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热防服护性能测试方法

发布日期:2021-05-07 06:00:55
    本标准规定了热保护材料的热保护性能值(以下简称TPP)和热保护性能评价(以下简称TPE)的测试方法,包括原理、实验室人员健康与安全、设备与材料、样品制备与湿度调节、校准与维护、测试步骤、结果计算等。
 
    本标准适用于单层或多层材料的热保护性能测试,适用于对暴露在对流和辐射热危害下的员工的热保护材料评价。本标准不适用于非阻燃、高温易熔融、滴落等材料的测试。
 
    原理:
 
    将样品水平放置,暴露在对流辐射组合热源中,总热通量为(84±2)千瓦/立方米(2.00±0.05)千瓦/立方米/立方米。采用铜热敏元件测量和记录样品温度随时间的变化。根据铜的热学性能参数,将温度变化转化为样品传递的热能,得到热能随时间变化的传热反应曲线。材料的热保护性能可以采用以下两种测试方法:
 
    第一种测试方法:铜热传感器测得的热反应曲线与Stoll曲线对应的时间和材料暴露的总热通量的乘积(即累积能量),得到样品的热保护性能值(TPP)。
 
    第二种测试方法:铜量热传感器取出规定的对流辐射热后记录的传热反应曲线和Stoll曲线切断(或近似切断)时的暴露时间和总热通量的乘积是样品的热保护性能评价(TPE)。
 
    测试步骤。
 
    热保护性能值测试(TPP):
 
    1.热保护性能值是三个样品测试结果的平均值。
 
    2.校准热源-按步骤8.1.2.2~8.1.2.5校准热源,使总热量达到(84±2)kW/m2(2.00±0.05)cal/cm2s,记录总热量数据。然后取下样品夹紧架,安装样品和传感器进行测试。建议在测试完成3组样品后重新校准总热量(可以增加校准频率)。
 
    3.样品正面朝向热源,背面放置铜热传感器。多层样品的内层面向传感器。在传感器和样品之间添加隔离框是非接触式的,不添加的是接触式的测试,必须在报告书。6.4毫米厚的隔离框仅用于非接触测试。
 
    多层样品隔离框的使用-非接触式(增加隔离框)测试通常用于模拟服装内部和穿着者之间的空气层。对于测试时间超过60s的多层样品,不建议采用非接触式(增加隔离框)进行测试。
 
    4.测试前使用隔热板隔离热源。隔热板移出后,样品暴露在热源上方的中心点,并开始记录数据。
 
    5.当铜热传感器测得的累积能量(计算方法见10.2)与Stoll曲线交叉时,停止测试,记录暴露时间,将样品从热源中取出。Stoll曲线的计算公式为10.1。
 
    6.热保护性能值是计算暴露时间和校准总热通量的乘积(公式为10.3)。
 
    7.记录测试中观察到的现象(见附录A)。
 
    8.将样品夹紧架和传感器组件冷却到(28~33)℃(模拟人体表皮的温度),然后按照9.1.3-9.1.7的步骤测试剩余样品。三个样品测试完成后,将平均值记录为样品的热保护性能值。
 
    9.去除与平均值相差超过10%的测试结果,重新取样,并添加三个样品进行测试。
 
    热保护性能评估试验(TPE);
 
    一般需要三组样品完成热保护性能评价,一组样品确定评价时间,后两组样品作为评价时间验证。
 
    2.按步骤9.1.2校准热源,记录总热量值。
 
    3.按照步骤9.1.3-9.1.5热保护性能值测试样品,获得样品最大暴露时间(tmax)。
 
    4.将最大暴露时间除以2即为暴露时间(ttrail)。
 
    5.输入暴露时间(ttrail)试样品。
 
    6.达到暴露时间时,保温罩复位,样品离开热源,仪器仍记录数据。这一过程中,环境温度不能超过35℃。
 
    如果不能满足这个要求,样品架整体也可以设计成可拆卸的结构。隔热罩复位后,可以快速手动拆卸样品架/样品/传感器整体,远离热源,但数据应持续记录。
 
    7.热源暴露后,仪器连续收集数据的时间应不少于30秒,以充分释放样品中积累的热能。当传感器上测量的传热反应曲线下降时,数据可以手动停止收集。30秒后,当传热反应曲线没有下降时,采集时间必须延长(采集时间不超过120秒)。
 
    8.从传感器测量的传热反应曲线与Stoll曲线的下列关系来评价热保护性能。
 
    (a)如果传感器在60s(或120s)中测量的传热反应曲线超过Stoll曲线(即二次烧伤),则需要减少接触时间。接触时间从接触时间(低触点时间为0s)到当前触点时间ttrail的中间值。设定此时间,重复步骤为9.2.5~9.2.7,直到样品的传热反应曲线与Stoll曲线相切,或当前接触时间ttrail和前续接触时间差不超过0.5s。样品组的热保护性能被评估为当前接触时间ttrail和校准总热通量值的乘积。(参考实例请见附录D)
 
    g)如果传感器在60s(或120s)中测量的传热反应曲线远低于Stoll曲线(即未预期的二次烧伤),则需要增加暴露时间ttrail,取当前接触时间和前序较高的中间值(首次接触时间为9.2.3中的中间值tmax),设定此时间,重复步骤9.2.5~9.2.7。直到样品的传热反应曲线与Stoll曲线匹配,或者当前暴露时间ttrail和前续暴露时间差大于0.5s,样品组的热保护性能被评估为当前暴露时间trail和校准总热通量值的乘积。(参考例子请参考附录D)。
 
    9.记录测试中观察到的现象。(见附录A)
 
    10.重复验证接触时间ttrail,热保护性能评估是验证接触时间ttrail和校准总热通量的乘积(公式见10.4),取三个值的平均值为热保护性能评估。
 
    11.去除与平均值相差超过10%的试验结果,重新取样并补充试验样品。

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