Розробка методу оцінки захисних властивостей текстильних матеріалів при впливі високотемпературних факторів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розробка методу оцінки захисних властивостей текстильних матеріалів при впливі високотемпературних факторів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Загальна характеристика роботи

Для створення безпечних умов праці робітників на виробництві та профілактики профзахворювань важливу роль відіграє спеціальний одяг, який є найбільш поширеним засобом індивідуального захисту (ЗІЗ) від впливу небезпечних та шкідливих виробничих факторів (НШВФ).

В гарячих цехах термохімічних виробництв підприємств чорної та кольорової металургії особливо гостро стоїть проблема забезпечення спецодягом, який би ефективно захищав від впливу високотемпературних факторів, що входять до комплексу НШВФ. До теперішнього часу спецодяг, який використовується на цих підприємствах, не витримує встановленого строку експлуатації. Основним недоліком цього спецодягу є низькі захисні, по відношенню до дії високотемпературних факторів, властивості матеріалів, які застосовуються для його виготовлення.

Провідну роль у створенні спецодягу, який відповідає вимогам виробництва, відіграє правильний вибір матеріалів для його виготовлення, що базується на об'єктивній та всебічній оцінці властивостей матеріалів за допомогою методів та приладів, що адекватно моделюють умови експлуатації спецодягу. Оцінку захисних властивостей нових матеріалів до теперішнього часу, як правило, виконують за результатами дослідного ношення спецодягу, незважаючи на те, що відома велика кількість методів дослідження термостійких властивостей текстильних матеріалів. Проте, об'єктивних методів та спеціальних приладів, які б враховували всі фактори високотемпературного впливу в гарячих цехах термохімічних виробництв, розроблено недостатньо, що утруднює проведення оптимального вибору матеріалів і, в кінцевому підсумку, створення високоефективного спецодягу.

Актуальність теми дисертаційної роботи обумовлена недостатніми захисними властивостями існуючого спеціального одягу для робітників гарячих цехів термохімічних виробництв, а також обмеженою кількістю методів та приладів для вивчення захисних властивостей матеріалів при впливі високотемпературних агресивних факторів.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у відповідності з перспективним планом науково-дослідної роботи викладачів Технологічного університету Поділля на 1995-2000 рр. Дослідження виконувались на замовлення Державного науково-дослідного інституту техніки безпеки в хімічній промисловості (м.Сєвєродонецьк) у рамках госпдоговірних робіт “Разработка устройства и методики по определению термостойкости материалов для спецодежды к воздействию желтого фосфора и расплавленного карбида кальция” (держ.реєстр.номер 01.85.0076872) та “Разработка приборов ТСМ-СВП, ТСМ-ИК и методик по определению термостойкости материалов к воздествиям самовоспламеняющихся веществ и теплового излучения” (держ.реєстр.номер 01.87.0014969).

Метою роботи є: підвищення захисної ефективності спеціального одягу для робітників гарячих цехів термохімічних виробництв.

Для досягнення мети в дисертаційній роботі поставлені наступні взаємопов'язані задачі:

- розробити методику та прилад для визначення термостійких та термозахисних властивостей спеціальних текстильних матеріалів при впливі горючих речовин;

- дослідити термостійкі та термозахисні властивості матеріалів за допомогою розробленого приладу та методик;

- розробити методику та прилад для визначення стійкості текстильних матеріалів до теплового випромінювання;

- дослідити вплив теплового випромінювання на фізико-механічні властивості матеріалів;

- на підставі проведених досліджень розробити спеціальний одяг для робітників пічних відділень виробництва фосфору та провести його апробацію в умовах реального виробництва.

Об'єкт дослідження. За об'єкт дослідження обрано спецодяг для робітників пічних відділень виробництва фосфору, а також матеріали, необхідні для його виготовлення.

