近年來(lái)，隨著社會(huì)民眾對(duì)防火安全的日益重視，具備阻燃性能的電線電纜得到大量推廣應(yīng)用，其產(chǎn)品質(zhì)量安全也引起各方高度關(guān)注。根據(jù)《市場(chǎng)監(jiān)管總局關(guān)于對(duì)商用燃?xì)馊紵骶叩犬a(chǎn)品實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理的公告》，阻燃電線電纜列入CCC認(rèn)證目錄，并于2024年7月1日起，認(rèn)證機(jī)構(gòu)開(kāi)始受理CCC認(rèn)證委托。2025年7月1日起，阻燃電線電纜產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)CCC認(rèn)證并標(biāo)注CCC認(rèn)證標(biāo)志后，方可出廠、銷(xiāo)售、進(jìn)口或者在其他經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中使用。阻燃電線電纜CCC認(rèn)證依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)主要為GB/T 19666《阻燃和耐火電線電纜通則》和GB 31247《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》，涉及產(chǎn)品包括額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣和聚氯乙烯絕緣阻燃電線電纜。
然而，阻燃電線電纜的成束燃燒試驗(yàn)實(shí)施存在一定難度，一是成束燃燒試驗(yàn)需要的樣品量極大，以導(dǎo)體標(biāo)稱(chēng)截面2.5㎡的布電線為例，阻燃A類(lèi)試驗(yàn)所需樣品高達(dá)3500m，即便阻燃C類(lèi)，也需要約750m樣品[1];二是作為中型燃燒試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生的大量濃煙也將帶來(lái)廢水廢氣處理和環(huán)境保護(hù)的承壓。因此，在阻燃電線電纜CCC認(rèn)證中，如何在保障認(rèn)證有效性的前提下，通過(guò)技術(shù)手段優(yōu)化相關(guān)認(rèn)證管控來(lái)減少成束燃燒試驗(yàn)頻次，降低企業(yè)獲證成本以及燃燒試驗(yàn)帶來(lái)的環(huán)保壓力，成為行業(yè)和有關(guān)方的關(guān)注焦點(diǎn)。
中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)積極響應(yīng)行業(yè)關(guān)切，踐行央企責(zé)任擔(dān)當(dāng)，經(jīng)過(guò)調(diào)查研究和驗(yàn)證試驗(yàn)，率先在CQC-C0101-2024《強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證實(shí)施細(xì)則 電線電纜》[2]中創(chuàng)新提出了阻燃電線電纜材料一致性評(píng)定，并對(duì)相關(guān)認(rèn)證管控進(jìn)行科學(xué)合理優(yōu)化，同時(shí)還聯(lián)合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)線纜委員會(huì)組織召開(kāi)多場(chǎng)上下游產(chǎn)業(yè)研討會(huì)，制定了CAS/T 895《電線電纜材料一致性評(píng)定 阻燃聚氯乙烯》[3]，受到行業(yè)的廣泛關(guān)注與認(rèn)可。為幫助各相關(guān)方進(jìn)一步掌握材料一致性評(píng)定的相關(guān)要求，保障阻燃電線電纜CCC認(rèn)證工作的有序推進(jìn)，本文重點(diǎn)對(duì)阻燃電線電纜材料一致性評(píng)定及其在CCC認(rèn)證中的應(yīng)用給予詳細(xì)解讀。
一、材料一致性評(píng)定解析
1.1 材料一致性評(píng)定的定義及項(xiàng)目概況
