Приложение Е (справочное). Испытание на стойкость к проникновению швов и застежек

Приложение Е
(справочное)

Испытание на стойкость к проникновению швов и застежек

Е.1 Общие положения

Ряд стандартов на специальную одежду для защиты от химических веществ содержит требования, чтобы швы и застежки испытывались на стойкость к проникновению, не вдаваясь в подробности того, как это можно осуществить. В данном приложении описываются теоретические и практические проблемы, возникающие при испытании таких элементов, и предлагаются некоторые возможные решения.

Е.2 Теоретические соображения

Необходимо, чтобы швы и застежки в специальной одежде для защиты от химических веществ обеспечивали адекватный уровень химической защиты; нет смысла иметь очень стойкий к проникновению материал, если он не герметичен по швам. Поэтому на первый взгляд представляется целесообразным подвергать швы и застежки воздействию для определения проникновения тест-веществ, что и материал. Однако данный подход имеет недостатки потрем взаимосвязанным причинам:

- испытание на стойкость к проникновению определяет проникновение на единицу площади материала, подвергаемого воздействию тест-вещества, но швы и застежки фактически являются одномерными или линейными элементами;

- шов или застежка не могут быть испытаны сами по себе; любое испытание шва также обязательно будет включать испытание материала с обеих сторон шва. Поэтому результат будет зависеть от относительного соотношения линейного шва или застежки к плоскому материалу, подвергнутых воздействию тест-вещества в диффузионной ячейке;

- геометрия стандартных диффузионных ячеек для определения проникновения имеет форму круга. Максимальная длина шва или застежки, подвергнутых воздействию тест-вещества, будет равна удвоенному радиусу ячейки. Площадь материала с обеих сторон шва или застежки будет пропорциональна квадрату радиуса. Поэтому относительное соотношение длины шва к площади материала зависит от размера диффузионной ячейки.

Следствием данных недостатков является то, что результаты испытаний швов и застежек сильно зависят от размера и геометрии диффузионной ячейки для определения проникновения. Это показано на следующих примерах.

Пример 1 - Шов в испытуемом материале менее устойчив к проникновению, чем сам материал. При испытании в стандартной диффузионной ячейке с номинальным диаметром 2,54 см (1 дюйм) длина шва, подвергаемого воздействию тест-вещества, составляет 2,54 см, а площадь материала, подвергаемого воздействию, составляет 5,07 см ²; отношение длины шва к площади материала составляет 1:2. Однако при испытании в стандартной диффузионной ячейке с номинальным диаметром 5,08 см (2 дюйма) длина шва, подвергаемого воздействию тест-вещества, составляет 5,08 см, а площадь контакта материала - 20,27 см ²; отношение длины шва к площади материала - 1:4. В диффузионной ячейке с номинальным диаметром 2,54 см (1 дюйм) доля менее стойкого к проникновению шва выше, поэтому определенная суммарная масса проникшего тест-вещества будет больше. В диффузионной ячейке с номинальным диаметром 5,08 см (2 дюйма) доля более стойкого к проникновению материала выше, поэтому определенная суммарная масса проникшего тест-вещества будет меньше.

Пример 2 - Сшитый шов материала с низкой стойкостью к проникновению покрывает полосу шириной 2,75 см из высокопроницаемого материала. При испытании в стандартной диффузионной ячейке с номинальным диаметром 2,54 см (1 дюйм) с коллинеарным швом единственным материалом, контактирующим с тест-веществом, является высокопроницаемая полоса, наклеенная на шов. Поэтому результат будет положительным. Однако, когда тот же самый шов будет испытан в диффузионной ячейке с номинальным диаметром 5,08 см (2 дюйма), часть материала с низкой проницаемостью будет контактировать с тест-веществом, и поэтому результат может быть отрицательным.

Пример 3 - Шов в материале, высокоустойчивом к проникновению, покрыт 6,99-сантиметровой (2,75-дюймовой) полосой из того же материала. Клей, соединяющий два куска материала, растворим в тест-веществе. При испытании в диффузионной ячейке с номинальным диаметром 5,08 см (2 дюйма) край полосы материала подвергается воздействию тест-вещества, и клей растворяется в тест-веществе. Затем тест-вещество проникает между двумя кусками материала и попадает в сшитый шов. Тем не менее, при испытании в диффузионной ячейке с номинальным диаметром 2,54 см (1 дюйм) клей не вступает в контакт с тест-веществом.

Данные примеры демонстрируют, как результат испытания на стойкость к проникновению шва не может быть нормализован и как такие результаты чувствительны к размеру диффузионной ячейки.

