JIS C 60695-5-1-2011 着火危险试验.第5-1部分-燃烧废气引起的腐蚀损害效果.通.用指南

C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)序文 11適用範囲 12引用規格 23用語及び定義 34火災シナリ才及び火災モデル 35燃焼放出物の腐食性に関する一般的解积 55.1腐食損傷のシナリオ 55.2腐食損傷による影響の種類 55.3腐食性に影響する要因 66腐食損傷測定の原理 76.1序文 76.2燃焼放出物の生成 76.3腐食性の評価 86.4腐食性試験方法の考察 97危険性評価に関するデータの妥当性 C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)この規格は,工業標準化法第14条によって準用する第12条第1項の規定に基づき,財団法人日本電子部品信頼性センター(RCJ)及び財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を改正すべきとの申出があり,日本工業標準調查会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工業規格これによって,JISC60695-5-1:1996は改正され,この規格に置き換えられた。この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大i及び日本工業標準調在会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び欠用新案権に関わる確認について,責任はもたない。日本工業規格JIS(IEC60695-5-1:2002)第5-1部:燃焼放出物による腐食損傷一一般指針序文乙の規格仗,2002年亿第2版匕lて癸行之札忆IEC60695-5-1走基亿,技術的内容及述構成走变更寸石乙匕女〈作成l忆日本工業規格である。女扩,乙の規格で点線の下線走施lて南石参考事項仗,対応国際規格亿仗女」事項で南石。南兮幼石電気回路亿彐」て,火災亿X石危險性走考之女寸札试女兮女」。電気回路及述製品の設計で仗,予想之札石異常女使用方法,作動不良又仗故障の状況亿扩」て专火災の危險性走低減寸石X亏亿,火災の危險性走考慮lて部品又仗材料走選护寸石。害際の目的匕lて仗,電気的女作動不良亿起因寸石癸火走防止寸石乙匕,及述癸火l忆場合亿扩」て专その燃焼の依炉n走その電気·電子製品の内部亿閉c达的石乙全ての燃焼放出物仗腐食性炉南n,その腐食性の度合」仗,火災の性状,火災で燃焼寸石材料の組合甘及述その下地材,並述亿腐食炉起乙石環境の温度及述相対湿度亿依存寸石。電気·電子製燃焼放出物炉,例之试,家具又仗建材女匕の他の物の火災亿X石燃焼放出物Xn专,激l〈腐食走引寺起電気·電子部品炉燃焼放出物亿之兮(曝)之札石場合,その腐食性亿X→て惠影響走受寸石可能性炉南石。個攵亿仗少量で南→ても,多〈の種類の燃焼放出物の混合物,煙の粒子,水分及述温度仗,電気部品又はシステ△の断線,過然又仗知絡亿X石故阻走引寺起乙寸状況走作n出寸可能性炉南石。製品規格で仗,燃焼腐食性亿関寸石試驗方法走選护l,影響の度合」走定的石。腐食拈傷の探求の忆的亿仗,化学,電気学,物理学,機械工学,材料学,出気化学女匕亿支忆炉石協力炉必要で南石。JISC60695-5規格群の作成過程で仗,乙札兮全て走考慮lて」石。a)一般的说明b)測定方法c)試驗方法選护の檢討方法2C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)d)試験結果の危険性評価への適用注記この規格の対応因際規格及びその対応の程度を表す記!号を,次に示す。IEC60695-5-1:2002,Firehazardtesting—Part5-1:Corrosiondamageeffectsoffireeffluent—Generalguidance(IDT)なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IECGuide21-1に基づき,“一致している”こ引用規格のうちで,西層年を付記してあるものは,記載の年の版を適用し,その後の改正版(追補を含む。)は適用しない。西層年の付記がない引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。