ISO 5659-2:2017
(Main)Plastics — Smoke generation — Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
Plastics — Smoke generation — Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
ISO 5659-2:2017 specifies a method of measuring smoke production from the exposed surface of specimens of materials or composites. It is applicable to specimens that have an essentially flat surface and do not exceed 25 mm in thickness when placed in a horizontal orientation and subjected to specified levels of thermal irradiance in a closed cabinet with or without the application of a pilot flame. This method of test is applicable to all plastics. It is intended that the values of optical density determined by this test be taken as specific to the specimen or assembly material in the form and thickness tested and are not to be considered inherent, fundamental properties. The test is intended primarily for use in research and development and fire safety engineering in buildings, trains, ships, etc. and not as a basis for ratings for building codes or other purposes. No basis is provided for predicting the density of smoke that can be generated by the materials upon exposure to heat and flame under other (actual) exposure conditions. This test procedure excludes the effect of irritants on the eye.
Plastiques — Production de fumée — Partie 2: Détermination de la densité optique par un essai en enceinte unique
ISO 5659-2:2017 spécifie une méthode pour le mesurage de la production de fumée provenant de la surface exposée d'éprouvettes constituées par des matériaux ou des composites. Elle est applicable à des éprouvettes qui ont une surface essentiellement plane et dont l'épaisseur est inférieure à 25 mm, lorsqu'elles sont orientées horizontalement et soumises à des niveaux spécifiés d'éclairement énergétique thermique dans une enceinte fermée, avec ou sans utilisation de flamme pilote. La présente méthode d'essai est applicable à tous les plastiques. Les valeurs de densité optique déterminées par le présent essai sont propres au matériau de l'éprouvette ou de l'assemblage soumis à essai, sous la forme et avec l'épaisseur sélectionnées pour l'essai. Ces valeurs ne doivent pas être considérées comme révélatrices de propriétés de base, inhérentes au produit. L'essai est principalement destiné à être utilisé en recherche et développement et en ingénierie de sécurité incendie dans les bâtiments, les trains, les navires, etc., et non en tant que base d'appréciation pour des codes de construction ou pour d'autres fins. Aucun élément fondamental n'est fourni pour prévoir la densité de la fumée susceptible d'être produite par les matériaux exposés à la chaleur et à une flamme dans d'autres conditions (réelles) d'exposition. Le présent mode opératoire d'essai ne traite pas de l'effet des irritants sur les yeux.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5659-2
Fourth edition
2017-05
Plastics — Smoke generation —
Part 2:
Determination of optical density by a
single-chamber test
Plastiques — Production de fumée —
Partie 2: Détermination de la densité optique par un essai en
enceinte unique
Reference number
©
ISO 2017
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ii © ISO 2017 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principles of the test . 3
5 Suitability of a material or product for testing . 3
5.1 Material or product geometry . 3
5.2 Surface characteristics . 3
5.3 Asymmetrical products . 3
6 Specimen construction and preparation. 4
6.1 Number of specimens . 4
6.2 Size of specimens . 4
6.3 Specimen preparation . 4
6.4 Conditioning . 5
6.5 Wrapping of specimens . 5
7 Apparatus and ancillary equipment . 5
7.1 General . 5
7.2 Test chamber . 6
7.2.1 Construction . 6
7.2.2 Chamber pressure control facilities . 6
7.2.3 Chamber wall temperature . 9
7.3 Specimen support and heating arrangements .10
7.3.1 Radiator cone .10
7.3.2 Framework for support of the radiator cone, specimen holder and heat
flux meter .10
7.3.3 Radiator shield.13
7.3.4 Heat flux meter .13
7.3.5 Specimen holder .14
7.3.6 Pilot burner .14
7.4 Gas supply .15
7.5 Photometric system .15
7.5.1 General.15
7.5.2 Light source .15
7.5.3 Photo detector .15
7.5.4 Additional equipment . .17
7.6 Chamber leakage .17
7.7 Cleaning materials .18
7.8 Ancillary equipment .18
7.8.1 Balance .18
7.8.2 Timing device .18
7.8.3 Linear measuring devices .18
7.8.4 Auxiliary heater .18
7.8.5 Protective equipment .18
7.8.6 Recorder .18
7.8.7 Water-circulating device .18
8 Test environment .18
9 Setting-up and calibration procedures .19
9.1 General .19
9.2 Alignment of photometric system .19
9.2.1 General.19
9.2.2 Beam collimation .19
9.2.3 Beam focusing .19
9.3 Selection of compensating filter(s) .19
9.4 Linearity check .20
9.5 Calibration of range-extension filter .20
9.6 Chamber leakage rate test .21
9.7 Burner calibration .21
9.8 Radiator cone calibration.21
9.9 Cleaning .22
9.10 Frequency of checking and calibrating procedure .22
10 Test procedure .22
10.1 General .22
10.2 Preparation of test chamber .22
10.3 Tests with pilot flame .23
10.4 Preparation of the photometric system .23
10.5 Loading the specimen .23
10.6 Recording of light transmission .23
10.7 Observations .24
10.8 Termination of test .24
10.9 Testing in different modes .25
11 Expression of results .25
11.1 Specific optical density, D .25
s
11.2 Clear-beam correction factor, D .26
c
12 Precision .26
13 Test report .26
Annex A (normative) Calibration of heat flux meter .28
Annex B (informative) Variability in the specific optical density of smoke measured in the
single-chamber test .29
Annex C (informative) Determination of mass optical density .31
Annex D (informative) Precision data from tests on intumescent materials .36
Annex E (informative) Guidance on optical density testing .38
Annex F (informative) Specific sample preparation .46
Bibliography .49
iv © ISO 2017 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 4, Burning
behaviour.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 5659-2:2012), which has been technically
revised. It details several technical points for sampling (essentially Annex F) and harmonizes sample
preparation with other standards like ISO 5660-1.
A list of all parts in the ISO 5659 series can be found on the ISO website.
Introduction
Fire is a complex phenomenon; its development and effects depend upon a number of interrelated
factors. The behaviour of materials and products depends upon the characteristics of the fire, the
method of use of the materials and the environment in which they are exposed to (see also ISO/TS 3814
and ISO 13943).
A test such as is specified in this document deals only with a simple representation of a particular
aspect of the potential fire situation, typified by a radiant heat source, and it cannot alone provide any
direct guidance on behaviour or safety in fire. A test of this type may, however, be used for comparative
purposes or to ensure the existence of a certain quality of performance (in this case, smoke production)
considered to have a bearing on fire behaviour generally. It would be wrong to attach any other meaning
to results from this test.
The term “smoke” is defined in ISO 13943 as a visible suspension of solid and/or liquid particles in gases
resulting from incomplete combustion. It is one of the first response characteristics to be manifested
and should almost always be taken into account in any assessment of fire hazard as it represents one of
the greatest threats to occupants of a building or other enclosure, such as a ship or train, on fire.
