Комплексное решение для испытаний морских кабелей на огнестойкость

По мере того как судостроительная отрасль Китая продолжает лидировать на мировом рынке по объёму незавершённых заказов, требования к пожарной безопасности в отношении вспомогательного оборудования для морских судов стали одним из ключевых направлений внимания отрасли. Недавно компания Dongguan Zhongli Instrument Technology Co., Ltd. объявила, что её линейка оборудования для испытаний морских кабелей на огнестойкость достигла полной зрелости, предлагая комплексные услуги по тестированию морских кабелей в соответствии с основными международными стандартами — IEC, ISO и BS, охватывая такие параметры, как огнестойкость, плотность дымовых газов, коррозионная активность и токсичность выделяемых газов, а также стойкость к воздействию огня.

Безопасность — главный приоритет в условиях бума судостроения

В настоящее время Китай занимает первое место в мире по ключевым показателям судостроения, включая общий тоннаж построенных судов, количество новых заказов и объём незавершённых контрактов. Суда с высокой добавленной стоимостью, такие как танкеры для сжиженного природного газа и крупные круизные лайнеры, имеют портфели заказов, рассчитанные на несколько лет вперёд. В этих условиях обеспечение пожарной безопасности становится обязательным приоритетом как для судовладельцев, так и для классификационных обществ.

Морские кабели играют роль “нервной системы” судна, обеспечивая передачу электроэнергии и сигналов по всему кораблю. В случае пожара их способность препятствовать распространению пламени и сохранять целостность электрических цепей напрямую влияет на безопасность экипажа и возможность выживания самого судна. Международная морская организация (IMO) и различные классификационные общества установили строгие требования к испытаниям морских кабелей, охватывающие огнестойкость, низкодымные и безгалогенные характеристики (LSZH), а также стойкость к огню. Линейка оборудования компании Zhongli Instrument в точности отвечает этим ключевым задачам тестирования.

Четыре направления испытаний, соответствующие основным стандартам

Компания Zhongli Instrument разработала полноценный протокол испытаний огнестойкости морских кабелей, охватывающий четыре ключевых аспекта:

Испытание на огнестойкость

Испытание на огнестойкость оценивает способность кабеля предотвращать распространение пламени — это самое базовое требование пожарной безопасности для морских кабелей.

Прибор для испытания одиночных вертикально расположенных проводов ZL-1028 разработан в соответствии с IEC 60332-1-1 and IEC 60332-1-2 standards. Он предназначен для определения вертикальной скорости распространения пламени у одиночных изолированных проводов, контрольных кабелей, сшитых кабелей и морских кабелей. Устройство оснащено стандартной горелкой мощностью 1 кВт, синим внутренним пламенем высотой 50–60 мм и общей высотой пламени 170–190 мм; время подачи пламени регулируется в диапазоне от 0,1 до 999,9 секунды. Во время испытания горелка устанавливается под углом 45° к вертикальной оси образца, при этом точка контакта пламени находится на расстоянии 475 мм ниже нижнего края верхнего упора, что точно имитирует поведение кабеля при воздействии пламени в условиях вертикальной установки.

Прибор для испытания пучков кабелей ZL-1020 соответствует IEC 60332-3-10 and IEC 60332-3-21 through 3-25 series standardСимулирует способность пучка кабелей сдерживать распространение пламени в реальных условиях эксплуатации. Одиночный кабель, успешно прошедший испытание на огнестойкость, не гарантирует аналогичных результатов при соединении нескольких кабелей в пучок — когда несколько кабелей установлены рядом, пламя может постепенно распространяться через зазоры между ними и вдоль оболочек кабелей. Таким образом, испытание пучка кабелей представляет собой более строгую проверку.

В качестве дополнительного предложения, компания Тестер горения проводов и кабелей ZL-1021 UL1581 соответствует стандартам UL 1581, предназначенных для североамериканского рынка или соответствующих специфическим требованиям судовладельцев, тем самым повышая международную совместимость портфеля оборудования.

Испытание на плотность дымовых газов

Дым, образующийся при пожаре, является одной из основных причин жертв — он не только затрудняет эвакуацию и спасательные операции, но и вызывает гипоксию и отравление. Тестирование плотности дыма оценивает объём дыма, выделяемого при сгорании кабелей.

