Наши рабочие места - вся Россия!
8(800)333-00-77
бесплатно по всей России

Инфоцентр

Подписка

Ваш e-mail*

Огнестойкие средства индивидуальной защиты: материалы и назначение

03.12.2018 8:34:00
В статье рассмотрим отличительные особенности и принципиальные различия огнестойких СИЗ для нефтегазовой отрасли. В ряде областей промышленности работникам полагается бесплатная выдача огнестойких комплектов для защиты от ожогов в случае воспламенения или возникновения пожара в результате взрыва. На сегодняшний день существует три вида материалов, которые применяются для создания такой защиты.
В статье рассмотрим отличительные особенности и принципиальные различия огнестойких СИЗ для нефтегазовой отрасли. В ряде областей промышленности работникам полагается бесплатная выдача огнестойких комплектов для защиты от ожогов в случае воспламенения или возникновения пожара в результате взрыва. На сегодняшний день существует три вида материалов, которые применяются для создания такой защиты.
 

 
НОРМАТИВНАЯ БАЗА

 
Открытое пламя — один из основных факторов профессиональных рисков в нефтегазовой отрасли. Так, за текущий год в обзорах Ростехнадзора по рядовым авариям на объектах нефтегазового комплекса были зафиксированы случаи с образованием искры, утечкой газа с возгоранием, выбросом природного газа в атмосферу и последующим воспламенением газовоздушной смеси, утечкой газа с последующим неконтролируемым взрывом и т. п. В большинстве аварийных ситуаций персонал получил ожоговые травмы. Таким образом, задача обеспечения защиты здоровья и жизни работников стоит очень остро.
 
Персонал предприятий нефтяной промышленности обеспечивают огнестойкими комплектами в соответствии с Трудовым кодексом РФ и Типовыми нормами бесплатной выдачи средств индивидуальной защиты (Приказ Минздравсоцразвития РФ «Об утверждении Типовых норм бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам нефтяной промышленности, занятым на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением» от 9 декабря 2009 года № 970н (с изменениями от 20 февраля 2014 г.) (далее — Приказ № 970н).
 


 
В соответствие ГОСТ 11209-2014 «Ткани для специальной одежды. Общие технические требования. Методы испытаний» (далее — ГОСТ 11209-2014), огнестойкость — способность ткани не поддерживать горение при воздействии открытого пламени, в том числе после удаления источника открытого пламени.

Нефтяные компании в большинстве своем закупают средства индивидуальной защиты (далее — СИЗ) по собственным корпоративным стандартам. Отличаясь разной степенью проработанности и детализации, все они четко формулируют требования к материалам, из которых изготавливаются защитные костюмы. Речь идет, прежде всего, о требованиях огнестойкости и антистатики, а также об физико-механических показателях материалов. Основные требования к таким материалам обозначены в ГОСТ Р 12.4.297-2013 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда специальная для защиты от повышенных температур теплового излучения, конвективной теплоты, выплесков расплавленного металла, контакта с нагретыми поверхностями, кратковременного воздействия пламени. Технические требования и методы испытаний».
 
 

ВИДЫ ТКАНЕЙ

 
На сегодняшний день текстильные технологии могут предложить два типа тканей для создания огнестойкой спецодежды — с постоянными или переменными защитными свойствами.
 
Постоянными защитными свойствами обладают синтетические арамидные ткани, огнестойкость которых обусловлена химическим составом волокон (рисунок 1). В этом случае защитные функции не ухудшаются в течение срока эксплуатации, (2 года или 50 циклов стирки).
 
Переменными защитными свойствами обладают хлопчатобумажные ткани или из смеси волокон с огнестойкой пропиткой. Огнестойкость обеспечивается пропиткой типа «Пробан» и «Пироватекс». В течение срока эксплуатации одежда изнашивается в ходе стирок, сушек, химчисток, под воздействием естественного трения, солнца, что влияет на равномерность пропитки и приводит к снижению огнезащитных свойств.
 




Рисунок 1. Механизм защиты арамидных материалов на молекулярном уровне
 
 

ОГНЕСТОЙКИЕ И/ИЛИ ТЕРМОСТОЙКИЕ?

 
ГОСТ Р 11209-2014 «Ткани для специальной одежды. Общие технические требования. Методы испытаний» устанавливает нулевые нормативные значения горения и тления для огнестойких тканей спецодежды. Причем время тления менее одной секунды округляется в меньшую сторону — до нуля. Как для новой ткани, так и для прошедшей 5-кратную стирку (в иных случаях — 50-кратную) остаточное тление и горение должно полностью отсутствовать.
 
Не огнестойкие ткани во время горения могут иметь такое проявление: процесс тления есть, хотя и прекращается после полного разрушения образца, наблюдается плавление и образование капель расплава во время нахождения в открытом пламени. На образце не огнестойкой ткани при испытаниях пламя достигает верхней или боковой кромки образца.
 