The responsibility for the preparation of ISO 5659 was transferred during 1987 from ISO/TC 92 to
ISO/TC 61 on the understanding that the scope and applicability of the standard for the testing of
materials should not be restricted to plastics but should also be relevant to other materials where
possible, including building materials.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 5659-2:2017(E)
Plastics — Smoke generation —
Part 2:
Determination of optical density by a single-chamber test
1 Scope
This document specifies a method of measuring smoke production from the exposed surface of
specimens of materials or composites. It is applicable to specimens that have an essentially flat surface
and do not exceed 25 mm in thickness when placed in a horizontal orientation and subjected to specified
levels of thermal irradiance in a closed cabinet with or without the application of a pilot flame. This
method of test is applicable to all plastics.
It is intended that the values of optical density determined by this test be taken as specific to the
specimen or assembly material in the form and thickness tested and are not to be considered inherent,
fundamental properties.
The test is intended primarily for use in research and development and fire safety engineering in
buildings, trains, ships, etc. and not as a basis for ratings for building codes or other purposes. No basis
is provided for predicting the density of smoke that can be generated by the materials upon exposure
to heat and flame under other (actual) exposure conditions. This test procedure excludes the effect of
irritants on the eye.
NOTE This test procedure addresses the loss of visibility due to smoke density, which generally is not related
to irritancy potency (see Annex E).
It is emphasized that smoke production from a material varies according to the irradiance level to
which the specimen is exposed. The results yielded from the method specified in this document are
2 2
based on exposure to the specific irradiance levels of 25 kW/m and 50 kW/m .
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 291, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 14934-3, Fire tests — Calibration and use of heat flux meters — Part 3: Secondary calibration method
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1
assembly
fabrication of materials (3.6) and/or composites (3.2)
Note 1 to entry: Sandwich panels are an example of an assembly.
Note 2 to entry: The assembly may include an air gap.
3.2
composite
combination of materials (3.6) which are generally recognized in building construction as discrete
entities
Note 1 to entry: Coated or laminated materials are examples of composites.
3.3
essentially flat surface
surface which does not deviate from a plane by more than 1 mm
3.4
exposed surface
surface of the product (3.9) subjected to the heating conditions of the test
3.5
irradiance
radiant flux incident on an infinitesimal element of the surface containing the point divided by the area
of that element
3.6
material
basic single substance or uniformly dispersed mixture
Note 1 to entry: Metal, stone, timber, concrete, mineral fibre and polymers are examples.
3.7
mass optical density
MOD
measure of the degree of opacity of smoke in terms of the mass loss of the material (3.6)
3.8
optical density of smoke
D
measure of the degree of opacity of smoke, taken as the negative common logarithm of the relative
transmission of light
3.9
product
material (3.6), composite (3.2) or assembly (3.1) about which information is required
3.10
specific optical density
D
s
optical density multiplied by a factor which is calculated by dividing the volume of the test chamber by
the product (3.9) of the exposed area of the specimen (3.11) and the path length of the light beam
Note 1 to entry: See 11.1.1.
3.11
specimen
representative piece of the product to be tested together with any substrate or surface coating
Note 1 to entry: The specimen may include an air gap.
2 © ISO 2017 – All rights reserved
3.12
intumescent material
dimensionally unstable material (3.6), developing a carbonaceous expanded structure
Note 1 to entry: Generally, a material developing an expanded structure of thickness >10 mm during the test,
with the cone heater 25 mm from the specimen, is considered as intumescent material.
4 Principles of the test
Specimens of the product are mounted horizontally within a chamber and exposed to thermal radiation
on their upper surfaces at selected levels of constant irradiance up to 50 kW/m .
The smoke evolved is collected in the chamber, which also contains photometric equipment. The
attenuation of a light beam passing through the smoke is measured. The results are reported in terms
of specific optical density.
5 Suitability of a material or product for testing
5.1 Material or product geometry
5.1.1 The method is applicable to essentially flat materials, products, composites or assemblies not
exceeding 25 mm in thickness.
5.1.2 The method is sensitive to small variations in geometry, surface orientation, thickness (either
overall or of the individual layers), mass and composition of the material, and so the results obtained by
this method only apply to the thickness of the material or product as tested.
5.1.3 It is not possible to calculate the specific optical density of one thickness of a material or product
from the specific optical density of another thickness of the material or product.
5.2 Surface characteristics
A material or product having one of the following properties is suitable for testing:
a) an essentially flat exposed surface;
b) a surface irregularity which is evenly distributed over the exposed surface provided that
1) at least 50 % of the surface of a representative 100 mm area lies within a depth of 10 mm from
a plane taken across the highest points on the exposed surface or
2) for surfaces containing cracks, fissures, or holes not exceeding 8 mm in width or 10 mm in
depth, the total area of such cracks, fissures, or holes at the surface does not exceed 30 % of a
representative 100 mm area of the exposed surface.
When an exposed surface does not meet the requirements of either 5.2 a) or 5.2 b), the material or
product shall be tested in a modified form complying as close as possible with the requirements given
in 5.2. The test report shall state that the material or product has been tested in a modified form and
clearly describe the modification.
5.3 Asymmetrical products
It is possible that a product submitted to this test will have faces which differ or contain laminations of
different materials arranged in a different order in relation to the two faces. If either of the faces can be
exposed in use within a room, cavity, or void, both faces shall be tested.
6 Specimen construction and preparation
6.1 Number of specimens
6.1.1 The test sample shall comprise a minimum of 12 specimens if all four modes are to be tested: six
specimens shall be tested at 25 kW/m (three specimens with a pilot flame and three specimens without
a pilot flame) and six specimens shall be tested at 50 kW/m (three specimens with a pilot flame and
three specimens without a pilot flame).
If fewer than four modes are to be tested, a minimum of three specimens per mode shall be tested.
6.1.2 An additional number of specimens as specified in 6.1.1 shall be used for each face, in accordance
with the requirements of 5.2.
6.1.3 An additional 12 specimens (i.e. three specimens per test mode) shall be held in reserve if
required by the modes specified in 10.9.
6.1.4 In case of intumescent materials, it is necessary to make a preliminary test with the cone heater
at 50 mm from the specimen, so at least two additional specimens are required.
6.2 Size of specimens
6.2.1 The specimens shall be square, with sides measuring 75 mm ± 1 mm.
6.2.2 Materials of 25 mm nominal thickness or less shall be evaluated at their full thickness. For
comparative testing, materials shall be evaluated at a thickness of 1,0 mm ± 0,1 mm. All materials
consume oxygen when they burn in the chamber, and the smoke generation of some materials (especially
rapid-burning or thick specimens) is influenced by the reduced oxygen concentration in the chamber. As
far as possible, materials shall be tested in their end-use thickness.
