key
1 active conductor
2 wire bundle
3 wire tie
Typical distance.
Figure 2 — Optional wire bundle configuration
6.5 Procedure

WARNING — Burning of materials may produce smoke and toxic gases, which can affect the health of

operators. The test area shall be cleared of smoke and fumes by suitable means.
6.5.1 Before testing

6.5.1.1 Before testing, record all pertinent information (including pressure, specimen identification,

insulation thickness, pre-test mass, and wire gauge and configuration). All specimens should be photographed.

6.5.1.2 Determine the amount of current required to obtain the internal wire temperature specified for the

test. This is done by mounting the specimen diagonally in the test fixture with the power supply attached to the

conductor. The test fixture shall be in a draft-free environment at ambient temperature. Hypodermic

microthermocouple probes (0,18 mm) shall have been inserted so that the microthermocouples are in contact

with the active conductor. The wire temperature measurements should be performed in at least three

locations: in the middle of the wire and at approximately 30 mm from centre in both directions. The electrical

current should be raised until the test temperature of the wire is attained (as measured at the three locations).

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ISO 14624-2:2003(E)

This temperature should be maintained until stable to within ± 3 °C for 5 min. The test temperature of the wire

shall not be exceeded. The voltage drop and current that produce the required temperature of the wire shall

be recorded. This determination need only be made once for each wire having the same insulation material

and insulation thickness, the same gauge and the same manufacturer.

6.5.1.3 After the wire current has been determined, mount a new 1,2 m length of wire as described in

6.3.6, and arrange the excess lengths of wire to be clear of any flames which could come from the specimen

holder area. Place the ignitor 8 mm ± 3 mm below the diagonally mounted test specimen and 3 mm ± 1 mm to

the right of the lower attached corner of the test specimen, as shown in Figure 1. The ignitor shall be placed

perpendicular to and centred in the plane of the specimen (see Figure 1). Place the test fixture in the test

chamber. Connect the ends of the conductor to the power supply and a voltmeter. Finally, mount the paper

horizontally 200 mm and centred directly below the specimen.
6.5.1.4 All tests should be videotaped.
6.5.2 Test

6.5.2.1 At least three replicate test specimens shall be tested. Prior to ignition, expose the specimens to

the proper test atmosphere for a minimum of 3 min (exposure of specimens to a vacuum shall be less than

3 min). Measure, verify and record the percentage oxygen concentration and the total pressure. Apply the

previously determined current to the conductor with the DC power supply to obtain a temperature of 125 °C or

the maximum operating temperature of the wire. Maintain this temperature steady for a minimum of 5 min (as

indicated by a less than 5 % change in the voltage drop across the specimen), then activate the chemical

ignitor. Immediately upon ignition of the ignitor, turn off the power to the ignitor.

6.5.2.2 During the test, observe the specimen and record any pertinent observations, such as transfer of

burning debris causing ignition of the paper.

6.5.2.3 After all combustion has ceased, switch off the current to the wire. Record the final oxygen

concentration and the burn length. Post-test photographs should be taken, as required, to document any

abnormal occurrences.
6.6 Accuracy
Measurements shall be made within the following tolerance limits:
a) temperature: ± 1 °C;
b) absolute pressure: ± 1 % of reading;
c) oxygen concentration: ± 0,5 % of reading;
d) specimen mass: ± 0,1 % of reading;
e) time: ± 1 s;
f) current: ± 0,5 A;
g) voltage: ± 0,05 V;
h) length: ± 15 mm.
6.7 Test report
6.7.1 Standard tests

The test report shall include details of the specimen identification, the wire configuration, the wire diameter,

the test conditions, the wire current, the burn length and any ignition of the paper. In addition, any unusual

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ISO 14624-2:2003(E)

behaviour, such as wire fusion that may be indicated by loss of current, shall be included. The test report shall

be submitted to the authority having jurisdiction and/or test requester.
6.7.2 Non-standard tests

When there is a deviation from the standard test parameters, such as non-standard specimen preparation,

specimen dimensions, specimen orientation or ignition source, the test shall be identified as non-standard. In

addition, all information in 6.7.1 shall be reported.
6.8 Good laboratory practice

At least every 2 years, the test facility should successfully demonstrate the ability to obtain accurate and

repeatable data when testing selected insulated wires. The authority having jurisdiction shall choose

appropriate GLP materials for its test facilities. The materials selected shall include both flammable and flame-

resistant materials.

7 Alternative wire-insulation flammability test in a gas-flow environment (Test B)

7.1 Principle

7.1.1 This alternative test (Test B) is designed to screen wire insulation for flammability characteristics in a

gas-flow environment. Failure of any one of three replicate specimens constitutes failure of the material.

