ГОСТ Р 12.4.234-2007 ССБТ. Одежда специальная для защиты от термических рисков электрической дуги. Общие технические требования и методы испытаний
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО |
||
|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ |
ГОСТ Р |
Система стандартов безопасности труда
ОДЕЖДА СПЕЦИАЛЬНАЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТЕРМИЧЕСКИХ РИСКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ
Общие технические требования и методы испытаний
IEC 61482-1:2002
Live working - Flame-resistant materials for clothing for thermal protection of workers - Thermal hazards of an electric arc - Part 1: Test methods
( MOD )
|
Москва Стандартинформ 2006 |
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г . № 184-ФЗ «О техническом регулировании» , а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0- 2004 «Стандартизация в Российской Федерации . Основные положения»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации средств индивидуальной защиты ТК 320 «СИЗ» на основе официального аутентичного перевода ФГУП «Стандартинформ» стандарта , указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации средств индивидуальной защиты ТК 320 «СИЗ»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 октября 2007 г . № 279- ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61482-1:2002 «Работа под напряжением . Огнестойкие материалы для термостойкой одежды . Термические риски от воздействия электрической дуги . Часть 1. Методы испытаний » (IEC 61482-1:2002 « Live working - Flame-resistant materials for clothing for thermal protection of workers - Thermal hazards of an electric arc - Part 1: Test methods » ). При этом дополнительные положения , учитывающие потребности национальной экономики Российской Федерации , и нормативные ссылки выделены курсивом .
Наименование настоящего стандарта Российской Федерации изменено относительно наименования указанного ему международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5- 2004 ( подраздел 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов национальные стандарты Российской Федерации , сведения о которых приведены в дополнительном приложении С.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» , а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты» . В случае пересмотра ( замены ) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» . Соответствующая информация , уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Содержание
1 Область применения 2 Нормативные ссылки 3 Термины и определения 4 Классификация 5 Общие технические требования 5.1 Требования к одежде 5.2 Требования к маркировке 5.3 Требования к упаковке, транспортированию и хранению 5.4 Указания по эксплуатации 5.5 Требования к материалам 6 Методы контроля 6.1 Методы испытаний на термическое воздействие электрической дуги Приложение А (обязательное) Измерение длины обугливания Приложение В (справочное) Статистический анализ Приложение С (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных (региональных) стандартов национальным стандартам Российской Федерации, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок
|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ |
Система стандартов безопасности труда ОДЕЖДА СПЕЦИАЛЬНАЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТЕРМИЧЕСКИХ РИСКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ Общие технические требования и методы испытаний Occupational safety standards system. Protective clothing for thermal hazards of an electric arc. General technical requirement and test methods |
Дата введения - 2008 - 07 - 01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на термостойкую специальную одежду повседневной носки ( далее - одежда ) для защиты электротехнического персонала от термических рисков электрической дуги и устанавливает общие технические требования и методы испытаний .
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты :
ГОСТ Р 12.4.185 - 99 Система стандартов безопасности труда . Средства индивидуальной защиты от пониженных температур . Методы определения теплоизоляции комплекта
ГОСТ Р 12.4.200 - 99 Система стандартов безопасности труда . Одежда специальная от тепла и огня . Метод испытаний при ограниченном распространении пламени
ГОСТ Р 12.4.218- 99 Система стандартов безопасности труда . Одежда специальная . Общие технические требования
ГОСТ Р ИСО 6330 - 99 Материалы текстильные . Методы бытовой стирки и сушки , применяемые для испытания тканей , трикотажных полотен и готовых изделий
ГОСТ Р ИСО 15025 - 2007 Система стандартов безопасности труда . Одежда для защиты от тепла и огня - Метод испытания на ограниченное распространение пламени
ГОСТ 12.4.011 - 89 Система стандартов безопасности труда . Средства защиты работающих . Общие требования и классификация
ГОСТ 12.4.103 - 83 Система стандартов безопасности труда . Одежда специальная защитная , средства индивидуальной защиты ног и рук . Классификация
ГОСТ 12.4.115 - 82 Система стандартов безопасности труда . Средства индивидуальной защиты работающих . Общие требования к маркировке
ГОСТ 12.4.124 - 83 Система стандартов безопасности труда . Средства защиты от статического электричества . Общие технические требования
ГОСТ 12.4.221 - 2002 Система стандартов безопасности труда . Одежда специальная для защиты от повышенных температур , теплового излучения , конвективной теплоты . Общие технические требования
ГОСТ 15.309 - 98 Система разработки и постановки продукции на производство . Испытания и приемка выпускаемой продукции . Основные положения
ГОСТ 2590 - 88 Прокат стальной горячекатаный круглый . Сортамент
ГОСТ 10581 - 91 Изделия швейные . Маркировка , упаковка , транспортирование и хранение
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты» , который опубликован по состоянию на 1 января текущего года , и по соответствующим издаваемым информационным указателям , опубликованным в текущем году . Если ссылочный стандарт заменен ( изменен ), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим ( измененным ) стандартом . Если ссылочный стандарт отменен без замены , то положение , в котором дана ссылка на него , применяется в части , не затрагивающей эту ссылку .
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями :
3.1 асимметричный ток дуги ( asymmetrical arc current ): Полный ток дуги , создаваемый при замыкании , включающий постоянную и симметричную составляющие , в амперах ( А ).
3.2 возгорание ( ignition ): Начало горения .
3.3 вскрытие ( brea open ): В электродуговых испытаниях это реакция материала , выраженная в образовании в этом материале одного или нескольких отверстий площадью не более 300 мм 2 либо размером не более 25 мм в любом направлении , позволяющих пламени пройти сквозь материал . Если через отверстие проходит отдельная нить , то это не считается уменьшением его размера .
3.4 горючесть ( ignitability < ignitable >): Свойство материала , включающее горение , сопровождаемое выделением тепла , света и продолжительным горением , приводящим к уничтожению не менее 25 % площади испытуемого образца , подвергнутого воздействию .
3.5 датчик ( sensor ): Устройство , изготовленное из непроводящего жаростойкого материала , в которое вмонтирован калориметр .
3.6 длительность электрической дуги ( arc duration ): Время существования электродугового разряда , в секундах ( с ).
3.7 замыкание ( closure ): Момент возникновения электродугового разряда , определяемый точкой на временном графике тока источника питания .
3.8 значение электродугового термического воздействия ; ЗЭТВ ( arc thermal performance value , ATPV ): Величина энергии , падающей на материал , в результате воздействия которой количество тепла , переданного через материал , достаточно для того , чтобы стать причиной возникновения ожоговой травмы второй степени в соответствии с кривой Столл , выраженная в киловатт - секундах на квадратный метр ( кВт·с / м 2 ).
Примечание - В электродуговых испытаниях ЗЭТВ измеряется в калориях на квадратный сантиметр ( кал / см 2 ), принимается 1 кал / см 2 = 41,858 кВт·с / м 2 .
3.9 капание ( dripping ): При испытании термостойкой одежды - это реакция материала , проявляющаяся в текучести полимерного волокна .
3.10 контрольные датчики ( monitoring sensors ): Датчики , установленные по обе стороны каждой панели или манекена , не покрытые материалом и применяемые для измерения падающей энергии .
3.11 коэффициент снижения тепла ; КСТ ( heat attenuation factor , HAF ): Доля падающей энергии в процентах , которая блокируется тканью или пакетом материалов при уровне падающей энергии , равной ЗЭТВ .
3.12 кривая Столл ( Stoll curve ): Кривая , характеризующая способность кожи человека переносить тепловое воздействие до появления ожоговой травмы второй степени .
3.13 напряжение дуги ( arc voltage ): Падение напряжения , создаваемое электрической дугой , в вольтах ( В ).
3.14 обугливание ( charring ): Образование углеродистого слоя в результате пиролиза или неполного сгорания .
3.15 охрупчивание ( embrittlement ): Образование хрупкого вещества в результате пиролиза или неполного сгорания .
