美国阻燃防护服测试标准现状及发展趋势

维普资讯 http://www.cqvip.com 标准化之窗　ＣｈｉｎｎＰｅｒｓｏｒ￣ｌＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＦ．，ｑｄｇｍｅｎｔ　美国阻燃防护服测试标准　现状及发展趋势　邹振高　刘金文　卢延振ｚ　（１军事经济学院２空军特种服装研究室）　护服装及装备研究的基础。美国从　小样品测试标准到燃烧假人测试标　高性能阻燃防护服装及相关阻　准都形成了比较完备的标准体系，　２．１燃烧性能测试标准　燃产品对于保护职业人员生命安　在国际上处于领先水平。分析美国　美国织物燃烧性能测试方法及　全和减少火灾损失具有重要作用。　阻燃测试方法及标准现状，找出发　标准主要有：美国消费安全委员会　单兵阻燃防护装备也是在战场燃　展规律和趋势．借鉴美国先进经验　标准ＣＦＰ，．１６　Ｐａｒｔ　１６１０、１６１５、１６１６、　烧环境中保护士兵的有效手段。当　和技术．发现我国阻燃测试标准存　美国材料试验学会标准ＡＳＴＭ　Ｄ　前．世界各国都非常重视阻燃防护　在的不足，对于我国阻燃测试标准　１２３０—９４、美国联邦标准１９１Ａ　装备的研究，而阻燃测试方法和标　的发展，阻燃防护服装及相关装备　５９０３、美国防火协会标准ＮＦＰＡ　准的研究又是进行高性能阻燃防　的研发具有一定的借鉴意义。　７０１等　２００７年第３期中国个体防护装备３５　维普资讯 http://www.cqvip.com 标准化之窗　Ｃ。。ｈ。。‘。ｉｎ‘。。。。ａ。。Ｐ。。。。ｅ’　。ｒ　ｓ。。ｏ。。。ｎ。。ａ。。。ｌ　。。。Ｐ。ｒ。。。。ｏ。ｔ。ｅ。’。ｃ。’。。ｔｉ。。。ｖ。。ｅ。。。Ｅ。。。ｑ。。。ｕ。。。。ｉｐ‘。。。ｍ。。。。ｅ—ｎ—ｔ　（１）ＣＦＲ１６　Ｐａｒｔ　１６１０和ＡＳＴＭ　为９７％的甲烷气体。织物测试前应　１Ｔｌｌｎ的试样夹在中间进行测试。这　Ｄ　１２３０—９４：服装用纺织品可燃性　进行称重．大小为１５０　ｌ砌ｘ４００　种测试方法对于测试防护服装的　测试标准。主要适用于测试穿用过　１Ｔｉｍ，试样垂直悬挂在１００　ｍｍ高的　热防护等级具有重要作用。　程中易着火，并且一旦着火后，将　标准气体火焰上方，燃烧４５・ｓ后移　（３）ＡＳＴＭ　Ｆ２３０２—０３：阻燃防　会剧烈燃烧并造成危害的织物。美　去火焰并记录续燃时间。自熄后．　护材料的辐射防护性能测试方法。　国消费品安全委员会（ＣＰＳＣ）的标　准规定，根据测试结果将织物分成　不同的等级。测试前，先把试样放　在１０５＇￣的烘箱中烘３０　ｍｉｎ，使其　达到最易燃的状态。在干燥箱中冷　却后．置于可燃性试验仪中进行测　试。该仪器包括一个非贯通式的通　风测试室。其中设有点燃装置、试　样架、试样夹和自动计时器。试样　架倾斜角度为４５。，使用标准火焰　从试样靠近下端的表面点燃１　Ｓ，记　录火焰在试样表面燃烧１２７　ｍｍ所　需的时间。如果这个时间少于４　Ｓ，　为不合格。　（２）ＣＦＲ．１６Ｐａｒｔ　１６１５和１６１６：　儿童睡衣可燃性标准。主要用于检　测儿童睡衣用织物，将大小为８９　ｍｍｘ２５４　１ＴｌＩｎ的试样垂直悬挂在试　样夹持器上，燃烧器的燃烧气体为　９７％以上的甲烷气体。从试样下端　点燃（３＋０．２）ｓ，续燃时间超过１０　Ｓ　或碳长超过１７．８　ｃｍ为不合格。　（３）美国联邦标准１９１Ａ　５９０３　与ＡＳＴＭ　Ｆ１３５８—９５：织物阻燃性能　标准测试方法垂直法。两者非常相　近，都要求试样垂直放置，点燃时间　为１２　Ｓ．测试指标为续燃时间、阴燃　时间和碳长。　（４）ＮＦＰＡ　７０１：阻燃织物和阻　燃薄膜的着火性试验方法。此方法　分为两部分，第一部分用于测试织　物．