Soluzione one-stop per i test antincendio dei cavi marini

Poiché l’industria cantieristica cinese continua a guidare il mercato globale in termini di ordini in portafoglio, i requisiti di sicurezza antincendio per i prodotti accessori marini sono diventati un punto focale dell’attenzione del settore. Di recente, Dongguan Zhongli Instrument Technology Co., Ltd. ha annunciato che la propria gamma di apparecchiature per i test antincendio sui cavi marini ha raggiunto una piena maturità, offrendo servizi completi di collaudo per cavi marini conformi ai principali standard internazionali, tra cui IEC, ISO e BS — coprendo proprietà come la resistenza alla fiamma, la densità dei fumi, la corrosività e la tossicità dei gas, nonché la resistenza al fuoco.

L’imperativo della sicurezza dietro il boom della costruzione navale

La Cina occupa attualmente il primo posto a livello mondiale secondo indicatori chiave della cantieristica navale, tra cui tonnellaggio completato, nuovi ordini e portafoglio ordini. Le navi ad alto valore aggiunto, come le navi metaniere e le grandi navi da crociera, presentano carichi di lavoro che si estendono per diversi anni avanti nel tempo. In questo contesto, la sicurezza antincendio è diventata una priorità irrinunciabile sia per gli armatori sia per le società di classificazione.

I cavi marini fungono da “sistema nervoso” di una nave, trasmettendo energia e segnali lungo tutto l’imbarcazione. In caso di incendio, la loro capacità di limitare la propagazione della fiamma e di preservare l’integrità del circuito durante l’evento influisce direttamente sulla sicurezza dell’equipaggio e sulla sopravvivenza della nave. L’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) e varie società di classificazione hanno stabilito rigorosi requisiti di prova per i cavi marini, che comprendono la resistenza alla fiamma, le caratteristiche LSZH (low-smoke zero-halogen) e la resistenza al fuoco. La linea di apparecchiature di Zhongli Instrument risponde con precisione a queste esigenze fondamentali di collaudo.

Quattro dimensioni di test che coprono gli standard più diffusi

Zhongli Instrument ha sviluppato un protocollo completo per valutare le prestazioni antincendio dei cavi marini, articolato su quattro aspetti cruciali:

Prova di ritardanza alla fiamma

Il test di resistenza alla fiamma valuta la capacità di un cavo di impedire la propagazione della fiamma — il requisito di sicurezza antincendio più fondamentale per i cavi marini.

Il tester verticale singolo per fili ZL-1028 è progettato in conformità con IEC 60332-1-1 and IEC 60332-1-2 standards. È idoneo a determinare le prestazioni di propagazione verticale della fiamma su singoli fili isolati, cavi di controllo, cavi reticolati e cavi marini. L’apparecchiatura dispone di un bruciatore standard da 1 kW, con un’altezza della fiamma interna blu compresa tra 50 e 60 mm e un’altezza totale della fiamma tra 170 e 190 mm; il tempo di applicazione della fiamma è regolabile da 0,1 a 999,9 secondi. Durante il test, il bruciatore viene posizionato a un angolo di 45° rispetto all’asse verticale del campione, con il punto di contatto della fiamma situato a 475 mm sotto il bordo inferiore del supporto superiore, simulando accuratamente il comportamento di un cavo sottoposto a fiamma in condizioni di installazione verticale.

Il tester standard per cavi e fili fasciati ZL-1020 è conforme a IEC 60332-3-10 and IEC 60332-3-21 through 3-25 series standardsimula le prestazioni di soppressione della propagazione della fiamma nei cavi fasciati nelle reali condizioni di installazione. Il fatto che un singolo cavo superi il test di resistenza alla fiamma non garantisce necessariamente la stessa efficacia quando i cavi sono raggruppati: quando più cavi sono installati vicini tra loro, la fiamma può propagarsi progressivamente attraverso gli spazi tra i cavi e lungo le guaine. Pertanto, il test di combustione dei fasci costituisce una valutazione più severa.

Come offerta supplementare, il ZL-1021 Tester per la combustione di fili e cavi UL1581 soddisfa gli standard UL 1581, che serve prodotti per cavi destinati al mercato nordamericano o a specifiche esigenze degli armatori, migliorando così la compatibilità internazionale del portafoglio di apparecchiature.

Prova della densità del fumo

Il fumo generato durante un incendio è una delle principali cause di vittime: non solo ostacola le operazioni di evacuazione e soccorso, ma provoca anche ipossia e avvelenamento. Il test della densità del fumo valuta il volume di fumo prodotto dalla combustione dei cavi.

