Chứng nhận UL trong ngành công nghiệp: cần thời gian để hiểu rõ những hiểu lầm

Có nhiều nhầm lẫn cần làm rõ về các loại vỏ bọc của cáp khi cháy sinh ra ít khói và không chứa halogen (low-smoke halogen-free) và các vật liệu sử dụng trong vỏ bọc của chúng.

Những thông tin quảng cáo về sản phẩm cáp low-smoke halogen-free, gọi tắt là LSHF - hay còn được biết đến trong ngành là cáp cháy ít khói và không halogen (low-smoke zero-halogen hoặc gọi tắt là LSZH) - đã tồn tại trong thời gian dài. Người dùng cần hiểu rõ những thông tin này do nhà sản xuất thường tự chứng nhận và có thể họ sử dụng các quy trình kiểm tra cáp không dựa theo tiêu chuẩn. Bài viết sẽ làm rõ những nhầm lẫn này.
 

Các sản phẩm cáp LSHF có nguồn gốc ở Châu Âu và Hoa Kỳ vào những năm 1970. Trong những năm 1980, chúng được sử dụng trong các hệ thống đường ngầm ở London, Hải quân Hoa Kỳ và hệ thống giàn khoan dầu ngoài khơi Biển Bắc. Các loại cáp LSHF thường được lắp đặt trong không gian hạn chế, nơi mà chất độc hại và độ ăn mòn của khói sinh ra khi hỏa hoạn gây tác hại nghiêm trọng.

Việc sử dụng các sản phẩm cáp LSHF tại Hoa Kỳ diễn ra khá chậm cho đến khi xảy ra một số vụ cháy nghiêm trọng, điển hình là vụ cháy L’Enfant Plaza ngày 12/01/2015 tại Washington DC. Nguyên nhân gây hỏa hoạn phát sinh bởi sự cố điện. Khói sinh ra phủ kín đường hầm làm một người chết và nhiều người khác bị thương.

Các sản phẩm cáp LSHF thường bao gồm cáp điện và cáp điều khiển, nhưng hiện tại đã phân nhánh thành cáp dữ liệu/viễn thông, cáp quang và nhiều loại cáp khác. Chúng cũng được sử dụng ở nhiều nơi có không gian hạn chế như đường hầm, tàu điện ngầm, các loại tàu, tàu ngầm và hầm mỏ. Hiện nay, cáp LSHF còn được sử dụng trong các bệnh viện và trung tâm dữ liệu. Tổ chức UL sẽ đề xuất dùng ký hiệu HF và LSHF cho ấn bản của Bộ luật Quốc gia về điện vào năm 2020.

Những quốc gia thuộc Châu Á và Nam Mỹ đang dần áp dụng các sản phẩm cáp LSHF đáp ứng tiêu chuẩn, điều mà các nước Châu Âu đã thực hiện từ lâu. Trong nền kinh tế toàn cầu ngày nay, tất cả nhà sản xuất cáp đều dễ dàng tiếp cận với tiêu chuẩn dành riêng cho cáp LSHF để sản xuất những sản phẩm có thể bán và sử dụng trên toàn thế giới.

Để hiểu rõ hơn về cáp LSHF, chúng ta cần xem xét halogen là gì. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, có năm nguyên tố thuộc nhóm Halogen ở cột 17 là flo, clo, brom, astatin, iốt. Ba nguyên tố chính thường có trong các vật liệu cách điện và vỏ bọc cáp là clo, brom và flo.

Bốn tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp dây và cáp gồm IEC 60754-1, IEC 60754-2, IEC 61249-2 dành cho các loại cáp không chứa halogen, và MIL DTL-24643C Mục 3.3 (NEMA WC57) là nguồn gốc gây ra một số hiểu nhầm trong việc kiểm tra hàm lượng halogen của cáp và chất liệu. Đặc biệt, có mối liên quan không rõ ràng giữa hai tiêu chuẩn IEC 60754-1 “Kiểm tra khí phát sinh trong quá trình đốt vật liệu từ cáp – Mục 1: Xác định khí axit Halogen” và IEC 60754-2 “Kiểm tra khí phát sinh trong quá trình đốt vật liệu từ cáp – Mục 2: Xác định tính axit (bằng phương pháp đo độ pH) và độ dẫn điện”.

Những tiêu chuẩn này không kiểm tra hoặc tham khảo hàm lượng từng nguyên tố clo, brom hoặc flo mà chỉ kiểm tra hàm lượng axit halogen theo IEC 60754-1, và tiến hành đo độ pH và độ dẫn điện theo IEC 60754-2 trong quá trình đốt cháy chất liệu. Ngoài ra, đối với IEC 60754-2, giá trị pH tối thiểu là 4.3 và độ dẫn điện tối đa là 10 µS/mm được xem như “yêu cầu hiệu suất khuyến nghị” trong Phụ lục A của tiêu chuẩn. Khuyến nghị này chỉ là các “đề nghị” và trái ngược với yêu cầu “quy chuẩn”.