Failure occurs when any one of the conditions given in 7.1.2 to 7.1.4, is fulfilled. Testing shall be stopped upon

failure of one specimen.
7.1.2 At the stabilized temperature prior to flame application there shall be no
 spontaneous combustion;
 splitting of the insulation;
 baring of the conductor.

7.1.3 During ignition and combustion, there shall be no flaming droplets or particles.

7.1.4 After the burner has been extinguished, the wire shall cease flaming within 10 s and a maximum burn

length of 150 mm. The burn length is measured from the downward extent of propagation to the upward

extent of propagation and includes damage caused by the burner itself.
7.2 Conditions and limits

7.2.1 The test atmosphere shall be designated by the procuring activity/user programme office. These

conditions shall represent the most hazardous atmosphere anticipated in the spacecraft, within the confines of

this test.

7.2.2 The oxygen content of the standard test atmosphere used is 25 % by volume, at normal pressure.

7.2.3 The oxygen content is limited to between 21 % oxygen by volume and 25 % oxygen by volume. The

test is limited to wire sizes from 0,90 mm to 2,60 mm with copper conductors. For wires to be used beyond

these limits, Test A has been shown to provide comparable results, although testing is conducted in a static

environment.
7.3 Test system

7.3.1 Test chamber, with a volume of 250 dm . A typical arrangement is shown in Figure 3.

© ISO 2003 — All rights reserved 7
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ISO 14624-2:2003(E)
Key
1 fume extractor, 1 400 m/h 9 gas supply
2 upper adapter 10 switch panel
3 test chamber 11 oxygen analyser
4 burner, Bunsen type 12 power supply and display (see also item 8)
5 specimen and burner assembly 13 timer
6 distribution unit 14 power supply
7 magneto-electric valves 15 current and voltage measurement
8 mass flow controller (see also item 12)
Figure 3 — General arrangement of test equipment
7.3.2 External electrical supply, capable of providing a steady DC current.

7.3.3 Voltmeter, capable of measuring the voltage drop in the wire in volts to two decimal places.

7.3.4 Ammeter, capable of measuring the current in the wire in amps to two decimal places.

7.3.5 Resistance meter, capable of measuring resistance in milliohms to two decimal places.

7.3.6 Burner, of the Bunsen type, mounted perpendicular to the specimen and at 30° to the vertical

(see Figure 4), with a 9,5 mm bore modified to allow an external supply of air to be fed to the burner collar

(see Figure 5), and with a spacer cone to give the correct stand-off distance between the burner and

specimen.

The flame temperature shall be 1 100 °C ± 100 °C, measured at a point 35 mm from the end of the burner

barrel. The burner is fuelled with commercial-grade propane gas (minimum 85 % purity) and forced air to

produce a flame 75 mm high with an inner blue cone of height 25 mm.
7.3.7 Weights, for keeping the specimen taut (see Figure 4).
8 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 14624-2:2003(E)
7.3.8 Video camera, for recording all the flammability tests.
7.3.9 Timer, positioned such that it is visible to the video camera (7.3.8).
7.4 Test specimens

7.4.1 Preparation of specimens for testing shall be in accordance with 6.4.2, but carrying out the additional

tasks described in 7.4.2 and 7.4.3.

7.4.2 Three specimens, each 1 m in length, shall be cut consecutively from the same coil of wire. The

specimens shall be weighed and individually identified. The specimens should be cleaned and dried to the

end-use specifications. Visible contamination should be removed with distilled water and a lint-free cloth.

Subsequently, the specimens shall be dried using filtered nitrogen gas. All cleaning procedures shall be

verified to have no influence on the test results.

7.4.3 After cleaning, the specimens shall be handled wearing gloves. Prior to testing, the specimens shall

be conditioned at (55 ± 10) % relative humidity and at a temperature of 20 °C ± 3 °C for a period of at least

16 h. Remove approximately 6 mm of the insulation from both ends of the test specimens and crimp a ring

tongue with a typical single-ring tool onto each wire. Measure and record the conductor resistance at ambient

temperature. Position the wire in the test chamber as shown in Figure 4.
7.5 Procedure

WARNING — Burning of materials may produce smoke and toxic gases, which can affect the health of

operators. The test area shall be cleared of smoke and fumes by suitable means.
7.5.1 Before testing

7.5.1.1 Record all pertinent information (including specimen identification, insulation thickness, pre-test

mass, wire diameter and wire configuration) and photograph all the specimens.