JISC3666-2:2002電気ケ一ブルの燃焼時発生ガス測定試験方法一第2部:電気ケーブル材料の燃焼時におけるpH及び導電率による発生ガスの酸性度測定注記対応国際規格:IEC60754-2:1991,Testongasesevolvedduringcombustionofelectriccables—Part2:DeterminationofdegreeofacidityofgasesevolvedduringthecombustionofmaterialstakenfromelectriccablesbymeasuringpHandconductivity及びAmendment1:1997(IDT)JISC60695-1-1:2000環境試験方法一電気·電子一耐火性試験電気製品の火災危険評価指針一一般指針注記1対応国際規格:IEC60695-1-1:1999,Firehazardtesting—Part1-1:Guidanceforassessingthefirehazardofelectrotechnicalproducts—Generalguidelines(IDT)Part1-10:Guidanceforassessingthefirehazardofelectrotechnicalproducts—Generalguidelines及びIEC60695-1-11,Firehazardtesting—Part1-11:Guidanceforassessingthefirehazardofelectrotechnicalproducts—Firehazardassessmentに引き継がれている。注記対応国際規格:ISO13943:2000,Firesafety—Vocabulary(MOD)JISC60695-5-2:1999環境試験方法一電気·電子一耐火性試験:燃焼放出物による腐食損傷の評価一試験方法の選択及び適用の指針注記対応国際規格:IEC/TS60695-5-2:2002,Firehazardtesting—Part5-2:Corrosiondamagecffectsoffireeffluent—Summaryandrelevanceoftestmethods(MOD)ISO/TR9122-1:1989,Toxicitytestingoffireeffluents—Part1:GeneralISO11907-2:1995,Plastics—Smokegeneration—Determinationofthecorrosivityoffireeffluents—Part2:StaticmethodISO11907-3:1998,Plastics—Smokegeneration—Determinationofthecorrosivityoffireeffluents—Part3:DynamicdecompositionmethodusingatravellingfurnaceISO11907-4:1998,Plastics—Smokegeneration—Determinationofthecorrosivityoffireeffluents—Part4:DynamicdecompositionmethodusingaconicalradiantheaterIEC/TS60695-5-3,Firehazardtesting—Part5-3:Corrosiondamageeffectsoffireeffluent—Leakage-currentandmetal-losstestmethodIEC60754-1:1994,Testongasesevolvedduringcombustionofmaterialsfromcables—Part1:Determination3C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)oftheamountofhalogenacidgasASTMD2671-00,StandardTestMethodsforHeat-ShrinkableTubingforElectricalUse3用語及び定義3.1腐食損傷(corrosiondamage)燃焼生成物の化学作用が引き起こす物理的損傷及びノ若しくは化学的損傷又は機能の障害。3.2規定する試験条件で,腐食損傷の程度を決定するために用いる検知材料。注記腐食ターゲットは,製品,部品又はそれらを模擬する材料である。3.3限界相対湿度(criticalrelativehumidity)腐食ターゲットの漏れ電流が,製品に関する規格に定める値を超えることを引き起こす限界の相対湿度。3.4燃焼放出物(fireeffluent)燃焼又は熱分解によって生じる気体状及びノ又はエアロゾル(浮遊する粒子を含む。)の放出物の全て。3.5時間経過及び移動による燃焼放出物の物理的及びノ又は化学的変化。3.6燃焼放出物の移動(fireeffluenttransport)燃焼位置から離れていく燃焼放出物の動き。3.7ある特定の場所についての実際の火災又は実規模を模擬した火災における,発火前から火災終了までの,一つ以上の各段階の環境条件を含む諸条件の詳細な記述。3.8着火源(ignitionsource)燃焼を開始するエネルギー源。3.9目的以外の経路を流れる電流。