GB/T 38302-2019

340.10 犆73! " # $ % & ' ' ( ) * 犌犅/犜38302—2019!"#$ %!"&'()*+ 犘狉狅狋犲犮狋犻狏犲犮犾狅狋犺犻狀犵—犜犺犲狉犿犪犾狆狉狅狋犲犮狋犻狏犲狆犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲狋犲狊狋犿犲狋犺狅犱 2019-12-10,- 2020-07-01./ ' ( + , - . / 0 1 2 ' ( ) * 3 / 0 4 5 6 , - 目次前言 I ........................................................................................................................ 1 范围 1 ..................................................................................................................... 2 规范性引用文件 1 ...................................................................................................... 3 术语和定义 1 ............................................................................................................ 4 原理 2 ..................................................................................................................... 5 实验人员的健康和安全 2 ............................................................................................. 6 设备和材料 2 ............................................................................................................ 7 试样制备和调湿 6 ...................................................................................................... 8 校准和维护保养 7 ...................................................................................................... 9 测试步骤 8 ............................................................................................................... 10 结果计算 9 ............................................................................................................... 11 测试报告 12 ............................................................................................................ 附录A(资料性附录) 热能暴露下的试样表观反应 13 ............................................................ 附录B(资料性附录) 热防护性能值(TPP)和热防护性能评估(TPE)的区别变化说明 14 ............... 附录C(资料性附录) 热防护性能评估(TPE)测试过程举例 15 ................................................ 附录D(资料性附录) 铜量热传感器的校准 18 ..................................................................... 参考文献 19 .................................................................................................................. 犌犅/犜38302—2019 前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国应急管理部提出。 本标准由全国个体防护装备标准化技术委员会(SAC/TC112)归口。 本标准起草单位:军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所、杜邦(中国)研发管理有限公司、公安部特种警用装备质量监督检验中心、国家消防装备质量监督检验中心、中国安全生产科学研究院。本标准主要起草人:何晴芳、张燕、吴爽、徐兰娣、张勇、张明明、张婷婷、王昕、吴银、张俊、房琳、 邹亮。 I 犌犅/犜38302—2019 防护服装热防护性能测试方法 1 范围本标准规定了热防护材料的热防护性能值(以下简称为“TPP”)和热防护性能评估(以下简称为 “TPE”)的测试方法,内容包含了原理、实验室人员健康与安全、设备和材料、试样的制备和调湿、校准和维护保养、测试步骤、结果计算等方面。 