7.5.1.2 With the propane flow adjusted to 0,35 l/min and the air flow to 6 l/min, check the flame height

and temperature for conformance to 7.3.6. Adjust the gas flows as necessary to ensure compliance with 7.3.6.

Ensure that the burner can be switched on and off repeatedly, and that it automatically switches off after 15 s

of burning time.

7.5.1.3 The oxygen and nitrogen supplies shall be adjusted to provide a flow of 25 l/min, and the proper

test atmosphere concentration, and then turned off.
© ISO 2003 — All rights reserved 9
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ISO 14624-2:2003(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 pulley mounting bracket
2 weights as required
3 flame application point
4 bottom-clamp mounting
5 Bunsen burner mounting
Low thermal conductivity.
Figure 4 — Test specimen and burner set-up
10 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 14624-2:2003(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 air inlet
2 propane gas inlet
Flame temperature measurement point.
Figure 5 — Modified burner showing flame dimensions

7.5.1.4 Position a prepared specimen in the test chamber as shown in Figure 4. Clamp the conductor at

the lower bottom left-hand side of the apparatus by means of the electrical connector block and pass the wire

under the lower left-hand guide and over the upper right-hand guide pulley where a weight is attached to keep

the specimen taut. Then connect up the other end electrically to complete the circuit.

7.5.1.5 Position the burner below the specimen. Place the spacer cone in the barrel of the burner so that

it exceeds the length of the burner by 35 mm. Adjust the burner by its assembly screws. The burner is at the

correct stand-off distance when the cone contacts the wire. Remove the cone.

7.5.1.6 Open the vent and switch on the extractor fan. Open the oxygen and nitrogen supply valves and

allow the chamber to fill by purging the chamber at a constant flow rate. After 15 min, check the test

atmosphere. If the specified concentration of oxygen has been reached, reduce the flow to a constant rate,

and maintain this flow for the duration of the test phase.

7.5.1.7 Apply a DC electric current, I, to the conductor and measure the voltage drop, U. From the

current and voltage values, calculate the resistance of the conductor at elevated temperature, R , from the

equation:
R =

7.5.1.8 Determine the temperature, T, in degrees Celsius, of the conductor from the change in resistance,

using the following equation based on the variation of the specific resistivity of the copper with the

temperature:
T − 20
R=+1⋅R
1
250
where R is the resistance measured earlier at ambient temperature.
© ISO 2003 — All rights reserved 11
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ISO 14624-2:2003(E)

7.5.1.9 Adjust the current so that the conductor temperature stabilizes at the maximum operating

temper
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14624-2
Première édition
2003-06-01
Systèmes spatiaux — Sécurité et
compatibilité des matériaux —
Partie 2:
Détermination de l'inflammabilité des
systèmes d’isolation des fils électriques,
et des matériaux accessoires
Space systems — Safety and compatibility of materials —
Part 2: Determination of flammability of electrical-wire insulation and
accessory materials
Numéro de référence
ISO 14624-2:2003(F)
ISO 2003
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ISO 14624-2:2003(F)
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ISO 14624-2:2003(F)
Sommaire Page

Avant-propos..................................................................................................................................................... iv

Introduction ........................................................................................................................................................ v

1 Domaine d'application.......................................................................................................................... 1

2 Conformité ............................................................................................................................................. 1

3 Références normatives......................................................................................................................... 1

4 Termes et définitions ............................................................................................................................ 1

5 Matériaux pour les essais .................................................................................................................... 2

6 Essai d'inflammabilité des systèmes d’isolation des fils électriques dans un

environnement statique (essai A) ....................................................................................................... 2

7 Essai d'inflammabilité des systèmes d’isolation des fils électriques dans un

environnement dynamique (essai B) .................................................................................................. 8

Annexe A (informative) Compétence et agrément des centres d'essai ...................................................... 14

Annexe B (informative) Préparation et qualification des allumeurs chimiques......................................... 15

Bibliographie .................................................................................................................................................... 20

© ISO 2003 — Tous droits réservés iii
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ISO 14624-2:2003(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 Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,

Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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.

L'attention est appelée 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.

L'ISO 14624-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 20, Aéronautique et espace, sous-comité

SC 14, Systèmes spatiaux, développement et mise en œuvre.

