حل شامل لاختبارات حريق الكابلات البحرية

مع استمرار صناعة بناء السفن في الصين في قيادة السوق العالمية من حيث حجم الطلبات المعلقة، باتت متطلبات السلامة من الحرائق للمنتجات البحرية المساعدة محط اهتمام القطاع. وقد أعلنت مؤخرًا شركة دونغقوان تشونغلي لتكنولوجيا الأجهزة المحدودة أن مجموعة معداتها الخاصة باختبارات حريق الكابلات البحرية قد بلغت مرحلة النضج الكامل، حيث توفر خدمات اختبار شاملة للكابلات البحرية وفقًا لأبرز المعايير الدولية بما في ذلك IEC وISO وBS، والتي تشمل مقاومة اللهب، وكثافة الدخان، ودرجة تآكل الغاز وسُميته، بالإضافة إلى مقاومة الحريق.

الضرورة الأمنية وراء طفرة بناء السفن

تحتل الصين حاليًا المرتبة الأولى عالميًا في مؤشرات رئيسية لصناعة بناء السفن، مثل الحمولة الإجمالية المنجزة، والطلبات الجديدة، وحجم الطلبات المعلقة. وتتميز السفن ذات القيمة المضافة العالية، مثل ناقلات الغاز الطبيعي المسال والسفن السياحية الضخمة، بسجلات طلبات تمتد لعدة سنوات مقبلة. وفي ظل هذا السياق، أصبحت السلامة من الحرائق أولوية لا تقبل التنازل بالنسبة لمالكي السفن وجمعيات التصنيف على حد سواء.

تمثل الكابلات البحرية “الجهاز العصبي” للسفينة، إذ تعمل على نقل الطاقة والإشارات عبر جميع أنحاء السفينة. وفي حال حدوث حريق، فإن قدرتها على منع انتشار اللهب والحفاظ على سلامة الدوائر الكهربائية أثناء الحريق تؤثر بشكل مباشر على سلامة الطاقم وقدرة السفينة على الصمود. وقد وضعت المنظمة البحرية الدولية (IMO) وعدد من جمعيات التصنيف متطلبات اختبار صارمة للكابلات البحرية، تشمل مقاومة اللهب، وخصائص خالية من الهالوجين ومنخفضة الدخان (LSZH)، ومقاومة الحريق. وتلبي مجموعة معدات شركة تشونغلي هذه الاحتياجات الأساسية للاختبار بدقة.

أربع أبعاد اختبارية تغطي المعايير السائدة

طورت شركة تشونغلي بروتوكولًا كاملاً لاختبار أداء الكابلات البحرية في ظروف الحريق، يشمل أربعة أبعاد أساسية:

اختبار مقاومة اللهب

يقيم اختبار مقاومة اللهب قدرة الكابل على منع انتشار اللهب، وهو أهم متطلب للأمان من الحرائق بالنسبة للكابلات البحرية.

جهاز اختبار حرق الأسلاك الفردية العمودية ZL-1028 تم تصميمه وفقًا لـ IEC 60332-1-1 and IEC 60332-1-2 standards. وهو مناسب لتحديد أداء انتشار اللهب الرأسي في الأسلاك المعزولة الفردية، وكابلات التحكم، والكابلات المتشابكة، وكذلك الكابلات البحرية. يتميز الجهاز بمدفأة قياسية بقدرة 1 كيلوواط، مع ارتفاع لهب داخلي أزرق يتراوح بين 50–60 ملم، وإجمالي ارتفاع لهب يتراوح بين 170–190 ملم، مع إمكانية ضبط وقت تطبيق اللهب من 0.1 إلى 999.9 ثانية. وخلال الاختبار، يُثبت الموقد بزاوية 45 درجة بالنسبة للمحور العمودي للعينة، بحيث يكون نقطة ملامسة اللهب على بعد 475 ملم أسفل الحافة السفلية للدعامة العلوية، مما يحاكي بدقة سلوك الكابل تحت تأثير اللهب في ظروف التركيب العمودي.