6.2.3 Materials with a thickness greater than 25 mm shall be cut to give a specimen thickness of
25 mm ± 0,1 mm, in such a way that the original (uncut) face can be evaluated.
6.2.4 Specimens of multi-layer materials with a thickness greater than 25 mm, consisting of core
material(s) with facings of different materials, shall be prepared as specified in 6.2.3 (see also 6.3.2).
6.3 Specimen preparation
6.3.1 The specimen shall be representative of the material and shall be prepared in accordance with
the procedures described in 6.3.2 and 6.3.3. The specimens shall be cut, sawn, moulded or stamped from
identical sample areas of the material, and records shall be kept of their thicknesses and, if required,
their masses.
6.3.2 If flat sections of the same thickness and composition are tested in place of curved, moulded or
speciality parts, this shall be stated in the test report. Any substrate or core materials for the specimens
shall be the same as those used in practice.
6.3.3 When coating materials, including paints and adhesives, are tested with the substrate or core as
used in practice, specimens shall be prepared following normal practice, and in such cases the method of
application of the coating, the number of coats and the type of substrate shall be included in the test report.
6.3.4 This test method has been found suitable for applications outside the field of plastics, or to
transformed products in their end-use shape. Such specific sampling conditions are proposed in Annex F.
4 © ISO 2017 – All rights reserved
6.4 Conditioning
6.4.1 Before the test, specimens shall be conditioned to constant mass at a temperature of (23 ± 2) °C
and a relative humidity of (50 ± 5) % in accordance with ISO 291.
Constant mass is considered to be reached when two successive weighing operations, carried out at
an interval of 24 h, do not differ by more than 0,1 % of the mass of the test piece or 0,1 g, whichever is
the greater. Materials, such as polyamides, which require more than one week of conditioning to reach
equilibrium, may be tested after conditioning for a period specified by the sponsor. This period shall
not be less than one week and shall be described in the test report.
6.4.2 While in the conditioning chamber, specimens shall be supported in racks so that air has access
to all surfaces.
Forced-air movement in the conditioning chamber may be used to assist in accelerating the conditioning
process.
The results obtained from this method are sensitive to small differences in specimen conditioning. It is
important therefore to ensure that the requirements of 6.5 are followed carefully.
6.5 Wrapping of specimens
6.5.1 All specimens shall be covered across the back, along the edges and over the front surface
periphery, leaving a central exposed specimen area of 65 mm × 65 mm, using a single sheet of aluminium
foil (approximately 0,04 mm thick) with the dull side in contact with the specimen. Care shall be taken
not to puncture the foil or to introduce unnecessary wrinkles during the wrapping operation. The foil
shall be folded in such a way as to minimize losses of any melted specimen material at the bottom of the
specimen holder. After mounting the specimen in its holder, any excess foil along the front edges shall be
trimmed off.
6.5.2 Wrapped specimens of thickness up to 12,5 mm shall be backed with a sheet of non-combustible
3 3
insulating board of oven-dry density 850 kg/m ± 100 kg/m and nominal thickness 12,5 mm and a layer
of low-density (nominal 65 kg/m ) refractory fibre blanket under the non-combustible board.
Wrapped specimens of thickness greater than 12,5 mm but less than 25 mm shall be backed with a
layer of low-density (nominal 65 kg/m ) refractory fibre blanket.
Wrapped specimens of a thickness of 25 mm shall be tested without any backing board or refractory
fibre blanket.
6.5.3 For resilient materials, each specimen in its aluminium foil wrapper shall be installed in the
holder in such a way that the exposed surface lies flush with the inside face of the opening of the specimen
holder. Materials with uneven exposed surfaces shall not protrude beyond the plane of the opening in the
specimen holder.
6.5.4 When thin impermeable specimens, such as thermoplastic films, become inflated during the test
owing to gases trapped between the film and backing, they shall be maintained essentially flat by making
two or three cuts (20 mm to 40 mm long) in the film to act as vents.
7 Apparatus and ancillary equipment
7.1 General
The apparatus (see Figure 1) shall consist of an air-tight test chamber with provision for containing
a specimen holder, radiation cone, pilot burner, light transmission and measuring system and other,
ancillary facilities for controlling the conditions of operation during a test.
7.2 Test chamber
7.2.1 Construction
7.2.1.1 The test chamber (see Figure 1 and Figure 2) shall be fabricated from laminated panels, the
inner surfaces of which shall consist of either a porcelain enamelled metal not more than 1 mm thick
or an equivalent coated metal which is resistant to chemical attack and corrosion and capable of easy
cleaning. The internal dimensions of the chamber shall be 914 mm ± 3 mm long, 914 mm ± 3 mm high
and 610 mm ± 3 mm deep. It shall be provided with a hinged front-mounted door with an observation
window and a removable opaque door cover to the window to prevent light entering the chamber.
The door of the chamber shall occupy a complete side of the smoke chamber. A safety blow-out panel,
consisting of a sheet of aluminium foil of thickness not greater than 0,04 mm and having a minimum area
of 80 600 mm , shall be provided in the chamber, fastened in such a way as to provide an airtight seal.
The blow-out panel may be protected by a stainless-steel wire mesh. It is important that any such mesh
is spaced at least 50 mm from the blow-out panel to prevent any obstruction in the event of an explosion.
7.2.1.2 Two optical windows, each with a diameter of 75 mm, shall be mounted, one each in the top and
bottom of the cabinet, at the position shown in Figure 2, with their interior faces flush with the outside
of the chamber lining. The underside of the window in the floor shall be provided with an electric heater
of approximately 9 W capacity in the form of a ring, which shall be capable of maintaining the upper
surface of the window at a temperature just sufficient to minimize smoke condensation on that face (a
temperature of 50 °C to 55 °C has been found suitable) and which shall be mounted around its edge so
as not to interrupt the light path. Optical platforms 8 mm thick shall be mounted around the windows
on the outside of the chamber and shall be held rigidly in position relative to each other by three metal
rods, with a diameter of at least 12,5 mm, extending through the chamber and fastened securely to the
platforms.
7.2.1.3 Other openings in the chamber shall be provided for services as specified and where appropriate.
They shall be capable of being closed so that a positive pressure up to 1,5 kPa (150 mm water gauge)
above atmospheric pressure can be developed inside the chamber (see 7.2.2) and maintained when
checked in accordance with 7.6 and 9.6. All components of the chamber shall be capable of withstanding
a greater positive internal pressure than the safety blow-out panel.
7.2.1.4 An inlet vent with shutter shall be provided in the front (towards the top of the chamber) or
on the roof of the chamber and away from the radiator cone, and an exhaust vent with shutter shall be
provided in the bottom of the chamber connected to an extraction fan capable of creating a negative
pressure of at least 0,5 kPa (50 mm water gauge). The outlet of the fan should be connected to the
laboratory exhaust system, typically using flexible tubing with a diameter between 50 mm and 100 mm.