3.16 падающая энергия En ( incident energy , Ej ): Тепловая энергия , получаемая на единицу площади , как прямой результат воздействия электрической дуги , и определяемая по среднему значению выходных сигналов в виде повышения температуры на двух контрольных датчиках , находящихся около испытуемых образцов , выраженная в киловатт - секундах на квадратный метр ( кВт·с / м 2 ).
3.17 пороговая энергия вскрытия Еп в ( brea open threshold energy , EBT ): Высшее значение падающей энергии , воздействующей на ткань или пакет материалов ниже кривой Столл , при котором не происходит их вскрытия , выраженная в киловатт - секундах на квадратный метр ( кВт·с / м 2 ).
3.18 плавление ( melting ): При испытании термостойкой одежды - это реакция материала , проявляемая в размягчении полимерного волокна .
3.19 постоянство термостойких свойств ( permanent of thermal resistant properties ): Сохранность величины защитных свойств термостойких материалов и изделий из них к тепловому воздействию электрической дуги на протяжении установленного срока эксплуатации .
3.20 реакция материала ( material response ): Изменение физического состояния материала под воздействием электрической дуги , определяемое следующими явлениями : вскрытие , плавление , капание , обугливание , охрупчивание , усадка , возгорание .
3.21 ремонтопригодность ( rapaer ability ): Возможность на протяжении установленного срока эксплуатации устранять на одежде последствия нарушения целостности верха изделия , застежек , фурнитуры и т . п . путем осуществления мелкого ремонта в соответствии с инструкцией по уходу за одеждой .
3.22 тепловой поток ( heat flax ): Интенсивность теплового воздействия , определяемая количеством энергии , передаваемой на единицу площади за единицу времени , выраженная в киловаттах на квадратный метр ( кВт / м 2 ).
3.23 уровень защиты ( level protection ): Величина , характеризующая защитные свойства одежды от термических факторов электрической дуги , выраженная в калориях на квадратный сантиметр ( кал / см 2 ).
3.24 усадка ( shrinkage ): При испытании термостойкой одежды - это реакция материала , проявляемая в уменьшении размера образца .
3.25 электродуговой промежуток ( arc gap ): Расстояние между электродами дуги , выраженное в миллиметрах ( мм ).
3.26 энергия дуги ( arc energy ): Величина , полученная как сумма произведений приращения времени и мгновенных значений напряжения и тока во время электродугового разряда , выраженная в джоулях ( Дж ) или киловатт - секундах ( кВт·с ).
4 Классификация
4.1 Виды специальной одежды - по ГОСТ 12.4.011 - 89 .
4.2 В зависимости от значения падающей энергии , выделяемой электрической дугой , одежда подразделяется по ЗЭТВ на следующие уровни защиты в кал / см 2 :
1- й уровень - 5;
2- й уровень - 20;
3- й уровень - 40;
4- йуровень - 60;
5- й уровень - 80;
6- й уровень - 100.
5 Общие технические требования
5.1 Требования к одежде
5.1.1 Одежда должна соответствовать основным требованиям , установленным в ГОСТ Р 12.4.218- 99 , ГОСТ 12.4.221 - 2002 и настоящем стандарте .
5.1.2 Одежду следует изготавливать в соответствии с требованиями настоящего стандарта , промышленной технологии специальной одежды , технических документов , утвержденных в установленном порядке .
5.1.3 Одежда должна обеспечивать защиту от воздействия опасных производственных факторов , вызываемых тепловым излучением электрической дуги , повышенными и пониженными температурами , общими производственными загрязнениями .
5.1.4 Одежду следует изготавливать в соответствии с установленными настоящим стандартом уровнями защиты , из материалов с постоянными термостойкими свойствами , сохраняющими заявленные уровни защиты на протяжении установленного срока эксплуатации .
В зависимости от уровня защиты одежду допускается изготавливать из одного или нескольких слоев термостойкого материала или применять в комплекте с дополнительными видами термостойкой одежды .
5.1.5 Одежду следует испытывать после пяти и 50 стирок на воздействие электрической дугой с одними и теми же заданными параметрами .
5.1.6 Под воздействием высоких температур одежда должна :
обеспечивать стойкость к кратковременному термическому воздействию электрической дуги ;
не поддерживать горения , не плавиться , не капать после удаления из зоны термического воздействия .
5.1.7 Изменение линейных размеров одежды после стирки или химчистки не должно превышать ± 3% как по длине , так и по ширине одежды .
5.1.8 Одежду следует надевать на хлопчатобумажное или термостойкое белье в зависимости от назначения .
Не допускается применение одежды без нательного белья .
5.1.9 Требования к эргономике - по ГОСТР 12.4.218 и настоящему стандарту .
Режимы эксплуатации костюмов должны обеспечивать работу персонала на протяжении рабочей смены в летнее и зимнее время года , в закрытых помещениях и на открытой местности .
5.1.10 Требования к изготовлению - по ГОСТ 12.4.221 - 2002 .
5.1.10.1 Одежду следует изготавливать в мужском , женском , летнем и зимнем исполнениях по размерам и ростам , соответствующим типовой фигуре человека .
Конструкция летней одежды должна предусматривать возможность ее применения в районах обитания энцефалитного клеща .
Одежду следует изготавливать с учетом климатических поясов , для применения в которых она предназначена . Гигиеническая оценка теплоизоляции одежды для защиты от пониженных температур- по ГОСТР 12.4.185 .
5.1.10.2 Размеры и измерения готовой одежды должны соответствовать техническим документам изготовителя .
5.1.10.3 Требования к конструктивным элементам одежды :
фурнитура и застежки на лицевой поверхности одежды должны быть закрыты термостойким материалом верха ;
застежки должны легко расстегиваться , чтобы обеспечивать быстрое удаление одежды при аварийной ситуации ;
не должно быть отлетных кокеток на куртке или вентиляционных клапанов в области шаговых швов .
5.1.10.4 Материалы , нитки , фурнитура , применяемые для изготовления одежды , должны обладать термостойкими свойствами .
5.1.11 Для подтверждения соответствия качества продукции и стабильности технологического процесса изготовитель должен проводить периодические испытания каждой модели одежды не реже , чем 1 раз в 12 мес . Проведение периодических испытаний - по ГОСТ 15.309 - 98 .
5.1.12 Гарантийный срок хранения одежды определяется техническими документами и должен быть не менее трех лет , включая сроки носки .
5.1.13 Ресурс работы одежды должен быть не менее двух лет .
5.1.14 Одежда должна быть ремонтопригодной .
5.1.15 Одежда не должна быть источником опасных и вредных производственных факторов при ее повседневной носке .
5.1.16 Способы утилизации одежды не должны оказывать вредного воздействия на окружающую среду и определяются производителем .
5.1.17 Одежда должна быть совместима со средствами индивидуальной защиты головы , лица , рук и ног работающего .
5.2 Требования к маркировке
5.2.1 Маркировка одежды должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.115 - 82 , ГОСТР 12.4.218 с указанием ЗЭТВ . Обозначение защитных свойств - по ГОСТ 12.4.103 - 83 .
5.2.2 Маркировка должна обеспечивать возможность однозначной идентификации одежды , содержать наименование модели ( артикул ), дату выпуска , товарный знак предприятия - изготовителя , знак соответствия на изделиях , имеющих сертификат .
5.3 Требования к упаковке , транспортированию и хранению
Требования к упаковке , транспортированию и хранению - по ГОСТ 10581 - 91 .
5.4 Указания по эксплуатации
5.4.1 Требования к информации изготовителя и содержанию инструкции по эксплуатации - по ГОСТР 12.4.218 и настоящему стандарту .
5.4.2 Инструкция по эксплуатации должна содержать информацию о защитных свойствах , маркировке , условиях эксплуатации , правилах ухода и ремонта одежды .
5.5 Требования к материалам
5.5.1 Верх одежды следует изготавливать из материалов с постоянными термостойкими свойствами , обеспечивающими защиту от падающей энергии электродугового воздействия в соответствии с установленными уровнями защиты .
