Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 9151-2021 "Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от конвективной теплоты. Метод определения теплопередачи при воздействии пламени" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 октября 2021 г. N 1306-ст)

Occupational safety standards system. Protective clothing to protect from convective heat. Method for determining heat transfer when exposed to flame

УДК 614.895.5:006.354
МКС 13.340.10

Дата введения - 1 октября 2022 г.
Введен впервые

ГАРАНТ:

Курсив в тексте не приводится

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Производственно-внедренческим обществом с ограниченной ответственностью "Фирма "Техноавиа" (ПВ ООО "Фирма "Техноавиа") на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 5 стандарта, который выполнен ПВ ООО "Фирма "Техноавиа"

2 Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 26 августа 2021 г. N 142-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 октября 2021 г. N 1306-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 9151-2021 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2022 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 9151:2016 "Защитная одежда от тепла и пламени. Определение теплопередачи при воздействии пламени" ("Protective clothing against heat and flame - Determination of heat transmission on exposure to flame", IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/ТС 94 "Средства индивидуальной защиты. Защитная одежда и оборудование", подкомитетом SC 13 Международной организации по стандартизации (ISO) и CEN/TC 162 "Защитная одежда, включающая защиту рук и кистей, и спасательные жилеты".

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

6 Введен впервые

7 Некоторые элементы настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав

Введение

Теплопередача через одежду в значительной степени определяется ее толщиной, включая любые воздушные зазоры, находящиеся между соседними слоями. Воздушные зазоры могут значительно различаться в разных местах одного и того же комплекта одежды. Представленный метод позволяет классифицировать материалы при испытании в стандартных условиях без воздушного зазора.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения теплопередачи через материалы или пакеты материалов, используемые в специальной одежде. Материалы классифицируют путем сравнения полученных значений показателей передачи конвективного тепла, которые отражают относительную теплопередачу при заданных условиях испытания. Показатель передачи конвективного тепла не является мерой продолжительности защиты, обеспечиваемой испытуемыми материалами в реальных условиях использования.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание ссылочного документа (включая все изменения)]:

ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method [Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерения]

IEC 60584-1 ¹⁾, Thermocouples - Part 1: Reference tables (Термопары. Часть 1. Справочные таблицы)

------------------------------

¹⁾_{Наименование международного стандарта изменено на "Thermocouples - Part 1: EMF specifications and tolerances" ("Термопары. Часть 1. Характеристики и допуски ЭМП").}

------------------------------

IEC 60584-3, Thermocouples - Part 3: Extension and compensating cables - Tolerances and identification systems (Термопары. Часть 3. Удлинительные и компенсационные кабели. Допуски и система идентификации)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ISO и IEC поддерживают терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- IEC Electropedia: доступна на http://www.electropedia.org/

- платформа ISO онлайн-просмотра: доступна на https://www.iso.org/obp/

3.1 испытуемая проба (test specimen): Все слои ткани или других материалов, расположенные в порядке и ориентации, как они используются на практике, включая, при необходимости, материалы одежды, надеваемой под верхнюю одежду ¹⁾.

------------------------------

¹⁾_{Одежда, надеваемая под верхнюю одежду (undergarment) - одежда, которая не обязательно предназначена для использования в качестве средств индивидуальной защиты (СИЗ), но может быть надета под СИЗ, как определено заказчиком/конечным пользователем. Верхняя одежда в контексте данного стандарта - это специальная одежда, которая, являясь внешним слоем, непосредственно подвергается воздействию конвективного тепла.}

------------------------------

3.2 падающий тепловой поток Q (incident heat flux Q): Количество энергии, приложенной к наружной поверхности испытуемой пробы, в единицу времени.

Примечание - Единица измерения - киловатт на метр квадратный.

3.3 показатель передачи конвективного тепла HTI (heat transfer index HTI), [пламени (flame)]: Среднее значение времени t _m, в секундах, округленное до целого числа, необходимое до достижения повышения температуры на (24,0 0,2) °С при испытании методом, установленным в настоящем стандарте, с использованием медного диска массой (18,00 0,05) г и падающего теплового потока (80 2) кВт/м ².

Примечание - В контексте настоящего стандарта показатель передачи конвективного тепла относится к теплопередаче между пламенем и испытуемой пробой. См. приложение А.

4 Сущность метода

Горизонтально ориентированную испытуемую пробу ограничивают в перемещении и подвергают воздействию падающего теплового потока (80 2) кВт/м ² от пламени газовой горелки, расположенной под ней. Тепло, проходящее через испытуемую пробу, измеряют с помощью небольшого медного калориметра, расположенного поверх испытуемой пробы и соприкасающегося с ней. Фиксируют, в секундах, время повышения температуры в калориметре на (24,0 0,2) °С. Средний результат для трех испытуемых проб рассчитывают как показатель передачи конвективного тепла (пламени).