Методика досліджень. Методичною та теоретичною основою досліджень стали раніше проведені роботи з питань взаємодії горючих речовин з полімерними матеріалами, теплопередачі, вивчення термостійких та термозахисних властивостей текстильних матеріалів.

В дисертаційній роботі використані розроблені автором прилади і методики для вивчення термостійких та термозахисних властивостей текстильних матеріалів при впливі горючих речовин, їх стійкості до теплового випромінювання, а також стандартні методи вивчення властивостей матеріалів. Обробка результатів експериментів проводилась за допомогою ПЕОМ.

Наукова новизна роботи: розроблено комплексний метод оцінки теплозахисних властивостей текстильних матеріалів в процесі впливу високотемпературних факторів, який полягає в дослідженні термостійких і термозахисних властивостей матеріалів, та їх стійкості до теплового випромінювання.

Практичне значення одержаних результатів полягає в підвищенні ефективності процесу розробки спеціального одягу для захисту від високотемпературних виробничих факторів. Розроблений метод оцінки теплозахисних властивостей текстильних матеріалів дозволяє забезпечити об`єктивність експериментів, максимально наблизити умови їх проведення до реальних, що в кінцевому підсумку сприяє створенню спеціального одягу, який найбільш повно відповідає вимогам виробництва. Це надасть можливість покращити умови праці робітників, зменшити травматизм та профзахворювання, збільшити строк експлуатації спеціального одягу.

Методики та прилади, розроблені для здійснення методу оцінки теплозахисних властивостей текстильних матеріалів, впроваджено у Державному науково-дослідному інституті техніки безпеки в хімічній промисловості та науково-виробничому підприємстві “Індекс” (м.Сєвєродонецьк). Результати дослідження захисних властивостей текстильних матеріалів, отримані за допомогою розробленого методу, використані при розробці технічних умов на комплект спеціального чоловічого одягу для захисту від підвищених температур у виробництві фосфору (ТУ 17-08-312091).

Особистий внесок здобувача полягає в постановці та вирішенні основних теоретичних та експериментальних задач. За безпосередньою участю автора розроблено методики досліджень, прилади для їх впровадження, планування та проведення експерименту, обробка отриманих даних. Автору належать основні ідеї, узагальнення та висновки. Особистий внесок здобувача в опублікованих наукових працях у співавторстві з науковим керівником полягає у вирішенні основних теоретичних, експериментальних та прикладних задач.

Апробація роботи. Основні положення та результати роботи доповідались на наступних науково-технічних конференціях: республіканському науково-практичному семінарі “Перспективи розвитку виробництва товарів народного споживання та сфери послуг” (м.Хмельницький, 1990 р.), науково-технічній конференціі країн СНД “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах і конверсії виробництва” (м.Хмельницький, 1992 р.), науково-практичній конференції “Наукові основи сучасних прогресивних технологій” (м.Хмельницький, 1994 р.), науково-практичній конференціі “Технологічний університет в системі реформування освітньої та наукової діяльності Подільського регіону” (м.Хмельницький, 1995 р.), науково-технічній конференції “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах і конверсії виробництва” (м.Хмельницький, 1995 р.), міжнародній науково-технічній конференції “Новітні технології в легкій промисловості та сервісі” (м.Хмельницький, 1998 р.) та опубліковані в збірниках матеріалів вказаних конференцій.

Робота обговорювалась та була схвалена на засіданні кафедри технології та конструювання швейних виробів Технологічного університету Поділля (м.Хмельницький), на міжкафедральному семінарі у ДАЛПУ.

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 14 наукових праць.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів з висновками, загальних висновків, списку використаних літературних джерел із 131 найменування та 15 додатків. Основний зміст роботи виконано на 135 сторінках машинописного тексту, містить 35 рисунків, 9 таблиць. Загальний об`єм дисертації складає 200 сторінок.

Зміст роботи

текстильний термозахисний горючий одяг

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, визначені мета, основні задачі та методи досліджень, сформульовані елементи наукової новизни роботи та її практична цінність.