7.2.2 Chamber pressure control facilities
Provision shall be made for controlling the pressure inside the test chamber. A manometer, with a range
of up to 1,5 kPa (150 mm water gauge) shall be provided for connection to a pressure regulator and to
a tube in the top of the chamber. The manometer can be either electronic or a suitable fluid in a tube
(water or an appropriate indicating fluid).
A suitable pressure regulator (see Figure 3) consists of a vented water-filled bottle and a length of
flexible tubing of diameter 25 mm, inserted 100 mm below the water surface: the other end of the tubing
is connected to the manometer and the chamber. The regulator shall be vented to the exhaust system.
6 © ISO 2017 – All rights reserved
a) Schematic drawing of typical test apparatus
b) Typical example of test apparatus
Key
1 optical measurement system 8 pilot burner
2 pressure controller 9 specimen in specimen holder
3 optical path 10 weighing device
4 upper vent (on top) and lower vent connected to 11 full front open door
exhaust fan (on bottom)
5 chamber 12 optical system floor window
6 conical heater 13 light source
7 window
Figure 1 — Test apparatus
Dimensions in millimetres (not to scale)
5 7
Key
1 exhaust vent
2 wall thermocouple
3 optical platform
4 radiator cone assembly
5 optical window
6 blow-out panel
7 window heater
Figure 2 — Plan view of typical chamber
8 © ISO 2017 – All rights reserved
Dimensions in millimetres
(kPa)
Key
1 to exhaust system
2 chamber wall
3 restriction to prevent chamber blow-out
4 effluent from chamber
5 water bottle
6 glass manometer opt U-tube (filled to zero mark with water-dye solution)
Figure 3 — Typical chamber pressure relief manometer
7.2.3 Chamber wall temperature
A thermocouple measuring junction, made from wires of diameter not greater than 1 mm, shall be
mounted on the inside of the back wall of the chamber, at the geometric centre, by covering it with an
insulating disc (such as polystyrene foam) having a thickness of approximately 6,5 mm and a diameter
of not more than 20 mm, attached to the wall of the chamber with a suitable cement. The thermocouple
junction shall be connected to a recorder or meter and the system shall be suitable for measuring
temperatures in the range 35 °C to 80 °C (see 10.2.2).
7.3 Specimen support and heating arrangements
7.3.1 Radiator cone
7.3.1.1 The radiator cone shall consist of a heating element, of nominal rating 2600 W, contained
within a stainless-steel tube, approximately 2 210 mm in length and 6,5 mm in diameter, coiled into the
shape of a truncated cone and fitted into a shade. The shade shall have an overall height of 45 ± 0,4 mm,
an internal diameter of 55 mm ± 1 mm and an internal base diameter of 110 mm ± 3 mm. It shall consist
of two layers of 1 mm thick stainless steel with a 10 mm thickness of ceramic-fibre insulation of nominal
density 100 kg/m sandwiched between them. The heating element shall be clamped at the top and
bottom of the shade.
2 2
7.3.1.2 The radiator cone shall be capable of providing irradiance in the range 10 kW/m to 50 kW/m
at the centre of the surface of the specimen.
When the irradiance is determined at two other positions 25 mm each side of the specimen centre,
the irradiance at these two positions shall be not less than 85 % of the irradiance at the centre of the
specimen.
The temperature controller for the radiator cone shall be a proportional, integral differential-type
3-term controller with solid-state relay, thyristor stack fast-cycle or phase angle control of not less than
10 A maximum rating. Capacity for adjustment of integral time up to 50 s and differential time up to
30 s shall be provided to permit reasonable matching with the response characteristics of the heater.
The temperature at which the heater is to be controlled shall be set on a scale capable of being held
steady to ±2 °C. An input range of temperature of 0 °C to 1 000 °C is suitable; an irradiance of 50 kW/m
is typically given by a heater temperature in the range 770 °C to 840 °C for the specimen position
25 mm below the edge of the heater. Automatic cold-junction compensation of the thermocouple shall
be provided.
NOTE The heater temperature range for testing with 50 mm distance between the edge of the radiator cone
and specimen is given in Table D.3.
The irradiance of the radiator cone shall be controlled by reference to the reading of two type K
sheathed thermocouples mounted diametrically opposite and in contact with, but not welded to, the
element. The thermocouples shall be of equal length and wired in parallel to the temperature controller
and be positioned one-third of the distance from the top surface of the cone.
While phase angle control is allowed for in the temperature controller of the radiator cone, it should be
noted that this will usually require electrical filtering to avoid risk of low-level signal lines.
7.3.2 Framework for support of the radiator cone, specimen holder and heat flux meter
The radiator cone shall be located and secured from the vertical rods of the support framework so
that for non-intumescent materials the lower rim of the radiator cone shade junction is 25 mm ± 1 mm
above the upper surface of the specimen when oriented in the horizontal position. For intumescent
materials, this distance shall be 50 mm. Details of the radiator cone and supports are shown in Figure 4
and Figure 5.