5 Оборудование

5.1 Общие положения

Оборудование состоит:

- из газовой горелки Meker ²⁾;

------------------------------

²⁾_{Данная информация предоставлена для удобства пользователей настоящего стандарта. Допускается использовать эквивалентные продукты, если можно доказать, что они приводят к тем же результатам.}

------------------------------

- медного дискового калориметра;

- опорной рамы для испытуемой пробы;

- установочной пластины калориметра;

- опорного штатива;

- соответствующего измерительного и регистрирующего оборудования;

- шаблона.

5.2 Газовая горелка

Используют горелку Meker с плоской перфорированной верхней частью диаметром (38 2) мм и форсункой, подходящей для пропана (возможных поставщиков см. в приложении В).

Используют технический сорт пропана с минимальной массовой долей пропана равной 95 %, поток контролируют клапаном точного регулирования и расходомером. В качестве альтернативы могут быть использованы другие газы, но данное использование должно быть отражено в протоколе испытаний.

5.3 Медный дисковый калориметр и монтажный блок

Медный дисковый калориметр состоит из диска, изготовленного из меди чистотой не менее 99 %, диаметром (40,00 0,05) мм, толщиной 1,6 мм и массой (18,00 0,05) г. Диск должен быть взвешен перед сверлением и сборкой.

Калориметр должен быть сконструирован, как показано на рисунке 1 (метод А) или на рисунке 2 (метод В). Должен быть использован изолированный медно-константановый провод термопары в соответствии с IEC 60584-1 и IEC 60584-3 диаметром (0,254 0,002) мм. Константановый провод должен быть либо вставлен в предварительно просверленное отверстие в центре калориметра и припаян по месту с минимумом припоя (метод А), либо припаян к задней поверхности калориметра, как показано на рисунке 2 (метод В). Медный провод должен быть прикреплен таким же образом на расстоянии 15-18 мм от центра, чтобы не мешать посадке диска в монтажный блок.

Примечание - Указанный провод термопары соответствует датчику типа Т-36.

Калориметр располагают в монтажном блоке, который должен состоять из круглого куска безасбестовой негорючей теплоизоляционной плиты диаметром 89 мм (см. приложение В) и номинальной толщиной 13 мм (см. рисунок 3). Тепловые характеристики должны соответствовать следующим требованиям:

плотность - (750 100) кг/м ³;

теплопроводность - (0,180 0,018) Вт/().

В центре блока вытачивают круглую полость для размещения диска и создания воздушного зазора, как показано на рисунке 3. Диск закрепляют в нужном положении с помощью небольших штифтов из нержавеющей стали (диаметром 0,45 мм или менее), которые выступают через заднюю часть изолирующего блока и имеют длину, достаточную для закрепления диска [рисунок 4 (метод А)]. Крепежные штифты должны быть изготовлены из нержавеющей стали и спаяны легкоплавким припоем с калориметром с использованием минимально необходимого количества припоя. Если методом установки калориметра выбран метод В, калориметр должен быть прикреплен к монтажному блоку с помощью подходящего высокотемпературного клея.

Лицевая сторона медного диска должна находиться на одном уровне с поверхностью монтажного блока. Он также должен быть покрыт тонким слоем оптически черной краски с коэффициентом поглощения более 0,9 (см. приложение В).

Суммарная масса блока калориметра и монтажного блока должна составлять (80 10) г.

а) Составные части калориметра, монтажные штифты для наглядности не обозначены

b) Медный калориметр с указанием расположения монтажных штифтов (дополнительные провода термопары для наглядности не обозначены)

с) Медный калориметр в сборе

1 - провод термопары; 2 - глухое отверстие для монтажного штифта; 3 - глухое отверстие для термопары; 4 - константановый провод; 5 - монтажный штифт; 6 - медный провод; 7 - медный диск; Х - масштаб детали 5:1

Рисунок 1 - Медный калориметр (метод А)

1 - медный провод термопары, максимально приближенный к краю калориметра; 2 - константановый провод термопары, расположенный приблизительно в центре калориметра

Рисунок 2 - Альтернативная конструкция калориметра (метод В) (дополнительные провода термопары для наглядности не обозначены)

1 - теплоизоляционная плита; 2 - полость

Рисунок 3 - Монтажный блок калориметра (справочно)

1 - медный калориметр; 2 - 0,45-миллиметровый штифт из нержавеющей стали; 3 - установочный винт 2-56; 4 - провода термопары; 5 - монтажный блок датчика; 6 - плоская шайба; 7 - шестигранная гайка 2-56

Рисунок 4 - Комплект: калориметр и монтажный блок (показан метод А)

5.4 Опорная рама испытуемой пробы

Опорная рама испытуемой пробы, изготовленная из куска мягкой стали (содержание углерода менее 0,5 %), представляет собой квадрат, размером 150,0 ^{+ 0,5} мм, толщиной (1,6 0,1) мм с квадратным отверстием по центру размером (50,0 0,5) мм (см. рисунок 5). Также могут быть использованы другие материалы, отличные от мягкой стали (например, медь). Допуски на обработанные детали должны составлять + 0,5 мм, чтобы соответствовать установочной пластине калориметра.