3.10煙(smoke)4火災シナリオ及び火災モデル火災放出物の分析に関する最近の数年間の進歩によって,燃焼放出物の構成は,燃焼する材料,支配温4C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)度及び換気条件に依存し,特に燃焼場所への酸素供給に依存することが分かっている。火災の各段階と周H状況の変化との則係を表1に示す。灾験空規模の試験の利川は,可能な限り灾際の火災に図連して,表火災現象は複雑であり,物理的及び化学的な現象に関係する。したがって,実際の火災の全ての状況を実験室規模の装置で模擬することは,困難である。この火災モデルの妥当性の問題は,全ての火災試験に関連した最も複雑な技術的問題である。電気·電子製品の火災危険性評価の一般指針は,JISC60695-1-1による。発火後,周囲の条件及び燃焼物の物理的配置に依存して,火災の発達は様々である。ただし,区画内の火災の進展の一般的なシナリオを設定することができる。すなわち,一般的な温度時間曲線に沿った三つ段階1(火炎のない熱分解)は,火炎燃焼が始まる前の火災の初期の段階で,室内温度が僅かに上昇する。着火及び発煙が,この段階の主な危険性である。段階2(火災発達期)は,着火で始まり,室内温度の急激な上昇段階に至る。火炎燃焼の広がり,燃焼発熱及び発煙が,この段階の主な危険性である。段階3(盛火期)は,室内の全ての可燃物の表面が分解し,室内全体が突然着火し,室内の温度が急激段階3の最後には,室内の可燃物及びノ又は酸素がほぼ消費され,換気並びに熱量及び質量伝達の特性に依存して,室内温度が低下する。この段階を火災減衰期という。それぞれの段階では,異なった燃焼生成物の混合物が発生する。したがって,火災の各段階で発生する燃焼放出物の腐食性も異なる。段階2段階2段階3段階1熱分解図1一室内火災の火災発達の段階5C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)表1一火災発達段階の一般的な分類(ISO/TR9122-1)火災の段階酸素)%CO2/CO比b温度)℃熱放射)kWm-2段階1火炎のない熱分解適用なし100未满適用なしb)無火炎(酸化)5～21適用なし500未満25未满c)無火炎(熱分解)5未满適用なし1000未満適用なし段階2火災発達期100～200400～60020～40段階3盛火期a)換気が比較的少ない10未满600～90040～70b)换気が比較的多い5～10100未满600～120050～150注室内の一般的な状況(平均)b)火炎近傍の火炎ガスでの平均値)材料へ加わる熱放射入力(平均)5燃焼放出物の腐食性に関する一般的解积電気·電子機器及びシステムには,次の3種類の状況において,燃焼放出物に起因する重要な腐食損傷a)電気·電子機器及びシステムが,その内部に異常で局所的な加熱源及び着火源によって発生した燃焼b)電気·電子機器及びシステムが,外部火炎又は加熱源から発生した燃焼放出物にさら(曝)される場合。c)電気·電子機器及びシステムから発生した燃焼放出物に建造物がさら(曝)される場合。5.2腐食損傷による影響の種類腐食損傷の影響には,次の4種類がある。a)金属損失b)作動部品の固着c)回路間の短絡d)電気的接点の表面上への絶緑皮膜の生成5.2.1金属損失金属掛失は,金属元素が正の峻化状態に移行することによって発生する。この秆の最も単純な反応の一つは,酸による金属塩及び水の生成である。このため当初は,予測される腐食に対処するために燃焼放出物中の酸性ガスの低減に注力した。いる金属の周辺を酸化することによって金属の腐食を促進することから,酸化が生じるために必ずしも酸が必要であるとはいえない。腐食の進行度合いは,影響する金属の面積,温度,及び酸化還元結合間の電極電位の差の大きさによって,電気化学列の高い位置にある金属ほど腐食しやすい傾向がある。金属損失は,建造物構造部の弱体化又は破壊,電気機器中の導電率の滅少又は回路破壊などの多くの悪影響の原因となる。5.2.2作動部品の固着燃焼放出物は,機械機器又は電気·電子機器中の作動部品(ボールベアリング,サーキットプレーカな6C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)ど)の固着の原因となる。これは,粘着性の粒子状物質又は表面間に生成する化学的腐食生成物によるも燃焼放出物は,黒鉛炭素,イオン種といった導電性粒子を含んでいると考えられ,金属腐食もイオン種を生成する。これらの導電性材料は,回路基板上の銅はく回路間の短絡を招き,予期しない漏れ電流の原因となる。特にデジタル電子通信機器に関しては,この現象に注意しなければならない。5.2.4電気的接点の表面上への絶緑皮膜の生成電気的接点の表面上への絶緑皮膜の生成は,金属損失における特定のケースである。金属接点における腐食は,回路不全を引き起こす絶緑皮膜の生成の原因となる。