Термостойкость — требование, которое не прописано в ГОСТ Р 11209-2014, и, на первый взгляд, не имеет отношения к СИЗ для нефтегазовой отрасли (но документально закреплено, скажем, в требованиях к СИЗ для энергетики). На самом деле это свойство крайне важно, чтобы ткани не разрушались во время и после воздействия открытого пламени. Термостойкость определяется по ГОСТ Р ИСО 17493-2013 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда и средства защиты от тепла. Метод определения конвективной термостойкости с применением печи с циркуляцией горячего воздуха».
 



 
Термостойкими свойствами обладают ткани, способные сохранять физико-механические свойства в результате воздействия высоких температур. В утвержденной методике образцы испытываются в специальной печи при 260 °С в течение 5 минут. В таких условиях хлопки с пропиткой изменяются по структуре — разрушаются. Арамидная ткань при тех же температурах может меняться только в цвете, но структура материала остается неизменной, не разрушается.

В случае кратковременного воздействия пламени с последующим пожаром у человека есть шанс выйти из опасной зоны высоких температур без повреждений,  защищенным целостным слоем спецодежды.

Таким образом, не все огнестойкие ткани являются термостойкими, что важно помнить, изучая характеристики материалов, из которых изготовлены СИЗ (рисунок 2). Однако термостойкие свойства, согласно тому же документу, допустимо оценивать и при более щадящем режиме — при 180 °С в течение 5 мин, что позволяет причислять к термостойким более широкий круг наименований ткани и материалов.


 

Рисунок 2. Результаты испытаний на термостойкость: показатели прочности различных тканей
после воздействия 260°С в течение 5 минут


 
Еще одна важная тонкость касается терминологии для обозначения изменения ткани в результате воздействия высоких температур. Карбонизация и обугливание при кажущемся смысловом сходстве — разные вещи. Обугливание определяется как «образование хрупкого остатка при воздействии на материал тепловой энергии». Термином карбонизация специалисты обозначают процесс изменения арамидной ткани, который, напротив, говорит об образовании плотного углеродистого слоя.
Этот слой формируется благодаря молекулярной структуре, рассмотренной выше (рисунок 1), и препятствует проникновению к телу теплового потока, способного вызывать ожоги II и III степени.
 
Постоянство антистатических свойств для тканей огнестойкой спецодежды не менее важно, ведь искровой разряд крайне опасен в условиях работы на взрывоопасных объектах.
 
«Антистатика» арамидных материалов обеспечивается химическим составом волокон ткани с равномерным «рассеиванием заряда» (рисунок 3). Арамидные материалы, изготовленные из волокон «Nomex» и «Термол» по антистатическим свойствам соответствуют межгосударственному ГОСТу 12.4.124-83 «Система стандартов безопасности труда. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования» — удельное поверхностное сопротивление ткани не менее 107 Ом. В нефтегазовой отрасли требования строги: показателем 107 Ом должны обладать как новые изделия, так и изделия после 50 циклов стирки.

 


 
Рисунок 3. Технология защиты от статического электричества
 


Важное требование к СИЗ в нефтегазовой отрасли — сохранение функциональности всех застежек и фурнитуры огнестойкого комплекта после воздействия пламени. К примеру, в СТО НК «Роснефть» для спецодежды из огнестойких тканей указаны такие требования (таблица) по огнестойкости и термостойкости для застежки-молнии.
 

 
Таблица 1. Фрагмент таблицы с требованиями к застежке-молнии из «СТО. Одежда специальная в фирменном стиле «Роснефть». Костюмы для защиты от нефти и нефтепродуктов из огнестойких анти-электростатических тканей с масло-нефте-отталкивающей отделкой и нефтенепроницаемыми огнестойкими накладками» 2016 год
 
Термостойкость после выдерживания в печи при температуре 180°С в течение
5 мин
Должна функционировать ГОСТ Р ИСО 17493
Устойчивость окраски тесьмы к воздействию стирки, балл, не менее 4/4 ГОСТ 9733.4
Огнестойкость не горит, не тлеет ГОСТ ISO 15025
 
 

МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ

 
Наличие кардинально различающихся материалов для создания огнестойких СИЗ говорит о том, что идеального решения все еще не создано. Каждый из описанных выше видов ткани обладает как достоинствами, так и недостатками. Высокие защитные свойства арамидных материалов стоят недешево, однако более доступные СИЗ порой уступают по эффективности защиты или же по физико-механическим показателям, в т. ч. по износостойкости.



 
 
«Непрерывные испытания материалов и конструкций костюмов, которые мы проводим как в России, так и за рубежом, позволяют технологам постоянно вести поиски оптимального материала с учетом самых современных текстильных технологий, — поясняет Виктория ОPTHBWRFзерицкая, руководитель Отдела продуктового развития ГК «Энергоконтракт». — Испытания проводятся не только с целью получения протоколов для сертификации продукции, но и для формирования научной базы в помощь разработчикам более эффективных решений в области огнестойких СИЗ».