5.5.2 Огнестойкость материала или пакета материалов , предназначенных для одежды конкретных моделей , после 5- и 50- кратных стирок не должна ухудшаться . Время остаточного горения , определяемого по ГОСТ Р 12.4.200 - 99 , должно быть не более 2 с .
5.5.3 ЗЭТВ материала или пакета материалов , предназначенных для одежды конкретных моделей , после 5- и 50- кратных стирок не должно снижаться более чем на 5 %.
5.5.4 При работах на взрывоопасных объектах значение удельного поверхностного электрического сопротивления материала или пакета материалов , предназначенных для изготовления одежды , определяемое по ГОСТ 12.4.124 - 83 , после 5- и 50- кратных стирок не должно превышать 107 Ом .
5.5.5 Материал , из которого изготавливают одежду , должен обеспечивать стойкость к механическим воздействиям и стиркам .
Значения показателей : стойкости к истиранию , раздирающим и разрывным нагрузкам , воздухопроницаемости материала верха одежды после 50- кратных стирок не должны снижаться более чем на 20%.
5.5.6 Материалы , применяемые для изготовления одежды , должны иметь санитарно - эпидемиологическое заключение .
6 Методы контроля
6.1 Методы испытаний на термическое воздействие электрической дуги
6.1.1 Значение методов
Методы испытаний предназначены для измерения предельного ЗЭТВ термостойких материалов , из которых следует изготавливать специальную одежду . Термостойкие материалы , предназначенные для изготовления верха одежды , должны испытываться на возгорание нижнего края и должны удовлетворять следующим требованиям : длина обугливания не более 100 мм и продолжительность горения после выноса образца из пламени не более 2 с . Длина обугливания измеряется методом , описанным в приложении А .
Методы применяются для измерения и описания свойств материалов ( метод А ) или одежды ( метод В ) при воздействии на них конвективной энергии и теплового излучения , создаваемых электрической дугой на открытом воздухе в регулируемых лабораторных условиях .
Материалы , используемые в этих методах , имеют форму плоских образцов для метода А и одежды типа верхних рубашек / курток для метода В . Метод А применяют для измерений реакции ткани на воздействие электрической дуги при испытании образцов или пакетов тканей плоской конфигурации . Метод В применяют для измерений реакции одежды на воздействие электрической дуги , включая все компоненты одежды , швейные нити , застежки , ткани и другие аксессуары , при испытании на манекене .
Испытатель должен сам определить соответствующие меры безопасности и охраны труда по 6.1.5.
6.1.2 Принцип методов испытаний
Оба метода определяют значение падающей энергии , которая позволяет прогнозировать ожоговую травму второй степени , когда образцы подвергаются воздействию теплового излучения от электрической дуги .
При испытаниях количество тепла , передаваемого образцами , измеряют с момента инициирования и до окончания воздействия электрической дуги .
Падающий тепловой поток и тепловой поток , прошедший через испытуемый ( ые ) образец ( образцы ), измеряют с помощью медных калориметров . Изменение превышения температуры калориметров непосредственно связано со значением полученного образцом теплового воздействия .
Характеристики материала при этом определяют по количеству тепла , прошедшего сквозь образец ( образцы ).
Полученные данные по теплопередаче сравнивают с кривой Столл и используют для прогнозирования появления ожоговой травмы второй степени .
При испытаниях значение Еп вычисляют по показаниям контрольных датчиков .
Реакция материала должна быть описана путем регистрации наблюдаемых результатов воздействия электрической дуги на образцы с использованием терминов 3.20.
6.1.3 Использование методов испытаний
Данные методы испытания применяют для измерения ЗЭТВ материалов , предназначенных для конструирования термостойкой одежды работникам , подвергающимся риску электродугового воздействия . Методы предназначены для определения значений тепловых характеристик самого материала или при его сравнении с другими материалами .
Так как режимы электродуговых воздействий различаются , для отдельных датчиков возможно получение отличительных друг от друга значений теплопередачи . Показания каждого датчика следует оценивать в соответствии с 6.1.10.
При проведении испытаний образец поддерживают в неподвижном вертикальном положении и не допускают никакое его смещение , кроме как от электродугового воздействия .
В данных методах испытаний устанавливается стандартный набор условий электродуговых воздействий . Различные условия воздействия могут давать разные результаты . В добавление к стандартному набору условий электродуговых воздействий можно задавать и другие условия , характерные для возможных рисков .
6.1.4 Испытательное оборудование
В состав испытательного оборудования должны входить следующие элементы :
- шина электропитания ;
- блок управления режимом электрической дуги ;
- регистрирующее устройство ;
- дуговые электроды ;
- три панели с двумя датчиками на каждой или от одного до трех манекенов с четырьмя датчиками на каждом ;
- контрольные датчики для каждой панели или для каждого манекена .
6.1.4.1 Метод А . Размещение панелей с двумя датчиками , укрепленными на каждой панели
Для каждого испытания следует использовать три панели с двумя датчиками на каждой и размещать их под углом 120 ° , как показано на рисунке 1 . Кроме того , каждая панель с двумя датчиками должна иметь по два контрольных датчика . По одному контрольному датчику помещается с каждой боковой стороны панели , уже имеющей по два датчика , как показано на рисунке 2 .
6.1.4.2 Конструкция панели
Каждая панель с двумя датчиками и держателями контрольных датчиков должна быть изготовлена из непроводящего жаростойкого материала . Размеры такой панели должны быть не менее 200 × 550 мм . Два датчика должны устанавливаться в панели , как показано на рисунке 2 . Каждый датчик должен устанавливаться заподлицо с поверхностью изоляционной платы . Также должна быть предусмотрена возможность перемещения каждой панели с двумя датчиками и контрольных датчиков на расстояние от 200 до 600 мм от центральной линии дуговых электродов , как показано на рисунках 1 и 3.
6.1.4.3 Метод В . Размещение манекенов
Для каждого испытания следует применять не более трех манекенов , имеющих по четыре датчика , и располагать их под углом не менее 120 ° , как показано на рисунке 4 .
Каждый манекен должен иметь по два контрольных датчика , по одному с каждой стороны манекена , как показано на рисунке 5 .
Примечание - Число используемых манекенов может определяться пространством вокруг дуговых электродов . Установлено , что два манекена дают самое лучшее рабочее пространство для их одевания . Между манекенами должен соблюдаться угол не менее 120 ° .
6.1.4.4 Метод В . Конструкция манекена
Следует использовать манекен мужского туловища большого размера с обхватом груди (1067 ± 25) мм , сделанный из непроводящего стекловолокна .
Манекен устанавливают в вертикальной позе ; голова может быть съемной ; руки должны быть съемные , прямые и укрепленные в вертикальном положении , так чтобы расстояние от испытуемого образца в области грудной клетки было кратчайшим до осевой линии дуги . Для упрощения монтажа манекена руки могут быть укорочены на 100 мм . Манекен должен иметь датчики , описанные в 6.1.4.2 и установленные , как показано на рисунке 6 .
6.1.4.5 Выходные сигналы датчика
Выходной сигнал датчика следует сравнивать с кривой Столл . Выходной сигнал контрольного датчика преобразуется в значение падающей энергии Е п путем умножения приращения превышения температуры ( Δ T ) на постоянный коэффициент 5,65 кВт·с / м 2 ·К .
Примечание - За превышение температуры ( delta peak temperature ) принимают разность между максимальной и начальной температурами датчика во время испытания , выраженную в градусах Цельсия ( °С ).
6.1.4.6 Конструкция калориметра
Калориметр должен быть изготовлен из электротехнической меди с парой проводов для каждой из четырех термопар , установленных как показано на рисунке 7а ). Провода термопар укрепляют в калориметре как показано на рисунке 7 b ).
На рисунке 8 показана типовая установка калориметра в датчике и контрольном датчике . Для испытаний при воздействиях свыше 2512 кВт·с / м 2 можно использовать контрольные датчики при условии , что калориметры отградуированы и имеют соответствующие характеристики .
6.1.4.7 Шина электропитания и электроды .