В першому розділі виконано аналіз літературних джерел щодо питань та проблем, які пов`язані з розробкою спеціального одягу для захисту від високотемпературних руйнівних факторів.

Аналіз асортименту спеціальних матеріалів, які застосовуються при виготовленні захисного спеціального одягу показав, що в наш час для ефективного захисту робітників від впливу високотемпературних факторів гарячих цехів термохімічних виробництв є достатньо великий асортимент матеріалів, правильний вибір яких в значній мірі залежить від об`єктивної та всебічної оцінки їх властивостей. Об`єктивна оцінка захисних властивостей матеріалів спеціального одягу може бути зроблена тільки шляхом використання методів дослідження, які адекватно моделюють умови комплексного впливу високотемпературних агресивних факторів виробництва. Проте на підставі аналізу літературних джерел було з`ясовано, що незважаючи на різноманітність робіт по оцінці стійкості текстильних матеріалів до високотемпературного впливу, в наш час відповідних методик та пристроїв, які б могли враховувати весь комплекс небезпечних та шкідливих факторів термохімічних виробництв, розроблено недостатньо. Це дозволило визначити основні напрямки робіт по методичному та приладному забезпеченню процесу дослідження захисних властивостей текстильних матеріалів при впливі високотемпературних факторів.

У другому розділі розроблена інформаційна модель процесу дослідження захисних властивостей спеціальних текстильних матеріалів при впливі високотемпературних факторів та дано обгрунтування доцільності її застосування. Принцип побудови запропонованої моделі полягає в розподілі процесу дослідження властивостей матеріалів на етапи, які містять в собі вивчення умов експлуатації ЗІЗ, лабораторні та виробничі дослідження, рекомендації по застосуванню матеріалів для ЗІЗ, що розробляються. Модель встановлює взаємозв`язок між різними етапами процесу дослідження властивостей матеріалів, містить логічні зворотні зв`язки для порівняння результатів дослідження, що отримані в лабораторних умовах та в процесі дослідного ношення.

Аналіз умов праці робітників пічних відділень виробництва фосфору виявив, що на матеріали спецодягу впливає комплекс НШВФ, а саме: частинки розплавленого шлаку і ферофосфору, нагріті до температури 1300 ^оС; теплове випромінювання високої інтенсивності, а також механічний вплив. При цьому найбільшу небезпеку для робітників становлять частинки розплавленого шлаку і ферофосфору, які, стикаючись з матеріалами спецодягу, викликають їх термомеханічне руйнування, внаслідок чого робітники отримують термічні опіки та ушкодження. Теплове випромінювання, яке протягом тривалого часу нагріває матеріал спецодягу, призводить до теплового старіння матеріалів, внаслідок чого їх властивості суттєво змінюються, що позначається на захисних можливостях спецодягу.

За підсумком вивчення умов праці робітників пічних відділень виробництва фосфору, аналізу топографії зносу штатного спецодягу з`ясовано, що матеріал арт.6425, з якого він виготовлений, не відповідає характеру і умовам праці. Фактичний строк експлуатації спецодягу складає 2-3 місяці при нормі 6 місяців. При цьому максимальному зносу та пошкодженням піддаються пілочка куртки, верхня частина рукавів, колінна частина та низ брюк.

Аналіз НШВФ, які характерні для пічних відділень термохімічних виробництв, дозволив встановити, що захисні властивості спецодягу залежать від термостійких та термозахисних властивостей матеріалів, з яких його виготовлено, а також від стійкості матеріалів до теплового випромінювання. На підставі сучасних теоретичних уявлень про вплив високих температур на полімерні матеріали запропоновано вважати критерієм термостійкості час, протягом якого матеріал витримує вплив високої температури без руйнування, а критерієм термозахисних властивостей - час, протягом якого матеріал прогрівається до критично-допустимої температури 50 ^оС.