L'ISO 14624 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Systèmes spatiaux — Sécurité

et compatibilité des matériaux:
 Partie 1: Détermination de l'inflammabilité verticale des matériaux

 Partie 2: Détermination de l'inflammabilité des systèmes d’isolation des fils électriques, et des matériaux

accessoires

 Partie 3: Détermination des produits gazeux émis par des matériaux et articles assemblés

 Partie 4: Détermination de l'inflammabilité verticale des matériaux dans des environnements d'oxygène

gazeux pressurisé ou enrichis en oxygène
 Partie 5: Détermination de la réactivité des matériaux avec l'hypergol
 Partie 6: Détermination de la réactivité des matériaux avec les fluides
 Partie 7: Détermination de la perméabilité des matériaux aux fluides
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ISO 14624-2:2003(F)
Introduction

Dans la présente partie de l’ISO 14624, les exigences minimales essentielles sont identifiées par l'utilisation

du verbe devoir au présent et du mode infinitif. Les recommandations sont identifiées par l'utilisation des

expressions «il convient de» ou «il est recommandé de». Tout en n'étant pas d'application obligatoire, ces

recommandations sont considérées comme étant d'importance majeure pour la production d'objets faciles

d’emploi, économiques et pratiques. Tout écart par rapport aux recommandations ne peut être accepté

qu'après avoir effectué une étude approfondie, de nombreux essais et une évaluation stricte en service

démontrant que les méthodes alternatives sont satisfaisantes.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14624-2:2003(F)
Systèmes spatiaux — Sécurité et compatibilité des matériaux —
Partie 2:
Détermination de l'inflammabilité des systèmes d’isolation des
fils électriques, et des matériaux accessoires
1 Domaine d'application

La présente partie de l’ISO 14624 spécifie deux méthodes d'essai pour déterminer l'inflammabilité des

systèmes d’isolation des fils électriques, et des matériaux accessoires, par exposition à une source

d'inflammation externe, dans un environnement statique (essai A) et dans un environnement dynamique

(essai B).
2 Conformité

Les essais doivent être réalisés dans un centre d'essais agréé (voir Annexe A pour des lignes directrices).

L’autorité compétente ou le demandeur des essais doit fournir le(s) matériau(x) correctement identifié(s) pour

la réalisation des essais. À défaut, les centres d'essai agréés peuvent être autorisés par le demandeur des

essais à fournir le(s) matériau(x) approprié(s).
3 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 14624-1, Systèmes spatiaux — Sécurité et compatibilité des matériaux — Partie 1: Détermination de

l'inflammabilité verticale des matériaux
4 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.

4.1
longueur de combustion
distance maximale d'endommagement de l'isolation par contact avec les flammes

NOTE La longueur de combustion comprend les zones de combustion partielle ou totale, de carbonisation ou de

fragilisation, mais n'inclut pas les zones noircies par la suie, tâchées, déformées ou décolorées, ni les zones où l'isolation

s'est contractée ou a fondu sous l'effet de la chaleur.
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ISO 14624-2:2003(F)
4.2
auto-extinction

phénomène par lequel la longueur de combustion d’un système d'isolation de fil électrique est inférieure à

150 mm lors d’une exposition à une source d'inflammation externe
4.3
projection de débris en feu

mouvement de particules en feu d'une éprouvette enflammée vers les matériaux adjacents

4.4
bonnes pratiques de laboratoire
BPL

pratiques impliquant des essais de matériaux normalisés pour vérifier l'exactitude et la répétabilité des

données
4.5
environnement le plus défavorable

combinaison des conditions de pression d'essai, de teneur en oxygène et de température qui rend le matériau

le plus inflammable possible
5 Matériaux pour les essais

Les quantités minimales de matériau requises pour réaliser correctement chaque essai sont données dans le

Tableau 1. Les configurations d'essai et les quantités de matériau requises pour des formes autres que celles

répertoriées dans le Tableau 1 (par exemple gaines, serre-câbles, etc.) doivent être déterminées et

approuvées par l’organisme utilisateur des matériaux ou le donneur d’ordre responsables.

Tableau 1 — Quantités minimales de matériau requises pour chaque atmosphère
Forme du matériau Essai Quantité minimale de matériau
A 10 m de longueur
Fils isolés
B 7 m de longueur

Tous les matériaux utilisés pour les essais doivent au moins satisfaire aux spécifications de l’utilisateur.

Les caractéristiques des matériaux et des systèmes de configuration peuvent être sérieusement affectées par

des sources de contamination telles que l'exposition aux solvants, aux produits de nettoyage, à des

températures anormales, à des variations du taux d'humidité, aux polluants environnementaux, à des

substances particulaires et aux manipulations. Il est important que l'exposition des matériaux pour essai à ces

sources de contamination, ou à toute autre source de contamination, soit suffisamment contrôlée de façon à

réduire au minimum les variations des résultats des essais.
6 Essai d'inflammabilité des systèmes d’isolation des fils électriques dans un
environnement statique (essai A)
6.1 Principe

L'objectif de cet essai (essai A) est de déterminer si les systèmes d’isolation des fils électriques et les

matériaux accessoires, lorsqu’ils sont exposés à une source d'inflammation externe, sont auto-extinguibles et

n'entraînent pas la projection de débris en feu susceptibles d'enflammer les matériaux adjacents. Les

accessoires d’isolation électrique incluent les fils électriques, les gaines, les tubes thermo-rétractables, les

gaines de soudures, les attaches pour faisceaux de câbles, les serre-câbles, les rubans d'identification, etc.