第二部分用于测试薄膜和厚度　超过７００　ｇ／ｍ的织物。燃烧器气体　３６　２００７年第３期中国个体防护装备　称重并与初始重量相比，计算失重　比例，还应记录试样的燃烧特征。　薄膜测试方法，试验前先进行称量　试样的重量，试样长度为１．２　ｍ，在　高２８０　ｍｍ＋１２　ｌｍ的火焰上点燃　２　ｍｉｎ，观察并记录燃烧状态、续燃　时间、阴燃时间。　２．２传热性能测试标准　防护服装的传热性能测试标准　主要有美国材料试验学会标准　ＡＳＴＭ　Ｄ４１０８－８７、ＡＳＴＭ　Ｆ　１０６０—　８７、ＡＳＴＭ　Ｆ２３０２—０３等。　（１）ＡＳＴＭ　Ｄ４１０８－８７：暴露于　火焰的传热性能标准测试方法。这　种测试方法主要用于测试样品的对　流传热性能和部分辐射传热性能。　在试样下方为气体燃烧器产生的　热流量为８４　ｋＷ／ｍ２的火焰，记录　指标为时间和温度。这种测试方法　既可用来测试单层织物，也可测试　多层织物。但在测试单层织物时，　需在织物和传感器之间放置隔板，　以避免织物散热太快影响测试结　果，而多层织物由于本身的厚度较　大。因此不必放置隔板。　（２）ＡＳＴＭ　Ｆ　１０６０－８７：防护服　用材料热防护性能测试方法表面　接触法。这种方法也被称为ＴＰＰ测　试，是用量热计模拟人体皮肤对热　的反应．测试材料对传导热的防护　性能。样品在３　ｋＰａ的接触压力下　进行测试．用一块温度为３００＇￣的　热金属板和热量计将１００　ｍｍ￣１５０　用于测试材料暴露在８４　ｋＷ／ｍ２辐　射热源时的防护效果．其性能用　ＲＰＰ（辐射热防护性能）值表示。样　品垂直放置．通过材料的热传导由　热传感器测得．织物的Ｒ．ＰＰ等级　由暴露辐射能和热传导时间得到。　距离、尺寸和热源的强度是影响测　试结果的主要因素，试验中要尽量　减少空气流动．使对流热的影响降　到最低。此测试方法可以用来表征　不同材料用作辐射热防护服装性　能的相对差异。测试样品应取５　块，大／］＼（７５￣２５０）±２　ｎ－ｌｌｎ２，长度方　向与纵向相同．测试结果用５块样　品的平均值表示。在辐射热源下暴　露４０　Ｓ，根据断裂、滴落、熔融、炭　化、脆损、收缩、粘结、点燃等现象　对材料分级。根据使人体组织产生　二级烧伤所需的热量得到热传导　阈值时间．并由热传导阈值时间与　暴露热流量的乘积算得辐射热传　导性￣（ＲＰＰ）。　这三种传热性能测试方法构成　了测试样品热防护性能的体系，能　够将热流密度转换为人体皮肤烧　伤的对应数据。　２．３燃烧假人测试标准　燃烧假人测试标准为ＡＳＴＭ　１９３０－２０００。用假人进行防护服装　测试的研究始于２０世纪６０年代，　典型的假人测试方法是将假人放　入测试室中，在测试室的４个角放　置８个喷火口．假人表面至少布设　维普资讯 http://www.cqvip.com 标准化之窗　Ｃ　ＰｅｒｔｍｍｄＰｒｏｔ￣ｔｉａ，ｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ　１００个热流量或温度传感器．传感器　１９７１、ＮＦＰＡ　１９７５、ＮＦＰＡ　１９７６和　伤过程，也就不能精确地测试出防　反应时间不大于０．１　Ｓ，在所有方向　ＮＦＰＡ　１９７７等。　一护服的防护性能。并且测试仪器的　次经受２．５￣１０　ｓ的燃烧。燃烧气　ＮＦＰＡ　１９７１规定了建筑消防服　构造和织物的放置睛况与织物真实　使用丙烷气体。热流密度为８４　装的测试程序。建筑消防服装是指　使用时的状态并不相同。人穿着服　ｋＷ／ｍ２，至少要能够提供５　ｓ这种　用于“救援行动、灭火、保护室内财　装移动和出汗情况也会影响服装　强度的热流。由于暴露时间对于测　产、封锁建筑、汽车、海军舰艇或者　试结果影响很大。要求燃烧系统的　在火灾中的其它行动”。