На підставі розрахунків теплових ефектів реакції горіння білої та червоної модифікацій фосфору запропоновано при оцінці термостійких та термозахисних властивостей спеціальних матеріалів як джерело високотемпературного впливу використовувати червоний фосфор. Експериментально-теоретичним шляхом визначено, що наважка фосфору масою 0,2 г забезпечує адекватне моделювання високотемпературного впливу, яке має місце в реальному виробництві.

Аналіз теоретичних питань процесів термоокислювальної деструкції текстильних матеріалів показав, що в умовах пічних відділень термохімічних виробництв найбільш суттєвий вплив на здатність матеріалів до теплового старіння становить такий фактор, як температура. Виділення цього фактора, як основного визначило розробку відповідного пристрою та методики оцінки стійкості матеріалів до теплового випромінювання.

В третьому розділі описані розроблені методики та прилади для оцінки захисних властивостей матеріалів при впливі високотемпературних факторів, а також містяться відомості про об`єкти та методи дослідження.

Для оцінки термостійких та термозахисних властивостей матеріалів розроблено прилад ТСМ-СВ та методику роботи на ньому.

Прилад ТСМ-СВ містить у собі такі основні вузли: пристрій для закріплення дослідної проби 1, що складається з притискувального кільця 3 і фіксаторів 4; датчик руйнування проби, що складається із щупа 11, важеля навантаження 12, шарніра 13 та вантажів 14; термопару 18; підпалювальний пристрій, що включає в себе нагрівальний елемент 5, електромагніт 8, пружину 9. Автоматичне управління та контроль за роботою приладу здійснюється за допомогою блока управління 15, вимірювача часу 16, засобу контролю температури 17, мікровимикача 19. Для реєстрації моменту запалення наважки фосфору служить фотоелемент 10.

Методика роботи на приладі полягає в наступному: елементарну пробу матеріалу (пакет матеріалів) розміщують в пристрій для закріплення проби лицем догори і фіксують притискувальним кільцем. Встановлюють датчик руйнування в робоче положення, а на поверхню матеріалу наносять наважку червоного фосфору. Натискують кнопку “Пуск”, що знаходиться на блоці управління, при цьому сигнал від блоку управління надходить до підпалювального пристрою, забезпечуючи його нагрівання, а також вмикає електромагніт, який переміщує нагрівальний елемент до наважки фосфору. В момент запалення фосфору видиме світлове або теплове випромінювання попадає на фотоелемент, сигнал від якого вмикає в роботу вимірювач часу і вимикає електромагніт підпалювального пристрою, після чого нагрівальний елемент залишає зону горіння. Крім того, сигнал від фотоелемента надходить на вузол вимірювання температури і вмикає електромагніт, який встановлює термопару під місцем горіння фосфору. Як тільки матеріал зруйнується (прогорить), щуп датчика руйнування крізь отвір, що утворився в пробі, переміщується на деяку відстань вниз. Пластина, розміщена на важелі, вимикає мікровимикач, який подає сигнал на блок управління. Блок управління видає команду на зупинку вимірювача часу. Час, показаний вимірювачем часу, тобто час руйнування дослідної проби матеріалу, і є головним критерієм при оцінці його термостійкості. Термозахисні властивості матеріалів (пакетів) визначають за часом їх прогрівання до критично-допустимої температури 50 ^оС.

З метою визначення стійкості матеріалів до теплового випромінювання розроблена методика та прилад УМТС.

