One-Stop-Lösung für die Brandprüfung von Seekabeln

Da Chinas Schiffbauindustrie beim Auftragsbestand weiterhin weltweit führend ist, sind die Anforderungen an den Brandschutz bei maritimen Zusatzprodukten zu einem zentralen Schwerpunkt der Branchenaufmerksamkeit geworden. Kürzlich gab die Dongguan Zhongli Instrument Technology Co., Ltd. bekannt, dass ihr Portfolio an Prüfgeräten für den Brandschutz von Schiffskabeln vollständig ausgereift ist und umfassende Prüfdienstleistungen für Schiffskabel gemäß wichtigen internationalen Normen wie IEC, ISO und BS anbietet – einschließlich Prüfungen zur Flammwidrigkeit, Rauchdichte, Korrosivität bzw. Toxizität der Abgase sowie zur Feuerwiderstandsfähigkeit.

Das Sicherheitsgebot hinter dem Schiffbauboom

China nimmt derzeit weltweit bei wichtigen Kennzahlen des Schiffbaus – darunter fertiggestellte Tonnage, neue Aufträge und Auftragsbestand – den ersten Platz ein. Hochwertige Spezialschiffe wie LNG‑Frachter und große Kreuzfahrtschiffe verfügen über Auftragsbücher, die sich mehrere Jahre in die Zukunft erstrecken. Vor diesem Hintergrund ist Brandschutz sowohl für Reeder als auch für Klassifikationsgesellschaften zu einer unabdingbaren Priorität geworden.

Schiffskabel bilden das “Nervensystem” eines Schiffes und übertragen Strom und Signale durch das gesamte Schiff. Im Brandfall beeinflusst ihre Fähigkeit, die Ausbreitung von Flammen zu hemmen und die Integrität der elektrischen Leitungen während eines Brandes aufrechtzuerhalten, unmittelbar die Sicherheit der Besatzung und die Überlebensfähigkeit des Schiffes. Die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) sowie verschiedene Klassifikationsgesellschaften haben strenge Prüfanforderungen für Schiffskabel festgelegt, die Flammwidrigkeit, raucharme, halogenfreie Eigenschaften (LSZH) sowie Feuerwiderstand umfassen. Das Geräteportfolio von Zhongli Instrument deckt genau diese zentralen Prüfanforderungen ab.

Vier Prüfdimensionen gemäß gängigen Normen

Zhongli Instrument hat ein vollständiges Prüfprotokoll für die Brandschutzeigenschaften von Schiffskabeln entwickelt, das vier entscheidende Aspekte abdeckt:

Flammschutzprüfung

Die Prüfung der Flammwidrigkeit bewertet die Fähigkeit eines Kabels, die Ausbreitung von Flammen zu verhindern – die grundlegendste Brandschutzanforderung für Schiffskabel.

Der ZL-1028 Einzelne vertikale Draht-Verbrennungstester ist gemäß entworfen IEC 60332-1-1 and IEC 60332-1-2 standards. Er eignet sich zur Bestimmung der vertikalen Flammenausbreitung einzelner isolierter Drähte, Steuerkabel, vernetzter Kabel sowie Schiffskabel. Das Gerät verfügt über einen Standardbrenner mit 1 kW, dessen blaue Innenflamme eine Höhe von 50–60 mm erreicht und insgesamt 170–190 mm hoch aufragt; die Brenndauer lässt sich zwischen 0,1 und 999,9 Sekunden einstellen. Während der Prüfung wird der Brenner in einem Winkel von 45° zur Vertikalachse des Prüfmusters positioniert, wobei der Brennpunkt 475 mm unterhalb der Unterkante der oberen Halterung liegt – was das Verhalten eines Kabels unter Flammenbelastung bei vertikaler Installation präzise simuliert.

