Tag: Technologist

  Dym jest zawiesiną z bardzo drobnych cząstek stałych w gazie. Dym obok mgły jest jedną z postaci gazozolu (jeżeli rozproszonymi cząstkami są cząstki ciekłe, to gazozol jest mgłą, jeśli są to cząstki stałe, to gazozol jest dymem). Dym zazwyczaj jest produktem ubocznym spalania i często towarzyszy ogniowi. W miastach wraz z mgłą może tworzyć smog. Szczegółowe zagadnienia związane z dymem można przeczytać w dokumencie w języku polskim pt. „Metody badania właściwości dymotwórczych” (plik) Z pliku dowiemy się czym jest dym, jak bada się jego gęstość i jak się tworzy.

  Temat dymu korozyjnego był poruszany na sympozjum pt.: „Comparison of Communications LAN Cable Smoke Corrosivity” w San Francisco w 1997r. przez m.in firmę Underwriters Laboratories (plik). Od tamtej pory zagadnienie było rzadko poruszane i szczątkowo omawiane jednak brak jest informacji potwierdzających: „Jak dym – powstały ze spalania się elementów halogenowych w rozdzielni – wpływa na elektronikę w szafach rozdzielczych lub serwerowych znajdujących się w sąsiadujących pomieszczeniach?„.  Z tego co udało mi się ustalić pytając specjalistów na różnych grupach tematycznych:

• osady powstałe z dymu są osadami węglowymi połączone z wodą, a węgiel i związki węgla są przewodnikami co powoduje przyklejanie się, korozję styków i uszkodzenie elektroniki (informacja z grupy „Elektryk płakał jak do rozdzielnicy zajrzał„);
• „Kondensat prawie każdego dymu jest korozyjny. Nie sam dym, a woda wraz z rozpuszczonymi produktami reakcji gorzenia. Na wszystkim co zimniejsze od mniej-więcej 55 stopni, będzie ta czy inna ilość kondensatu w postaci mieszanki kwasów siarczystych, azotowych itd. Sama mieszanka jest często bardziej agresywna od pojedynczych komponentów w większych ilościach. Dobrym przykładem tego efektu jest korozja blach na dachach w bliskości fabryk lub szybka korozja tłumika samochodowego z katalizatorem. Proces dokładnie ten sam – „rozpuszczanie” (czyli reakcja tlenków kwasowych) w wodzie i powstawanie kwasów.” (informacja z grupy „Automatyk może więcej„);

 Wniosek nasuwa się sam. Podczas spalania wytrąca się woda, która w połączeniu z osadami węglowymi przenika do wnętrza urządzeń elektronicznych i tym samym może spowodować korozję styków. Szybkość wytwarzania się dymu w dużej mierze zależy od:

• szybkości wydzielania ciepła i szybkości spalania materiału – dlatego ważne jest aby przewody były ułożone estetycznie i równo co będzie korzystnie wpływało na równomierne rozprowadzenie temperatury (artykuł o grzebieniu do estetycznego układania przewodów);
• dodatku do powłoki substancji opóźniających przebieg reakcji rozkładu;
• rodzaju spalania (płomieniowe, bezpłomieniowe).

  Przy niektórych zastosowaniach istnieje obawa, że materiały halogenowe uwolnią żrące i toksyczne gazy, w kontakcie z ogniem. Żrące pierwiastki gazów mogą uszkodzić elektronikę wszędzie tam, gdzie dotrze dym. Intensywność powstawania dymu zależy od rodzaju dodatków dodawanych do materiałów organicznych, np. wypełniaczy, plastyfikatorów, środków ogniochronnych. Zdolność materiałów do wydzielania dymu w warunkach bezpłomieniowego rozkładu termicznego jest zazwyczaj większa od dymotwórczości przy spalaniu płomieniowym. Dotyczy to szczególnie tworzyw sztucznych. Dla tworzyw sztucznych obserwuje się czasami zjawisko odwrotne, np. PCV intensywniej dymią przy spalaniu płomieniowym.

  Właściwości bezhalogenowe produktu są wymogiem regulowanym przez normy. Praktycznie bez zrobienia specjalistycznych testów, cechy są trudne do określenia. Ponieważ tworzywa sztuczne są mieszaniną substancji, które mogą zawierać żywicę, środek opóźniający spalanie, barwniki i inne dodatki, aby nadać produktowi szczególne właściwości. Dlatego należy przeprowadzić niezależne testy laboratoryjne w celu określenia czy całościowy produkt można sklasyfikować jako bezhalogenowy. Wszystkie metody będą dążyć do określenia obecności i poziomu halogenów. Poniżej przedstawiam niektóre z nich.