Pour qu’un système d'isolation de fils électriques soit considéré auto-extinguible, la longueur de combustion

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ISO 14624-2:2003(F)

pour au moins trois éprouvettes identiques de dimensions normalisées (0,90 mm de diamètre) doit être

inférieure à 150 mm, la température interne des fils étant soit de 125 °C, soit la température maximale

d’opérabilité des fils. En outre, les éprouvettes enflammées ne doivent pas entraîner la propagation des

flammes par projection de débris en feu. La défaillance de l'une des éprouvettes implique la défaillance du

matériau. Les essais doivent être effectués sur des éprouvettes ayant une épaisseur type d'isolation. Les

conditions des essais (pression totale, température des fils et teneur en oxygène) doivent simuler

l'environnement le plus défavorable dans lequel le matériau d'isolation doit être utilisé. Des configurations

différentes (par exemple, faisceau de fils) ou l'utilisation de fils de diamètre différent peuvent entraîner des

variations dans les résultats des essais.
6.2 Réactifs

6.2.1 Gaz utilisés pour l’essai, prémélangés avant leur mise en contact avec les éprouvettes et

conformes à la spécification appropriée (y compris en exactitude) concernant la teneur en oxygène, avec une

+ 1
tolérance de % .
6.3 Système d’essai

6.3.1 Enceinte d'essai, suffisamment grande pour permettre la combustion totale de l'éprouvette avec un

appauvrissement relatif maximal de 5 % de la teneur en oxygène. L’enceinte d'essai ne doit pas causer

d’interférences chimiques ou physiques avec l'essai. L'espace libre au-dessus et au-dessous de l'installation

d'essai doit être de 200 mm au minimum.
6.3.2 Dispositifs de mesure, correctement étalonnés.

6.3.3 Source d'inflammation chimique, conforme aux spécifications suivantes, dans les conditions

ambiantes:
a) énergie: 3 000 J;
b) température: 1 100 °C ± 90 °C;
c) durée de combustion: 25 s ± 5 s;
d) hauteur maximale de la flamme visible: 65 mm ± 6,5 mm.

L'Annexe B fournit un mode opératoire normalisé pour la préparation, la certification et le stockage des

allumeurs chimiques.

Des mécanismes d'inflammation différents peuvent être utilisés s'ils répondent aux exigences spécifiées en a)

à d) ci-dessus.

6.3.4 Alimentation électrique c.a., capable de fournir 15 A (moyenne quadratique), reliée à un fil nu en

nickel-chrome (6.3.5) pour activer l'allumeur.

6.3.5 Fil nu en nickel-chrome de 0,90 mm de diamètre, ayant une résistivité nominale de 2,3 Ω⋅m et

suffisamment long pour faire trois fois le tour de l'allumeur chimique, à un même espacement.

6.3.6 Support approprié, permettant de suspendre le tiers central du fil ou du faisceau de fils, d'un coin

supérieur de l'installation au coin inférieur opposé, en formant un angle de 15° ± 2° par rapport à la verticale

(voir Figure 1).

6.3.7 Règle, fixée sur le côté du support pour mesurer la longueur de combustion.

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ISO 14624-2:2003(F)
Dimensions en millimètres
Légende
1 éprouvette
2 règle
3 fil d’isolation en fibre céramique
4 isolant en céramique
5 allumeur
Figure 1 — Support et configuration d’éprouvette types

6.3.8 Feuille de papier, disposée horizontalement à 200 mm directement au-dessous du support

d'éprouvette, ayant les caractéristiques suivantes:
a) dimensions: 216 mm × 280 mm;

b) poids pour 1 000 feuilles (de 650 mm × 770 mm): compris entre 100 kg et 150 kg;

c) type: pâte chimique;
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d) couleur: blanc, couleur uniforme;
e) état: propre, sans salissures ni tâches d'huile; sans corps
étrangers (peluches, poussières, etc.); sans trous, ni
déchirures, ni coupures, ni plis, ni entailles superficielles;
sans collages.