Расположение шины электропитания и дуговых электродов показано на рисунке 9 . Дуга должна распределяться вертикально .
a) Электроды
Электроды изготавливают из нержавеющего стального стержня 08X18 НД по ГОСТ 2590 - 88 соответствующего диаметра и длины , которые пригодны для применяемых испытательных энергий , генерируемых в процессе испытаний .
b ) Плавкая проволока
Для инициирования электрической дуги применяют плавкую проволоку , соединяющую выводы рабочих концов противостоящих электродов . Плавкая проволока должна быть медной номинальным диаметром 0,05 мм .
6.1.4.8 Электропитание
Электропитание от источника промышленной частоты должно быть достаточным для поддержания электродугового разряда с электродуговым промежутком не более 305 мм при переменном токе дуги от 4000 до 25000 А и длительностью электрической дуги от 0,05 до 1,5 с . Полное сопротивление источника тока должно быть гораздо выше полного сопротивления дуги для того , чтобы среднеквадратичное значение тока не менялось во время испытания .
Примечание - За среднеквадратичный ток дуги ( r . m . s . arc current ) принимают среднеквадратичное значение переменного тока электродугового разряда , выраженное в амперах ( А ).
6.1.4.9 Управление испытательной цепью
Длительность электрической дуги должна быть в пределах 0,2 цикла для каждого испытания . Ток дуги не должен изменяться более чем на 2 % от испытания к испытанию . Переключатель должен обеспечивать одинаковый фазовый сдвиг во всех последующих испытаниях . Следует измерять ток , длительность и напряжение дуги . Ток , длительность , напряжение и энергия дуги должны быть представлены в графической форме и сохранены в цифровом формате .
6.1.4.10 Система сбора данных
Система должна регистрировать напряжение , ток и выходные сигналы 12 калориметров . Следует регистрировать данные по температуре с минимальной частотой опроса 50 мс / канал в течение 30 с . Данные по току и напряжению следует регистрировать с минимальной частотой дискретизации 2000 Гц . Система должна фиксировать температуру до 250 °С и иметь достаточную чувствительность , чтобы считывать выходные сигналы датчиков до 1 °С для однослойной системы . Для многослойных пакетов материалов система сбора данных должна обеспечивать регистрацию температуры до 400 °С . Разрешающая способность системы 0,1 °С , погрешность не более 1,5 °С .
Примечание - Учитывая характер такого рода испытаний , рекомендуется использовать защитные устройства , установленные на выходе калориметров в целях предохранения от повреждения входных цепей системы сбора данных .
6.1.5 Меры безопасности
Испытательное оборудование выделяет большое количество энергии . Кроме того , электрическая дуга сопровождается интенсивным свечением . Необходимо принимать меры для защиты персонала , работающего в зоне испытаний . Работники должны находиться за защитными барьерами или на безопасном расстоянии для предотвращения поражения электрическим током и контакта с брызгами расплавленного металла . Желающие наблюдать за ходом испытания должны надевать светозащитные очки . Если испытание проводят в помещении , должна быть обеспечена вентиляция для удаления продуктов горения , дыма и газов . Вентиляцию не следует включать до окончания испытания , поскольку потоки воздуха могут нарушить дугу , уменьшая тепловой поток у поверхности плат и датчиков . Испытательное оборудование должно быть огорожено невоспламеняемыми материалами , подходящими для данного испытательного участка . Испытательное оборудование должно быть изолировано от контакта с поверхностью земли в зависимости от испытательного напряжения .
При испытаниях на открытом воздухе должны быть обеспечены средства для предотвращения влияния погодных условий ( ветра , дождя и др .).
Электроды и узлы калориметров нагреваются во время испытаний . При работе с этими горячими объектами следует пользоваться защитными перчатками .
В случае возгорания образца или выделения горючих газов следует соблюдать осторожность и держать огнетушитель в готовности . Если произошло возгорание необходимо убедиться , что материалы полностью погашены .
Немедленно после каждого испытания следует отключить электропитание от испытательной установки и остального лабораторного оборудования , которое использовалось для образования дуги . После окончания сбора данных помещение испытательного участка следует проветрить до полного удаления дыма и газов и только после этого разрешается входить персоналу .
6.1.6 Отбор проб и подготовка образцов
6.1.6.1 Образцы для испытаний методами А и В
a) Образцы для испытаний методом А : испытание с использованием панели с двумя датчиками . Образец из материала , подлежащего испытанию , после стирки должен иметь длину не менее 610 мм и ширину не менее 305 мм . Определение числа образцов приведено в 6.1.9.2. Раскрой по длине следует делать в направлении основы или утка материала .
b ) Образцы для испытаний методом В : испытание с использованием манекена с четырьмя датчиками .
Из материала , подлежащего испытаниям , изготавливают специальные образцы одежды в соответствии со стандартами на мужскую одежду типа рубашки или куртки большого размера с длинными рукавами . Карманы спереди не обязательны .
Направление ткани при раскрое должно соответствовать направлению , применяемому при раскрое одежды данного типа .
6.1.6.2 Предварительная стирка испытательных образцов
Требуемое количество материала для изготовления испытательных образцов необходимо выстирать . Перед испытаниями материалы или одежду следует выстирать пять или 50 раз по ГОСТ Р ИСО 6330 , метод 2 А , и высушить методом Е ( барабанная сушка ).
6.1.7 Градуировка
6.1.7.1 Предварительная градуировка системы сбора данных
Система сбора данных должна быть отградуирована с помощью калибратора - моделирующего устройства термопар . Это позволяет выполнять градуировку в кратных точках и при уровнях свыше 100 °С . Систему сбора данных следует регулярно градуировать в связи с характером испытаний .
6.1.7.2 Проверка градуировки калориметров
Калориметры следует проверять для подтверждения правильности их работы .
После окончательной установки в испытательной камере всех испытательных панелей / манекенов и контрольных датчиков каждый калориметр подвергают воздействию источника фиксированного теплового излучения в течение 30 с . Для этого помещают точечный источник света мощностью 500 Вт на расстоянии 267 мм от калориметра . Световое пятно должно быть установлено по центру калориметра и перпендикулярно к нему . Измеряют и представляют графически рост температуры каждого калориметра и выходной сигнал системы . За 30 с ни один выходной сигнал калориметра не должен отклоняться более чем на 4 °С от среднего значения , полученного на всех 12 калориметрах . Любой калориметр , не удовлетворяющий этому требованию , должен быть заменен .
6.1.7.3 Градуировка оборудования по заданным параметрам электродугового воздействия. Перед каждой градуировкой располагают электроды испытательного оборудования таким образом , чтобы между ними был зазор , равный 300 мм . Лицевые стороны контрольных датчиков должны быть параллельны электродам и перпендикулярны к их осевой линии . Средняя точка межэлектродного зазора должна находиться на одной высоте с центральной точкой контрольных датчиков ( см . рисунок 3 ). Присоединяют плавкую проволоку сначала к концу одного электрода , делая несколько витков и скруток , затем к концу другого электрода тем же способом . Плавкую проволоку необходимо туго натянуть и излишек отрезать . Испытательное оборудование следует отрегулировать для получения требуемого тока и длительности электрической дуги .
6.1.7.4 Градуировка оборудования для панелей с двумя датчиками , манекенов и контрольных датчиков
Располагают каждую панель с двумя датчиками или манекен таким образом , чтобы их поверхности были параллельны и перпендикулярны к осевой линии электродов и находились на расстоянии 305 мм от нее . Регулируют симметричный ток электродугового воздействия до установленного уровня с длительностью дуги на 10 циклов .
Производят разряд дуги , определяют максимальное превышение температуры по каждому датчику и умножают показания на постоянную датчика 5,65 кВт·с / м 2 ·К , чтобы получить падающую энергию Еп ( полное количество тепла ), измеренную каждым контрольным датчиком .