異なる金属間がその接点において導電媒体を介して接触している場合には,局部電池を生成することから,腐食が特に起こりやすい。5.3腐食性に影響する要因燃焼放出物の重大な腐食損失の影響は,数多くの要因の影響を受ける回路又は材料の機能障害の度合い一燃焼放出物の化学的特性,物理的特性及び濃度一次のような燃焼放出物内での相互作用。煙粒子の経時変化,凝集及び沈殿,液状物の凝縮,析出現象並びに化学的反応性放出物への煙粒子の吸着これらは同様に燃焼材料の性質及び用いる火災モデルに影響する。また,次のような腐食環境に関係する要因がある。一影響を受ける回路又は材料の物理的及び化学的特性一温度,相対湿度などの一般的な条件一電気回路の通電の有無燃焼放出物の生成及びその特性には,多くの要因が影響するため,燃焼放出物の特性を完全に表すことは,不可能である。ただし,幾つかの重要な要因の影響が知られている。燃焼放出物は,熱分解及び燃焼によるものである。燃焼には,有炎燃焼及びくん焼を含む無炎燃焼があり,それぞれ種類の大きく異なる放出物を生成する。熱分解及び無炎燃焼においては,上昇する温度のもとで揮発が進行する。その揮発分が,温度の低い空気と混ざり合った場合,凝縮すまつを形成し,明色の煙霧となる。また,有炎燃焼においては,粒子形状が極めて不ぞろいで,すすが多く含まれる黒色の煙が発生する。この煙は,気相中で完全燃焼するために必要な酸素が十分にない場所で形成される。燃焼放出物中の成分の大部分は,二酸化炭素,水分,一酸化炭素及びすすを多く含む煙であるが,無機酸,有機酸及びイオン種を含むその他の多くの化学物質が存在する場合もあり,燃焼放出物の腐食性には,主にこれら3種類の物質が関係する。燃焼放出物中のこれらの物質の量は,燃焼するものの特性及び火災の段階に依存する。試験片に加わる熱流束は,材料の燃焼挙動に影響することから,低い熱流束(15kWm-²~25kWm-2程度)及び高い熱流束(40kWm-2~50kWm-2程度)において発生する放出物を評価することは,火災成長段階の放出物の腐食特性を評価する上において優れた方法である。る。また,その他の特性も,温度とともに変化する。すなわち,時間を経た後又は冷却した後の煙の特性7C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)は,発生したばかりの,温度の高い煙の特性とは,異なる可能性がある。これらの要素は,煙の粒子が,世気川路川の知絡の原因となり得るかどうかに影料する。腐食の影響を受けやすい表面の保護に関しては,一般的には塗料又はラッカーを使用することで,潜在的な腐食損傷は軽滅されることがある。ただし,電気製品に関して多くの場合は,これは現実的な解決策表面に露出した材料の化学的な性質は,腐食損傷の受けやすさに影響を与える。電気化学列で上位にある金属は,より反応しやすい。金及び白金のような電気化学列で下位にある金属は,おおむね不活性である。異なる金属が接触している場合は,導体媒体を介して接触したとき,局部電池を形成することから,一方の金属が頭著に腐食する傾向がある。多くの火災のシナリオでは,影響を受けた材料は高温になり,温度は腐食の度合いに対し主要な影響を与える。平均して化学的な反応率は,10℃の温度上昇につき2倍になる。低発熱速度の材料の使用は,火災温度を低減することを助け,腐食損傷を減少する。相対湿度も,腐食反応に影響する。反応の多くは水分のない状態では進行しない。ほとんど全ての火災は,燃焼放出物のうちの主要な成分として水蒸気を生成するため,腐食環境下で相対湿度は,高くなる。また,自動水噴霧システム(スプリンクラ)の稼働又は消火活動が行われる場合は,大量の水が存在する。二つのばく(曝)露時間が関係する。火災発生時の燃焼放出物が発生するまでのばく露時間及び,鎮火後引き続きその放出物が広く行き渡る状態になるまでのばく露時間である。両者のばく露時間は,腐食損傷度に影響する。ある種の反応は自己触媒的であり,初期はゆっくりであるが,ある時間から急速に進不動態層を除去したときに引き続いて起こる反応は,急速になる可能性がある。化気川路に対しては,ばく露を受けた川路にエネルギーを与えることが川題となる。また,化気化学的な反応を引き起こし,短絡又はアーク破壊6腐食損傷測定の原理腐食損傷の測定は,次の2段階による。a)燃焼放出物の生成。b)燃焼放出物中の腐食性成分の評価。これらの個々の段階は互いに複合しており,想定する幅広い選択肢から両者について試験パラメータを選択する必要がある。6.2燃焼放出物の生成腐食損傷試験では,燃焼放出物の発生に次の二つの段階がある。a)燃焼する試験片の選択。b)検討している危険性に対して,適切な火災モデルの選択。異なる種類の試験片で試験してもよい。製品を試験する場合には,試験片は製造品とする。ある製品の模擬試験を行う場合には,試験片は製品中の代表部分とする。試験片は,基礎となる材料(固体若しくは液体)又は複合材料であってもよい。