Прибор для определения плотности дымовых газов кабелей ZL-1049 оснащён крупногабаритной камерой сгорания размером 3 м × 3 м × 3 м (27 м³) и соответствует IEC 61034-1/2 standards. Этот стандарт представляет собой ключевой метод испытаний на низкодымные и безгалогенные огнезащитные свойства кабелей. Его принцип основан на законе Ламберта–Бера: частицы дыма, образующиеся при сгорании кабеля, вызывают ослабление интенсивности света за счёт отражения и рассеивания, что выражается в виде коэффициента пропускания света. В системе используется кварцевая галогенная лампа мощностью 100 Вт в качестве источника света и кремниевый фотоприёмник. Коэффициент пропускания 0% означает полное блокирование света, тогда как 100% — полное прохождение света. Во время испытания в качестве стандартного источника воспламенения используется 1,0 л спирта, помещённого в стальной поддон с размерами дна 210 мм × 110 мм, верха 240 мм × 140 мм и высотой 80 мм. Настольный вентилятор обеспечивает равномерное распределение дыма внутри камеры сгорания, гарантируя точность измерений.

Следует отметить, что стандарт IEC 61034 предусматривает нормализацию расчётов коэффициента пропускания с учётом внешнего диаметра кабеля: для кабелей с внешним диаметром свыше 80 мм измеренные минимальные значения коэффициента пропускания подлежат коррекции. В издании 2019 года была введена новая формула нормализации для кабелей с внешним диаметром более 20 мм. Это особенно важно для высоковольтных кабелей, обычно имеющих внешний диаметр свыше 80 мм, поскольку распределение эксплуатационных показателей напрямую влияет на соответствие продукции установленным требованиям.

Дополняет ZL-1049 прибор Тестер плотности дыма при горении пластмасс ZL-3078, которое соответствует ISO 5659‑2. Он использует однокамерный метод для определения тенденций образования дыма на уровне материала, что делает его подходящим для анализа плотности дыма изоляционных и оболочечных материалов кабелей.

Испытания на токсичность и коррозионную активность дымовых газов

Морские кабели должны быть не только “низкодымными”, но и “безгалогенными” — то есть выделяемые при сгорании газы не должны обладать высокой коррозионной активностью или токсичностью.

Аппарат для измерения выделения галогенных кислотных газов ZL-1050 разработан в соответствии с Стандарты IEC 60754‑1 и IEC 60754‑2. Он специально применяется для измерения общего количества выделяемых галогенных кислотных газов при сгорании материалов кабелей, а также для определения pH и электропроводности полученных газов. Стандарт IEC 60754‑1 устанавливает метод определения содержания галогенных кислотных газов: трубчатая печь предварительно разогревается до 800 °C, кварцевая трубка с образцом массой 1,0 г вводится в печь, а продукты сгорания под воздействием воздушного потока направляются в раствор гидроксида натрия для абсорбции, после чего производится измерение содержания галогенных кислот в растворе. Стандарт IEC 60754‑2 определяет кислотность продуктов сгорания путём измерения pH и электропроводности водного раствора, что позволяет оценить коррозионную активность газов.

Согласно этим стандартам, материалы кабелей с уровнем выделения галогенных кислотных газов ниже 5 мг/г классифицируются как безгалогенные (LSZH), тогда как значения от 5 до 15 мг/г относятся к категории низкогалогенных (LSF). Для безгалогенных кабелей значение pH водного раствора должно превышать 4,3, а электропроводность — быть ниже 10 мкСм/см. Метод IEC 60754‑1 не позволяет надёжно определить уровень галогенов ниже 5 мг/г; в таких случаях необходимо дополнительно использовать метод IEC 60754‑2. Эта система стандартов лежит в основе требования “низкодымный безгалогенный”, широко применяемого к современным морским кабелям.

Тестер классификации опасности токсичности дымовых газов материалов ZL-1056 соответствует ISO 19700. Он нагревает образцы материалов в трубчатой печи и собирает образующийся дым, что позволяет классифицировать токсичность продуктов горения — крайне важно для оценки риска токсичности отходов горения в замкнутых пространствах, таких как суда.