  Metoda badania IEC60754-1 / BS6425-1 (Emisja Halogenów) – ilości fluorowodorowego gazu, innego niż kwas fluorowodorowy, ewoluują podczas spalania związku na bazie fluorowcowanych polimerów i związków zawierających chlorowcowane dodatki pobrane z konstrukcji kabli lub światłowodów. Halogeny obejmują 5 pierwiastków: Fluor, Chlor, Brom, Jod i Astat, wszystkie te elementy są z natury toksyczne. W tym teście, gdy palnik jest podgrzewany do 800°C, próbka jest umieszczana wewnątrz komory, a HCL jest absorbowany do wody wewnątrz komory zasilanej strumieniem powietrza. Woda następnie jest testowana pod względem kwasowości. Jeśli wydajność kwasu chlorowodorowego jest mniejsza niż >5%, kabel lub światłowód jest sklasyfikowany jako LSOH. Jeżeli wydajność kwasu solnego wynosi od 5%-15%, kabel jest sklasyfikowany jako LSF. Test IEC 60754-1 nie może być użyty do pomiaru dokładnej wydajności HCL jeżeli jest mniejszy niż >5%, a zatem nie można w jednoznaczny sposób stwierdzić, czy kabel jest wolny od halogenów czy nie. Aby to zrobić należy zastosować kolejny test IEC 60754-2.

  Badanie IEC 60754-2 (korozyjność) – metoda określa stopień kwasowości gazów wydzielanych podczas spalania kabli lub światłowodów pobranych z próbki kabla przez pomiar jej pH i przewodności (zawartość halogenowodorów (mg/g)). Próbkę uznaje się za zaliczoną do tego testu, jeśli wartość pH jest nie mniejsza niż 4,3 w odniesieniu do 1 litra wody, a konduktywność (przewodność) jest mniejsza niż 10 us / min. Gdy wydajność HCL (kwas solny) wynosi od 2mg/g-5mg/g, próbka kabla może przejść przez IEC 60754-1 (kwasowość (μS/mm i pH)), ale jej wartość pH może być mniejsza niż 4.3 i dlatego nie przejdzie testu IEC 60754-2. Towary uznane jako bezhalogenowe mają kwasowość na poziomie: a1 lub a2. (mowa jest o tym w moim wcześniejszym artykule dotyczącym Certyfikatu CPR).

  Metoda badania IEC 61034-1/ASTM E662 (Emisja dymu) –  test określa gęstość wydzielanego dymu (% procent przepuszczalności światła). „Test 3-metrowej kostki” mierzy wytwarzanie dymu z kabli elektrycznych podczas pożaru. Promień światła emitowany przez okno jest wyświetlany w obudowie do komórki fotoelektronicznej podłączonej do rejestratora w przeciwległym oknie. Rejestrator jest przystosowany do rejestracji od 0% dla całkowitego zaciemnienia do 100% transmisji świetlnej. Próbka kabla o długości 1 metra umieszczona jest pośrodku obudowy i jest poddawana próbie z ogniem. Minimalna transmisja światła jest rejestrowana. Wynik jest wyrażony jako procent przepuszczanego światła. Próbkę uznaje się za zaliczającą ten test (IEC 61034-1 i 2), jeśli wartość jest większa niż <60%. Wniosek: Im większa przepuszczalność światła, tym mniej dymu emitowanego podczas pożaru.

    Metoda IEC 60332-1-2 (LSZH-1) – odporność pojedynczego kabla lub światłowodu na pionowe rozprzestrzenianie się płomienia w trakcie pożaru. W badaniu stosuje się płomień o mocy 1 kW (~3400 BTU/h), który w trakcie 60 sekund oddziałuje na jeden kabel umieszczony w pionie. Po skończonym czasie zwęglenia na kablu nie mogą występować powyżej 425mm (~17.0″) od źródła płomienia oraz żadne zwęglenia nie mogą występować poniżej 65 mm (~2.5″) poniżej źródła.

   Metoda IEC 60332-3 (LSZH-3) – może być wykonywana równocześnie z poprzednią metodą. W trakcie testu sprawdza się powstawanie spadających kropelek lub cząstek w stosunku do jednego kabla lub światłowodu umieszczonego w pionie. W badaniu używa się płomienia o takiej samej mocy 1 kW w czasie 60 sekund. Kabel nie powinien uwalniać żadnych cząstek, które zapalają papier filtracyjny znajdujący się 150mm (~6.0″) poniżej źródła płomienia podczas trwania testu.

