난연 시험함은 특정 연소 환경을 시뮬레이션하고, 표준화된 연소 조건을 가하고, 재료의 연소 행위를 모니터링하여 재료의 난연 성능 (예: 연소 속도, 연소 시간, 산소 지수 등) 을 평가하는 전용 설비로, 그 작업 원리는"환경 제어 → 연소 촉발 → 과정 모니터링 → 결과 판정"의 4대 핵심 단계를 중심으로 전개되며, 국제/국내 표준 (예: GB, ISO, UL 시리즈 표준) 을 엄격히 준수하여 테스트 결과의 객관성과 구체적인 분석을 확보한다.

1. 핵심 원리: 표준화 연소 환경의 구축과 연소 행위 모니터링

난연시험의 핵심은"재료를 통일적이고 통제가능한 조건에서 연소"하여 환경요소 (예를 들면 온도, 산소농도, 기류) 가 시험결과를 교란하지 않도록 하는 동시에 연소과정에서의 관건적인 매개변수를 정확하게 감시하여 재료의 난연능력을 계량화하는 것이다.서로 다른 유형의 난연 시험함 (예: 수평/수직 연소함, 산소 지수 측정기, 작열사 시험함) 의 원리는 약간 차이가 있지만, 핵심 논리는 일치한다:"연소 3요소 (가연물-재료, 조연물-산소, 점화원-화염/고온)"를 통제함으로써 연소에 대한 재료의 호응을 관찰한다.

2. 전형적인 유형의 연소 방지 시험상자의 구체적인 작업 원리

시험기준과 평가지표에 따라 난연시험상자는 주로"수평/수직연소시험상자","산소지수측정기","화열사시험상자"의 세종류로 나뉘는데 그 작업원리는 각기 치중이 있다.

1. 수평/수직 연소 시험함(상용, 재료 연소 만연 특성 평가)

플라스틱, 고무, 방직품 등 재료에 적용되며,"고정 연소 각도 (수평/수직), 표준 점화원"을 통해 재료의"연소 지속 시간, 음연 시간, 연소 길이"를 모니터링하여 연소 방지 등급 (예: UL94V0/V1/V2, GB/T2408) 을 판단한다.작업 흐름과 원리: ① 샘플 준비 및 고정: 재료를 표준 사이즈 (예: 125mm × 13mm × 두께, 표준에 따라 다름) 로 절단하고"수평"또는"수직"각도로 샘플 선반에 고정 (수직 연소 시 샘플 하단이 공중에 떠 있고, 수평 연소 시 샘플은 단열 지지대에 평평하게 펴져 있음);② 연소환경제어: 시험상자 문을 닫고 상자 내를"상온 상압 공기환경"(일부 설비는 기류속도 ≤ 0.5m/s를 제어할 수 있으며 기류가 화염을 흩뜨리거나 연소를 가속화하지 않는다), 상자 내 하단에"소화조"(물이나 소화면을 담아 연소 낙하물이 다른 물품을 연소하는 것을 방지한다) 를 설치한다.③ 점화 및 연소 모니터링:

점화원은'프로판 화염'(화염고도는 수직 연소 시 화염고도 20mm ± 2mm)과 같이 표준에 따라 조절되며, 규정된 시간 (예: 10s) 에 따라 시료 점화점 (수직 연소 시 시료 하단에 접촉, 수평 연소 시 시료 자유단에 접촉) 에 접촉한다.

점화가 끝나면 즉시 시간을 재기 시작한다:"속연 시간"(점화원을 옮긴 후 재료가 지속적으로 불꽃이 연소하는 시간),"음연 시간"(속연이 끝난 후 재료가 불꽃이 없고 음연되는 시간) 을 기록한다;수평으로 연소하려면'연소 길이'(화염이 번지는 거리)도 측정해야 한다.

④ 결과 판정: 속연/음연 시간, 연소 길이가 표준 임계값에 부합하는지에 따라 재료의 연소 방지 등급을 판정한다(예를 들어 UL94V0급 요구: 2회 점화 후속 연소 시간 ≤ 10s, 연소 낙하물 없이 아래 탈지면을 연소한다).