在CQC-C0101-2024的附件7《阻燃電線電纜材料一致性判定準(zhǔn)則》中，對(duì)材料一致性評(píng)定給出如下定義：通過(guò)一系列的材料測(cè)試和分析方法，比對(duì)被試材料樣品與對(duì)照材料樣品在成分、結(jié)構(gòu)和性能等方面是否保持一致的過(guò)程，旨在驗(yàn)證被試材料樣品是否在關(guān)鍵屬性上與已知的對(duì)照材料樣品相匹配?？紤]到阻燃電線電纜產(chǎn)品通常通過(guò)增加阻燃劑、改進(jìn)電纜料配方和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等方式提升產(chǎn)品阻燃性能。在阻燃電線電纜材料一致性評(píng)定中，主要選取了紅外光譜、熱重分析和元素快件分析三個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目，項(xiàng)目的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及判定準(zhǔn)則匯總?cè)绫?所示。
注：
①紅外光譜(IR)、熱重分析(TG)和元素快檢分析(銻Sb)項(xiàng)目?jī)H適用于聚氯乙烯阻燃電線電纜;
②對(duì)于砷元素測(cè)試結(jié)果大于1000ppm(mg/kg)的情況，認(rèn)證委托人須提供砷元素來(lái)源與安全管控的相關(guān)書(shū)面聲明(注：三氧化二砷(As2O3)在《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄(2015 版)》中被標(biāo)示為“劇毒化學(xué)品”，實(shí)施許可管理)。
③當(dāng)對(duì)銻(Sb)和砷(As)元素快檢分析結(jié)果存疑時(shí)，可參考GB 43069-2023《礦用電纜安全技術(shù)要求》中附錄H的方法進(jìn)行仲裁。
1.2 紅外光譜(IR)
IR的原理是：分子能選擇性吸收某些波長(zhǎng)的紅外線，而引起分子中振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，根據(jù)檢測(cè)紅外線被吸收的情況可得到物質(zhì)的紅外吸收光譜。譜圖以透光率的形式給出，即縱坐標(biāo)為透光率，范圍為0%~100%;橫坐標(biāo)為波數(shù)，范圍為4000cm-1～400cm-1;考慮到阻燃電纜料存在不同阻燃體系，如Sb2O3體系、Mg(OH)2體系、Al(OH)3體系以及各種組合體系等，通過(guò)紅外光譜特征峰，可定性分析阻燃PVC電纜料的主要化合物及阻燃體系。例如，在圖1所示的紅外譜圖中，可清楚看見(jiàn)Mg(OH)2和Al(OH)3特征峰。因此，可推測(cè)該阻燃電纜料采取的是Mg(OH)2/Al(OH)3阻燃體系。
1.3 熱重分析(TG)
TG是指在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度或時(shí)間的關(guān)系的方法。TG譜圖中會(huì)給出熱重TG曲線及其一階導(dǎo)數(shù)DTG曲線，其中，TG曲線以質(zhì)量作縱坐標(biāo)，從上向下表示質(zhì)量減少，以溫度作橫坐標(biāo)，自左至右表示溫度增加，可用于推測(cè)和區(qū)分材料中的各類(lèi)有機(jī)成分、無(wú)機(jī)成分以及水分的性質(zhì)及含量等。例如，在圖2中的兩條TG曲線，通過(guò)第一階段失重率的差異可以看出兩種電纜料配方在組分含量上的不同。
1.4 元素快檢分析(砷As、銻Sb)
阻燃劑在電纜料中起到增強(qiáng)電纜阻燃性能的關(guān)鍵作用。其中，三氧化二銻(Sb2O3)作為常見(jiàn)的高效阻燃劑，因其與鹵素有良好的阻燃協(xié)效作用，可提高材料的氧指數(shù)及材料的離火自熄性能，在聚氯乙烯(PVC)類(lèi)阻燃電纜中得到大量應(yīng)用。
