近年來，隨著社會民眾對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)《市場監(jiān)管總局關(guān)于對商用燃氣燃燒器具等產(chǎn)品實施強制性產(chǎn)品認證管理的公告》，阻燃電線電纜列入CCC認證目錄，并于2024年7月1日起，認證機構(gòu)開始受理CCC認證委托。2025年7月1日起，阻燃電線電纜產(chǎn)品應(yīng)當經(jīng)過CCC認證并標注CCC認證標志后，方可出廠、銷售、進口或者在其他經(jīng)營活動中使用。阻燃電線電纜CCC認證依據(jù)的標準主要為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》，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實施存在一定難度，一是成束燃燒試驗需要的樣品量極大，以導(dǎo)體標稱截面2.5㎡的布電線為例，阻燃A類試驗所需樣品高達3500m，即便阻燃C類，也需要約750m樣品[1];二是作為中型燃燒試驗，試驗過程產(chǎn)生的大量濃煙也將帶來廢水廢氣處理和環(huán)境保護的承壓。因此，在阻燃電線電纜CCC認證中，如何在保障認證有效性的前提下，通過技術(shù)手段優(yōu)化相關(guān)認證管控來減少成束燃燒試驗頻次，降低企業(yè)獲證成本以及燃燒試驗帶來的環(huán)保壓力，成為行業(yè)和有關(guān)方的關(guān)注焦點。
中國質(zhì)量認證中心(CQC)積極響應(yīng)行業(yè)關(guān)切，踐行央企責任擔當，經(jīng)過調(diào)查研究和驗證試驗，率先在CQC-C0101-2024《強制性產(chǎn)品認證實施細則 電線電纜》[2]中創(chuàng)新提出了阻燃電線電纜材料一致性評定，并對相關(guān)認證管控進行科學(xué)合理優(yōu)化，同時還聯(lián)合中國標準化協(xié)會線纜委員會組織召開多場上下游產(chǎn)業(yè)研討會，制定了CAS/T 895《電線電纜材料一致性評定 阻燃聚氯乙烯》[3]，受到行業(yè)的廣泛關(guān)注與認可。為幫助各相關(guān)方進一步掌握材料一致性評定的相關(guān)要求，保障阻燃電線電纜CCC認證工作的有序推進，本文重點對阻燃電線電纜材料一致性評定及其在CCC認證中的應(yīng)用給予詳細解讀。
一、材料一致性評定解析
1.1 材料一致性評定的定義及項目概況
在CQC-C0101-2024的附件7《阻燃電線電纜材料一致性判定準則》中，對材料一致性評定給出如下定義：通過一系列的材料測試和分析方法，比對被試材料樣品與對照材料樣品在成分、結(jié)構(gòu)和性能等方面是否保持一致的過程，旨在驗證被試材料樣品是否在關(guān)鍵屬性上與已知的對照材料樣品相匹配?？紤]到阻燃電線電纜產(chǎn)品通常通過增加阻燃劑、改進電纜料配方和結(jié)構(gòu)設(shè)計優(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定中，主要選取了紅外光譜、熱重分析和元素快件分析三個檢測項目，項目的檢驗標準及判定準則匯總?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)項目僅適用于聚氯乙烯阻燃電線電纜;
②對于砷元素測試結(jié)果大于1000ppm(mg/kg)的情況，認證委托人須提供砷元素來源與安全管控的相關(guān)書面聲明(注：三氧化二砷(As2O3)在《危險化學(xué)品目錄(2015 版)》中被標示為“劇毒化學(xué)品”，實施許可管理)。
③當對銻(Sb)和砷(As)元素快檢分析結(jié)果存疑時，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的紅外線，而引起分子中振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，根據(jù)檢測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，即縱坐標為透光率，范圍為0%~100%;橫坐標為波數(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Mg(OH)2和Al(OH)3特征峰。