Der ZL-1020 Standard-Bündel-Draht- und Kabelverbrennungstester entspricht IEC 60332-3-10 and IEC 60332-3-21 through 3-25 series standardsimuliert die Fähigkeit von gebündelten Kabeln, die Ausbreitung von Flammen zu unterdrücken, unter realen Installationsbedingungen. Ein einzelnes Kabel, das die Flammwidrigkeitsprüfung besteht, garantiert nicht dieselbe Leistung, wenn die Kabel zusammengebündelt werden – denn bei engem Zusammenbau können sich Flammen sukzessive durch die Zwischenräume zwischen den Kabeln sowie entlang der Kabelummantelungen ausbreiten. Daher stellt die Bündelverbrennungstest eine strengere Bewertung dar.

Als ergänzendes Angebot ist das ZL-1021 UL1581 Brandprüfgerät für Drähte und Kabel erfüllt UL 1581-Normen, das Kabelprodukte bedient, die für den nordamerikanischen Markt oder spezifische Anforderungen von Schiffseignern bestimmt sind, wodurch die internationale Kompatibilität des Produktportfolios erhöht wird.

Rauchdichteprüfung

Rauch, der bei einem Brand entsteht, ist eine der Hauptursachen für Unfälle – er behindert nicht nur Evakuierungs- und Rettungsmaßnahmen, sondern verursacht auch Sauerstoffmangel und Vergiftungen. Die Rauchdichtemessung bewertet das Volumen des beim Verbrennen von Kabeln entstehenden Rauchs.

Das ZL-1049 Kabel-Rauchdichteprüfgerät verfügt über eine großdimensionierte Brennkammer mit den Maßen 3 m × 3 m × 3 m (27 m³) und entspricht IEC 61034-1/2 standards. Diese Norm stellt eine entscheidende Prüfmethode zur Beurteilung der raucharmen, halogenfreien Flammschutzeigenschaften von Kabeln dar. Das Prinzip beruht auf dem Lambert-Beer’schen Gesetz: Während der Kabelverbrennung entstehende Rauchpartikel bewirken durch Reflexion und Streuung eine Abschwächung der Lichtintensität, die als Lichtdurchlässigkeit quantifiziert wird. Das System verwendet eine 100-Watt-Quarz-Halogenlampe als Lichtquelle und eine Silizium-Fotodiode als Empfänger. Eine Durchlässigkeit von 0% bedeutet vollständige Lichtabschirmung, während 100% vollständige Lichtdurchlässigkeit anzeigt. Bei der Prüfung dient 1,0 l Alkohol als standardisierte Zündquelle; diese wird in einer Edelstahlschale mit Abmessungen von 210 mm × 110 mm am Boden, 240 mm × 140 mm an der Oberseite und einer Höhe von 80 mm gehalten. Ein Tischventilator sorgt für eine gleichmäßige Rauchverteilung innerhalb der Brennkammer, um die Messgenauigkeit sicherzustellen.

Es ist zu beachten, dass IEC 61034 Normalisierungsanforderungen für die Berechnung der Lichtdurchlässigkeit gemäß dem äußeren Kabeldurchmesser enthält: Für Kabel mit einem Außendurchmesser von mehr als 80 mm müssen die gemessenen Mindestwerte der Lichtdurchlässigkeit korrigiert werden. Die Ausgabe von 2019 führte eine neue Normalisierungsformel für Kabel mit einem Außendurchmesser von über 20 mm ein. Dies ist insbesondere für Hochspannungskabel von Bedeutung, deren Außendurchmesser meist über 80 mm liegt, da die Festlegung der Leistungsziele direkten Einfluss auf die Produktqualifikation hat.

Ergänzend zum ZL-1049 gibt es das ZL-3078 Prüfgerät zur Bestimmung der Rauchdichte bei der Verbrennung von Kunststoffen, die gemäß ISO 5659-2. Es nutzt eine Einkammer-Methode, um die Rauchentwicklung auf Materialebene zu ermitteln, und eignet sich daher zur Analyse der Rauchdichte von Isolations- und Ummantelungsmaterialien von Kabeln.