جهاز اختبار حرق الكابلات والأسلاك المجمّعة القياسي ZL-1020 يتوافق مع IEC 60332-3-10 and IEC 60332-3-21 through 3-25 series standards، لمحاكاة أداء كبح انتشار اللهب في الكابلات المجمّعة ضمن ظروف التركيب الفعلية. إن اجتياز كابل واحد لاختبار مقاومة اللهب لا يضمن نفس الأداء عند تجميع الكابلات معًا — فعند تركيب عدة كابلات بجانب بعضها البعض، يمكن أن ينتشر اللهب تدريجيًا عبر الفجوات بين الكابلات وعلى طول أغلفة الكابلات. ولذلك يُعد اختبار الاحتراق الجماعي تقييمًا أكثر صرامة.

كعرض تكميلي، فإن جهاز اختبار احتراق الأسلاك والكابلات ZL-1021 UL1581 يلبي معايير UL 1581, ، بما يخدم منتجات الكابلات المخصصة للسوق الأمريكي الشمالي أو لمتطلبات مالكي السفن المحددة، مما يعزز توافق محفظة المعدات دوليًا.

اختبار كثافة الدخان

يُعد الدخان الناتج أثناء الحريق أحد الأسباب الرئيسية لوقوع الإصابات — فهو لا يعرقل عمليات الإخلاء والإنقاذ فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى نقص الأكسجين والتسمم. ويقوم اختبار كثافة الدخان بتقييم حجم الدخان الناتج عن احتراق الكابلات.

جهاز اختبار كثافة الدخان للكابلات ZL-1049 يتميز بغرفة احتراق واسعة النطاق بحجم 3م × 3م × 3م (27 م³) ويتوافق مع IEC 61034-1/2 standards. يعد هذا المعيار طريقة اختبار أساسية لتحديد خصائص مقاومة اللهب منخفضة الدخان وخالية من الهالوجينات في الكابلات. يعتمد مبدأه على قانون لامبرت-بيير — إذ تؤدي جسيمات الدخان الناتجة عن احتراق الكابلات إلى توهين شدة الضوء نتيجة الانعكاس والتشتت، ويُقاس ذلك بمدى نفاذية الضوء. يستخدم النظام مصباح هالوجين كوارتز بقدرة 100 واط كمصدر للضوء، وخلية ضوئية سيليكونية كمستقبل. وتُشير قيمة النفاذية 0% إلى حجب كامل للضوء، بينما تشير 100% إلى نفاذية كاملة. خلال الاختبار، يُستخدم 1.0 لتر من الكحول كمصدر اشتعال قياسي، ويُوضع في مقلاة من الفولاذ المقاوم للصدأ بأبعاد قاعدة 210 مم × 110 مم، وأبعاد أعلى 240 مم × 140 مم، وارتفاع 80 مم. كما يضمن مروحة مكتبية توزيعًا متساويًا للدخان داخل غرفة الاحتراق لضمان دقة القياس.

تجدر الإشارة إلى أنّ معيار IEC 61034 يتضمن متطلبات تطبيع لحسابات النفاذية بناءً على القطر الخارجي للكابل: فبالنسبة للكابلات التي يتجاوز قطرها الخارجي 80 مم، يجب تصحيح قيم النفاذية الدنيا المقاسة. وقد أدخل إصدار عام 2019 صيغة تطبيع جديدة للكابلات ذات القطر الخارجي الأكبر من 20 مم. وهذا أمر بالغ الأهمية خاصة بالنسبة لكابلات الجهد العالي التي عادةً ما يتجاوز قطرها الخارجي 80 مم، إذ إن تحديد أهداف الأداء يؤثر مباشرةً على تأهيل المنتج.

يكمل جهاز ZL-1049 جهاز جهاز اختبار كثافة دخان احتراق البلاستيك ZL-3078, ، والذي يتوافق مع ISO 5659-2. يستخدم طريقة الغرفة الواحدة لتحديد اتجاهات إنتاج الدخان على مستوى المواد، مما يجعله مناسبًا لتحليل كثافة الدخان في مواد عزل وتغليف الكابلات.

اختبار سمية/تآكل الدخان

يتطلب أن تكون الكابلات البحرية ليس فقط “منخفضة الدخان” بل أيضًا “خالية من الهالوجينات” — أي أن الغازات المنبعثة أثناء الاحتراق لا ينبغي أن تكون شديدة التآكل أو سامة.