2. 산소지수 측정기(재료 연소에 필요한 최소 산소농도 평가)

"산소질소 혼합가스의 농도 조절"을 통해 재료가 연소를 유지하기에 딱 좋은"최저 산소농도 (산소지수 OI)"를 찾고, OI 수치가 높을수록 재료의 난연성 (플라스틱, 고무, 거품 등에 적용) 이 강하며, GB/T2406, ISO4589-2와 같은 표준을 따른다.작업흐름과 원리: ①산소질소혼합가스제어: 설비에"산소강철통","질소강철통"이 내장되여"정밀류량제어기"를 통해 비례에 따라 두가지 기체(산소농도는 10%에서 60%로 조절할수 있다.)를 혼합기체가"안정압밸브"를 통해 압력을 안정시킨후 등속으로 연소통(수직배치, 내경 약 75mm)으로 통하여 통내의 기류의 안정(유속 50mm/s±10mms)을 확보한다.② 시료 고정 및 점화: 재료를 표준 시료(예: 80mm×10mm×4mm)로 만들어 연소통 안의 시료 클립에 수직으로 고정하고,"점화기"(예를 들면 전기 불꽃 또는 작은 불꽃)로 시료 꼭대기에서 점화하여 시료 꼭대기가 충분히 연소되도록 한다.③ 산소농도 경도 측정:

먼저 비교적 높은 산소농도 (예를 들면 30%) 를 설정하고, 만약 샘플이 지속적으로 3min 이상 연소하거나 연소 길이가 50mm를 초과한다면, 산소농도가 너무 높다는 것을 설명하며, 산소농도 (예를 들면 매번 2% 하락) 를 낮춰야 한다;

만약 샘플이 점화 후 즉시 꺼진다면, 산소 농도가 너무 낮다는 것을 설명하며, 산소 농도를 높여야 한다 (예를 들어 매번 2% 상승);

반복적으로 테스트하여"마침 시료가 3min 연소하거나 50mm 연소할 수 있는 최저산소농도", 즉 이 재료의 산소지수 (OI) 를 찾습니다.

④ 결과의 의미: OI <21% 는 인화성 소재, 21% ≤ OI <27% 는 가연성 소재, OI ≥ 27% 난연성 재료(예를 들어 OI = 32% 의 재료는 공기 중 산소 농도 ≥ 32% 가 있어야 연소할 수 있으며, 일상 환경에서는 인화성이 없다).

3. 화염사 시험함 ("화염소자 인화"장면 시뮬레이션, 재료 인화성 평가)

전기 설비 중의"과열 소자 (예: 저항사, 용접점)"가 주변 재료에 대한 인화 위험을 시뮬레이션하고,"표준 화열사 (고온 금속사)"를 통해 재료에 접촉하여 인화 여부, 화염 만연 상황을 모니터링하며, 전기 케이스, 케이블 절연층 등에 적용되며, GB/T5169.10, IEC60695-2-11과 같은 표준을 따른다.작업흐름과 원리: ① 화열사 가열과 온도 제어: 화열사는"니켈크롬 합금사"(직경 4mm) 이고,"전류 가열"을 통해"열전쌍"이 실시간으로 온도를 모니터링하며, 500 ℃ -1000 ℃ 로 정확하게 제어할 수 있다 (다른 과열소자 온도를 시뮬레이션하는 등 테스트 요구에 따라 설정한다).② 샘플 고정 및 접촉 조건: 재료 샘플(두께 ≥ 3mm, 표면 평평)을 샘플대에 고정하고 샘플대는 높이를 조절하여 화열사가"1N ± 0.2N의 압력"으로 샘플 표면에 수직으로 접촉하고 접촉 시간은 30s ± 1s이다. ③ 인화 모니터링 및 결과 판정:

접촉 과정에서 시료가'인화'(화염이 나타나거나 음연이 지속되는 것) 여부를 관찰한다.만약 연소를 유발하면"연소 지속 시간","음연 시간"을 기록하고 연소 낙하물이 아래 100mm의"탈지면"을 연소시키는지 관찰한다;

만약 샘플이 연소하지 않았거나 후속 연소/음연 시간 ≤ 2s를 연소하고 낙하물이 없어 탈지면을 연소하지 않은 경우, 판정 재료는"해당 온도에서의 열사 시험을 통과"한다;반대로 하면 통과하지 못한다.