因此，可推測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，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度或時間的關(guān)系的方法。TG譜圖中會給出熱重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，從上向下表示質(zhì)量減少，以溫度作橫坐標，自左至右表示溫度增加，可用于推測和區(qū)分材料中的各類有機成分、無機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電纜阻燃性能的關(guān)鍵作用。其中，三氧化二銻(Sb2O3)作為常見的高效阻燃劑，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而有意降低三氧化二銻成分含量的行為，帶來阻燃電纜的質(zhì)量安全隱患及認證有效性風險，更有甚者還非法使用更為廉價的三氧化二砷(As2O3.約人民幣0.6萬元/噸)替代三氧化二銻(Sb2O3)用作電纜料的阻燃劑，對人體健康和環(huán)境生態(tài)帶來嚴重安全隱患。因此，科學(xué)便捷地對阻燃電纜料中的關(guān)鍵元素(砷As、銻Sb)進行定量分析，對包括電纜企業(yè)、用戶單位和檢測認證機構(gòu)等在內(nèi)的相關(guān)方做好產(chǎn)品質(zhì)量管控來說尤為重要。面對行業(yè)的需求及相應(yīng)標準方法的缺失，CQC積極組織相關(guān)單位，基于實驗室配備較為常見的EDX儀器(能量色散型X射線熒光光譜儀)，開展砷As、銻Sb元素快檢的方法研究、標樣制作、試驗驗證和標準制定等工作，最終形成整套技術(shù)方案，并通過提供標樣及技術(shù)指導(dǎo)，已支持國內(nèi)數(shù)十家CCC實驗室完成相關(guān)檢測能力建設(shè)，典型的阻燃電纜料的EDX圖譜如圖3所示。
二、材料一致性評定的應(yīng)用
如圖4所示，材料一致性評定中基準圖譜信息的采集主要來自于首次獲證，通常在樣品通過型式試驗后，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)過認證的電纜料，則可免去圖譜信息的采集，直接將原材料獲證時采集的圖譜信息備案為基準圖譜。而材料一致性評定則主要應(yīng)用于證后監(jiān)督，對于監(jiān)督抽樣而言，如不進行成束燃燒試驗，則增加材料一致性評定;若其他檢測項目合格且材料一致性通過，則判定監(jiān)督抽樣合格并更新基準圖譜;若其他檢測項目合格，但材料一致性不通過，則需要補做成束燃燒試驗。
由此可見，通過引入材料一致性評定來驗證獲證產(chǎn)品的電纜料與型式試驗樣品保持相對一致，可對阻燃電線電纜的CCC認證管控進行合理優(yōu)化，在風險相對可控的前提下，一定程度上減少了證后監(jiān)督中的成束燃燒項目頻次，進而降低了生產(chǎn)企業(yè)CCC認證成本，以及燃燒試驗帶來的潛在環(huán)境污染。
三、結(jié)語
作為高風險產(chǎn)品，阻燃電線電纜的質(zhì)量關(guān)乎民眾生命財產(chǎn)安全，若發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量問題，不僅存在觸電電擊的直接人身風險，特別是當應(yīng)用于特殊場所時，還可能會帶來建筑防火安全的嚴重隱患。材料一致性評定為各相關(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。隨著材料一致性評定在阻燃電線電纜領(lǐng)域的實踐開展、數(shù)據(jù)積累和不斷改進，相信未來定將在助力產(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]
[1]謝志國，吳長順. 關(guān)于布電線成束阻燃要求的理解與建議[J].《質(zhì)量與認證》， 2020. 09:69-72.
[2]中國質(zhì)量認證中心.《強制性產(chǎn)品認證實施細則 電線電纜》：CQC-C0101-2024[S]. 中國質(zhì)量認證中心，2024.
[3]鮑振宇，謝志國，高博洋. 電線電纜材料一致性評定 阻燃聚氯乙烯:T/CAS 895-2024.[S]. 中國標準化協(xié)會，2024.
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