Розвиток наукових основ створення термозахисного спеціального одягу

Шостий розділ присвячено питанням розроблення технологій проектування та виготовлення спеціального захисного одягу для різноманітних умов експлуатації в системі “навколишнє середовище - термозахисний спецодяг - людина”. Запропоновано концепцію проектування стадій дизайн-системи спецодягу, яка дає можливість поєднати експлуатаційні, захисні та естетичні показники на етапі його проектування. Показано, що проектування термозахисного спецодягу передбачає дотримання принципів уніфікації та стандартизації. Розглянуто особливості проектування і виготовлення фрагментів спецодягу з пасивним і активним теплозахистом, запропоновано конструктивну будову ТЗСО, розроблено проектно-технологічні схеми оброблення і герметизації з'єднань з урахуванням властивостей матеріалів та фурнітури; наведено проектно-технологічні рішення щодо різновидів ТЗСО.

Сьомий розділ присвячено практичному використанню результатів досліджень.

Основною метою проведення досліджень ТЗСО є визначення основних реальних значень його параметрів - тривалості захисної дії, маси, середнього терміну експлуатації під час виконання заданих видів робіт, темпу виконання робіт за відповідних температурно-кліматичних умов, а також відповідності цих параметрів вимогам технічного завдання і результатам теоретичних досліджень. Запропоновано методи випробувань, які включають попередні, приймальні, фізіолого-гігієнічні та виробничі випробування.

Для проведення досліджень обрано комплекти ТЗСО, новизну конструктивно-технологічних рішень яких підтверджено нормативними документами і патентами України, та які розроблено і виготовлено безпосередньо автором або за його участю в умовах промислових і дослідно-експериментальних виробництв. Під час попередніх та приймальних досліджень визначали відповідність комплектів вимогам технічного завдання, а також конструктивно-технологічним і технічним можливостям їх постановляння на промислове виробництво, різновиди термозахисного спецодягу для подальших досліджень. Проводили фізіолого-гігієнічні дослідження комплектів ТЗСО в тепловій камері для оцінки теплового та функціонального стану людини і можливості виконання робіт у високотемпературному середовищі. На тілі випробувальника закріплювали термоелементи для вимірювання температури на поверхні шкіри, ректальної температури і температури підкостюмного простору, а також вимірювання частоти серцевих скорочень. Розраховували значення середньозваженої температури шкіри , тепловмісту і

за допомогою індексу працездатності по Гарвардській пробі “степ-тест” визначали ступінь стомлення людини в комплекті ТЗСО, що дало змогу визначити припустиму і граничну тривалість роботи в комплектах ТЗСО за заданих температур навколишнього середовища.

Для випробування ТЗСО на ефективність захисту від впливу підвищеної температури і променевого теплового потоку під час пожеж у підземних виробітках проводили виробничі дослідження в дослідно-експериментальній штольні, під час яких визначали температуру тіла і температуру в підкостюмному просторі за допомогою пошарового закріплення термопар. Рятувальники виконували регламентовані роботи, по закінченні яких проводили їх опитування про суб'єктивні відчуття і зручність комплекту в експлуатації, а після співставлення одержаної інформації з об'єктивними показниками надавали рекомендації щодо застосування спецодягу.

Під час полігонних вогневих випробувань встановлювали обсяг і порядок їх проведення залежно від умов середовища та характеру робіт, для визначення відповідності захисних, ергономічних, фізіолого-гігієнічних показників комплектів ТСЗО, проводили відпрацювання тактичних прийомів використання ТСЗО в натурних умовах, порівняння показників розробленого спецодягу з відповідними показниками аналогів, збирання статистичних даних для визначення надійності та розроблення експлуатаційної документації на комплекти ТЗСО.

Вогневі випробування з використанням манекена “Термомен” проводили за оригінальною методикою фірми Дюпон (Швейцария). Фіксувалися сигнали від 120 термопар, які розташовані на стратегічних ділянках поверхні манекена. З урахуванням отриманих даних визначалися розміри опіків, яких би зазнала людина під час натурних випробувань. В результаті проведених досліджень отримано графічні зображення розташування зон опіків II та III ступенів на поверхні манекена, визначено площі ймовірних опіків у відсотках до загальної площі поверхні шкіри, тривалість часу залишкового полуменевого горіння та, у разі виникнення, тління. Результати досліджень (рис. 11) та відеозапис поведінки комплектів спецодягу в умовах вогневих випробувань засвідчили, що основне теплове навантаження припадає на центральні частини одягу - грудні і плечові частини пілочок та спинок, а також на області колін та стегон ззаду, що в подальшому враховували під час проектування та виготовлення спецодягу.

В результаті проведених досліджень встановлено, що в запропонованих температурних діапазонах отримані значення тривалості захисної дії повністю відповідають теоретичним висновкам. Розв'язки рівнянь теплопровідності та результати математичного моделювання процесів теплоперенесення засвідчили, що збільшення тривалості захисної дії комплектів ТЗСО можливе за рахунок раціонального вибору складу пакетів та систем охолодження її параметрів. Встановлено, що при значеннях термічного опору пакетів R 0,7(м² К)/Вт захист працюючих забезпечується застосуванням систем охолодження розрахованої потужності, що надає змогу розрахувати тривалість захисної дії комплектів ТЗСО в заданих діапазонах ерготермічних навантажень.

Проведеною перевіркою збіжності результатів випробувань з отриманими теоретичними залежностями встановлено, що максимальне відхилення експериментальних даних не перевищує 10,3 % від теоретичних для одягу з пасивним теплозахистом (фізична модель ФМ1) і 7,2 % для одягу з активним теплозахист-том (фізична модель ФМ2). Залежності тривалості захисної дії ТСЗО від температури навколишнього середовища побудовані за фізичними моделями з пасивним і активним тепловим захистом, наведено на рисунках 12; 13. Високий ступінь збіжності параметрів ТСЗО з активним теплозахистом свідчить про високий ступінь прогнозованості поведінки і надійності в разі застосування комплектів такого спецодягу. Відсутність відмов у роботі по захисних показниках також підтверджує відповідність розроблених наукових основ створення ТЗСО реальним умовам його експлуатації у виробничих умовах та під час виконання робіт з ліквідації наслідків природних і техногенних катастроф.

Результати досліджень розроблених комплектів ТЗСО підтверджено актами впровадження, технічними умовами на спеціальний захисний одяг, патентами України на промислові зразки. Результати роботи лягли в основу розробленого проекту Національного стандарту України “Одяг пожежника захисний Загальні технічні вимоги та методи випробувань”.

Размещено на Allbest.ru