IEC gần đây đã phát triển bộ tiêu chuẩn cho cáp LSHF gồm 62821-1, -2, và -3 dành cho “Cáp điện không Halogen, ít khói, vỏ bọc cách nhiệt và cách điện có khả năng chịu điện áp cao lên đến 450/750V.” Các sản phẩm áp dụng loạt tiêu chuẩn này sẽ là những sản phẩm đầu tiên sử dụng nguyên liệu không chứa halogen (HF), đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu về khói sinh ra từ cáp khi cháy, đồng thời ứng dụng ký hiệu LSHF khi đánh dấu thông tin trên bề mặt cáp.

Nhờ xuất bản bộ tiêu chuẩn này, UL đã phát triển hai chương trình chứng nhận mới: dịch vụ chứng nhận chất liệu (Material Recognition) và chứng nhận đánh dấu bề mặt cáp (Cable Surface Mark).

Dịch vụ chứng nhận chất liệu sử dụng nhiều phương pháp thử nghiệm theo IEC 60754-1/-2 và IEC 62821-1/-2 và được mô tả trong Subject Outline UL 2885 “Đề cương kiểm tra khí axit, tính axit, độ dẫn điện của vật liệu bị đốt cháy và đánh giá thành phần halogen”, áp dụng từ ngày 12/02/2015. Dịch vụ này được phát triển để hỗ trợ các nhà cung cấp vật liệu cách nhiệt, vật liệu làm vỏ bọc, hoặc những thành phần liên quan đến cáp như băng keo, bao bì,… và có thể tóm tắt như sau:

IEC 60754-1. Theo UL 2885, vật liệu dễ cháy được đánh giá bằng lượng Hydro Clorua (HCl) và được phân loại trong Bảng phân loại hiệu suất (Performance Level Category - PLC). Biểu đồ PLC trong Bảng 8.1 của UL 2885 được UL phát triển và không được tìm thấy trong IEC 60754-1. Do đó, các vật liệu dễ cháy (vỏ cách điện, vỏ bọc, băng keo,…) đánh giá theo tiêu chuẩn này sẽ không được công nhận hoặc khẳng định về thành phần halogen, không thích hợp sử dụng trong các sản phẩm cáp không chứa halogen, halogen thấp hoặc LSZH.

IEC 60754-2. Các vật liệu dễ cháy đánh giá theo tiêu chuẩn này sẽ được kiểm tra độ pH và tính dẫn điện theo UL 2885. Các vật liệu dễ cháy (vỏ cách điện, vỏ bọc, chất độn, băng keo,...) được đánh giá theo tiêu chuẩn này cũng không được phép sử dụng trong các sản phẩm cáp không chứa halogen, halogen thấp hoặc LSZH.

IEC 62821-2/-2. Theo tiêu chuẩn UL 2885, vật liệu dễ cháy được đánh giá dựa theo hàm lượng halogen. Các vật liệu được đánh giá theo tiêu chuẩn này sẽ trải qua quy trình Chứng nhận chất liệu “HF” đối với bất kỳ hợp chất hoặc thành phần dễ cháy có trong cáp. Các nhà cung cấp vật liệu cách nhiệt, vỏ bọc bên ngoài và các thành phần liên quan đến cáp có thể lựa chọn quy trình chứng nhận chất liệu dựa theo một hoặc nhiều tiêu chuẩn trên.

Đối với các nhà sản xuất dây và cáp, tổ chức UL đã tạo ra các ký hiệu “-HF” và “-LSHF” để đánh dấu trên bề mặt cáp theo tiêu chuẩn IEC 62821-3 (ví dụ CMR-LSHF hoặc OFNR-LSHF, TC-LSHF, RHHW-HF, CM- HF, SJO-HF,…). Những ký hiệu này được công bố trong “Dịch vụ cung cấp chứng nhận Halogen Free (HF) và Low Smoke Halogen Free (LSHF)” vào ngày 20/02/2015.

Đối với cáp mang ký hiệu “-HF” và “-LSHF”, tất cả vật liệu dễ cháy (bao gồm vỏ cách điện, vỏ bọc, băng keo, lớp giáp bảo vệ,...) trước tiên phải được chứng nhận theo chương trình chứng nhận vật liệu theo UL 2885 (đã mô tả ở trên), hoặc được thử nghiệm bởi các nhà sản xuất cáp. Nhà sản xuất cáp sẽ được phép sử dụng nhãn “-HF” hoặc “-LSHF” để đánh dấu trên cáp khi họ sử dụng các vật liệu không chứa halogen đã được chứng nhận.

Hiện tại, UL đã chứng nhận bảy công ty dây và cáp được đánh nhãn “HF” và “LSHF” lên một số sản phẩm và mười nhà cung cấp vật liệu không chứa halogen cho ngành công nghiệp dây và cáp.

Võ Phan Hồng Phước
Theo Cablinginstall