 
Существует две основные методики для испытания огнестойкости тканей и пакетов материалов. Они обе доступны в российских лабораториях. Так, в Межгосударственном стандарте ГОСТ ИСО 15025-2012 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда специальная для защиты от тепла и пламени. Метод испытаний на ограниченное распространение пламени» рекомендуется испытывать пакеты материалов (многослойные фрагменты материалов, составленные по принципу той или иной части одежды, где, к примеру, имеется подкладка, утеплитель или же светоотражающая лента, шеврон) по «Методу А» — воздействием пламени горелки в течение 10 с с поверхности. По результатам  присваивается Индекс ограниченного распространения пламени от 1 до 3 (достаточный показатель в данном случае Индекс 1). Сами ткани верха испытываются по методике ГОСТ Р 11209-2014. Это более жесткое испытание: воздействие в течение 30 секунд с кромки.
 
Между тем, методики испытания материалов имеют важный нюанс, который свидетельствует о степени погрешности этих замеров. В самом документе поясняется, что методика предназначена для разделения тканей на два вида: на полностью сгорающие ткани и ткани, которые «почти или вообще не горят после воздействия пламени».




 
«Доказать огнестойкие свойства костюма, призванного защитить работника от кратковременного воздействия пламени, нетрудно. Для этого производителю достаточно предоставить протоколы, подтверждающие огнезащитные свойства самой ткани, из которой изготавливается специальная одежда, – отмечает Виктория ОЗЕРИЦКАЯ, руководитель Отдела продуктового развития ГК «Энергоконтракт». — Между тем защитные свойства любой специальной одежды напрямую зависят и от ее конструкции. С высокой долей точности установить вероятность выживания человека в костюме конкретной конструкции из определенной ткани позволяет методика ISO 13506:2008 (прогнозирует ожоги с использованием манекенов с термодатчиками). На сегодняшний день лишь немногие компании нефтегазовой отрасли в собственных корпоративных стандартах обязывают производителей огнестойких СИЗ предоставлять протоколы добровольных испытаний на установке THERMO-MAN®».
 

 
КАК В ЛАБОРАТОРНЫХ ИСТОРИЯХ МОДЕЛИРУЕТСЯ ВОЗМОЖНАЯ АВАРИЙНАЯ
СИТУАЦИЯ НА ВЗРЫВООПАСНОСМ ОБЪЕКТЕ?


 
Для этого создана специальная герметичная камера, где установлены 12 газовых горелок. Манекен, облаченный в комплект огнестойких СИЗ, подвергается воздействию открытого пламени в течение 4 с. Более 100 термодатчиков на манекене фиксируют повышение температуры под одеждой, и на основании этих данных строится график, показывающий динамику развития ожоговых травм. При этом анализируется информация, полученная в течение 4 с работы газовых горелок (прямой ожог) и еще 56 с после (за это время оценивается, насколько ткань передает набранное тепло в пододежное пространство — так называемый, остаточный ожог). Именно такой длительный замер позволяет объективно оценить эффективность защитных функций всей конструкции костюма и материалов, из которых он изготовлен.
 

Комплект не должен разрушиться во время испытания, и такую прочность могут гарантировать лишь термостойкие ткани. Благодаря использованию огнестойкой фурнитуры, которая не горит и не плавится, костюм должен легко сниматься после испытания.

Компания DuPont рекомендует признавать результат испытаний на термоманекене успешным в том случае, если датчики зафиксируют суммарный процент ожогов II–III степени тяжести не более 20 % (из них не более 5 % ожогов III степени).
 
Сегодня из всех нефтяных компаний России обязательные требования по предоставлению результатов испытаний согласно методике ISO 13506:2008, предъявляют только корпоративные стандарты НК «Роснефть».
Один из графиков, которые составляются на основании замерений установки THERMO-MAN®, показывает вероятность выживания попавшего в ЧС человека:  в костюме из арамидных тканей он приближается к 100 % для всех возрастных групп, тогда как костюмы из тканей с пропиткой при аналогичных измерениях показывают разные результаты для разных возрастных групп — от 50 % для более молодого организма до 10 % для людей старше 50 лет (рисунок 4).
 
 


Рисунок 4. Вероятность выживания после воздействия пламени в различных СИЗ
 

Сегодня и корпоративные стандарты, и Приказ № 970н фактически ограничили рынок и возможности производителей огнестойких материалов выбором из трех возможных вариантов. Однако очевидно, что развитие отрасли будет идти в сторону создания новых вариантов смесовых материалов, которые смогут обеспечить огнестойкость сами по себе — без пропиток, и будут одновременно конкурентоспособными по цене. Именно за таким инновационным материалом, возможно, будущее в сегменте огнестойких СИЗ для нефтегазовой отрасли.
 
Автор: Дарья Балаян,
пресc-секретарь ГК «Энергоконтракт»
Рисунки предоставлены: ГК «Энергоконтракт»
 
Статья опубликована в издании: 
«Журнал главного инженера», № 10, 2017.



 
Источник публикации: otpb.com.ru.




 


 




 

 
Все публикации
© 1997–2014 Клинский институт охраны и условий труда