10 © ISO 2017 – All rights reserved
Key
1 heat flux meter mount
2 heat flux meter
3 heating element
4 thermocouple mount and shield
5 pilot burner
Figure 4 — Typical framework for support of radiator cone, specimen holder and flux meter
Key
1 thermocouple
2 radiator cone
3 specimen holder
4 radiator shield
5 heat flux meter support
6 spark ignition housing
Figure 5 — Typical arrangement of radiator co
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5659-2
Quatrième édition
2017-05
Plastiques — Production de fumée —
Partie 2:
Détermination de la densité optique
par un essai en enceinte unique
Plastics — Smoke generation —
Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
Numéro de référence
©
ISO 2017
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principes de l’essai . 3
5 Adéquation du matériau ou du produit en vue des essais . 3
5.1 Géométrie du matériau ou du produit . 3
5.2 Caractéristiques de surface . 3
5.3 Produits asymétriques . 4
6 Construction et préparation des éprouvettes . 4
6.1 Nombre d’éprouvettes . 4
6.2 Dimensions des éprouvettes . 4
6.3 Préparation de l’éprouvette . 5
6.4 Conditionnement . 5
6.5 Enveloppement des éprouvettes . 5
7 Appareillage et équipement auxiliaire . 6
7.1 Généralités . 6
7.2 Enceinte d’essai . 6
7.2.1 Construction . 6
7.2.2 Appareils de contrôle de la pression à l’intérieur de l’enceinte . 7
7.2.3 Température de la paroi de l’enceinte .10
7.3 Support d’éprouvette et appareils de chauffage .11
7.3.1 Cône du radiateur .11
7.3.2 Cadre destiné à supporter le cône du radiateur, le porte-éprouvette et le
fluxmètre thermique .11
7.3.3 Écran du radiateur . .14
7.3.4 Fluxmètre thermique .14
7.3.5 Porte-éprouvette .15
7.3.6 Flamme pilote .15
7.4 Alimentation en gaz .16
7.5 Système photométrique .16
7.5.1 Généralités .16
7.5.2 Source lumineuse .16
7.5.3 Photodétecteur .16
7.5.4 Appareils supplémentaires .18
7.6 Fuites hors de l’enceinte .18
7.7 Produits de nettoyage .19
7.8 Équipement auxiliaire .19
7.8.1 Balance .19
7.8.2 Dispositif de chronométrage .19
7.8.3 Dispositifs de mesure linéaire .19
7.8.4 Radiateur auxiliaire .19
7.8.5 Équipement de protection .19
7.8.6 Dispositif d’enregistrement .19
7.8.7 Dispositif de circulation d’eau .19
8 Environnement d’essai .20
9 Modes opératoires de réglage et d’étalonnage .20
9.1 Généralités .20
9.2 Réglage du système photométrique .20
9.2.1 Généralités .20
9.2.2 Collimation du faisceau .20
9.2.3 Focalisation du faisceau .21
9.3 Sélection du (des) filtre(s) de compensation .21
9.4 Contrôle de la linéarité .21
9.5 Étalonnage du filtre d’extension de gamme.21
9.6 Essai du débit de fuite de l’enceinte .22
9.7 Étalonnage de la flamme pilote .22
9.8 Étalonnage du radiateur conique .22
9.9 Nettoyage .23
9.10 Fréquence des opérations de contrôle et d’étalonnage .23
10 Mode opératoire d’essai.23
10.1 Généralités .23
10.2 Préparation de l’enceinte d’essai .24
10.3 Essais avec flamme pilote .24
10.4 Préparation du système photométrique .24
10.5 Mise en place de l’éprouvette .25
10.6 Enregistrement de la transmission de lumière .25
10.7 Observations .25
10.8 Fin de l’essai .26
10.9 Essais dans différents modes .26
11 Expression des résultats.27
11.1 Densité optique spécifique, D .27
s
11.2 Facteur de correction du faisceau clair, D .27
c
12 Fidélité .28
13 Rapport d’essai .28
Annexe A (normative) Étalonnage du fluxmètre thermique .29
Annexe B (informative) Variabilité de la densité optique spécifique de la fumée mesurée
par l’essai en enceinte unique .30
Annexe C (informative) Détermination de la densité optique massique .32
Annexe D (informative) Données de fidélité obtenues à partir d’essais réalisés avec des
matériaux intumescents .37
Annexe E (informative) Guide sur les essais de densité optique.39
Annexe F (informative) Préparation spécifique des échantillons.47
Bibliographie .50
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ iso/ fr/ avant -propos .html
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 4,
Comportement au feu.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 5659-2:2012), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Elle détaille plusieurs points techniques pour l’échantillonnage (principalement
l’Annexe F) et harmonise la préparation des échantillons avec d’autres normes comme l’ISO 5660-1.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 5659 peut être trouvée sur le site internet de l’ISO.
Introduction
Le feu est un phénomène complexe: son développement et ses effets dépendent d’un certain nombre de
facteurs liés entre eux. Le comportement des matériaux et des produits est fonction des caractéristiques
du feu, de la méthode selon laquelle les matériaux sont utilisés et de l’environnement auquel ils sont
exposés (voir aussi l’ISO/TS 3814 et l’ISO 13943).
L’essai, tel qu’il est spécifié dans le présent document, ne fournit qu’une simple représentation d’un aspect
particulier d’une situation d’incendie potentielle caractérisée par une source de chaleur rayonnante;
considéré de manière isolée, il ne peut fournir aucune indication directe relative au comportement ou
à la sécurité en cas d’incendie. Toutefois, un essai de ce type peut être utilisé à des fins de comparaison
ou pour garantir l’existence d’une certaine qualité de performance (en l’occurrence de la production de
fumée), considérée comme ayant une influence sur le comportement au feu en général. Il serait erroné
d’accorder une toute autre signification aux résultats de cet essai.
Le terme «fumée» est défini dans l’ISO 13943 comme étant la partie visible des particules solides
et/ou liquides en suspension dans les gaz résultant d’une combustion incomplète. Il s’agit de l’une des
premières caractéristiques de la réaction à se manifester et il convient de la prendre presque toujours
en considération lors d’une quelconque évaluation du risque d’incendie, puisqu’elle représente l’une des
plus grandes menaces pour les occupants d’un bâtiment en feu et d’autres structures en flammes telles
que des navires ou des trains.
L’élaboration de l’ISO 5659 qui incombait à l’ISO/TC 92 a été transférée depuis 1987 à l’ISO/TC 61. Il est
néanmoins entendu que le domaine d’application de la norme aux essais de matériaux ne se limite pas
aux matériaux plastiques, mais pourrait éventuellement s’appliquer à d’autres matériaux, y compris les
matériaux de construction.
vi © ISO 2017 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 5659-2:2017(F)
Plastiques — Production de fumée —
Partie 2:
Détermination de la densité optique par un essai en
enceinte unique
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode pour le mesurage de la production de fumée provenant de
la surface exposée d’éprouvettes constituées par des matériaux ou des composites. Elle est applicable
à des éprouvettes qui ont une surface essentiellement plane et dont l’épaisseur est inférieure à
25 mm, lorsqu’elles sont orientées horizontalement et soumises à des niveaux spécifiés d’éclairement
énergétique thermique dans une enceinte fermée, avec ou sans utilisation de flamme pilote. La présente
méthode d’essai est applicable à tous les plastiques.
Les valeurs de densité optique déterminées par le présent essai sont propres au matériau de l’éprouvette
ou de l’assemblage soumis à essai, sous la forme et avec l’épaisseur sélectionnées pour l’essai. Ces valeurs
ne doivent pas être considérées comme révélatrices de propriétés de base, inhérentes au produit.
L’essai est principalement destiné à être utilisé en recherche et développement et en ingénierie de
sécurité incendie dans les bâtiments, les trains, les navires, etc., et non en tant que base d’appréciation
pour des codes de construction ou pour d’autres fins. Aucun élément fondamental n’est fourni pour
prévoir la densité de la fumée susceptible d’être produite par les matériaux exposés à la chaleur et à une
flamme dans d’autres conditions (réelles) d’exposition. Le présent mode opératoire d’essai ne traite pas
de l’effet des irritants sur les yeux.
NOTE Le présent mode opératoire d’essai concerne la perte de visibilité due à la densité de la fumée qui n’est
généralement pas liée au pouvoir irritant (voir Annexe E).