Испытание на огнестойкость (сохранение целостности цепи)

Испытание на огнестойкость является наиболее важной частью всего комплексного решения — оно проверяет, способен ли кабель сохранять целостность электрической цепи и поддерживать подачу питания во время пожара.

Тестер целостности кабелей при пожаре ZL-1048 разработан в соответствии с IEC 60331‑11, IEC 60331‑21, IEC 60331‑23, IEC 60331‑25, а также BS 6387 и BS 8491. IEC 60331‑21 Указываются процедуры испытаний и требования по поддержанию целостности цепи кабелей номинальным напряжением 0,6/1 кВ и ниже в условиях пожара: температура пламени не менее 750 °C, рекомендуемая продолжительность воздействия огня — 90 минут, при этом не допускается применение водяных брызг или механических ударов. В ходе испытания образец должен находиться под напряжением, соответствующим его номинальному значению: для многожильных кабелей напряжение подается между жилами; для одножильных кабелей — между жилой и землёй либо между жилой и металлическим экраном. По завершении периода воздействия огнем питание должно поддерживаться ещё в течение 15 минут. Кабель считается прошедшим испытание на огнестойкость, если не сработали предохранители или автоматические выключатели и не погасла контрольная лампа.

Для более требовательных условий IEC 60331‑1 предусматривает испытание на огнестойкость с механическими ударами: температура пламени не менее 830 °C, применимо к кабелям номинальным напряжением 0,6/1 кВ и ниже, имеющим наружный диаметр свыше 20 мм. Недавно опубликованный стандарт IEC 60331‑4:2024 распространяет эту методику испытаний на средневольтовые кабели номиналом свыше 1 кВ и до 30 кВ, а также вводит в качестве дополнительных процедур испытания с воздействием водяных брызг или водяной струи; для особых случаев предусмотрена возможность использования пламени температурой 1000 °C. Британские стандарты BS 6387 и BS 8491 устанавливают аналогичные требования, причём некоторые высококлассные огнестойкие кабели обязаны обеспечивать подачу питания при температуре пламени 830 °C или даже 950 °C, одновременно подвергаясь воздействию водяных брызг и механических ударов.

Полная матрица оборудования

Значение для отрасли и перспективы

Отраслевые аналитики отмечают, что ранее оборудование для испытаний кабелей на огнестойкость в Китае было разрозненным — соответствовало отдельным стандартам либо охватывало лишь один аспект тестирования. Чтобы провести полный комплекс сертификационных испытаний морских кабелей, производителям часто приходилось направлять образцы в несколько лабораторий. Благодаря интегрированной системе оборудования — охватывающей одиночную и пучковую огнестойкость, плотность дыма и его токсичность, а также огнестойкость — компания Zhongli Instrument позволяет осуществлять испытания в рамках единой технической концепции, повышая эффективность тестирования и согласованность стандартов.

Особенно важно отметить, что по мере того как Конвенция SOLAS продолжает повышать требования к пожарной безопасности на судах, а классификационные общества, включая Китайское классификационное общество (CCS), DNV и ABS, всё строже устанавливают свои требования к типовым одобрениям морских кабелей, рынок огнестойких кабелей стремительно расширяется. Недавно опубликованный стандарт IEC 60331‑4:2024 расширил область испытаний на огнестойкость до кабелей среднего напряжения до 30 кВ и ввёл дополнительные варианты — испытания с водяным распылением и при пламени температурой 1000 °C, что отражает стремление отрасли к повышению уровня безопасности. Завершение формирования портфеля оборудования компанией Zhongli Instrument как раз вовремя позволяет занять эту растущую нишу рынка.

О компании Dongguan Zhongli Instrument Technology Co., Ltd.

Компания Dongguan Zhongli Instrument — технологическая компания, специализирующаяся на исследованиях и разработках, а также на производстве приборов для испытаний на огнестойкость и стойкость к пламени. Её продукция широко применяется в контрольно-сертификационных испытаниях проводов и кабелей, строительных материалов, судового оборудования и других отраслей промышленности. Благодаря профессиональной технической команде и комплексной системе послепродажного обслуживания компания стремится предоставлять клиентам комплексные решения для проведения огнестойких испытаний.