Il Tester di densità del fumo per cavi ZL-1049 è dotato di una camera di combustione su larga scala di 3 m × 3 m × 3 m (27 m³) e rispetta IEC 61034-1/2 standards. Questa norma rappresenta un metodo di prova fondamentale per valutare le caratteristiche di ritardanza alla fiamma a bassa emissione di fumo e privi di alogeni dei cavi. Il principio si basa sulla legge di Lambert-Beer: le particelle di fumo generate durante la combustione del cavo provocano l’attenuazione dell’intensità luminosa attraverso riflessione e diffusione, quantificata come trasmittanza della luce. Il sistema utilizza una lampada alogena al quarzo da 100 W come sorgente luminosa e una fotocellula al silicio come rivelatore. Un valore di trasmittanza pari a 0% indica una completa assenza di trasmissione della luce, mentre 100% corrisponde a una trasmissione totale. Durante il test, 1,0 L di alcol viene impiegato come fonte d’accensione standard, contenuto in una vaschetta in acciaio inox con dimensioni inferiori di 210 mm × 110 mm, superiori di 240 mm × 140 mm e altezza di 80 mm. Un ventilatore da banco garantisce una distribuzione uniforme del fumo all’interno della camera di combustione, assicurando l’accuratezza delle misurazioni.

È opportuno notare che la norma IEC 61034 prevede requisiti di normalizzazione per i calcoli della trasmittanza in base al diametro esterno del cavo: per cavi con diametro esterno superiore a 80 mm, i valori minimi misurati di trasmittanza devono essere corretti. L’edizione del 2019 ha introdotto una nuova formula di normalizzazione per cavi con diametro esterno superiore a 20 mm. Ciò riveste particolare importanza nei cavi ad alta tensione, che solitamente presentano diametri esterni superiori a 80 mm, poiché l’assegnazione degli obiettivi prestazionali influisce direttamente sulla qualificazione del prodotto.

A completamento dello ZL-1049 vi è il ZL-3078 Tester per la densità del fumo generato dalla combustione di materiali plastici, che è conforme a ISO 5659-2. Utilizza un metodo a camera singola per determinare le tendenze di produzione del fumo a livello di materiale, risultando pertanto adatto all’analisi della densità del fumo negli isolanti e nelle guaine dei cavi.

Test di tossicità/corrosività del fumo

I cavi marini sono tenuti non solo a essere “a bassa emissione di fumo”, ma anche “prive di alogeni” — ciò significa che i gas rilasciati durante la combustione non devono essere altamente corrosivi né tossici.

L’apparato ZL-1050 per la misura del rilascio di gas acidi alogenati è progettato in conformità con Norme IEC 60754-1 e IEC 60754-2. È specificamente impiegato per misurare la quantità totale di gas acidi alogenati rilasciati durante la combustione dei materiali dei cavi, nonché il pH e la conducibilità dei gas risultanti. La norma IEC 60754-1 stabilisce il metodo di determinazione del contenuto di gas acidi alogenati: una fornace tubolare viene preriscaldata a 800 °C, una provetta di quarzo contenente un campione di 1,0 g viene inserita nella fornace e i gas di combustione vengono convogliati dal flusso d’aria verso una soluzione di idrossido di sodio per l’assorbimento; successivamente si procede alla misurazione del contenuto di acidi alogenati nella soluzione. La norma IEC 60754-2 determina l’acidità dei gas di combustione misurando il pH e la conducibilità della soluzione acquosa, al fine di valutare la corrosività dei gas.

Secondo tali standard, i materiali dei cavi con un rilascio di gas acidi alogenati inferiore a 5 mg/g sono classificati come privi di alogeni (LSZH), mentre quelli compresi tra 5 mg/g e 15 mg/g rientrano nella categoria a basso contenuto di alogeni (LSF). Per i cavi privi di alogeni, il pH della soluzione acquosa deve superare 4,3 e la conducibilità deve essere inferiore a 10 μS/cm. Il metodo IEC 60754-1 non consente di quantificare in modo affidabile livelli di alogeni inferiori a 5 mg/g; in tali casi, è necessario ricorrere alla verifica complementare prevista dalla norma IEC 60754-2. Questo sistema normativo costituisce la base del requisito “bassa emissione di fumo e privo di alogeni”, comunemente applicato ai moderni cavi marini.

Il tester per la classificazione dei rischi di tossicità del fumo dei materiali ZL-1056 è conforme a ISO 19700. Riscalda i materiali in un forno tubolare e raccoglie il fumo prodotto, consentendo così la classificazione della tossicità dei prodotti della combustione — elemento essenziale per valutare il rischio di tossicità degli effluenti della combustione in spazi confinati come le navi.