Rauchtoxizitäts-/Korrosivitätsprüfung

Marinekabel müssen nicht nur “raucharm”, sondern auch “halogenfrei” sein – das bedeutet, dass die bei der Verbrennung freigesetzten Gase weder stark ätzend noch toxisch sein dürfen.

Das ZL-1050 Gerät zur Messung der Freisetzung von Halogensäuregasen ist gemäß entworfen IEC 60754-1 und IEC 60754-2 Normen. Es dient speziell zur Bestimmung der gesamten Menge an Halogensäuregasen, die bei der Verbrennung von Kabelmaterialien freigesetzt wird, sowie zum Messen des pH-Werts und der Leitfähigkeit dieser Gase. IEC 60754-1 legt die Methode zur Bestimmung des Gehalts an Halogensäuregasen fest: Ein Rohrofen wird auf 800 °C vorgeheizt, ein Quarzrohr mit einer 1,0-g-Probe wird in den Ofen geschoben, und die Verbrennungsprodukte werden mittels Luftstrom in eine Natriumhydroxid-Lösung geleitet, wo sie absorbiert werden; anschließend wird der Gehalt an Halogensäuren in der Lösung gemessen. IEC 60754-2 ermittelt die Säuregehalt der Verbrennungsprodukte, indem der pH-Wert und die Leitfähigkeit der wässrigen Lösung gemessen werden, um die Korrosivität der Gase zu beurteilen.

Gemäß diesen Normen werden Kabelmaterialien mit einer Freisetzung von Halogensäuregasen unter 5 mg/g als halogenfrei (LSZH) eingestuft, während solche zwischen 5 mg/g und 15 mg/g in die Kategorie der niedrig-halogenen (LSF) Kabel fallen. Für halogenfreie Kabel muss der pH-Wert der wässrigen Lösung über 4,3 liegen und die Leitfähigkeit unter 10 μS/cm bleiben. Die IEC 60754-1-Methode kann Halogengehalte unter 5 mg/g nicht zuverlässig quantifizieren; in solchen Fällen ist IEC 60754-2 als ergänzende Überprüfung erforderlich. Dieses Normensystem bildet die Grundlage für die heute häufig angewandte Anforderung “raucharm und halogenfrei” bei modernen Marinekabeln.

Der ZL-1056 Prüfgerät zur Einstufung der Toxizitätsgefährdung von Materialabgasen entspricht ISO 19700. Es erhitzt Materialien in einem Rohrofen und sammelt die entstehenden Rauchgase, wodurch eine toxikologische Klassifizierung der Verbrennungsprodukte ermöglicht wird – ein wesentlicher Aspekt zur Bewertung des Toxizitätsrisikos von Verbrennungsabgasen in geschlossenen Räumen wie Schiffen.

Feuerwiderstandsprüfung (Schaltkreisintegrität)

Die Feuerwiderstandsprüfung ist der entscheidendste Bestandteil der gesamten Lösung – sie prüft, ob ein Kabel unter Brandbedingungen die Schaltkreisintegrität aufrechterhalten und die Stromversorgung fortsetzen kann.

Das ZL-1048 Prüfgerät zur Überprüfung der Feuerwiderstandsfähigkeit von Kabeln ist gemäß entworfen IEC 60331-11, IEC 60331-21, IEC 60331-23, IEC 60331-25, sowie BS 6387 und BS 8491. IEC 60331-21 legt die Prüfverfahren und Anforderungen fest, um die Schaltkreisintegrität von Kabeln mit Nennspannungen bis einschließlich 0,6/1 kV unter Brandbedingungen zu gewährleisten: Die Flammentemperatur beträgt mindestens 750 °C, empfohlene Branddauer 90 Minuten; während dieser Zeit dürfen weder Wassersprühstrahlen noch mechanische Stöße angewendet werden. Das Prüfmuster muss während der Prüfung mit seiner Nennspannung versorgt werden – bei Mehradernkabeln wird die Spannung zwischen den Leitern angelegt, bei Einadernkabeln zwischen Leiter und Erde oder zwischen Leiter und metallischer Abschirmung. Nach Ablauf der Brandzeit ist die Stromversorgung für weitere 15 Minuten aufrechtzuerhalten. Das Kabel besteht die Feuerwiderstandsprüfung, wenn weder Sicherungen noch Leistungsschalter auslösen und keine Prüflampe erlischt.