   Standard UL 1685 / UL 1581 – test określa poziom uszkodzenia oraz uwalniania dymu z kabli elektrycznych lub światłowodowych w pionowej próbie ogniowej. W celu zaliczenia tego testu kabel musi spełniać pewne kryteria: wysokość zwęglenia kabla powinna być mniejsza niż >244cm, wartość całkowicie uwolnionego dymu ma wynosić mniej niż >95m², a prędkość szczytowa uwalniania dymu nie powinna przekroczyć 0.25m²/s. Test nie bada toksyczności produktów spalania lub rozkładu i nie obejmuje wymagań konstrukcyjnych wydajności kabla.

• Metoda testowa IEC 60754-2 (korozyjność) – niezależny test laboratoryjny;
• Metoda UL94 preferowana wartość: V-0 – ocena palności towaru (więcej o certyfikacie UL w artykule);
• Temperatura użytkowania ciągłego według UL Listed – co najmniej 95°C (203°F);
• Zgodność ze standardem RoHs.

  Poszukując zamienników związków halogenowych warto pamiętać o produktach przyjaznych środowisku. Istotą tych działań jest identyfikacja substancji szkodliwych i/lub niebezpiecznych dla środowiska, co za tym idzie ograniczanie ich stosowania w niektórych towarach. Te zasady regulują: Europejska Dyrektywa RoHS, (od 01.07.2006r. ogranicza stosowanie w nowym sprzęcie elektronicznym wprowadzanym na teren Unii Europejskiej 6 substancji szkodliwych dla środowiska: ołów, rtęć, kadm, sześciowartościowy chrom, polibromowane bifenyle (PBB), polibromowane etery fenylowe (PBDE)) oraz Europejska Dyrektywa WEEE 2002/96/WE (ang. Waste of Electrical and Electronic Equipment) dotycząca utylizacji odpadów elektrycznych i elektronicznych. W Japonii te przepisy nadzorowane są przez JGPSSI (ang. Japan Green Procurement Survey Standardization Initiative) i zakazują aż 100 różnych substancji. Przykładowymi firmami dbającymi o swoją zieloną politykę są: Ricoh, NEC i Toshiba. (Green Public Procurement).

 Czasami może okazać się, że produkty halogenowe spełniają tylko niektóre wymagania środowiskowe, z kolei bezhalogenowe przekraczają minimalne kryteria spełniając większość wymagań, przez co mogą stać się towarem referencyjnym do stosowania w większości wymagających środowisk.

Obecnie w przemyśle kablowym stosuje się różnego rodzaju przewody i różnorodne powłoki. Producenci oznaczają produkty ognioodporne różnymi międzynarodowymi symbolami:

• ogniodporne – kable ognioodporne są przeznaczone do użytku w sytuacjach pożaru, gdzie rozprzestrzenianie się płomieni wzdłuż trasy kablowej musi zostać opóźnione. Ze względu na względnie niski koszt kable ognioodporne są szeroko stosowane jako kable do przetrwania pożaru. Bez względu na to, czy kable są instalowane w pojedynczych kanałach czy w wiązkach, podczas pożaru rozprzestrzenianie się płomienia zostanie opóźnione, a pożar zostanie ograniczony do niewielkiego obszaru, zmniejszając w ten sposób zagrożenie pożarowe z powodu rozprzestrzeniania się ognia;
• LSZH (ang. Low Smoke Zero Halogen) – kable LSZH charakteryzują się nie tylko odpornością ogniową, ale także właściwościami bezhalogenowymi, co zapewnia niską korozyjność i toksyczność. Podczas pożaru kable LSZH emitują mniej dymu i mniej kwaśnych gazów, które mogą być szkodliwe zarówno dla człowieka jak i drogiego sprzętu. W porównaniu z normalnymi kablami PCV, kable LSZH przewyższają swoją odpornością ogniową, niską korozyjnością i niską emisją dymu, jednak zwykłe kable z PVC mają lepsze właściwości mechaniczne i elektryczne; Należy również pamiętać, że tworzywo PVC wymaga silnie toksycznego materiału stabilizującego powłokę jakim jest ołów. W kanałach żebrowanych firmy Panduit można spotkać tworzywo Lead-free PVC, które charakteryzuje się tym że w składzie chemicznym nie użyto ołowiu ani innych metali ciężkich. Tego typu przewody poddawane są różnym testom: ognioodporności (IEC 60332), zawartości halogenów (IEC 60754) i emisji dymu (IEC 61034).
  