Il est précisé que la production de fumée d’un matériau varie en fonction du niveau d’éclairement
énergétique auquel l’éprouvette est soumise. Les résultats fournis par la méthode spécifiée dans le
présent document sont fondés sur une exposition à des niveaux d’éclairement énergétique spécifiques
2 2
de 25 kW/m et de 50 kW/m .
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 291, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d’essai
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 14934-3, Essais au feu — Étalonnage et utilisation des appareils de mesure du flux thermique —
Partie 3: Méthode d’étalonnage secondaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 13943 ainsi que les
suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
3.1
assemblage
fabrication de matériaux (3.6) et/ou de composites (3.2)
Note 1 à l’article: Les panneaux sandwich sont un exemple d’assemblage.
Note 2 à l’article: L’assemblage peut inclure une couche d’air intermédiaire.
3.2
composite
combinaison de matériaux (3.6) généralement identifiés dans le bâtiment comme entités discrètes
Note 1 à l’article: Les matériaux revêtus ou stratifiés sont des exemples de composites.
3.3
surface essentiellement plane
surface dont l’irrégularité par rapport à un plan ne dépasse pas 1 mm
3.4
surface exposée
surface du produit (3.9) soumise aux conditions de chauffage définies pour l’essai
3.5
éclairement énergétique
quotient du flux énergétique incident sur un élément infinitésimal de la surface contenant ce point, par
la surface de cet élément
3.6
matériau
matériau de base simple ou mélange dispersé de manière uniforme
Note 1 à l’article: Métal, pierre, bois, béton, fibres minérales et polymères sont des exemples.
3.7
densité optique massique
DOM
mesure du degré d’opacité de la fumée en fonction de la perte de masse du matériau (3.6)
3.8
densité optique de la fumée
D
mesure du degré d’opacité de la fumée; logarithme décimal négatif de la transmission relative de la
lumière
3.9
produit
matériau (3.6), composite (3.2) ou assemblage (3.1) à propos duquel des informations sont requises
3.10
densité optique spécifique
D
s
densité optique multipliée par un facteur calculé en divisant le volume de l’enceinte d’essai par le produit
(3.9) de la surface exposée de l’éprouvette (3.11) et la longueur du chemin de la lumière
Note 1 à l’article: Voir 11.1.1.
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
3.11
éprouvette
pièce représentative du produit qui doit être soumis à essai, y compris le substrat ou un traitement
quelconque
Note 1 à l’article: L’éprouvette peut inclure une couche d’air intermédiaire.
3.12
matériau intumescent
matériau (3.6) de dimensions instables, présentant une structure expansée carbonée
Note 1 à l’article: Généralement, un matériau présentant une structure expansée carbonée d’épaisseur >10 mm
au cours de l’essai, le radiateur conique étant distant de 25 mm de l’éprouvette, est considéré comme un matériau
intumescent.
4 Principes de l’essai
Les éprouvettes du produit sont montées horizontalement dans une enceinte et exposées à un
rayonnement thermique sur leurs surfaces supérieures, à des niveaux déterminés d’éclairement
énergétique constant pouvant atteindre jusqu’à 50 kW/m .
La fumée émise est recueillie dans l’enceinte qui contient également les appareils photométriques.
L’atténuation d’un rayon lumineux traversant la fumée est mesurée. Les résultats sont notifiés en tant
que densité optique spécifique.
5 Adéquation du matériau ou du produit en vue des essais
5.1 Géométrie du matériau ou du produit
5.1.1 La méthode est applicable aux matériaux essentiellement plats, aux produits, aux composites et
aux assemblages dont l’épaisseur ne dépasse pas 25 mm.
5.1.2 La méthode est influencée par de faibles variations de la géométrie, de l’orientation de la surface,
de l’épaisseur (totale ou des couches individuelles), de la masse et de la composition du matériau;
par conséquent, les résultats obtenus en appliquant la présente méthode s’appliquent uniquement à
l’épaisseur du matériau ou du produit soumis à essai.
5.1.3 Il n’est pas possible de calculer la densité optique spécifique d’un matériau ou d’un produit d’une
certaine épaisseur à partir de la densité optique spécifique du même matériau ou produit ayant une
épaisseur différente.
5.2 Caractéristiques de surface
Un matériau ou un produit ayant l’une des caractéristiques suivantes est approprié pour être soumis
à essai:
a) une surface exposée essentiellement plane;
b) une surface irrégulière qui est uniformément répartie sur la surface exposée à condition que:
1) au moins 50 % de la surface d’une zone représentative de 100 mm s’étend jusqu’à une
profondeur de 10 mm à partir d’un plan défini par les points les plus hauts de la surface
exposée, ou
2) pour les surfaces présentant des fêlures, des fissures, ou des trous n’excédant pas 8 mm en
largeur ou 10 mm en profondeur, la surface totale de tels fêlures, fissures ou trous à la surface
n’excède pas 30 % d’une zone représentative de 100 mm de la surface exposée.
Lorsqu’une surface exposée ne satisfait pas les exigences du 5.2 a) ou 5.2 b), le matériau ou le produit
doit être soumis à essai dans une forme modifiée se conformant autant que possible aux exigences
donnée au 5.2. Le rapport d’essai doit mentionner que le matériau ou le produit ont été soumis à essai
dans une forme modifiée et décrire clairement la modification.
5.3 Produits asymétriques
Il est possible que les faces des matériaux soumis à l’évaluation au moyen de la présente méthode
soient différentes les unes des autres ou que les matériaux comportent des strates de divers matériaux
disposés différemment d’une face à l’autre. Si l’une ou l’autre des faces est susceptible d’être exposée au
feu en cours d’utilisation, une évaluation des deux faces doit être effectuée.
6 Construction et préparation des éprouvettes
6.1 Nombre d’éprouvettes
6.1.1 L’échantillon pour essai doit comprendre au moins 12 éprouvettes si l’essai est réalisé pour
les quatre modes: six éprouvettes doivent être soumises à essai à 25 kW/m (trois éprouvettes avec
flamme pilote et trois éprouvettes sans flamme pilote) et les six restantes doivent être soumises à essai
à 50 kW/m (trois éprouvettes avec flamme pilote et trois éprouvettes sans flamme pilote).
Si l’essai est effectué pour moins de quatre modes, au moins trois éprouvettes par mode doivent être
soumises à essai.
6.1.2 Un nombre supplémentaire d’éprouvettes comme spécifié en 6.1.1 doit être utilisé pour chaque
face, conformément aux exigences de 5.2.
6.1.3 12 éprouvettes supplémentaires (c’est-à-dire trois éprouvettes par mode d’essai) doivent être
mises de côté si les conditions spécifiées en 10.9 l’exigent.
6.1.4 Pour les matériaux intumescents, il est nécessaire de réaliser un essai préliminaire en plaçant
le radiateur conique à 50 mm de l’éprouvette, ce qui nécessite d’utiliser au moins deux éprouvettes
supplémentaires.