Für anspruchsvollere Anwendungen sieht IEC 60331-1 eine Feuerwiderstandsprüfung mit mechanischen Stößen vor: Flammentemperatur mindestens 830 °C, anwendbar auf Kabel mit Nennspannungen bis einschließlich 0,6/1 kV und einem Außendurchmesser von über 20 mm. Die neu veröffentlichte Norm IEC 60331-4:2024 erweitert diese Prüfmethode auf Mittelspannungskabel mit Nennspannungen über 1 kV bis hin zu 30 kV und führt zusätzlich als optionale Verfahren die Wasserstrahl- oder Sprühwasserprüfung ein; zudem steht für Sonderanwendungen eine Option mit einer Flammentemperatur von 1000 °C zur Verfügung. Die britischen Normen BS 6387 und BS 8491 legen ähnliche Anforderungen fest; einige hochwertige feuerbeständige Kabel müssen sogar bei Flammentemperaturen von 830 °C oder sogar 950 °C die Stromversorgung aufrechterhalten, während gleichzeitig Wasserstrahlen und mechanische Stöße ausgeübt werden.

vollständige Geräte-Matrix

Industrielle Bedeutung und Ausblick

Branchenanalysten stellen fest, dass in der Vergangenheit die Ausrüstung für Kabelbrandprüfungen in China über einzelne Normen oder spezifische Prüfbereiche hinweg fragmentiert war. Um ein vollständiges Zertifizierungstestprogramm für Seekabel abzuschließen, mussten Hersteller häufig Proben an mehrere Labore senden. Mit seiner integrierten Geräteausstattung – die sowohl Einzel- als auch gebündelte Flammhemmung, Rauchdichte und Toxizität sowie Feuerwiderstand umfasst – ermöglicht Zhongli Instrument, Prüfungen innerhalb eines einzigen technischen Rahmens durchzuführen, wodurch die Testeffizienz und die Einheitlichkeit der Standards verbessert werden.

Besonders hervorzuheben ist, dass sich der Markt für feuerbeständige Kabel aufgrund der zunehmenden Anforderungen der SOLAS-Konvention an die Brandsicherheit auf Schiffen sowie der fortlaufenden Präzisierung der Anforderungen zur Typgenehmigung mariner Kabel durch Klassifikationsgesellschaften wie die China Classification Society (CCS), DNV und ABS rasch erweitert. Die kürzlich veröffentlichte IEC 60331-4:2024 hat die Prüfung der Feuerwiderstandsfähigkeit nun auch auf Mittelspannungskabel bis 30 kV ausgedehnt und zusätzlich Optionen für Wassersprühbelastung sowie 1000 °C-Flammen eingeführt, was den Trend der Branche hin zu höheren Sicherheitsstandards widerspiegelt. Die Fertigstellung des Geräteportfolios durch Zhongli Instrument kommt daher zum genau richtigen Zeitpunkt, um dieses wachsende Marksegment erfolgreich zu erschließen.

Über die Dongguan Zhongli Instrument Technology Co., Ltd.

Dongguan Zhongli Instrument ist ein Technologieunternehmen, das sich auf Forschung und Entwicklung sowie auf die Herstellung von Prüfgeräten zur Brandverhinderung und Flammwidrigkeit spezialisiert hat. Die Produkte werden in der Qualitätsprüfung und Zertifizierung von Draht- und Kabelprodukten, Baumaterialien, Schiffsausrüstungen sowie in anderen Industriezweigen breit eingesetzt. Unterstützt durch ein professionelles technisches Team und ein umfassendes After-Sales-Service-System, verpflichtet sich das Unternehmen, seinen Kunden ganzheitliche Lösungen für Brandschutzprüfungen anzubieten.