Сравнивают самое высокое показание контрольного датчика со средним значением , полученным по всем контрольным датчикам , например , с теоретическим результатом 423 кВт·с / м 2 при моделирующем воздействии , приведенном в 6.1.9.1. Сравнивают значение полного количества тепла Е п , определенное датчиками , с показанным значением . Среднее значение полного количества тепла , определенное по датчикам , должно составлять не менее 60 % от расчетного или приведенного ( теоретического ) значения . Самое высокое измеренное значение общего количества тепла , показанное любым контрольным датчиком , должно быть в пределах 10 % от расчетного значения . Если эти значения не получены , проверяют испытательную установку и делают соответствующие исправления . Моделирующее испытание на электродуговое воздействие следует проводить на требуемом испытательном уровне после каждой регулировки и перед началом и завершением ежедневного испытания или выхода из строя оборудования .
Поскольку путь дуги не проходит на одинаковом расстоянии от каждого датчика , результаты получаются разные . При токе 8000 А максимальное значение полного количества тепла , измеренное любым контрольным датчиком , должно быть в диапазоне от 377 до 461 кВт·с / м 2 , а среднее значение полного количества тепла по всем контрольным датчикам как минимум 251 кВт·с / м 2 . Если эти значения не получены , проверяют градуировку системы контрольных датчиков , состояние электрического оборудования , наладку аппаратуры и повторяют моделирующее воздействие до тех пор , пока не будут получены требуемые результаты .
6.1.7.5 Подтверждение градуировки испытательного оборудования
Настройку испытательного оборудования подтверждают для каждого испытания . В протоколе испытания должны быть приведены значения максимальной амплитуды тока дуги , среднеквадратичного значения тока дуги , длительности и напряжения дуги . Должен быть построен график тока дуги для гарантии правильной формы волны . Кроме того , должны быть записаны температура окружающей среды и относительная влажность .
Примечание - За максимальную амплитуду тока дуги ( peak arc current ) принимают наибольшее значение переменного тока дугового разряда , выраженное в амперах ( А ).
6.1.8 Уход и техническое обслуживание оборудования
6.1.8.1 Восстановление поверхностей
Протирают поверхность каждого датчика сразу же после каждого испытания , пока он горячий , чтобы удалить все продукты распада , которые конденсируются и могут в дальнейшем привести к ошибкам . Если отложения скапливаются и оказываются толще тонкого слоя краски либо неровными , значит , поверхность датчика требует повторной обработки . Охлажденный датчик тщательно очищают ацетоном или углеводородным растворителем , соблюдая правила безопасности . Снова покрывают поверхность путем напыления тонкого слоя матовой черной высокотемпературной краски . Для всех датчиков используют одну и ту же краску и проверяют , чтобы она высохла перед проведением следующего испытания .
6.1.8.2 Уход за платами датчиков и манекенами
Платы датчиков и манекены должны быть сухими . При испытаниях на открытом воздухе их необходимо накрывать при продолжительных перерывах между испытаниями во избежание чрезмерного подъема температуры под действием солнца . В связи с деструктивным характером электрической дуги платы датчиков и манекены следует покрывать той же краской , что и датчики , а также периодически перекрашивать для уменьшения повреждений .
6.1.9 Процедуры испытаний
6.1.9.1 Параметры испытаний
Следует соблюдать следующие параметры испытаний : ток дуги (8 ± 1) кА , электродуговой промежуток - 300 мм , электроды из нержавеющей стали , расстояние между осевой линией дуги и поверхностью испытательного образца- 300 мм .
6.1.9.2 Порядок проведения испытаний
Для каждого испытания готовят не менее трех образцов из одного и того же материала : по одному для каждой из трех панелей с двумя датчиками или по одному - для каждого манекена . Для оценки одного вида образца следует провести серию как минимум из семи испытаний в диапазоне падающих энергий так , чтобы среднее повышение температуры как минимум 20 % панелей с двумя датчиками или манекенов с четырьмя датчиками было выше кривой Столл и как минимум 20 % - ниже кривой Столл . Не более 10 % экспериментальных точек должно быть более чем на 10 °С выше или ниже кривой Столл .
Для анализа данных требуется не менее 20 экспериментальных точек , т . е . среднеарифметическое значение показаний двух датчиков каждой из 20 панелей ( метод А ) или среднеарифметическое значение показаний четырех датчиков для каждого из 20 манекенов ( метод В ).
Если происходит вскрытие образца ( см . 3.3), то следует провести дополнительные испытания , чтобы обеспечить необходимое число экспериментальных точек . Диапазон падающей энергии обеспечивается путем увеличения или уменьшения длительности дуги . Целью этих испытаний является получение среднего значения изменения температуры для каждой панели , которое находится в том же диапазоне , что и кривая Столл .
6.1.9.3 Начальная температура
Температуру датчиков регулируют в диапазоне от 25 °С до 35 °С .
После воздействия датчики охлаждают струей воздуха или путем контакта с холодной поверхностью . Следует убедиться , что температура датчиков находится в диапазоне от 25 °С до 35 °С .
6.1.9.4 Крепление образцов
a) Метод А с применением панелей
Образцы должны быть прикреплены к панели с датчиками без натяжения материала с учетом возможной усадки во время воздействия дуги . Для этого применяют систему пружинного зажима материала ( см . рисунок 10 ). С помощью этой системы , состоящей из четырех зажимов , образец прикрепляют к панели датчика таким образом , чтобы не препятствовать усадке образца во время дугового испытания . Для фиксации материала к панели сила приложения каждого зажима должна быть в диапазоне от 4,4 до 6,7 Н . Можно также применять и другие средства крепления , удовлетворяющие приведенным выше целям . Если испытывают многослойные образцы , их следует прикреплять в том порядке , чтобы они воспроизводили слои носимой одежды .
b ) Метод В с применением манекенов
Образцы крепят таким образом , чтобы они имитировали слои носимой одежды . На манекен надевают испытуемый образец и застегивают все пуговицы . Гирю полукруглой формы массой 1500 г прикрепляют к загнутому нижнему краю образца пятью зажимами , укрепленными на этой гире . Испытуемый образец должен быть натянутым с лицевой стороны манекена , а излишек материала собирается сзади . Руки должны висеть по бокам манекена и не выступать к дуге ближе , чем поверхность груди .
6.1.9.5 Информация об образцах .
Информация об образце должна включать в себя :
- идентификационный номер ;
- порядок слоев , начиная с верхнего , записанного первым ;
- тип материала ;
- поверхностную плотность ;
- тип ткацкого переплетения / вязки ;
- цвет ;
- число испытуемых образцов .
6.1.9.6 Проведение испытаний Крепят плавкую проволоку к электродам .
Обеспечивают выполнение всех мер безопасности , убеждаются , что все участники испытаний находятся вне опасной зоны .
Воздействуют электрической дугой на испытуемые образцы .
Отключают электропитание , по завершению сбора данных проветривают помещение испытательного участка и подсоединяют защитное заземление в соответствии с 6.1.5.
Гасят с помощью огнетушителя любое воспламенение , если не было предусмотрено оставлять образец ( образцы ) до полного сгорания .
Записывают термические и электрические данные и реакцию материала согласно 6.1.11.
Проверяют и восстанавливают , при необходимости , датчики и регулируют их правильное положение и электродуговой промежуток .
6.1.10 Интерпретация результатов
6.1.10.1 Теплопередача
а ) Определение начального отсчета времени
Из - за электрических шумов , обычно характерных для этого типа испытаний , бывает трудно получить достоверный момент замыкания при инициировании электродугового разряда .
Однако исходное время действия дуги можно надежно получить для каждого испытания , используя следующий анализ .
Для каждой кривой датчика строят график разности между кривой и линией , проведенной от начала потока данных к некоторой точке в области роста температуры на кривой . Находят максимум на этом разностном графике . Точка на оси времени , которой соответствует этот максимум , является оптимальной оценкой времени инициирования дуги для данного датчика . Эти точки инициирования дуги обычно вполне согласуются в пределах испытания , а среднее значение этих точек для всех датчиков следует использовать как точку инициирования для всех датчиков .
