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                      防護服裝熱防護性能測試方法

                      [2018-11-12 17:36]
                      本標準規定了熱防護材料的熱防護性能值(以下簡稱為“TPP”)和熱防護性能評估(以下簡稱為“TPE”)的測試方法,內容包含了原理、實驗室人員健康與安全、設備和材料、試樣的制備和調濕、校準和維護保養、測試步驟、結果計算等方面。
                      本標準適用于單層或多層材料的熱防護性能測試,應用于暴露在對流及輻射熱危害的從業人員的熱防護材料的評估。本標準不適用于非阻燃及遇高溫易熔融、滴落等材料的測試.
                       
                      原理
                      將試樣水平放置并暴露于對流輻射組合熱源,暴露的總熱通量為(84±2) kW/m2 [(2.00±0.05)cal/cm2?s]。使用銅量熱傳感器測量并記錄試樣的溫度隨時間變化情況,結合銅的熱學性能參數將溫度變化情況換算為透過試樣傳遞的熱能,得到熱能隨時間變化的傳熱反應曲線?刹扇∫韵聝煞N測試方法表征材料的熱防護性能:
                      ——第 1 個測試方法:銅量熱傳感器測的傳熱反應曲線與 Stoll 曲線相交點所對應的時間與材料暴露的總熱通量的乘積(即:累積能量),得到試樣的熱防護性能值(TPP)。
                      ——第 2 個測試方法:銅量熱傳感器在移出規定的對流輻射熱后記錄的傳熱反應曲線與 Stoll 曲線相切(或近似相切)時的暴露時間與總熱通量的乘積即為試樣的熱防護性能評估(TPE)。
                       
                      測試步驟
                      一、熱防護性能值測試(TPP)
                      1、熱防護性能值為 3 個試樣測試結果的平均值。
                      2、校準熱源—按步驟 8.1.2.2~8.1.2.5 中校準熱源,使總熱通量達到(84±2) kW/m2 [(2.00±0.05)cal/cm2?s ],記錄總熱通量數據。隨后取下試樣夾持架,裝上試樣和傳感器準備測試。建議在測試完成 3組樣品共 9 個試樣后重新校準總熱通量(可增加校準頻次)。
                      3、試樣正面朝向熱源,背面放置銅量熱傳感器。多層試樣的內層正對傳感器。傳感器和試樣之間加隔距框即為非接觸式,不加則為接觸式測試,應在報告中注明。6.4 mm 厚的隔距框僅在非接觸式測試時使用。
                      多層試樣隔距框的使用—非接觸式(加隔距框)測試通常用于模擬衣服內層和穿著者之間的空氣層。在本項測試方法中,對于測試時間超過 60 s 的多層試樣,不建議使用非接觸式(加隔距框)測試。
                      4、測試前使用隔熱遮板隔離熱源。隔熱遮板移出后,試樣暴露于熱源上方中心點處并開始記錄數據。
                      5、當銅量熱傳感器測得的累積能量(計算方法見 10.2)與 Stoll 曲線相交后,中止測試,記錄暴露時間,試樣移出熱源。Stoll 曲線計算公式見 10.1。
                      6、熱防護性能值是暴露時間與校準總熱通量的乘積(公式見 10.3)計算得出。
                      7、記錄測試中觀察到的現象(參見附錄 A)。
                      8、將試樣夾持架和傳感器組件冷卻至(28~33) °C (模擬人體表皮的溫度),再按步驟 9.1.3-9.1.7進行剩余樣品的測試。完成三個試樣測試后取平均值記錄為試樣的熱防護性能值。
                      9、剔除與平均值相差超過 ± 10 % 的測試結果,重新裁樣補足三個試樣進行測試。
                       
                      二、熱防護性能評估測試(TPE)
                      1、一般需要三組試樣完成熱防護性能評估,一組試樣確定評估時間,后兩組試樣作為評估時間驗證。
                      2、按步驟 9.1.2 校準熱源,記錄下總熱通量數值。
                      3、按步驟 9.1.3-9.1.5 熱防護性能值方法測試試樣,得到試樣的最大暴露時間(tmax).
                      4、將最大暴露時間除以 2 即為暴露時間(ttrail)。
                      5、在設備軟件中輸入暴露時間(ttrail),裝備樣品準備測試。
                      6、當達到暴露時間(ttrail)后,隔熱遮板復位,試樣離開熱源,儀器依然記錄數據。在此過程中,環境溫度不可超過 35 °C 。
                      如果無法滿足此要求,也可以將樣品架整體設計為可取下的結構,當隔熱遮板復位后,可快速手動將“樣品架/試樣/傳感器”整體取下遠離熱源,但要持續記錄數據。
                      7、試樣在熱源暴露結束后儀器持續采集數據的時間應不少于 30 s ,以完全釋放試樣上的蓄積熱能。當傳感器上測量的傳熱反應曲線下降時便可手動停止采集數據。30 s 后傳熱反應曲線未下降時須延長采集時間(采集時間不超過 120 s )。
                      8、從傳感器測得的傳熱反應曲線與 Stoll 曲線的下列關系來測定熱防護性能評估。
                      a) 如果 60 s (或 120 s )內傳感器測量到的傳熱反應曲線超過Stoll曲線(即超出二度燒傷),需要減少暴露時間ttrail。取從前序較低暴露時間(首次最低暴露時間為 0 s )到當前暴露時間ttrail的中間值。設定此時間,重復步驟 9.2.5~9.2.7,直到試樣的傳熱反應曲線與Stoll曲線相切,或當前的暴露時間ttrail和前序暴露時間差值不大于 0.5 s ,此試樣組的熱防護性能評估為當前的暴露時間ttrail與校準總熱通量數值的乘積。(實例參考請見附錄D)
                      g) 如果 60 s (或 120 s )內傳感器測量到的傳熱反應曲線遠低于Stoll曲線(即未能預計到二度燒傷),需要增加暴露時間ttrail,取當前暴露時間與前序較高暴露時間(首次最高暴露時間為 9.2.3中的暴露時間tmax)的中間值,設定此時間,重復步驟 9.2.5~9.2.7。直到試樣的傳熱反應曲線與Stoll曲線相切,或當前的暴露時間ttrail和前序暴露時間差值不大于 0.5 s ,此試樣組的熱防護性能評估為當前的暴露時間ttrail與校準總熱通量數值的乘積。(實例參考請見附錄D)。
                      9、記錄測試中觀察到的現象。(見附錄 A)
                      10、重復驗證暴露時間ttrail,熱防護性能評估是已驗證的暴露時間ttrail與校準總熱通量的乘積(公式見 10.4),取三個數值的平均值即為平均熱防護性能評估。
                      11、剔除與平均值相差超過 ± 10 % 的測試結果,重新裁樣補足試樣進行測試。

                       

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