• LSF (ang. Low Smoke and Fume) – kable niskoprężne (niewytwarzające wysokiego ciśnienia) cechuje je niska zawartość halogenu i niska korozyjność niskoprężnych kabli dymowych. Kable LSF zawierają również halogeny, ale ich zawartość jest znacznie mniejsza niż kabli PCV. Przewody LSF zostały zaprojektowane w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się ognia, toksycznych gazów i dymu podczas pożaru. Kable LSF są zwykle produkowane z ognioodpornego PCW mieszanego z dodatkiem HCL i pochłaniacza dymu. Materiały te pomagają poprawić ognioodporność kabli LSF;
• CMP (ang. plenum cable) – są to kable układane w przestrzeniach wentylacyjnych budynków. Przestrzeń ta jest obszarem, który może ułatwić cyrkulację powietrza w systemach grzewczych i klimatyzacyjnych, zapewniając dostęp do przepływu powietrza ogrzewanego / klimatyzowanego lub powrotnego. Przestrzeń między sufitem strukturalnym a sufitem podwieszanym lub pod podłogą podniesioną jest typowo uważane za plenum. Jednak niektóre konstrukcje sufitu podwieszanego tworzą szczelne zamknięcie, które nie pozwala na przepływ powietrza, a zatem nie może być uważane za przestrzeń powietrzną z plenum. Przestrzeń powietrzna jest zwykle wykorzystywana do przechowywania kabli komunikacyjnych dla sieci komputerowej i telefonicznej budynku. Jednakże zaproponowano, że rosnąca rezygnacja z kabli w przestrzeniach plenum może stanowić poważne zagrożenie w przypadku pożaru, ponieważ gdy ogień dotrze do takiej przestrzeni, przepływ powietrza obecny w tym obszarze dostarcza świeżego tlenu do płomienia i powoduje jego znaczny wzrost niż miałoby to miejsce w innym obszarze. Przewody plenum występują w powłoce ognioodpornej z polichlorku winylu (PVC) o niskim tworzeniu dymu lub fluorowanego polimeru etylenu (FEP). W USA firma regulująca normy tego rodzaju przewodów znana jest pod nazwą  National Fire Protection Association standard NFPA 90A: Standard for the Installation of Air Conditioning and Ventilating Systems. Z kolei w Kanadzie (ang. Canadian Standards) wymienione są w normie CSA FT6;
• CMR (ang. Riser Cable) – są to kable stosowane do prowadzenia w budynkach między piętrami w obszarach nieizolacyjnych (ang. non-plenum). Wymagania ogniowe w tych przewodach nie są restrykcyjne, dlatego kabel CMP może zastąpić kabel CMR w przestrzeniach wentylacyjnych ale nie odwrotnie;
• CM – są to kable do ogólnego zastosowania w okablowaniu budynku. Kable CM są używane w obszarach innych niż przestrzenie rozprężne i piony wentylacyjne. Kable te są odporne na rozprzestrzenianie się ognia i zgodne są z testem szczelności pionowej UL 1581.
• CMG – podobnie jak CM są to kable ogólnego przeznaczenia. W przepisach Canadian Standards wymienione są w normie CSA FT4.

  Powyższe argumenty, dowodzą że warto i obrazują konsekwencje nie stosowania się do ogólnie przyjętych norm. Takie niedopatrzenie może doprowadzić do kolosalnych strat. W momencie planowania zagospodarowania budynku lub pomieszczeń w kanały żebrowane, przewody i inne materiały wymagane w kosztorysach, monterzy lub instalatorzy sugerując się niższą ceną wybierają towary słabszej jakości. Bywa i tak, że czasami w przetargu brakuje sprecyzowanej informacji dotyczącej jaki powinien być produkt odpowiedni do danej strefy.

  Na przyszłość proszę pamiętać, że różnica cenowa z czegoś właśnie wynika. Szybkość spalania, przemieszczania się ognia jak i wytwarzania dymu są współmierne z czasem jaki możemy zyskać na ochronę ludzkiego życia oraz sprzętu. Nie po to inwestycje pochłaniają ogromne sumy pieniężne żeby oszczędzać na tego typu towarach. Dlatego ważne jest, aby zrozumieć charakterystykę łatwopalności i zastosowania kabli w infrastrukturze sieci.

• kanały żebrowane;
• światłowody;
• kable;
• opaski powlekane ze stali nierdzewnej;
• osłony kablowe;
• blokady gniazd sieciowych;