6.2 Dimensions des éprouvettes
6.2.1 Les éprouvettes doivent être carrées et mesurer 75 mm ± 1 mm de côté.
6.2.2 Les matériaux ayant une épaisseur nominale inférieure ou égale à 25 mm doivent être évalués
sur leur épaisseur totale. Pour les essais comparatifs, les matériaux doivent être évalués sur une
épaisseur de 1,0 mm ± 0,1 mm. Tous les matériaux consomment de l’oxygène lorsqu’ils brûlent dans
l’enceinte et la production de fumée de certains matériaux (en particulier des éprouvettes d’épaisseur
importante ou ayant une vitesse de combustion élevée) est influencée par la concentration réduite en
oxygène dans l’enceinte. Les matériaux soumis à essai doivent, autant que possible, présenter l’épaisseur
de l’application finale.
6.2.3 Les matériaux ayant une épaisseur supérieure à 25 mm doivent être prélevés de manière à
obtenir une éprouvette de 25 mm ± 0,1 mm d’épaisseur, de façon à pouvoir évaluer la face originale (non
découpée).
6.2.4 Les éprouvettes de matériaux multicouches ayant une épaisseur supérieure à 25 mm, consistant
en un ou en plusieurs matériaux de base dont les parements sont constitués de matériaux différents,
doivent être préparées conformément à 6.2.3 (voir également 6.3.2).
4 © ISO 2017 – Tous droits réservés
6.3 Préparation de l’éprouvette
6.3.1 L’éprouvette, qui doit être représentative du matériau, doit être préparée conformément aux
modes opératoires décrits en 6.3.2 et en 6.3.3. Les éprouvettes doivent être découpées, sciées, moulées
ou estampées à partir de surfaces identiques de l’échantillon de matériau; leur épaisseur et, si nécessaire,
leur masse doivent être notées.
6.3.2 Si l’on soumet à essai des sections planes de même épaisseur et de même composition au lieu
de parties courbes, moulées ou spéciales, cela doit être noté dans le rapport d’essai. Le substrat ou les
matériaux de base des éprouvettes doivent être identiques à ceux utilisés en pratique.
6.3.3 Lorsque des matériaux de revêtement, y compris les peintures et les adhésifs, sont soumis aux
essais avec le substrat ou la base tels qu’utilisés en pratique, les éprouvettes doivent être préparées
conformément à la pratique normale; dans ce cas, il est nécessaire de noter dans le rapport d’essai la
méthode d’application du revêtement, le nombre de couches de revêtements et le type de substrat.
6.3.4 La présente méthode a été jugée appropriée pour les applications extérieures dans le domaine
des matières plastiques ou des produits transformés dans leur forme d’usage. De telles conditions
spécifiques d’échantillonnage sont proposées à l’Annexe F.
6.4 Conditionnement
6.4.1 Avant d’être préparées en vue de l’essai, les éprouvettes doivent être conditionnées jusqu’à ce
qu’elles atteignent une masse constante à 23 °C ± 2 °C et à une humidité relative de (50 ± 10) % selon
l’ISO 291.
On considère que la masse constante a été atteinte lorsque deux valeurs pondérales obtenues
successivement avec un intervalle de 24 h ne diffèrent pas l’une de l’autre de plus de 0,1 % de la masse
de l’éprouvette ou de 0,1 g, la valeur la plus élevée étant retenue. Les matériaux tels que les polyamides
qui requièrent plus d’une semaine de conditionnement pour obtenir l’équilibre peuvent être soumis à
essai pendant une durée spécifiée par le commanditaire. Cette durée ne doit pas être inférieure à une
semaine et doit être indiquée dans le rapport d’essai.
6.4.2 Dans l’enceinte de conditionnement, les éprouvettes doivent être supportées par des grilles de
sorte que toutes les surfaces soient en contact avec l’air.
Un courant d’air forcé peut être utilisé dans l’enceinte de conditionnement pour contribuer à
l’accélération du processus de conditionnement.
Les résultats obtenus au moyen de la présente méthode peuvent être influencés par de faibles
différences de conditionnement des éprouvettes. Il est important, par conséquent, de s’assurer que les
exigences de 6.4 ont été suivies scrupuleusement.
6.5 Enveloppement des éprouvettes
6.5.1 Le dos, les bords et la surface frontale périphérique de la totalité des éprouvettes doivent être
recouverts d’une simple feuille d’aluminium (d’environ 0,04 mm d’épaisseur), la face mate de la feuille
étant en contact avec l’éprouvette. La surface située au centre de l’éprouvette ainsi laissée exposée
mesure 65 mm × 65 mm. Il est nécessaire de veiller à éviter de percer la feuille et de ne pas faire de plis
superflus lors de l’opération d’enveloppement. La feuille doit être pliée de manière à réduire au minimum
les pertes de matière fondue au niveau inférieur du porte-éprouvette. Après avoir monté l’éprouvette
dans le porte-éprouvette, les parties de feuille qui dépassent des bords avant doivent être coupées.
6.5.2 Les éprouvettes enveloppées ayant une épaisseur jusqu’à 12,5 mm doivent être supportées par
3 3
une plaque de panneau isolant incombustible de masse volumique égale à 850 kg/m ± 100 kg/m après
passage à l’étuve et de 12,5 mm d’épaisseur nominale et une couche de fibres réfractaires de faible masse
volumique (nominale de 65 kg/m ) sous le panneau incombustible.
Les éprouvettes enveloppées ayant une épaisseur supérieure à 12,5 mm mais inférieure à 25 mm
doivent être supportées par une couche de fibres réfractaires de faible masse volumique (nominale
de 65 kg/m ).
Les éprouvettes enveloppées ayant une épaisseur de 25 mm doivent être soumises à essai sans panneau-
support ni couche de fibres réfractaires.
6.5.3 Pour les matériaux résilients, chaque éprouvette dans son enveloppe de feuille d’aluminium
doit être placée dans le porte-éprouvette de telle manière que la face exposée repose au ras de la face
intérieure de l’ouverture du porte-éprouvette. Les matériaux avec des faces exposées irrégulières ne
doivent pas dépasser au-delà du plan de l’ouverture dans le porte-éprouvette.
6.5.4 Les éprouvettes imperméables de faible épaisseur telles que les films thermoplastiques, qui
gonflent au cours de l’essai en raison des gaz piégés entre le film et le support, doivent être maintenues
approximativement planes, en réalisant deux ou trois entailles (de 20 mm à 40 mm de longueur)
destinées à servir d’évents.
7 Appareillage et équipement auxiliaire
7.1 Généralités
L’appareillage (voir Figure 1) doit comprendre une enceinte d’essai étanche pouvant contenir un porte-
éprouvette, un cône de réémission, une flamme pilote, un système de mesurage et de transmission de
lumière, et les équipements auxiliaires permettant de contrôler les conditions de fonctionnement au
cours de l’essai.