Прилад УМТС вміщує: електродвигун 1, на валу якого і на осі 2 встановлено двоступінчасті шківи 3 та 4 клиноподібної пасової передачі; термокамеру 5, в якій знаходяться лампи розжарювання 6; пристрій для закріплення проби дослідного матеріалу 7, який складається із основи 8 і поперечних несучих елементів 9. Електровентилятор 10 служить для утворення в термокамері 5 рівномірного температурного поля шляхом вимушеної циркуляції повітря. Автоматичний контроль за сталістю температури на лицевій поверхні дослідної проби здійснюється за допомогою термопари 11 і блока управління 12. Блок управління дозволяє підтримувати і регулювати температуру на лицевій поверхні проби в межах 5 ^оС від встановленої величини. Методика роботи на приладі УМТС полягає в наступному: дослідну пробу матеріалу розмірами 1100160 мм перед випробуванням кондиціонують при температурі (202) ^оС і відносній вологості повітря (655)% не менше 24 годин, потім пробу поміщають в пристрій для закріплення проби, який розміщують в термокамері. На лицевій поверхні проби розміщують термопару, вмикають електровентилятор, електродвигун електроприводу та лампи розжарювання, які забезпечують нагрівання лицевої поверхні матеріалу до температури (1505) ^оС. Опромінювання проводять протягом заданого часу. Після випробувань пробу виймають з термокамери, кондиціонують, а потім оцінюють стійкість матеріалів до теплового випромінювання за зміною показників властивостей матеріалів, що контролюються.

Коефіцієнт старіння, тобто величину, яка показує відносне змінювання показника, що контролюється, виражають у вигляді відношення:

, (1)

де К - коефіцієнт старіння,%; П₀ - значення показника контрольної проби;

П₁ - значення показника проби після теплового впливу.

Об`єктами дослідження вибрані матеріали, які застосовуються в наш час для виготовлення спецодягу, а також перспективні. Матеріали, властивості яких досліджувались, відрізняються один від одного своїм волокнистим складом, видом покриття, товщиною, поверхневою густиною та ін.

Четвертий розділ присвячено вивченню впливу високотемпературних факторів: фосфору, що горить, і теплового випромінювання на спеціальні матеріали. Проведено аналіз отриманих результатів та доведено можливість використання розробленого методу для забезпечення вибору оптимального складу матеріалів при створенні високоефективного захисного одягу.

За допомогою розробленого приладу ТСМ-СВ досліджені термостійкі та термозахисні властивості матеріалів до термічного впливу фосфору. Результати досліджень показали, що жоден із досліджуваних матеріалів не витримує термічного впливу фосфору без руйнування. При цьому, ті матеріали, що мають більш високу термостійкість (арт.3246 та арт.6425), досить швидко прогріаються, а матеріали, що мають кращі термозахисні властивості (“ИМ-2” та “Винилискожа-Т”), менш термостійкі. Проте, створення високоефективного спецодягу передбачає одночасне забезпечення термостійкості та термозахисту. З`ясовано, що в умовах термічного впливу фосфору необхідний рівень захисту можна отримати завдяки використанню декількох шарів матеріалів, тобто пакетів матеріалів, застосовуючи нетканий голкопробивний матеріал з вуглецевих волокон товщиною 3,5 мм як внутрішній шар.

На наступному етапі роботи за допомогою приладу ТСМ-СВ досліджено термозахисні властивості пакетів матеріалів. З цією метою створювали різні пакети, лицевим шаром в яких використані матеріали, обрані об`єктами дослідження; внутрішнім теплоізоляційним шаром у всіх досліджуваних пакетів служив нетканий вуглецевий матеріал; нижнім шаром пакетів служила тканина арт.3246. Методика експерименту передбачала дослідження температурно-часових характеристик нижньої поверхні пакетів протягом повного циклу термічного впливу фосфору: “навантаження - розвантаження - відпочинок”; тобто інформацію про зміну температури на нижній поверхні пакетів простежували, починаючи від моменту запалення наважки фосфору, впродовж усього процесу горіння (час горіння наважки фосфору масою 0,2 г становить 70 с) і закінчуючи часом охолодження пакета.

Встановлено, що пакети № 1 та № 2 до критично-допустимої температури 50 ^оС не прогрілись, цілісність їх не порушилась, тобто пакети мають найкращі захисні властивості до термічного впливу фосфору. Різке підвищення температури нижньої поверхні пакета № 5 вже після згоряння наважки фосфору пояснюється тим, що лицевий шар пакета зруйнувався і продукти горіння попали всередину пакета.