5.5 Установочная пластина калориметра

Установочная пластина калориметра, изготовленная из куска алюминия, представляет собой квадрат со стороной 149,0 _{- 0,5} мм, толщиной (6,0 0,1) мм с круглым отверстием диаметром 90 мм, расположенным в центре (см. рисунок 6). Пластина должна иметь массу (264 13) г. Допуски на обрабатываемые детали должны составлять - 0,5 мм, чтобы соответствовать опорной раме испытуемой пробы.

5.6 Опорный штатив

Опорный штатив предназначен для размещения испытуемой пробы и калориметра относительно горелки. Верхняя поверхность опорного штатива должна находиться на (50 2) мм выше верхней поверхности горелки и расположена параллельно ей, при этом ось горелки совмещают с центром отверстия в опорной раме испытуемой пробы (см. рисунок 7).

Для удобства рекомендуется помещать заслонку между горелкой и опорной рамой испытуемой пробы. При наличии, заслонка должна полностью открываться менее чем за 0,5 с и срабатывать сразу после установки горелки в исходное положение. Такая заслонка полезна в том случае, если расположением горелки или отверстием в заслонке (при ее наличии) можно воспользоваться для автоматической регистрации начала воздействия.

Рисунок 5 - Опорная рама испытуемой пробы

Рисунок 6 - Установочная пластина калориметра

1 - монтажный блок датчика; 2 - медный калориметр; 3 - провода термопары; 4 - установочная пластина калориметра; 5 - опорный штатив; 6 - горелка Meker

Рисунок 7 - Схема установки оборудования

5.7 Записывающее устройство

Выходные данные термопары должны быть считаны с использованием записывающего устройства или регистратора данных с разрешающей способностью при измерении температуры не менее 0,25 °С и разрешающей способностью при измерении времени не менее 0,2 с.

5.8 Плоский жесткий шаблон

Для вырезания испытуемых проб из материалов используют плоский жесткий шаблон размером 140 x 140 мм.

6 Требования безопасности

Испытания проводят в вытяжном шкафу или в проветриваемом помещении для удаления испарений. Место проведения испытаний должно обладать объемом воздуха, достаточным для того, чтобы на испытание не влияло снижение концентрации кислорода. Во время испытания может потребоваться отключить вытяжку или экранировать устройство, чтобы исключить влияние на пламя. В начале испытания каждой испытуемой пробы скорость движения воздуха в точке испытания должна быть менее 0,2 м/с. Во время испытаний оборудование нагревается, и некоторые испытуемые материалы могут плавиться или капать. При работе с горячими предметами необходимо использовать защитные перчатки.

Горючие материалы необходимо держать вдали от горелки. Необходимо убедиться, что растворитель, используемый для очистки калориметра, хранится вдали от горячих поверхностей и открытого огня.

7 Отбор проб

7.1 Размеры испытуемой пробы

Испытуемые пробы размером 140 x 140 мм должны быть отобраны из участков без дефектов, расположенных на расстоянии более 50 мм от края кусков материала. Испытуемые пробы пакета материалов должны воспроизводить конструкцию готового изделия. Кроме того, испытуемые пробы могут быть отобраны из образцов одежды в соответствии со стандартом на изделие.

Испытуемую пробу размечают с помощью шаблона (см. 5.8).

7.2 Количество испытуемых проб

Для каждого материала или пакета материалов должны быть испытаны минимум три испытуемых пробы.

8 Атмосферные условия кондиционирования и проведения испытаний

8.1 Атмосферные условия кондиционирования

Перед проведением испытания испытуемые пробы кондиционируют в течение не менее 24 ч при температуре (20 2) °С и относительной влажности (65 5) %. Если испытание проводят не сразу после кондиционирования, то кондиционированные испытуемые пробы помещают в герметичную емкость. Начинать испытание каждой испытуемой пробы необходимо в течение 3 мин после удаления ее из условий кондиционирования или герметичного контейнера.

8.2 Атмосферные условия проведения испытаний

Испытания проводят при температуре (23 5) °С, относительной влажности от 15 % до 80 % при отсутствии сквозняков (см. раздел 6).

9 Процедура проведения испытания

9.1 Подготовка и калибровка

9.1.1 Предварительная подготовка

Опорную раму испытуемой пробы располагают на опорном штативе так, чтобы верхняя поверхность опорной рамы, на которой размещена испытуемая проба, располагалась на (50 2) мм выше верхней поверхности горелки. Рекомендуется использовать направляющую и стопоры для позиционирования горелки и быстрого совмещения ее оси с центром испытуемой пробы. В качестве альтернативы допускается использовать систему заслонки (см. 5.6).

Горелку перемещают в сторону, включают, поджигают подаваемый газ и ожидают не менее 3 мин для стабилизации пламени.

Термопару подсоединяют к записывающему устройству или регистратору данных. Перед каждым регулированием плотности поступающего теплового потока или оценкой испытуемой пробы температура медного диска должна находиться в стаби