La feuille de papier permet de déterminer si des débris en feu projetés de l'éprouvette entraînent

l'inflammation des matériaux adjacents.

6.3.9 Alimentation électrique c.c., capable de fournir un courant continu stabilisé (150 A au maximum) au

conducteur de l'éprouvette, avec l’intensité nécessaire pour atteindre la température interne spécifiée pour le

fil.
6.4 Éprouvettes
6.4.1 Réception et inspection du matériau

6.4.1.1 Réceptionner le matériau et effectuer une inspection visuelle: le matériau pour essai doit être

accompagné des informations d'identification appropriées. Tout défaut observé doit être consigné. Il est

recommandé d'avoir nettoyé et séché les éprouvettes, conformément aux spécifications d’utilisation finale,

avant leur réception dans le centre d'essais.
6.4.1.2 Si nécessaire, préparer les éprouvettes aux dimensions appropriées.

6.4.1.3 Si, à leur réception, les éprouvettes présentent une contamination évidente, les nettoyer. Toutes

les méthodes de nettoyage doivent être approuvées par le demandeur de l'essai, avant leur emploi. Il est

recommandé que toute surface contaminée soit nettoyée avec de l'eau désionisée et un détergent doux,

rincée à l'eau désionisée et séchée à l'azote gazeux filtré. Il convient au moins que les substances

particulaires déposées sur les surfaces d'éprouvettes solides poreuses soient éliminées avec de l'azote

gazeux filtré.

6.4.1.4 Après préparation et/ou nettoyage dans le centre d’essais, les éprouvettes doivent être

inspectées. Tout défaut et toute contamination résiduelle doivent être consignés. Si les défauts résultent de la

préparation des éprouvettes au centre d’essais, de nouvelles éprouvettes doivent être préparées. Les

éprouvettes doivent être identifiées individuellement et leur masse doit être déterminée.

6.4.2 Préparation des éprouvettes pour essai

6.4.2.1 Pour préparer une éprouvette normalisée, couper un conducteur simple de 1,2 m de longueur et

retirer 10 mm d'isolation à chaque extrémité du fil en utilisant une pince à dénuder appropriée. Fixer aux

extrémités du fil des cosses à sertir non isolées appropriées.

6.4.2.2 Pour préparer une variation optionnelle d'éprouvette normalisée en utilisant une configuration

multifil, couper six fils supplémentaires de 430 mm de longueur. Placer le conducteur actif sur le bord de la

configuration multifil. Attacher fermement le conducteur actif et les six fils supplémentaires au moyen de fils

d’attache appropriés non inflammables placés à 80 mm d'intervalle (Figure 2).

6.4.2.3 Des faisceaux électriques et accessoires identiques à ceux réellement utilisés, avec ou sans

connexions, peuvent être utilisés au lieu des éprouvettes décrites en 6.4.2.2. Les connexions d'accouplement

doivent être fournies, le cas échéant.
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ISO 14624-2:2003(F)
Dimensions en millimètres
Légende
1 conducteur actif
2 faisceau de fils
3 fil d’attache
Distance typique.
Figure 2 — Configuration multifil optionnelle
6.5 Mode opératoire

AVERTISSEMENT — L'inflammation des matériaux peut produire des fumées et des gaz toxiques

susceptibles d'avoir un effet nocif sur la santé des opérateurs. La zone d'essai doit être équipée

d'installations appropriées d'évacuation des fumées et des vapeurs.
6.5.1 Avant l’essai

6.5.1.1 Enregistrer toutes les informations pertinentes (y compris la pression, l'identification des

éprouvettes, l'épaisseur de l'isolation, la masse avant essai, le diamètre du fil et la configuration). Il convient

de photographier toutes les éprouvettes.

6.5.1.2 Déterminer la quantité de courant nécessaire pour obtenir la température interne du fil spécifiée

pour l'essai. Ce courant est déterminé en montant l'éprouvette diagonalement dans l'installation d'essai,

l'alimentation électrique étant reliée au conducteur. L'installation d'essai doit se trouver dans un

environnement protégé des courants d'air et à la température ambiante. Des sondes de microthermocouples

hypodermiques (0,18 mm) doivent avoir été insérées de manière que les microthermocouples soient en

contact avec le conducteur actif. Il convient d’effectuer les mesurages de la température des fils en trois

points au minimum: au milieu du fil et à environ 30 mm du milieu du fil dans les deux directions. Il convient

d’augmenter le courant électrique jusqu'à l'obtention de la température d'essai du fil (aux trois points de

mesure), et de maintenir cette température jusqu'à ce qu'elle se stabilise à ± 3 °C pendant 5 min. La

température d'essai du fil ne doit pas être dépassée. La chute de tension et le courant qui produisent la

température recherchée du fil doivent être enregistrés. Ce calcul ne doit être effectué qu'une fois pour les fils

de matériau et d’épaisseur d’isolation identiques, ayant le même calibre et provenant du même fabricant.