Примечание - Для определения начала отсчета времени существуют и другие способы , которые можно использовать .
b ) Построение графика для выходных сигналов датчика
После определения момента замыкания данные , собранные для момента замыкания , можно усреднить , чтобы получить базовую линию для кривой каждого датчика . Базовую линию каждой отдельной кривой затем вычитают из каждой линии , построенной по экспериментальным точкам , чтобы получить кривую роста температуры от нулевых точек начала отсчета . Определив момент замыкания и зная время выборки , можно построить кривую роста температуры с соответствующей шкалой времени ( см . рисунок 11 ). Эти процедуры можно легко автоматизировать с помощью компьютерных программ .
c) Сравнение выходных сигналов датчика с кривой Столл
Кривая Столл определяется значениями , приведенными в таблицей . Накладывают кривую Столл на график выходных сигналов датчика . Создают файл данных , который позволяет путем интерполяции между точками кривой Столл , приведенными в таблице 1, получать данные кривой Столл для любого временного интервала , в котором регистрируется рост температуры .
Таблица 1 - Стойкость кожных тканей человека к возникновению ожоговой травмы второй степени при повышении температуры
Время воздействия , с |
Удельный тепловой поток , кВт / м 2 |
Падающая энергия , кВт·с / м 2 |
Калориметрический эквивалент железно - константановой термопары |
|
ΔТ°С |
Δ mV |
|||
1 |
50 |
50 |
8,9 |
0,46 |
2 |
31 |
61 |
10,8 |
0,57 |
3 |
23 |
69 |
12,2 |
0,63 |
4 |
19 |
75 |
13,3 |
0,69 |
5 |
16 |
80 |
14,1 |
0,72 |
6 |
14 |
85 |
15,1 |
0,78 |
7 |
13 |
88 |
15,5 |
0,80 |
8 |
11,5 |
92 |
16,2 |
0,83 |
9 |
10,6 |
95 |
16,8 |
0,86 |
10 |
9,8 |
98 |
17,3 |
0,89 |
11 |
9,2 |
101 |
17,8 |
0,92 |
12 |
8,6 |
103 |
18,2 |
0,94 |
13 |
8,1 |
106 |
18,7 |
0,97 |
14 |
7,7 |
108 |
19,1 |
0,99 |
15 |
7 А |
111 |
19,7 |
1,02 |
16 |
7,0 |
113 |
19,8 |
1,03 |
17 |
6,7 |
114 |
20,2 |
1,04 |
• 18 |
6,4 |
116 |
20,6 |
1,06 |
19 |
6,2 |
118 |
20,8 |
1,08 |
20 |
6,0 |
120 |
21,2 |
1,10 |
25 |
5,1 |
128 |
22,6 |
1,17 |
30 |
4,5 |
134 |
23,8 |
1,23 |
По данным повышения температуры двух датчиков на каждой панели или четырех датчиков на каждом манекене получают среднюю кривую роста температуры ( rT ср ). Сравнивают эту кривую rT ср для каждой панели или манекена с кривой Столл .
Для кривых rT ср , которые находятся над кривой Столл , записывают максимальную разность в градусах Цельсия между кривой rT ср и кривой Столл . Эти значения будут иметь положительный знак , указывающий на то , что кривые rT ср лежат выше кривой Столл . Обозначают это как положительное значение r Столл,ср для максимальной разности между кривой Столл и кривой rT ср .
Для кривых rT ср , которые находятся ниже кривой Столл , записывают минимальную разность в градусах Цельсия между кривой rT ср и кривой Столл . Эти значения будут иметь отрицательный знак , указывающий на то , что кривые rT ср , лежат ниже кривой Столл . Обозначают это как отрицательное значение r Столл,ср для минимальной разности между кривой Столл и кривой rT ср .
d ) Выходные сигналы контрольного датчика падающей энергии (Е п )
Для каждой панели или манекена , находящихся под электродуговым воздействием , вычисляют среднее значение максимального роста температуры rT ср , макс для двух соседних контрольных датчиков . Преобразовывают это значение rT ср , макс в единицы кВт·с / м 2 , умножая на постоянную медного калориметра 5,65 кВт·с / м 2 ·К , чтобы определить падающую энергию Е п для каждой панели или манекена , испытывающих воздействие дуги .
e) Определение ЗЭТВ
Для каждой панели или манекена , находящихся под воздействием электрической дуги , строят график с положительным или отрицательным значением r Столл,ср по горизонтальной оси и Еп - по вертикальной оси . Для каждого воздействия дуги три панели дадут три точки данных , манекены дадут от одной до трех точек ( в зависимости от числа используемых манекенов ) r Столл,ср как функции Е п . Чтобы иметь достаточно данных для анализа , должно быть получено не менее 20 экспериментальных точек , представляющих 20 панелей или 20 манекенов , при этом не менее 20 % данных должны быть положительными и не менее 20 % - отрицательными . Не более 10 % экспериментальных точек могут отклоняться от кривой Столл более чем на 5 °С . Все полученные точки , удовлетворяющие этим критериям , должны использоваться в вычислениях ЗЭТВ . Если ЗЭТВ не может быть вычислено из - за разрушения образца , используют другой метод анализа данных , описанный в 6.1.10.2.
f ) Вычисление доверительных интервалов
Проводят прямую линию наилучшего соответствия для точек r Столл,ср и определяют доверительный 95 %- ный интервал для среднего значения и оцениваемых точек . Для вычисления доверительных интервалов оценивают расхождение по формуле
где |
(1) |
Затем расхождение V в предварительных расчетах у при некотором частном значении х 0 можно вычислить по формулам :
|
( 2 ) |
|
(3) |
Доверительный интервал (1- α ) для предварительного расчета упри некотором частном значении х 0 тогда определяется выражениями :
|
(4) |
|
(5) |
где t имеет ( n -2) степеней свободы .
Для нахождения области 95 %- ных доверительных интервалов для линии наилучшего соответствия по f ) можно использовать программное обеспечение .
д ) Определение ЗЭТВ
ЗЭТВ является значением Е п , при котором r Столл , ср равняется нулю на основе линии наилучшего соответствия по f ) и 95 %- ный доверительный интервал ЗЭТВ является интервалом Е п , образованным 95 %- ной доверительной областью при r Столл , ср , равном нулю .
h ) Графическое представление ЗЭТВ
Существующие программы статистического анализа для определения 95 %- ного доверительного интервала ЗЭТВ требуют , чтобы значения Еп откладывались по вертикальной оси , а r Столл , ср - по горизонтальной . Однако такое построение графика в какой - то степени противоречит интуиции . Следовательно , если 95 %- ный доверительный интервал определяется согласно f ), то график зависимости r Столл , ср от Еп можно перестроить , чтобы r Столл , ср было на вертикальной оси , а Е п - на горизонтальной .
i ) Определение КСТ
Определяют максимальное значение r Тмак с двух датчиков на каждой панели . Вычисляют среднеарифметическое значение r Тмак для двух датчиков каждой панели и записывают его как r Тср,мак . Для каждой панели и при каждом воздействии делят r Тср,мак на r Тср, мин для двух контрольных датчиков в соответствие с d ), расположенных по обе стороны к панели , и идентифицируют это значение как Епр ( доля падающей энергии , которая передается через образец ). Экспериментальное значение кет для каждой панели вычисляют по формуле
кст=100(1-Епр).(6) |
(6) |
Значение КСТ затем определяют путем нанесения всех значений кет для каждой панели на вертикальную ось как функцию Еп для каждой панели на горизонтальной оси . Используют не менее 20 точек , представляющих 20 панелей . Линию наилучшего соответствия проводят через эти точки и для нее определяют 95 %- ный доверительный интервал . КСТ является значением , показанным линией наилучшего соответствия при значении Еп равном ЗЭТВ . 95 %- ный доверительный интервал КСТ определяется значениями 95 %- ного доверительного интервала при Еп равном ЗЭТВ .
В приложении В приведены описание и объяснение методов и формул для определения ЗЭТВ и КСТ .
6.1.10.2 Определение пороговой энергии вскрытия Епв
Если необходимые 20 % данных над кривой Столл не могут быть получены из - за вскрытия образца , значит ЗЭТВ определить невозможно .