然而，由于三氧化二銻成本較高(近人民幣14萬(wàn)元/噸)，一些電纜料企業(yè)在批量生產(chǎn)中，存在為降本不顧阻燃性能指標(biāo)而有意降低三氧化二銻成分含量的行為，帶來(lái)阻燃電纜的質(zhì)量安全隱患及認(rèn)證有效性風(fēng)險(xiǎn)，更有甚者還非法使用更為廉價(jià)的三氧化二砷(As2O3.約人民幣0.6萬(wàn)元/噸)替代三氧化二銻(Sb2O3)用作電纜料的阻燃劑，對(duì)人體健康和環(huán)境生態(tài)帶來(lái)嚴(yán)重安全隱患。因此，科學(xué)便捷地對(duì)阻燃電纜料中的關(guān)鍵元素(砷As、銻Sb)進(jìn)行定量分析，對(duì)包括電纜企業(yè)、用戶(hù)單位和檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)等在內(nèi)的相關(guān)方做好產(chǎn)品質(zhì)量管控來(lái)說(shuō)尤為重要。面對(duì)行業(yè)的需求及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)方法的缺失，CQC積極組織相關(guān)單位，基于實(shí)驗(yàn)室配備較為常見(jiàn)的EDX儀器(能量色散型X射線熒光光譜儀)，開(kāi)展砷As、銻Sb元素快檢的方法研究、標(biāo)樣制作、試驗(yàn)驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)制定等工作，最終形成整套技術(shù)方案，并通過(guò)提供標(biāo)樣及技術(shù)指導(dǎo)，已支持國(guó)內(nèi)數(shù)十家CCC實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)檢測(cè)能力建設(shè)，典型的阻燃電纜料的EDX圖譜如圖3所示。
二、材料一致性評(píng)定的應(yīng)用
如圖4所示，材料一致性評(píng)定中基準(zhǔn)圖譜信息的采集主要來(lái)自于首次獲證，通常在樣品通過(guò)型式試驗(yàn)后，直接在樣品上取材料樣品采集初始圖譜信息，若樣品使用的是經(jīng)過(guò)認(rèn)證的電纜料，則可免去圖譜信息的采集，直接將原材料獲證時(shí)采集的圖譜信息備案為基準(zhǔn)圖譜。而材料一致性評(píng)定則主要應(yīng)用于證后監(jiān)督，對(duì)于監(jiān)督抽樣而言，如不進(jìn)行成束燃燒試驗(yàn)，則增加材料一致性評(píng)定;若其他檢測(cè)項(xiàng)目合格且材料一致性通過(guò)，則判定監(jiān)督抽樣合格并更新基準(zhǔn)圖譜;若其他檢測(cè)項(xiàng)目合格，但材料一致性不通過(guò)，則需要補(bǔ)做成束燃燒試驗(yàn)。
由此可見(jiàn)，通過(guò)引入材料一致性評(píng)定來(lái)驗(yàn)證獲證產(chǎn)品的電纜料與型式試驗(yàn)樣品保持相對(duì)一致，可對(duì)阻燃電線電纜的CCC認(rèn)證管控進(jìn)行合理優(yōu)化，在風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)可控的前提下，一定程度上減少了證后監(jiān)督中的成束燃燒項(xiàng)目頻次，進(jìn)而降低了生產(chǎn)企業(yè)CCC認(rèn)證成本，以及燃燒試驗(yàn)帶來(lái)的潛在環(huán)境污染。
三、結(jié)語(yǔ)
作為高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品，阻燃電線電纜的質(zhì)量關(guān)乎民眾生命財(cái)產(chǎn)安全，若發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，不僅存在觸電電擊的直接人身風(fēng)險(xiǎn)，特別是當(dāng)應(yīng)用于特殊場(chǎng)所時(shí)，還可能會(huì)帶來(lái)建筑防火安全的嚴(yán)重隱患。材料一致性評(píng)定為各相關(guān)方做好阻燃電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量管控，以及認(rèn)證要求的合理優(yōu)化提供了良好的解決思路。隨著材料一致性評(píng)定在阻燃電線電纜領(lǐng)域的實(shí)踐開(kāi)展、數(shù)據(jù)積累和不斷改進(jìn)，相信未來(lái)定將在助力產(chǎn)品質(zhì)量提升和行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮更多積極作用。
[參考文獻(xiàn)]
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