这个标准要　控制精度在０．１　Ｓ以内。在已知热电　求防护服必须通过ＦＴＭＳ　５９０３．１和　偶的温度上升值、燃烧时间、热电偶　ＴＰＰ测试和其它用于测试鞋靴、头　的热惯性的前提下，可以计算出热　盔和手套的标准。标准规定这种服　流量。公式如下：　装应包括外套、隔湿层、隔热层三　理＝　（１ｒ　）　（１）　层，ＴＰＰ值不小于１　４５０　ｋＪ／ｍ２。　２Ｖ　ｔ　ＮＦＰＡ　１９７５规定了消防员的　式中：丁为温度（Ｋ），　为初始　基地服装或室内工作服的测试程　温度（Ｋ），ｑ为热流密度（Ｗ／ｍ２），ｔ　序。这种防护服装的阻燃性要求略　为所用时间（Ｓ），＂ｌｒｋｐ为热电偶的热　低，只要求通过ＦＴＭＳ　５９０３．１的测　惯性（ｊＺ／ｍ４・Ｋ２・ｓ）。可以将温度值转　试即可。　化为热能值，然后就能够确定可能　ＮＦＰＡ　１９７６规定了近似消防　发生的烧伤程度。　服的测试程序。这种服装可用于具　现在美国采用的燃烧假人系　有很高级别的传导、对流和辐射热　统有杜邦公司的Ｔｈｅｒｍｏ—ｍａｎ＠　的环境中。如飞机上的火灾、大量可　系统和美国北卡罗来纳州州立大　燃气体燃烧、大量可燃液体燃烧等。　学的ＰｙｒｏＭａｎ系统。另外。美国海　这种防护服装要求通过Ｐ，ＰＰ测试。　军被装材料研究中　Ｉ￣，（ＮＣＴＰ，Ｆ）曾　ＮＦＰＡ　１９７７规定了野外消防　对燃烧假人做了一些改进。使假　用防护装备的测试程序，用于规定　人能够在火场中移动。火场由庚　防护服、头盔、手套、鞋子和其它野　烷气体燃烧产生。热流密度最大　外灭火需要用到的装备。标准规定　为８４　ｋＷ／ｍｚ，首先将假人放置在　这种防护装备必须通过Ｐ，ＰＰ测试　火场中，然后模拟人从火场中逃　和ＦＴＭＳ　５９０３．１测试。在Ｐ，ＰＰ测试　生的动作以特定时间移出火场。　时，样品要暴露在热流密度为２１　但是这种改进型的测试方法并没　ｋＷ／ｍ２的辐射源至少２５　Ｓ，织物的　有形成标准。　Ｐ，ＰＰ值不小于２９０　ｋＪ／ｍ２。　２。４防护服装测试标准　防护服装性能测试标准是美国　国家防火协会制定的产品标准。是　由于燃烧性能测试方法和传热　将上述测试方法联合起来对服装　性能测试方法都无法精确模拟真实　性能做出的规定，主要针对消防服　火场环境中热流的传播情况。不能　的外套和办公服装，主要有ＮＦＰＡ　模拟人体在服装燃烧状态下的烧　的性能，而小规模测试标准都没有　考虑这些因素。因此，只能用于测　试织物在特定环境中的可燃性及不　同织物在特定环境下的性能对比检　测。得出的结果只能用于评价织物　在实验室条件下的性能。而不能精　确推断服装在真实火场中的性能。　而现有的燃烧假人测试标准让假　人静止于燃烧室内。而火焰从各个　方向喷向假人，与真实火场中人的　运动状态也不完全一致。　综上所述，由于现有标准存在　的不足，美国阻燃测试方法及标准　研究的趋势表现为深入研究人体　皮肤烧伤机理，防火阻燃装备热传　递机理，烧伤等级与测试数据的对　应关系，对燃烧假人测试系统进行　改进和完善等。具有代表性的是美　国海军被装材料研究中心和美国马　萨诸塞州伍斯特工学院防火工程系　从１９９６年开始联合进行的一项研　究，其目的是建立一种新的、更为完　善的燃烧假人测试系统，用来评估　海军防护服在海军舰艇火灾中的　性能。研究首先对海军舰艇所遇到　的燃烧环境进行了深入分析，然后　对燃烧假人测试系统进行改进，思　路是研制一种可移动的燃烧假人，　更为精确地模拟人在火场中的反　应。研究小组在马萨诸塞州奥尔登　实验室建立了测试装置，包括一个　大小为２．４　ｍＸ３．６　ｍＸ２．４　ｍ的测试　室，测试室有两扇门和一个移动轨　２００７年第３期中国个体防护装备３７　维普资讯 http://www.cqvip.com