Е.3 Практические соображения

Очевидно, что ни одна процедура испытаний не определит непосредственно стойкость шва или застежки к тест-веществу. Различные процедуры испытаний в разных испытательных лабораториях неизбежно дадут разные результаты в большинстве случаев. Следующие рекомендации могут способствовать различным лабораториям использовать более согласованный подход к испытанию швов и застежек:

- проводят визуальный осмотр шва или застежки, и, при необходимости, делают разрез для того, чтобы рассмотреть конструкцию шва;

- проверяют шов или застежку на наличие слабых мест. Это может включать в себя размещение шва не по центру в диффузионной ячейке для того, чтобы проверить химическую стойкость клея, используемого для соединения любых шовных соединений;

- рассматривают возможность испытания шва одной и той же конструкции или застежки в разных диффузионных ячейках и с разным расположением данных элементов;

- несмотря на то, что шов или застежка прошли испытания, детали испытания указывают в протоколе испытаний достаточно подробно, чтобы другая испытательная лаборатория могла повторить испытание;

- любые попытки повлиять на метод испытания шва или застежки, возможно для того, чтобы получить конкретный результат, должны решительно отклоняться. Выбор испытательной лабораторией метода проведения испытания шва или застежки является неотъемлемой частью испытания данных элементов.

С другой стороны, шов или застежка с высокой стойкостью к проникновению и материал с высокой стойкостью к проникновению всегда дают отличные результаты испытаний на стойкость к проникновению, каким бы методом они ни были проведены. Если существуют условия, при которых шов или застежка могут допустить проникновение тест-веществ, важно, чтобы такие недостатки были выявлены и зарегистрированы.

Е.4 Экспериментальные соображения

Все стандартные диффузионные ячейки для испытаний на стойкость к проникновению были разработаны для испытания плоских испытуемых проб и с трудом приспосабливаются к выпуклым испытуемым пробам, какие имеют место в швах и застежках. Однако, как правило, можно загерметизировать большинство швов и по крайней мере некоторые застежки в стандартных диффузионных ячейках с одной или несколькими из следующих модификаций:

- использование мягких резиновых прокладок ниже, а иногда и выше, испытуемой пробы. При условии, что резина достаточно мягкая, любые выпуклые испытуемые пробы могут быть прижаты к резине. Следует позаботиться о том, чтобы ни одна прокладка не стала настолько деформированной при сжатии, чтобы она уменьшала площадь материала, контактирующую с тест-веществом или средой-носителем. Прокладки, подвергшиеся длительному контакту с тест-веществами, следует утилизировать в случае их перекрестного загрязнения в ходе дальнейших испытаний;

- использование неотвержденных или частично отвержденных резиновых герметиков. Они могут быть изготовлены вручную из твердых герметизирующих материалов, используемых в автомобильной, строительной или морской промышленности. Они принимают форму шва или застежки и дают плотное прижимание. Следует позаботиться о том, чтобы избыток герметика не уменьшал площадь контакта испытуемой пробы с тест-веществом или средой-носителем;

- использование жидких герметиков. Примерами таких герметиков являются силиконовые герметики для ванн, акриловые герметики для декораторов и быстросхватывающиеся соединения. Они могут быть применены при сборке диффузионной ячейки, а затем могут быть полностью отверждены или могут застыть до начала испытания. Необходимо учитывать, что при отверждении некоторые из данных герметиков могут выделять растворители или уксусную кислоту. Данные химические вещества могут повлиять на испытуемую пробу или могут помешать анализу среды-носителя;

- герметизация испытуемых проб с помощью резины. В некоторых случаях возможно герметизировать испытуемую пробу в резиновом или композитном кольцеобразном зажиме. Резина закрывает внешнюю окружность испытуемой пробы, но оставляет центр пробы открытым. Такой эффективный способ образует плоскую прокладку над и под испытуемой пробой. Затем данная сборка может быть установлена в диффузионную ячейку. Резину следует выбирать так, чтобы она не мешала проведению испытания;

- использование профилированных адаптеров. Данные толстые прокладки, которые изготовлены в соответствии с профилем испытуемой пробы. Данный метод может быть особенно полезен при испытании химически стойких молний. Адаптеры могут быть дополнительно герметизированы с испытуемой пробой при помощи мягких или быстросхватывающихся жидких герметиков.

При испытаниях швов и застежек следует ожидать, что значительное число испытаний придется прервать из-за утечек либо тест-вещества, либо среды-носителя. Было бы разумно выделить достаточное время, ресурсы и испытуемые пробы, чтобы учесть это.