本标准适用于单层或多层材料的热防护性能测试,应用于暴露在对流及辐射热危害的从业人员的热防护材料的评估。 本标准不适用于非阻燃及遇高温易熔融、滴落等材料的测试。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T6529 纺织品调湿和试验用标准大气(ISO139:2005,MOD) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。 3.1热防护性能值狋犺犲狉犿犪犾狆狉狅狋犲犮狋犻狏犲狆犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲 TPP 在测试热防护材料过程中,通过测得的该材料在累计时间上的传热反应曲线与Stoll曲线的交点来确定的累积能量。 注:单位:千瓦秒每平方米(卡每平方厘米)[kW·s/m2(cal/cm2)]。 3.2热防护性能评估狋犺犲狉犿犪犾狆犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲犲狊狋犻犿犪狋犲 TPE 在测试热防护材料过程中,通过测得的该材料在一定时间上的传热反应曲线与Stoll曲线的相切 (或近似相切)来确定的总累积能量。 注:单位:千瓦秒每平方米(卡每平方厘米)[kW·s/m2(cal/cm2)]。 3.3犛狋狅犾犾曲线犛狋狅犾犾犮狌狉狏犲一种用于预计达到二度烧伤的时间和热能关系的标准曲线。 注:能量值落在Stoll曲线上方易造成二度烧伤,而落在Stoll曲线下方不易引起二度烧伤。 3.4热通量犺犲犪狋犳犾狌狓单位时间内在单位面积上传递的热量。 注:单位:千瓦每平方米(卡每平方厘米秒)kW/m2[cal/(cm2·s)]。 1 犌犅/犜38302—2019 3.5热暴露反应狉犲狊狆狅狀狊犲狋狅犺犲犪狋犲狓狆狅狊狌狉犲在热防护性能测试时,材料暴露于热源下的表观反应。 注:比如开裂、熔融、滴落、炭化、脆化、鼓包、收缩、黏结和燃烧等。 3.6开裂犫狉犲犪犽狅狆犲狀材料受热后出现的面积不小于3.2cm2或任何方向尺寸不小于2.5cm的空洞。 注:允许该空洞中存在单根纱。 3.7脆化物犲犿犫狉犻狋狋犾犲犿犲狀狋高温或不完全燃烧所形成的易脆的残余物。 3.8热收缩狋犺犲狉犿犪犾狊犺狉犻狀犽犪犵犲物品或者材料高温下出现一个或多个方向尺寸的减少。 3.9鼓包犫狌犫犫犾犲材料表现为受热变形后形成凸起的状态。 4 原理将试样水平放置并暴露于对流辐射组合热源,暴露的总热通量为(84±2)kW/m2[(2.00±0.05) cal/(cm2·s)]。使用铜量热传感器测量并记录试样的温度随时间变化情况,结合铜的热学性能参数将温度变化情况换算为透过试样传递的热能,得到热能随时间变化的传热反应曲线。可采取以下两种测试方法表征材料的热防护性能: a) 第1个测试方法:铜量热传感器测的传热反应曲线与Stoll曲线相交点所对应的时间与材料暴露的总热通量的乘积(即:累积能量),得到试样的热防护性能值(TPP); b) 第2个测试方法:铜量热传感器在移出规定的对流辐射热后记录的传热反应曲线与Stoll曲线相切(或近似相切)时的暴露时间与总热通量的乘积即为试样的热防护性能评估(TPE)。 5 实验人员的健康和安全实验室人员的安全健康应符合以下条件: a) 样品的燃烧和高温测试可能会产生影响操作人员健康的烟雾和有毒气体,测试人员需佩戴防毒面罩。可将测试仪器安装在通风橱内或通风良好的区域内,每次测试后应排出烟雾和烟尘。 但在试样燃烧过程中应避免火焰受通风影响。 b) 在操作高温组件(如测试中的试样夹持架和传感器)时需佩戴防高温手套。 c) 测试过程中要防止燃气泄漏以免发生爆炸。 d) 辐射灯开启时操作人员需配戴防炫目眼镜。 6 设备和材料 6.1 总体布置测试仪器结构包括组合对流辐射热源、用于控制暴露时间的隔热遮板、试样和传感器支撑架结构、 2 犌犅/犜38302—2019 试样固定器组件、铜量热传感器组件和数据采集/分析系统等,见图1。 单位为毫米说明: 1———铜量热传感器; 2———试样夹持架; 3———可选隔距框; 4———测试样品; 5———隔热遮板; 6———燃烧灯; 7———传感器输出线; 8———气体流量计; 9———辐射灯外罩; 10———辐射灯管; 犾1———样品到辐射灯距离,(125±10)mm; 犾2———辐射灯管间距,(13.0±0.5)mm; 犱1———燃烧灯喷口直径,(38±2)mm; 犱2———燃烧灯喷孔直径,(1.2±0.1)mm。 图1 测试仪器总体布置图 6.2 燃烧气源采用工业级丙烷(纯度为95%以上)或甲烷(纯度为99%以上)。 6.3 气体流量计标准条件下量程为0L/min~6L/min,精度为4%的气体流量计,建议使用质量流量计。 6.4 热源 6.4.1 燃烧灯用于可燃气(丙烷或甲烷)喷射的两台燃烧灯,其顶部喷口直径为(38±2)mm,喷孔直径为(1.2± 0.1)mm。燃烧灯中心线与水平方向呈现20°到45°斜向上的角度(建议采用20°到30°以达到更稳定的测试效果)。两灯之间喷射的火源外焰交叉点位于试样的中心点。尺寸精度为5%。 3 犌犅/犜38302—2019 6.4.2 辐射灯辐射灯由9只500W并列排放的透明或半透明石英红外灯管组成。可通过控制器变换功率,距离试样正面(125±10)mm,灯管之间的中心距离为(13.0±0.5)mm。 6.4.3 辐射灯外罩辐射灯外罩应采用冷却装置,防止局部过热和操作人员的灼伤。 6.5 铜量热传感器的构造 6.5.1 铜量热传感器的组成部件铜量热传感器由以下几个部分组成,其形状如图2所示: 单位为毫米说明: 1———热电偶线; 2———J型或K型热电偶; 3———绝热板孔洞直径,(3.0±0.1)mm; 4———凸缘; 5———无氧铜,重(18.00±0.05)g,直径为(40.0±0.5)mm,厚度为(1.6±0.1)mm; 6———铜片中心钻孔放置热电偶,直径为(1.2±0.1)mm,进深为(1.3±0.1)mm; 7———铜片与热电偶的连接方式之一(铜插销); 8———铜量热传感器的平面图; 犾1