7.2 Enceinte d’essai
7.2.1 Construction
7.2.1.1 L’enceinte d’essai (voir Figures 1 et 2) doit être fabriquée en panneaux stratifiés dont la surface
intérieure doit être en métal émaillé d’épaisseur inférieure ou égale à 1 mm ou en tout autre métal
équivalent revêtu, résistant aux attaques chimiques et à la corrosion et pouvant être nettoyé facilement.
Les dimensions intérieures de l’enceinte doivent être de 914 mm ± 3 mm de longueur, de 914 mm ± 3 mm
de hauteur et de 610 mm ± 3 mm de profondeur. L’enceinte doit être dotée d’une porte à charnière
montée sur la face antérieure, comprenant une fenêtre d’observation et un écran opaque amovible pour
la fenêtre afin d’empêcher la lumière de pénétrer dans l’enceinte. La porte de l’enceinte doit occuper une
face complète de l’enceinte d’essai. Un panneau gonflable de sécurité composé d’une feuille d’aluminium
ne dépassant pas 0,04 mm d’épaisseur et ayant une surface minimale de 80 600 mm , doit être fixé au
fond de l’enceinte de manière à former une protection étanche à l’air.
Une grille de fils d’acier inoxydable peut être placée au-dessus du panneau gonflable pour le protéger.
Il est important que cette grille soit distante d’au moins 50 mm du panneau gonflable pour empêcher
toute obstruction en cas d’explosion.
7.2.1.2 Deux fenêtres optiques, mesurant chacune 75 mm de diamètre, doivent être montées en haut
et au fond de l’enceinte, aux emplacements représentés à la Figure 2, leur face intérieure étant alignée
sur la partie extérieure du revêtement de l’enceinte. La partie inférieure de la fenêtre ménagée dans
le plancher doit être équipée d’un radiateur électrique annulaire, ayant une puissance approximative
de 9 W, qui doit permettre de maintenir la surface supérieure de la fenêtre à une température juste
suffisante pour y réduire au minimum la condensation de la fumée (une température de 50 °C à 55 °C a
été jugée comme étant acceptable). Le bord de la partie inférieure de la fenêtre ne doit pas interrompre
le chemin de la lumière. Des plates-formes optiques de 8 mm d’épaisseur doivent être montées autour
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des fenêtres à l’extérieur de l’enceinte et être solidement maintenues en place les unes par rapport aux
autres par trois tiges métalliques d’au moins 12,5 mm de diamètre, traversant l’enceinte et solidement
fixées aux plates-formes.
7.2.1.3 D’autres ouvertures doivent être prévues dans l’enceinte à des fins spécifiées et aux
emplacements appropriés. Elles doivent pouvoir être obturées de façon qu’une pression positive pouvant
atteindre 1,5 kPa (jauge de vide de 150 mm) au-dessus de la pression atmosphérique puisse être créée
à l’intérieur de l’enceinte (voir 7.2.2) et maintenue lors des contrôles effectués conformément à 7.6 et
à 9.6. La totalité des éléments constitutifs de l’enceinte doit pouvoir résister à une pression positive
interne plus élevée que celle à laquelle le panneau gonflable de sécurité est susceptible de résister.
7.2.1.4 Un évent d’entrée avec obturateur doit être prévu sur la partie antérieure de l’enceinte (au
niveau supérieur) ou sur le toit, et à distance du cône du radiateur. Un évent de sortie avec obturateur
doit être prévu au fond de l’enceinte aboutissant à un ventilateur extracteur capable de créer une
pression négative d’au moins 0,5 kPa (jauge de vide de 50 mm). Il est recommandé que l’évent de sortie
du ventilateur soit raccordé à système d’extraction du laboratoire, en utilisant généralement un tuyau
flexible avec un diamètre compris entre 50 mm et 100 mm.
7.2.2 Appareils de contrôle de la pression à l’intérieur de l’enceinte
Des dispositions doivent être prises pour contrôler la pression à l’intérieur de l’enceinte d’essai. Un
manomètre à eau caractérisé par une plage de mesurage allant jusqu’à 1,5 kPa (jauge de vide de 150 mm)
doit être relié à un régulateur de pression et à un tube placés au niveau de la partie supérieure de
l’enceinte. Le manomètre peut être électronique ou un tube rempli d’un fluide approprié (eau ou un
fluide indicateur approprié).
Un régulateur de pression adéquat (voir Figure 3) se compose d’une bouteille avec un orifice, remplie
d’eau, et d’un tuyau flexible de 25 mm de diamètre, introduit jusqu’à 100 mm sous la surface de l’eau,
l’autre extrémité du tuyau étant raccordée au manomètre et à l’enceinte. Le régulateur doit être purgé
vers le système de sortie.
a) Représentation schématique d’un appareil d’essai type
b) Exemple d’appareil d’essai type
Légende
1 système de mesurage optique 8 flamme pilote
2 manomètre 9 éprouvette dans le porte éprouvette
3 trajet optique 10 appareil de pesée
4 évent supérieur (sur le toit) et évent inférieur 11 porte à ouverture sur la totalité de la face avant
raccordé au ventilateur d’extraction (au fond)
5 enceinte 12 fenêtre du système optique
6 radiateur conique 13 source de lumière
7 fenêtre
Figure 1 — Appareillage d’essai
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Dimensions en millimètres (pas à l’échelle)
5 7
Légende
1 évent de sortie
2 thermocouple sur la paroi
3 plate-forme optique
4 assemblage du radiateur conique
5 fenêtre optique
6 panneau gonflable de sécurité
7 radiateur au niveau de la fenêtre
Figure 2 — Plan d’une enceinte d’essai type
Dimensions en millimètres
(kPa)
Légende
1 vers le système de sortie
2 paroi de l’enceinte
3 rétrécissement pour empêcher toute décharge de liquide
4 émanation en provenance de l’enceinte
5 bouteille d’eau
6 manomètre en verre ou tube en U (rempli d’une solution aqueuse de colorant jusqu’au repère zéro)
Figure 3 — Jauge de surpression de l’enceinte type
7.2.3 Température de la paroi de l’enceinte
Une jonction de mesure d’un thermocouple, constitué de fils ayant un diamètre ne dépassant pas 1 mm,
doit être montée au centre de la face intérieure de la paroi arrière de l’enceinte, en la recouvrant d’un
disque isolant (par exemple en mousse de polystyrène) caractérisé par une épaisseur d’environ 6,5 mm
et par un diamètre ne dépassant pas 20 mm, fixé à la paroi de l’enceinte au moyen d’un ciment approprié.
La jonction du thermocouple doit être raccordée à un appareil d’enregistrement ou à un compteur et le
système doit permettre de mesurer des températures de 35 °C à 80 °C (voir 10.2.2).
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