6.5.1.3 Après avoir déterminé le courant du fil, monter un nouveau fil de 1,2 m de longueur, selon les

instructions données en 6.3.6. L'excédent de fil doit être disposé de façon à ne pas être exposé aux flammes

exsudées de la zone du support d'éprouvette. Placer l'allumeur à 8 mm ± 3 mm en-dessous de l'éprouvette

installée en diagonale, et à 3 mm ± 1 mm à droite du coin de fixation inférieur de l'éprouvette, comme le

montre la Figure 1. L'allumeur doit être disposé perpendiculairement au plan de l'éprouvette et en position

centrale (Figure 1). Placer l’installation d'essai dans l'enceinte d'essai. Connecter les extrémités du

conducteur à l'alimentation électrique et au voltmètre. Enfin, disposer le papier horizontalement à 200 mm

directement au-dessous de l'éprouvette, et centré.
6.5.1.4 Il convient d’enregistrer tous les essais sur bande vidéo.
6 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 14624-2:2003(F)
6.5.2 Essai

6.5.2.1 Au minimum, trois éprouvettes identiques doivent être soumises à l’essai. Avant l'inflammation,

exposer les éprouvettes à l'atmosphère d'essai appropriée pendant 3 min au minimum. (La durée d'exposition

de l'éprouvette au vide doit être inférieure à 3 min.) Vérifier et enregistrer le pourcentage d'oxygène et la

pression totale. Appliquer le courant prédéterminé aux bornes du conducteur à l’aide de l'alimentation

électrique en courant continu afin d'obtenir une température de 125 °C ou la température opérationnelle

maximale du fil. Dès que la température stabilisée peut être maintenue pendant 5 min au moins (comme

indiqué par une variation inférieure à 5 % de la chute de tension dans l'éprouvette), activer l'allumeur

chimique. Dès l'activation de l'allumeur, mettre l'initiateur hors tension.

6.5.2.2 Pendant l'essai, observer l'éprouvette et enregistrer les observations réalisées, telles que la

projection de débris en feu causant l'inflammation du papier.

6.5.2.3 Après l'arrêt total de la combustion, couper le courant appliqué au fil. Enregistrer la teneur finale

en oxygène et la longueur de combustion. Il convient de prendre des photographies après essai, le cas

échéant, afin de documenter tout phénomène anormal.
6.6 Exactitude
Les mesurages doivent être effectués dans le respect des tolérances suivantes:
a) température: ± 1 °C;
b) pression absolue: ± 1 % de la lecture;
c) teneur en oxygène: ± 0,5 % de la lecture;
d) masse de l'éprouvette: ± 0,1 % de la lecture;
e) durée: ± 1 s;
f) intensité du courant: ± 0,5 A;
g) tension: ± 0,05 V;
h) longueur: ± 15 mm.
6.7 Rapport d’essai
6.7.1 Essais normalisés

Le rapport d'essai doit inclure l'identification de l'éprouvette, la configuration du fil, les conditions d'essai, le

diamètre du fil, le courant du fil, la longueur de combustion et, le cas échéant, l'inflammation du papier, ainsi

que tout comportement inhabituel, tel que la fusion du fil qui peut être indiquée par une perte de courant. Le

rapport d'essai doit être soumis à l'autorité compétente et/ou au demandeur de l'essai.

6.7.2 Essais non normalisés

En cas d'écart par rapport aux paramètres d’essai normalisés, tels que préparation, dimensions et orientation

non normalisées des éprouvettes, ou modification de la source d'inflammation, l'essai doit être identifié

comme étant non normalisé. Toutes les informations spécifiées en 6.7.1 doivent être fournies.

6.8 Bonnes pratiques de laboratoire

Tous les deux ans au minimum, il convient que le centre d'essai démontre de manière satisfaisante sa

capacité à obtenir des données exactes et répétables lors des essais de fils isolés sélectionnés. L'autorité

compétente doit choisir les matériaux BPL appropriés pour le centre d'essais. Les matériaux sélectionnés

doivent comprendre des matériaux inflammables et des matériaux résistants à la flamme.

