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阻燃法规加速复合材料在列车行业中的应用

http://cn.newmaker.com 7/22/2010 8:10:00 PM 佳工机电网

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受碳氢燃料成本迅速增长的推动，全球的公共交通行业再次呈现出增长趋势。为公共交通行业提供复合材料的制造商也经历着实质的增长，但这种增长可能是相当困难的，因为全球许多国家都制定了大量的阻燃法规。

优势

用复合材料制造轨道客车和机车已经不是什么新鲜事。复合材料在公共交通中的首次应用要追溯到25年前，其后复合材料由于具有超越金属和木头的可塑性和性能，逐渐获得认可。

从那时起，树脂和制造技术的进步给复合材料带来了更多的性能，使其成为公共交通车辆的首选材料。除了设计的灵活性，与其他材料相比，复合材料还大大减轻了重量，需要的维护的大大减少。火车制造商最关注的问题之一是火焰蔓延、烟尘和毒性（FST），因为这些材料本身是可燃的。

阻燃法规

制定法规保护列车上的乘客是件重要的事。许多国家已经针对这些类型的车辆制定了阻燃法规。由于每个国家的要求不同，现在几乎都采用不同的测试方法。火焰蔓延和烟尘测试是没有关联的。复合材料在某一种测试中可能满足最高的法规级别，但在另一种测试中却不行。

例如，美国拥有为城际列车的运行而制定的阻燃法规49 CFR part 216等，还有第二种非官方的名为Docket 90的标准。美国国家消防协会也制定了一个针对公共交通车辆的名为NFPA 130的防火法规。所有标准都对火焰蔓延和烟尘有明确要求，以免除乘客的烧伤危险，给他们足够的时间安全逃离车辆。

火焰蔓延的测试以ASTM E162发光板为基础，烟尘测试以ASTM E662烟尘密度为基础。所有车辆车身和车顶的要求都是：火势蔓延最大35，烟尘密度最高100/90s和200/4min。某些车辆制造商采用更严格的规定，也进行毒性测试。

目前，欧洲每个国家都有自己的测试程序和要求。欧洲的列车行业有一个新的强制性的通用技术规格（TSI），由欧洲铁道部主管。针对所有列车车辆的TSI采用了英国、法国、意大利、波兰的防火法规标准和德国最新的DIN 5510-2。满足任意标准的的车辆都可以通过欧盟的边界。每种法规都采用不同的方法测试火焰蔓延和烟尘混浊度。这些测试方法之间没有什么关联。某种复合材料产品满足了这个国家的法规，但可能不满足另一个国家的。如果某辆车只是在一个国家之内运行，那么它只需满足这个国家的要求。

统一的标准

欧盟已经启动相关计划，开发列车的欧洲统一测试标准，FIRRESTAR（轨道阻燃标准研究）项目致力于调查欧洲统一的阻燃法规的需求。欧们委员会整理被制定了统一的标准，并使用统一的代号：F=火焰蔓延，I=可燃性，R=放热速率，S=烟尘混浊度，T=烟尘毒性，合起来称作FIRST。

FIRST概念推出之后，欧盟又开始了欧洲铁路标准EN 45545的开发。该项目由负责CEN TC 256的一个联合工作小组完成，每个国家至少有一名代表在该工作委员会内。由于测试方法的不同，各个国家的代表之间进行了激烈的讨论，特别是在烟尘毒性测试方法的选择。这项工作已经进行了十年多。

2006年，CEN TC 256委员会决定对法规进行一些重大改变，即禁用目前正在使用的许多材料，从而改进燃烧安全性。委员会还进行了更实际的讨论，制定了三个危险级别：HL1、HL2和HL3。HL1级是最宽松的，HL3时最严格的。

EN 45545还会有四种车辆操作类别和四种设计类别，根据车辆操作和设计标准的不同，该标准将需要不同的危害级别。火焰蔓延测试是以IMO发光板试验ISO 5658-2为基础的。放热采用ISO 5660-2锥形量热仪测定。烟尘混浊度采用EN ISO 5659-2测定。技术标准TS 45545将于2008年8月出版，其中会列举收集到的所有实验数据。TS 45545的出版经过12个月的复查期后进入最终阶段，以便使EN 45545获得全面认可。如果计划顺利，EN 45545有可能在2010年实施。

新法规的实施将使得车辆生产商、制造商和树脂生产商能够更加容易地获得欧洲认可的纤维增强塑料产品。他们不必在每个国家都进行FRP的测试和认可，只需得到新法规的认证就可以在整个欧洲国家得到认可。

一些亚洲国家通常采用欧洲或美国的阻燃标准，但将来他们可能采用自己的阻燃标准，例如中国的TB/T3138-2006。有时最终的决定权在负责建造铁路的设计公司（例如Bombardier、Alstom、Kawasaki或Siemens）那里，他们通常采用自己国家的标准。

亚什兰的阻燃树脂MODAR和HETRON已在全世界用于车辆和机车的制造。为一些特殊工艺（如手糊、喷涂、树脂传递成型、真空灌注和拉挤成型）而开发的阻燃树脂可以满足当地的所有阻燃标准。

FRP系统将满足新的欧盟标准的需求，将来此类材料的使用不会受到阻碍。实际上，随着欧洲及世界其他地区的阻燃标准的统一，预计将来可以更容易地获得通过认证的FRP材料。既然只需要通过一种测试标准，而不是几种不同的标准，那么通过认证的新材料就会越来越容易获得。

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