В многослойных образцах , состоящих из огнестойкого материала , все слои должны вскрыться согласно определению , приведенному в 3.3. В многослойных образцах , в состав которых входят горючие слои , считается , что вскрытие происходит , когда воздействию подвергаются эти слои .
При наивысшем значении Еп ниже кривой Столл , при котором образцы не вскрываются , испытания повторяют , чтобы получить еще шесть точек . Если вскрытия снова не происходит , то это значение Еп является пороговой энергией вскрытия Епв .
Если происходит вскрытие хотя бы одного слоя , то повторяют указанные выше действия , чтобы получить 10 точек при самом высоком значении Еп ниже значения , при котором происходит вскрытие . Если вскрытия не происходит , это значение Еп является пороговой энергией вскрытия Епв , но если вскрытие происходит , значение для пороговой энергии вскрытия не может быть получено .
6.1.10.3 Визуальный контроль
Наблюдают за результатом электродугового воздействия на образцы и после того как образцы остынут , осторожно удаляют ткань и другие слои с панели , отмечая любые дополнительные результаты воздействия . Они могут быть описаны терминами : вскрытие , плавление , капание , обугливание , охрупчивание , усадка , возгорание .
6.1.11 Протокол испытаний
Указывают , что данное испытание было проведено в соответствии с требованиями данного метода и записывают в протокол используемый метод ( метод А или В ), а также следующую информацию :
- крепление образцов , как указано в 6.1.9.4;
- информацию об образцах , как указано в 6.1.9.5;
- условия проведения каждого испытания , включая :
номер испытания ,
среднеквадратичное значение тока дуги ,
\ пиковый ток дуги ,
электродуговой промежуток ,
длительность дуги ,
энергию дуги ,
график тока дуги ;
данные об испытаниях , включающие :
номер испытания ,
образец ( образцы ),
порядок слоев пакета материалов ,
расстояние от осевой линии дуги до поверхности панели или манекена ,
результаты визуального контроля , как описано в 6.1.10.3,
график выходных сигналов двух контрольных датчиков и двух датчиков панели для каждого испытания с использованием панели или четырех датчиков манекенов для каждого испытания с использованием манекена ,
график среднего значения выходных сигналов от двух датчиков панели и от двух контрольных датчиков для каждого испытания с использованием панели ( метод А ) или среднее значение выходных сигналов четырех датчиков на манекенах и двух контрольных датчиков для каждого испытания с использованием манекена ( метод В ),
ЗЭТВ и 95 %- ный доверительный интервал для ЗЭТВ ,
график зависимости r Столл,ср от Еп ,
КСТ и 95 %- ный доверительный интервал для КСТ ,
график зависимости КСТ от Е п ,
график распределения падающей энергии Е п незащищенной панели в ходе электродуговых испытаний .
Должны фиксироваться все нарушения , относящиеся к испытательному оборудованию .
Если применяются альтернативные электроды , указывают их размер и тип .
Возвращают прошедшие испытания образцы , графики , данные об испытаниях и неиспользованные образцы заказчику согласно предварительным договоренностям . Все образцы должны быть маркированы с указанием номера испытания , даты и др .
1 - контрольные датчики
Рисунок 1 - Схема расположения трех панелей с вмонтированными в них датчиками и контрольными датчиками ( метод А )
1, 2 - контрольные датчики ; 3 – датчики
Рисунок 2 - Схема панели с двумя датчиками и контрольные датчики ( метод А )
1 - электрод ; 2 - датчики ; 3 -контрольные датчики
Рисунок 3 - Схема скольжения панели с двумя датчиками ( метод А )
1 - контрольные датчики ; 2 - дополнительные положения манекенов
Рисунок 4 - Шина электропитания и электродуговые электроды относительно положения ( ий ) манекена ( ов )
1 - электрод ; 2 - контрольный датчик
Рисунок 5 - Манекен с контрольными датчиками
Рисунок 6 - Манекен с четырьмя датчиками
1 - датчик из меди электротехнического класса ; 2 - термопары
а ) Установка термопар в калориметре
b ) укрепление провода в термопаре . Изображение отверстия и метод закрепления термопары
Рисунок 7 - Калориметр и детали термопары
1 - грань размером 1,6 × 1,6 мм ; 2 - установочное место для калориметра ; 3 - изоляционная плата размером 12,5 × 25,0 мм ; 4 - соединительные стержни (3-4 штуки ) для прикрепления диска
Рисунок 8 - Типичная установка калориметра в датчике и контрольном датчике
1 - панели ; 2 - электроды ; 3 - датчики на панели ; 4 - коаксиальная шина электропитания ; 5,6 - шина ; 7 – изоляционная подставка ; 8 - изолятор
Рисунок 9 - Шина электропитания и дуговые электроды ( для испытания на панелях по методу А )
1 - пружинный зажим ( на каждый край панели устанавливается один зажим , усилием 4,4 - 6,7 Н . На панель требуется четыре зажима ); 2 - калориметр ; 3 - панель
Рисунок 10 - Типичное устройство для зажима образца материала
Рисунок 11 - Типичная кривая роста температуры датчика в зависимости от времени после введения поправки на базовую линию
Приложение А ( обязательное )
Измерение длины обугливания
Настоящее испытание основано на приложении С стандарта ГОСТ Р ИСО 15025.
Наружный материал испытывают согласно процедуре В ( возгорание нижнего края ). Каждый слой пакета материалов многослойного образца также испытывают по указанной процедуре В .
Длину обугливания определяют путем измерения длины разрыва , проходящего через центр обугленной зоны .
Образец сгибают продольно и сгибают рукой вдоль линии , проходящей через пик обугленной зоны .
Крючок из стальной проволоки длиной 76 мм , загнутой под 45 ° в точке на расстоянии 13 мм от одного конца , вставляют в образец ( или протыкают дырку диаметром не более 6 мм для этого крючка ) с одной стороны обугленной зоны на расстоянии 6 мм от соседнего внешнего края и 60 мм от нижнего конца .
Необходима гиря достаточной массы , чтобы общая масса гири и крючка были равны полной разрывной нагрузке , указанной в таблице А .1. Полная разрывная нагрузка для определения длины обугливания , основанной на массе испытуемого образца , определяется по таблице А . 1.
Усилие разрывной нагрузки следует осторожно прикладывать к испытуемому образцу , при этом захватывать угол образца с противоположного от нагрузки обугленного края , и целиком поднимать образец и гирю с опорной поверхности . Конец разрыва отмечают на этом конце и длину обугливания измеряют вдоль неповрежденного края .
Таблица А .1 - Полная разрывная нагрузка
Поверхностная плотность материала , образца , г / м 2 |
Полная разрывная нагрузка для определения длины обугливания , кг |
От 50 до 200 включ . |
0,1 |
Св . 200 до 500 включ . |
0,2 |
Св . 500 до 800 включ . |
0,3 |
Св .800 |
0,45 |
Приложение В ( справочное )
Статистический анализ
Описание методов и формул для определения значения электродугового термического воздействия и коэффициента снижения тепла
В настоящем приложении приведены статистические методы , используемые для получения ЗЭТВ , КСТ и связанных факторов из набора экспериментальных данных для конкретного типа материала одежды . В описании не оценивается пригодность метода , используемого для получения экспериментальных точек .
В.1 Введение
При электродуговом испытании образца материала на панели с датчиком получаем значения трех величин : падающей энергии Еп , кВт·с / м 2 ; выходного сигнала датчика dS , как разности температур ( °С ), отрицательных или положительных относительно кривой Столл ; переданной через материал энергии Епр , как доли падающей энергии .
В случае разрушения образца применяется другой анализ , описанный в 6.1.10.2.
В.2 Определение ЗЭТВ
Для получения полного набора данных по одной модели одежды проводят не менее 20 испытаний , при этом не менее 20 % испытаний имеют положительную разность dS и не менее 20 % испытаний - отрицательную . График испытаний , показывающий dS как функцию Е п , будет , таким образом , представлять набор точек , сгруппированных вокруг линии dS = 0.
ЗЭТВ можно получить из этого графика в два этапа :
а) оценить и построить линию наилучшего соответствия ;
b ) определить значение Еп в точке пересечения линии наилучшего соответствия с линией dS = 0.