試験片の状態は,試験規模及び燃焼放出物との量に合わせて決定する。小規模試験は,材料及び小形製8C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)品の測定に,並びに大形製品の代表部分の測定に,より適している。試験の規模が大きい場合は,製品全法を定める設計作業は,まだ初期段階にある(初期的な指針としては,JISC腐食性の燃焼放出物の腐食の評価には,2種類の手法がある。一つは,特定のターゲットの燃焼放出物例えば,試験回路又は薄い金属板であっても間接評価では,ある容量の水中に,ある量の燃焼放出物を溶解し,得られた溶液を試験する。例えば,pH,導電率,又は酸の溶解度を測定する。それらの評価は,おおむね比較的簡便であるが,腐食損傷を測提れらの方法は,腐食損傷結果を直接測定するという長所をもつ。ただし,評価のためには,間接評価と同腐食ターゲットは,製品とする。例えば,回路基板,配電盤,洗濯機,コンピュータ,電話送受話器な9C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)表2一腐食性の試験方法の概要試験方法の火災の段階への関連(表1参照)2段階ガスの酸性度及び導電模擬製品模擬製品模擬製品模擬製品模擬製品び金属損失)試験方法の選択では,次の質問事項を検討することが望ましい。一その試験は,腐食損傷又は腐食と関連する要因を測定しているか。一その試験は,検討する火災の段階を模擬しているか。一その試験は,問題としているタイプの腐食損傷を評価しているか。これらの質問のいずれかの答えが“なし”の場合には,検討中の方法の修正,又はほかの試験方法を検新しい適用のための既存の方法の適応性を評価する場合の従うべき評価段階を概説するフローチャートを,図2に示す。候補試験の送択心元心元はいはい方法を改善\はい試験所での方法を改善図2一腐食損傷試験方法の評価及び考察C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)7危険性評価に関するデータの妥当性燃焼放出物の腐食性による淋在的な危険性は,次のような多くの要因に依存している。一燃焼材料の化学的組成一影響を及ほす材料又は製品の化学的及び物理的性質一例えば,構造の弱体化,通常的に可動する部品の作動不良,電気回路の遮断,又は予期しない電気回路の生成というような重要と思われる腐食損傷のタイプ一腐食損傷が発生する環境の温度及び湿度一燃焼放出物が,影響を及ぼす材料又は製品と接触している時間そのため,燃焼試験試料からの燃焼放出物の潜在的な腐食性を実際的に評価することは,製品を実際の使用と同じそのままの形及び方向で試験すること,及び製品を実際の最終使用状態で燃焼放出物に触れるようにすることによってだけ可能である。燃焼試験試料又は影響を及ほす製品の最い単一の小規模試験は,選択した火災モデルに対する製品の特定の挙動を示すだけである。同様に,標準腐食ターゲットは,特定の燃焼放出物に対する製品の特定の挙動を模擬するだけである。通常の環境下で腐食危険性を測定できる単一の腐食損傷試験は存在しないこと,更に,一つの標準試験の結果だけでは,設定した安全性レベルを保証するに十分な結果を得るとみなすことができないことを強調しなければならない。種々の燃焼試験の結果を総合的に考察することによって,火災及び腐食危険性の測定並びにそれに続く制御に役立つ情報を得ることができる。C60695-5-1:2011(IEC60695-5-1:2002)参考文献ISO7384:1986,Corrosiontestsinartificialatmosphere-GeneralrequirementsISO11845:1995,Corrosionofmetalsandalloys-GeneralprinciplesforcorrosiontestingISO11907-1:1998,Plastics-Smokegeneration-Determinationofthecorrosivityoffireeffluents-Part1:GuidanceTheSFPEHandbookofFireProtectionEngineering-2edition,NationalFireProtectionAssociation,3-102to3-106,1995ProceedingsoftheCorrosiveEffectsofCombustionProductsConference-FireandMaterialsCenter,QueenMaryCollege,London,UK,1987BENNETTJ.G.Jr,KESSELS.L.,andROGERSC.E.,Corrosivitytestmethodsforpolymericmaterials,Part3-ModifiedDINtestmethod,J