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7 Essai d'inflammabilité des systèmes d’isolation des fils électriques dans un
environnement dynamique (essai B)
7.1 Principe

7.1.1 Cet essai alternatif (essai B) a été conçu pour déterminer les caractéristiques d'inflammabilité de

l'isolation des fils dans un environnement dynamique. La défaillance de l'une des trois éprouvettes identiques

implique la défaillance du matériau. La défaillance se produit dès lors que l'une des conditions données en

7.1.2 à 7.1.4 n'est pas remplie. L'essai doit être interrompu en cas de défaillance de l'une des éprouvettes.

7.1.2 À la température stabilisée avant application de la flamme, il ne doit se produire

 ni combustion spontanée,
 ni cassure de l'isolation,
 ni dénudage du conducteur.

7.1.3 Pendant l'inflammation et la combustion, il ne doit y avoir ni gouttelettes en feu ni particules en feu.

7.1.4 Après extinction du brûleur, le fil doit cesser de brûler dans un délai de 10 s au maximum, et la

longueur de combustion maximale doit être de 150 mm. La longueur de combustion est mesurée entre

l'étendue de la propagation vers le bas et vers le haut, et comprend les dommages causés par le brûleur lui-

même.
7.2 Conditions et limites

7.2.1 L'atmosphère d'essai doit être définie par le donneur d'ordre ou l’organisme utilisateur. Ces conditions

doivent simuler l'atmosphère la plus dangereuse prévue dans le véhicule spatial, dans les limites de cet essai.

7.2.2 La teneur en oxygène de l'atmosphère d'essai normalisée est de 25 % en volume, à pression normale.

7.2.3 La teneur en oxygène est limitée à une valeur située entre 21 % en volume et 25 % en volume.

L'essai se limite à des fils ayant un diamètre compris entre 0,90 mm et 2,60 mm, avec des conducteurs en

cuivre. Pour les fils à utiliser au-delà de ces limites, l'essai A s'avère donner des résultats comparables, bien

que l’essai soit réalisé dans un environnement statique.
7.3 Système d’essai

7.3.1 Enceinte d'essai, ayant une capacité de 250 dm , et dont une conception type est représentée à la

Figure 3.

7.3.2 Alimentation électrique externe, capable de fournir un courant continu stable.

7.3.3 Voltmètre, capable de mesurer la chute de tension dans le fil, en volts, avec deux décimales.

7.3.4 Ampèremètre, capable de mesurer l’intensité du courant, en ampères, avec deux décimales.

7.3.5 Ohmmètre, capable de mesurer la résistance, en milliohms, avec deux chiffres après la virgule.

7.3.6 Brûleur, de type Bunsen, installé perpendiculairement à l’éprouvette et à 30° par rapport au plan

vertical (voir Figure 4), comportant un trou de 9,5 mm modifié pour fournir une alimentation externe en air au

collier du brûleur (voir Figure 5), avec un cône de réglage, permettant d’obtenir la distance correcte entre le

brûleur et l’éprouvette.

La température de la flamme doit être de 1 100 °C ± 100 °C, mesurée en un point situé à 35 mm de

l'extrémité du corps du brûleur. Le brûleur est alimenté par du gaz propane de qualité commerciale (pureté

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minimale de 85 %), et de l'air forcé permettant de produire une flamme de 75 mm de hauteur avec cône

interne bleu de 25 mm de hauteur.
7.3.7 Poids, permettant de maintenir l'éprouvette en tension (voir Figure 4).
7.3.8 Caméra vidéo, permettant d'enregistrer tous les essais d'inflammabilité.
7.3.9 Chronomètre, placé dans le champ de la caméra vidéo (7.3.8).
Légende
1 ventilateur d'extraction, 1 400 m /h 9 alimentation de gaz
2 adaptateur supérieur 10 panneau électrique
3 enceinte d'essai 11 analyseur d'oxygène

4 brûleur, type Bunsen 12 alimentation électrique et affichage (voir également repère 8)

5 ensemble éprouvette et brûleur 13 chronomètre
6 unité de distribution 14 alimentation électrique
7 soupapes magnétoélectriques 15 mesure du courant et de la tension
8 dispositif de contrôle du débit massique
(voir également repère 12)
Figure 3 — Disposition générale du système d'essai
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ISO 14624-2:2003(F)
Dimensions en millimètres
Légende
1 support de la poulie
2 poids requis
3 point d'application de la flamme
4 support de la pince inférieure
5 support du brûleur Bunsen
De faible conductivité thermique.
Figure 4 — Montage de l'éprouvette et du brûleur
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Dimensions en millimètres
Légende
1 entrée d'air
2 entrée de propane
Point de mesurage de la température de la flamme.
Figure 5 — Brûleur modifié et dimensions de
...

Questions, Comments and Discussion

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