Процесс оценки линии наилучшего соответствия не обязательно бывает простым . В коммерческих программах алгоритмы для линейной регрессии методом наименьших квадратов исходят из того , что все погрешности в наборе точек ( Xi . yi ) для i от 1 до n находятся на координате yi Здесь же должны быть значения dS . Однако из характера электродуговых испытаний известно , что ошибки имеются также в значениях Еп . Таким образом , любая регрессия dS по Еп или Еп по dS учитывает погрешности только в одном наборе координат . Более того , эти две регрессии приводят к разным результатам . Однако при поиске ЗЭТВ эти две регрессии дают аналогичные результаты за счет того факта , что ЗЭТВ находится вблизи среднего из значений Еп . Это гарантируется требованием , чтобы точки группировались вокруг значения dS = 0.
Один из способов решения этой проблемы состоит в том , чтобы построить обе регрессии и составить разницу . Более приемлемым способом является оценка наилучшего соответствия наименьших квадратов при допущении , что погрешности имеются по обеим координатам . Это можно сделать с помощью коммерческих программ , использующих модифицированный способ решения линейной регрессии . Этот метод требует некоторых итераций проведения некоторых итерационных операций , так как данная проблема по своему характеру является нелинейной , хотя полученное соответствие представляет четко прямую линию .
В . 3 Определение ЗЭТВ с доверительным 95 %- ным интервалом
При интуитивном подходе доверительный 95 %- ный интервал ЗЭТВ - это такое значение падающей энергии , при котором вероятность того , что dS превысит нуль , составляет 5 %, исходя из линии наилучшего соответствия набору полученных данных . Это согласуется с прогнозируемым значением для dS при этой падающей энергии .
Прогнозирование единичной точки , исходя из наилучшего соответствия набору данных , отличается от формулировки доверительных пределов самой линии наилучшего соответствия , как указано в 6.1.10.1, перечисление f ), но не полностью интерпретировано . Коммерческие программы обычно предусматривают доверительные пределы линейного соответствия . Эти доверительные пределы применяются к линии в целом , а не к прогнозированию единичных точек . Также отмечается , что доверительные пределы являются двусторонними , т . е . 95 %- ные г доверительные пределы ограничивают линию наилучшего соответствия сверху и снизу .
Если нужно иметь 95 %- ную вероятность при сигнале датчика , не превышающем линию dS = 0, то следует искать такой доверительный предел , чтобы область над верхним пределом составляла вероятность 5 %. Для двустороннего распределения это означает , что область под нижним пределом также составляет 5 % и , следовательно , область между этими пределами - 90 %. Таким образом , для 95 %- ной вероятности , когда сигнал датчика не превышает линию dS = 0, используют верхний предел при уровне вероятности 90 %.
Пункт 6.1.10.1, перечисление f ) включает формулы для предсказания значения единичной точки и пределы ее предсказания :
|
(В.1) |
где t 95 - значение f - распределения для ( n -2) степеней свободы при двусторонней вероятности 0,95;
|
(В.2) |
где n - количество точек выборки ;
х 0 - падающая энергия Еп , ( т . е . 95 %- ная вероятность для ЗЭТВ ) при предсказанном значении ;
у 0 - прогнозируемое значение ( т . е . dS );
х - среднее значение падающих энергий ;
|
(В.3) |
где у - среднее значение выходных сигналов датчика ( dS );
b - наклон линии наилучшего соответствия .
Например , если имеется 20 точек выборки , тогда n равняется 20, имеется 18 степеней свободы и t 95 составляет 2,101. Как указывалось выше , для получения 95 %- ной вероятности не превышения линии dS = 0, здесь следует в действительности использовать t 90 , что составляет 1,743. Стоит также отметить , что t 90 для двустороннего распределения эквивалентно t 95 для одностороннего распределения .
Задача вычисления 95 %- ной вероятности для ЗЭТВ сводится к решению приведенных выше уравнений для х 0 при условии , что точки ( х 0 , у 0 ) лежат на линии наилучшего соответствия , так что верхнее значение у 95 равно нулю . Уравнение для линии наилучшего соответствия при х 0 можно записать как
|
(В.4) |
Прямым решением для х 0 является корень квадратного уравнения , но , возможно , его проще найти графически путем вычисления у 95 для диапазона :
|
(В.5) |
Выбор знака плюс или минус в формуле В .5 можно определить , подставляя это значение в систему уравнений для подтверждения , что у 95 равно нулю .
В .4 Определение КСТ
Коэффициент снижения тепла ( КСТ ) является мерой количества тепла , не прошедшего сквозь материал . Если этот материал не изменяет своего физического состояния при любой падающей энергии в наборе данных , тогда КСТ должен быть постоянным . Если КСТ является постоянным , тогда график КСТ как функция падающей энергии будет прямой линией с нулевым наклоном . В приведенных ниже рассуждениях предполагается , что значения КСТ являются выборкой с нормальным распределением .
Истинное значение КСТ неизвестно . Наилучшей оценкой КСТ является сред нее для всех значений , независимо от ЗЭТВ . Распределение значений КСТ относительно среднего можно охарактеризовать путем вычисления стандартного отклонения набора данных . Тогда 95 %- ный доверительный интервал для КСТ можно определить , используя f - распределение
|
(В.6) |
где s - стандартное выборочное отклонение ;
- среднее значение для п выборочных значений Епр ;
|
(В.7) |
где Т- стандартное значение для истинного среднего μ ;
Р(-α> T <α)=0,95 |
(В.8) |
где α - значение из t - распределения для ( n -1 ) степеней свободы ;
|
(В.8) |
Уравнение ( В .9) является представлением доверительных пределов для истинного значения КСТ посредством выборочного среднего и выборочного стандартного отклонений . Например , для выборки из 20 точек существует 19 степеней свободы и а равняется 2,093. Если число степеней свободы увеличивается , предельное значение а составляет (1,96), то же самое происходит , когда стандартное отклонение совокупности известно . Однако 95 %- ная вероятность для КСТ является двусторонней , тогда как 95 %- ная вероятность для ЗЭТВ только односторонняя .
Приложение С ( справочное )
Сведения о соответствии ссылочных международных ( региональных ) стандартов национальным стандартам Российской Федерации , использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок
Таблица С .1
Обозначение ссылочного национального стандарта Российской Федерации |
Обозначение и наименование ссылочного международного ( регионального ) стандарта и условное обозначение степени его соответствия национальному стандарту |
ГОСТ Р 12.4.185 - 99 |
ЕН 342:1997 «Защитная одежда . Комплекты для защиты от холода» ( MOD ) |
ГОСТ Р 12.4.200 - 99 |
ЕН 532:1995 «Защитная одежда . Защита от тепла и огня . Метод испытаний при ограниченном распространении пламени» ( MOD ) |
ГОСТ Р 12.4.218- 99 |
ЕН 340:1993 «Защитная одежда . Общие требования» ( IDT ) |
ГОСТ Р ИСО 6330 - 99 |
ИСО 6330:1999 «Материалы текстильные . Методы бытовой стирки и сушки , применяемые для испытания тканей , трикотажных полотен и готовых изделий» ( IDT ) |
ГОСТ Р ИСО 15025 - 2007 |
ИСО 15025:2000 «Одежда для защиты от тепла и огня . Метод испытания на ограниченное распространение пламени» ( IDT ) |
ГОСТ 12.4.011 - 89 |
- |
ГОСТ 12.4.103- 83 |
- |
ГОСТ 12.4.115 - 82 |
- |
ГОСТ 12.4.124 - 83 |
- |
ГОСТ 12.4.221 - 2002 |
- |
ГОСТ 15.309 - 98 |
- |
ГОСТ 2590 - 88 |
- |
ГОСТ 10581 - 91 |
- |
Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов : - IDT - идентичные стандарты ; - МОР - модифицированные стандарты . |
Ключевые слова : одежда специальная , электрическая дуга , значение электродугового термического воздействия , реакция материала , постоянство термостойких свойств , уровень защиты