Prova di resistenza al fuoco (integrità del circuito)

La prova di resistenza al fuoco rappresenta la componente più critica dell’intera soluzione: verifica se un cavo è in grado di mantenere l’integrità del circuito e continuare a fornire alimentazione durante un incendio.

Il tester per l’integrità della resistenza al fuoco dei cavi ZL-1048 è progettato in conformità con IEC 60331-11, IEC 60331-21, IEC 60331-23, IEC 60331-25, nonché BS 6387 e BS 8491. IEC 60331-21 specifica le procedure di prova e i requisiti per mantenere l’integrità del circuito dei cavi con tensione nominale pari o inferiore a 0,6/1 kV in condizioni di incendio: temperatura della fiamma non inferiore a 750 °C, con un tempo di esposizione al fuoco consigliato di 90 minuti, durante i quali non devono essere applicati né spruzzi d’acqua né urti meccanici. Il campione deve essere alimentato alla sua tensione nominale durante la prova: per i cavi multipolari, la tensione viene applicata tra i conduttori; per i cavi monopoli, tra il conduttore e la terra oppure tra il conduttore e la schermatura metallica. Al termine del periodo di esposizione al fuoco, l’alimentazione deve essere mantenuta per ulteriori 15 minuti. Il cavo supera la prova di resistenza al fuoco se non si attivano fusibili o interruttori automatici e se nessuna lampada di prova si spegne.

Per applicazioni più esigenti, la norma IEC 60331-1 prevede prove di resistenza al fuoco con urto meccanico: temperatura della fiamma non inferiore a 830 °C, applicabile ai cavi con tensione nominale pari o inferiore a 0,6/1 kV e con diametro esterno superiore a 20 mm. La recentemente pubblicata IEC 60331-4:2024 estende questo metodo di prova ai cavi di media tensione con tensione nominale superiore a 1 kV e fino a 30 kV, introducendo anche test con spruzzo d’acqua o impatto di getti d’acqua come procedure opzionali, con la possibilità di utilizzare una fiamma a 1000 °C per applicazioni speciali. Le norme britanniche BS 6387 e BS 8491 impongono requisiti analoghi; alcuni cavi ignifughi di fascia alta sono infatti tenuti a mantenere l’alimentazione anche a temperature di fiamma pari a 830 °C o addirittura 950 °C, sottoposti contemporaneamente a spruzzi d’acqua e urti meccanici.

Matrice completa delle attrezzature

Rilevanza e prospettive per l’industria

Gli analisti del settore osservano che, in passato, le apparecchiature per i test di resistenza al fuoco dei cavi in Cina erano frammentate tra standard distinti o limitate a singole dimensioni di prova. Per completare un pacchetto completo di prove di certificazione per cavi marini, i produttori dovevano spesso inviare campioni a diversi laboratori. Grazie alla sua matrice integrata di attrezzature — che copre la resistenza alla fiamma singola e fasciata, la densità e la tossicità del fumo, nonché la resistenza al fuoco — Zhongli Instrument consente di eseguire i test all’interno di un unico quadro tecnico, migliorando l’efficienza delle prove e la coerenza degli standard.

È particolarmente degno di nota che, mentre la Convenzione SOLAS continua ad innalzare gli standard di sicurezza antincendio sulle navi e le società di classificazione, tra cui China Classification Society (CCS), DNV e ABS, affinano sempre più i requisiti per l’approvazione dei tipi di cavi marini, il mercato dei cavi resistenti al fuoco sta crescendo rapidamente. La nuova norma IEC 60331-4:2024 ha esteso i test di resistenza al fuoco ai cavi a media tensione fino a 30 kV e ha introdotto opzioni di spruzzo d’acqua e di fiamma a 1000 °C, riflettendo la spinta dell’industria verso livelli di sicurezza sempre più elevati. Il completamento del portafoglio di attrezzature da parte di Zhongli Instrument giunge proprio nel momento opportuno per cogliere questa crescente fetta di mercato.

Informazioni su Dongguan Zhongli Instrument Technology Co., Ltd.

Dongguan Zhongli Instrument è un’azienda tecnologica specializzata nella ricerca e sviluppo e nella produzione di strumenti per i test di ritardanza e resistenza al fuoco. I suoi prodotti sono ampiamente utilizzati nei controlli di qualità e nelle prove di certificazione per cavi e fili, materiali da costruzione, attrezzature marittime e altri settori industriali. Forte di un team tecnico professionale e di un sistema completo di assistenza post-vendita, l’azienda si impegna a fornire ai propri clienti soluzioni complete per i test antincendio.