Далі досліджено вплив теплового випромінювання на фізико-механічні властивості матеріалів, товщину, поверхневу густину, лінійні розміри матеріалів. Показано, що теплове випромінювання призводить до суттєвого погіршення властивостей матеріалів, тобто до теплового старіння матеріалів. Експериментально виявлені адекватні математичні моделі залежності термостійкості матеріалів від часу теплового опромінювання, яка має ступеневий характер та описується рівняннями:

- для тканини арт.6425: = 33,092 - 1,264x + 0,025x²; (2)

- для тканини арт.3246: = 34,505 - 0,839x + 0,025x²; (3)

- для фенілону металізованого: = 32,357 - 0,704x + 0,022x²; (4)

- для матеріалу “ИМ-2”: = 19,668 - 0,262x + 0,007x², (5)

де - термостійкість, с; х - час теплового опромінювання, години.

Результати експерименту засвідчили, що найбільше падіння термостійкості внаслідок впливу теплового випромінювання зазнала тканина арт.6425 (коефіцієнт старіння 47%). Більш стійкими виявились тканина арт.3246 та фенілон металізований (коефіцієнти старіння - 21,5% та 15,6% відповідно). Найбільшу стійкість до теплового випромінювання, з точки зору зміни термостійких властивостей, показав матеріал “ИМ-2”. Після 20 годин теплового опромінювання термостійкість цього матеріалу зменшилась на 12,5%.

З`ясовано, що полімерне покриття матеріалу “Винилискожа-Т” на основі полівінілхлориду, внаслідок теплового опромінювання руйнується. Антипірени, що входять в полімерну композицію, спричиняють утворення карбонізованого залишку і виділення негорючих газів, проте це не перешкоджає піролізу полімера. Вже після 2 годин опромінювання полімерне покриття матеріалу спучується, стає надмірно жорстким, розтріскується, в результаті чого матеріал повністю втрачає свої захисні функції.

Експериментально встановлено, що із збільшенням часу теплового опромінювання розривне навантаження досліджуваних проб змінюється за ступеневим законом. Отримана залежність для усіх досліджуваних матеріалів описується рівнянням виду:

(6)

де P - розривне навантаження, даН; х - час теплового опромінювання, години;

с, с₁, с₂ - коефіцієнти, що залежать від виду матеріалу.

Результати експерименту показали, що найбільшою втратою міцності внаслідок теплового опромінювання характеризується тканина арт.6425; коефіцієнт старіння проб, вирізаних в поздовжньому напрямку, дорівнює 70,2%.

Значною втратою міцності також характеризується матеріал “ИМ-2”, термозахист якого грунтується на використанні газоутворювачів, що входять до складу полімерного покриття. Коефіцієнт старіння поздовжньо вирізаних проб матеріалу “ИМ-2” після 20 годин теплового опромінювання становить 55,3%.

Показано, що показники міцності і термостійкості матеріалів можуть бути використані як основні при оцінці їх стійкості до теплового випромінювання.

Результати дослідження впливу теплового випромінювання на товщину, поверхневу густину, лінійні розміри матеріалів дозволили зробити висновок про те, що ці показники можуть бути використані як неосновні критерії оцінки стійкості матеріалів до теплового випромінювання для отримання додаткової інформації про процеси, що відбуваються в структурі матеріалу під впливом теплового випромінювання.

Аналіз отриманих результатів показав, що найбільшу стійкість до теплового випромінювання серед досліджуваних матеріалів мають тканини арт.3246 та фенілон металізований. Це пояснюється тим, що до складу цих тканин входять полі-м-феніленізофталамідні волокна (фенілон), характерною ознакою яких є висока стійкість до термоокислювальної деструкції. Тому і втрати показників властивостей їх внаслідок теплового опромінювання найменші.