جهاز قياس انبعاث غازات الأحماض الهالوجينية ZL-1050 تم تصميمه وفقًا لـ معايير IEC 60754-1 وIEC 60754-2. يُستخدم بشكل خاص لقياس إجمالي غازات الأحماض الهالوجينية المنبعثة أثناء احتراق مواد الكابلات، بالإضافة إلى قياس درجة الحموضة والتوصيلية للمواد الناتجة. يحدد معيار IEC 60754-1 طريقة تحديد محتوى غازات الأحماض الهالوجينية: حيث يُسخَّن فرن أنبوبي مسبقًا إلى 800 درجة مئوية، ويُدفع أنبوب كوارتز يحتوي على عينة وزنها 1.0 جرام إلى داخل الفرن، ثم تُنقل غازات الاحتراق بواسطة تيار هواء إلى محلول هيدروكسيد الصوديوم لامتصاصها، وبعد ذلك يتم قياس محتوى الأحماض الهالوجينية في المحلول. أما معيار IEC 60754-2 فيحدد حموضة غازات الاحتراق من خلال قياس درجة الحموضة والتوصيلية للمحلول المائي لتقييم مدى تآكل الغازات.

وفقًا لهذه المعايير، تُصنَّف مواد الكابلات التي تنبعث منها غازات حمضية هالوجينية بمستوى أقل من 5 ملغم/غم ضمن فئة خالية من الهالوجينات (LSZH)، بينما تُدرج تلك التي تتراوح بين 5 ملغم/غم و15 ملغم/غم ضمن فئة منخفضة الهالوجينات (LSF). بالنسبة للكابلات الخالية من الهالوجينات، يجب أن يتجاوز قيمة الأس الهيدروجيني للمحلول المائي 4.3، وأن تكون الموصلية أقل من 10 ميكروسيمنز/سم. لا يمكن لطريقة IEC 60754-1 قياس مستويات الهالوجين بدقة عندما تكون أقل من 5 ملغم/غم؛ وفي مثل هذه الحالات، يتعين استخدام طريقة IEC 60754-2 كإجراء تحقق تكميلي. يشكّل هذا النظام القياسي الأساس لمتطلبات “انخفاض الدخان وخالية من الهالوجينات” المطبقة عادةً على الكابلات البحرية الحديثة.

جهاز اختبار تصنيف خطورة سمية دخان المواد ZL-1056 يتوافق مع ISO 19700. يقوم بتسخين المواد داخل فرن أنبوبي ويجمع الدخان الناتج، مما يتيح تصنيف سمية نواتج الاحتراق — وهو أمر ضروري لتقييم مخاطر السمية الناجمة عن انبعاثات الاحتراق في الأماكن المغلقة مثل السفن.

اختبار مقاومة الحريق (سلامة الدائرة الكهربائية)

يعد اختبار مقاومة الحريق العنصر الأكثر أهمية في الحل بأكمله؛ إذ يتحقق مما إذا كان الكابل قادرًا على الحفاظ على سلامة الدائرة الكهربائية واستمرار توصيل الطاقة أثناء الحريق.

جهاز اختبار سلامة مقاومة الحريق للكابلات ZL-1048 تم تصميمه وفقًا لـ IEC 60331-11، IEC 60331-21، IEC 60331-23، IEC 60331-25, ، بالإضافة إلى BS 6387 وBS 8491. IEC 60331-21 تحدد هذه المعايير إجراءات الاختبار والمتطلبات اللازمة للحفاظ على سلامة الدائرة الكهربائية للكابلات ذات الجهد المقنن 0.6/1 كيلوفولت وما دونه تحت ظروف الحريق: درجة حرارة اللهب لا تقل عن 750 درجة مئوية، مع مدة تعرض للحريق موصى بها تبلغ 90 دقيقة، دون تطبيق رذاذ مائي أو صدمة ميكانيكية خلال هذه الفترة. يجب تزويد العينة بالجهد المقنن أثناء الاختبار؛ فبالنسبة للكابلات متعددة النواة، يُطبق الجهد بين الموصلات، أما الكابلات أحادية النواة فيُطبق الجهد بين الموصل والأرض أو بين الموصل والدرع المعدني. وبعد انتهاء فترة التعرض للحريق، يجب الاستمرار في توصيل التيار لمدة 15 دقيقة إضافية. يُعتبر الكابل ناجحًا في اختبار مقاومة الحريق إذا لم يقم أي فيوز أو قاطع دائرة بالعمل، ولم تنطفئ أي مصابيح اختبار.