На підставі проведених досліджень розроблено комплект захисного спеціального одягу для робітників пічних відділень термохімічних виробництв. Найбільш вразливі ділянки спецодягу захищено за допомогою термозахисного пакета, зовнішній (лицевий) шар якого виконано з тканини арт.3246, а внутрішній (теплоізоляційний) - з нетканого вуглецевого матеріалу.

Виробничі випробування дослідних зразків розробленого комплекту спеціального одягу, проведені в пічних відділеннях цехів по виробництву фосфору промислових об`єднань “Хімпром” та “Нодфос” (м. Джамбул), підтвердили результати лабораторних досліджень і показали, що рекомендований спеціальний одяг має необхідні захисні властивості та відповідає вимогам виробництва. Використання розробленого одягу дозволяє зменшити кількість травм та профзахворювань. Термін експлуатації спецодягу збільшено з 2-3 до 12 місяців. Річний економічний ефект від заміни стандартного спецодягу, виготовленого з тканини арт.6425, спецодягом, виготов-леним із матеріалів, що вибрані за допомогою розробленого методу, складає 36728 крб. (за цінами 1990 року).

Загальні висновки

Встановлено, що в пічних відділеннях термохімічних виробництв спеціальний одяг не відповідає умовам праці, внаслідок чого робітники зазнають термічні опіки та ушкодження, а фактичний строк експлуатації спецодягу становить 2-3 місяці при нормі 6.

Показано, що актуальним для процесу розробки високоефективного спеціального одягу є об`єктивна та всебічна оцінка захисних властивостей матеріалів, яка може бути виконана тільки шляхом використання сучасних методів дослідження, що адекватно моделюють умови комплексного впливу таких високотемпературних факторів виробництва, як: розплавлені частинки шлаку і ферофосфору, а також теплове випромінювання.

Розроблено комплексний метод оцінки теплозахисних властивостей текстильних матеріалів в процесі впливу високотемпературних факторів. Метод передбачає використання приладів ТСМ-СВ і УМТС та відповідних методик. Прилад ТСМ-СВ призначений для дослідження термостійких та термозахисних властивостей текстильних матеріалів. Високотемпературним фактором є червоний фосфор. Термостійкість матеріалів оцінюють за часом їх руйнування, а термозахисні властивості - за часом прогрівання до критично-допустимої температури 50 ^оС. Прилад УМТС призначений для оцінки стійкості текстильних матеріалів до теплового випромінювання. Критерієм оцінки є зміна залишкових показників фізико-механічних властивостей матеріалів.

За допомогою запропонованого методу досліджені термостійкі і термозахисні властивості, а також стійкість до теплового випромінювання спеціальних матеріалів: тканин арт.6425 та арт.3246, фенілону металізованого, "ИМ-2", "Винилискожи-Т" та нетканого вуглецевого. Результати досліджень показали, що: жоден з матеріалів не витримує термічного впливу фосфору без руйнування; не існує прямої залежності між термостійкими і термозахисними властивостями матеріалів; необхідний рівень захисту можливо забезпечити шляхом створення пакетів.

Встановлено, що пакет, до складу якого входить тканина арт.3246 (матеріал верху) та нетканий вуглецевий матеріал товщиною 3,5 мм, (внутрішній теплоізоляційний шар) забезпечує необхідний захист під час дії високотемпературних агресивних факторів. За допомогою методів математичної статистики отримані залежності, які дозволяють проводити порівняльну оцінку стійкості матеріалів до теплового випромінювання, а також прогнозувати її зміну залежно від часу дії небезпечних та шкідливих факторів термохімічних виробництв.

На підставі проведених досліджень для робітників пічних відділень виробництва фосфору розроблено спеціальний одяг, ефективні захисні властивості якого досягнуто завдяки використанню термозахисного пакета. Результати виробничих випробувань дослідних зразків одягу показали, що за своїми захисними властивостями він відповідає умовам праці та вимогам виробництва. Його використання дозволяє зменшити кількість травм та пошкоджень. Термін експлуатації спецодягу збільшено до 12 місяців.

Розроблений метод та прилади для його здійснення впроваджено у Державному науково-дослідному інституті техніки безпеки в хімічній промисловості та науково-виробничому підприємстві “Індекс” (м.Сєвєродонецьк). Результати дослідження захисних властивостей текстильних матеріалів використані при розробці технічних умов на комплект чоловічий для захисту від підвищених температур у виробництві фосфору (ТУ 17-08-312091).

За темою дисертації опубліковано такі роботи

Сарана А.Н., Троян А.М., Мычко А.А. Спецодежда с улучшенными эксплуатационными характеристиками для электросварщиков // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. - 1989. - № 1. - С. 125-126.

Троян А.М., Сарана А.Н., Бегун В.П., Очкуренко В.И., Мычко А.А., Андросов В.Ф. Разработка метода оценки термостойкости специальных материалов при воздействии фосфора. Сообщение 1 // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. - 1989. - № 1. - С. 25-27

Троян А.М., Сарана А.Н., Бегун В.П., Очкуренко В.И., Мычко А.А., Андросов В.Ф. Исследование термостойких и термозащитных свойств специальных материалов при воздействии фосфора. Сообщение 2 // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. - 1989. - № 2. - С. 33-35.

Троян О.М., Засорнов О.С., Сарана О.М. Вивчення впливу теплового випромінювання на механічні властивості матеріалів // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1998. - № 4. - С. 33-35.

Троян О.М., Сарана О.М. Методика визначення кількісних характеристик високотемпературного фактора при оцінці термостійкості спеціальних матеріалів // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1999. - № 4. - Ч 2. -С. 11-13.

Троян А.М., Сарана А.Н., Бегун В.П., Романов В.Е. Разработка информационной модели по исследованию термостойких и термозащитных свойств материалов для спецодежды рабочих фосфорной промышленности // Современные подходы к решению проблем организации проектирования и технологии изготовления одежды: Сб. науч. трудов. - Владивосток: ДТИ, 1991. - С. 55-60.

Троян А.М. Выбор высокотемпературного фактора при оценке термостойкости специальных материалов к действию фосфора // Вопросы технического и экономического совершенствования бытового обслуживания: Сборн. науч. трудов. - Киев: УМК ВО, 1988. - С. 59-61.

Сарана А.Н., Троян А.М. Изучение эксплуатационных свойств углеродных тканей. - Деп. в УкрНИИНТИ 5.07.88, № 1779 - Ук88. - Киев, 1988. - 4 с.

Троян А.М., Сарана А.Н. Разработка метода определения термозащитных и термостойких свойств материалов // Перспективы развития производства товаров народного потребления и сферы услуг: Тез. докл. науч.-практ. семинара. - Хмельницкий, 1990. - С. 79-80.

Троян А.М., Сарана А.Н., Бегун В.П. Установка и методика для определения устойчивости материалов к тепловому старению // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах і конверсії виробництва: Тези допов. наук.- техн. конф. - Хмельницький, 1992. - С. 18.

Засорнов А.С., Сарана А.Н., Троян А.М. Определение энергии разрушения единицы массы материала // Наукові основи сучасних прогресивних технологій: Тези допов. наук.- техн. конф. - Хмельницький: ТУП, 1994. - С. 24.

Троян А.М., Сарана А.Н. Изучение влияния высокотемпературного теплового излучения на свойства материалов // Технологічний університет в системі реформування освітньої та наукової діяльності Подільского регіону: Тези допов. наук.- практ. конф. - Хмельницький: ТУП, 1995. - С. 396-397.

Засорнов А.С., Троян А.М., Сарана А.Н. Универсальная установка контроля температурных параметров // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах і конверсії виробництва: Тези допов. наук.-техн. конф. - Хмельницький: ТУП, 1995. - С. 55-56.

Размещено на Allbest.ru