بالنسبة للتطبيقات الأكثر تطلبًا، تنص IEC 60331-1 على إجراء اختبار مقاومة الحريق مع الصدمة الميكانيكية: درجة حرارة اللهب لا تقل عن 830 درجة مئوية، وينطبق ذلك على الكابلات ذات الجهد المقنن 0.6/1 كيلوفولت وما دونه والتي يزيد قطرها الخارجي عن 20 ملم. وقد وسّعت المواصفة الجديدة IEC 60331-4:2024 نطاق هذا الإجراء ليشمل كابلات الجهد المتوسط التي يتراوح جهد التشغيل فيها بين 1 كيلوفولت و30 كيلوفولت، كما أدخلت إجراءات اختيارية للاختبار باستخدام رذاذ الماء أو تأثير نفث المياه، مع توفير خيار درجة حرارة اللهب البالغة 1000 درجة مئوية للاستخدامات الخاصة. وتفرض المواصفتان البريطانيتان BS 6387 وBS 8491 متطلبات مشابهة، حيث يُشترط في بعض الكابلات عالية المقاومة للحريق الحفاظ على توصيل الطاقة عند درجات حرارة اللهب البالغة 830 درجة مئوية أو حتى 950 درجة مئوية، مع التعرض المتزامن لرذاذ الماء والصدمة الميكانيكية.

مصفوفة المعدات الكاملة

الأهمية والآفاق المستقبلية للصناعة

يشير محللو الصناعة إلى أنه في السابق، كانت معدات اختبار حريق الكابلات في الصين مجزأة بين معايير منفصلة أو أبعاد اختبار واحدة. ولإكمال مجموعة كاملة من اختبارات الاعتماد للكابلات البحرية، كان على الشركات المصنعة في كثير من الأحيان تقديم عينات إلى عدة مختبرات. وبفضل مصفوفة معداتها المتكاملة — التي تشمل مقاومة اللهب الفردية والمجمّعة، وكثافة الدخان وسميته، ومقاومة الحريق — تتيح شركة تشونغلي للمعدات إجراء الاختبارات ضمن إطار تقني واحد، مما يعزز كفاءة الاختبارات وتوحيد المعايير.

من الجدير بالذكر أنه مع استمرار اتفاقية سولاس في رفع معايير السلامة من الحرائق على السفن، ومع قيام جمعيات التصنيف، بما في ذلك الجمعية الصينية للتصنيف (CCS)، وDNV، وABS، في تعزيز متطلباتها لاعتماد أنواع الكابلات البحرية بشكل متزايد، يشهد سوق الكابلات المقاومة للحريق نمواً سريعاً. وقد قامت المواصفة IEC 60331-4:2024 الجديدة بإدراج اختبارات مقاومة الحريق للكابلات ذات الجهد المتوسط حتى 30 كيلوفولت، كما أضافت خياري الرش بالماء واللهب عند درجة حرارة 1000 درجة مئوية، مما يعكس سعي القطاع نحو مستويات أعلى من السلامة. ويأتي استكمال شركة تشونغلي للمعدات لمحفظتها في الوقت المناسب تماماً للاستحواذ على هذا الجزء المتنامي من السوق.

نبذة عن شركة دونغقوان تشونغلي لتكنولوجيا الأجهزة المحدودة.

شركة دونغقوان تشونغلي للأجهزة هي شركة تقنية متخصصة في البحث والتطوير وتصنيع أجهزة اختبار مقاومة الحريق ومقاومة اللهب. تُستخدم منتجاتها على نطاق واسع في فحوصات الجودة واختبارات الاعتماد الخاصة بالأسلاك والكابلات ومواد البناء والمعدات البحرية وغيرها من القطاعات الصناعية. وبفضل فريق فني محترف ونظام شامل للخدمات ما بعد البيع، تلتزم الشركة بتقديم حلول متكاملة لاختبارات الحريق لعملائها.