УДОСКОНАЛЕННЯ ІСНУЮЧИХ ТА РОЗРОБКА НОВИХ МЕТОДІВ ВИБОРУ І ОЦІНКИ ЗАХИСНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ МАТЕРІАЛІВ ВЕРХУ ВЗУТТЯ ПОЖЕЖНИКІВ

summary

У першому розділі дисертації висвітлено питання і проблеми, пов’язані з розробкою спеціального захисного взуття для пожежників-рятувальників. Аналіз умов праці при проведенні робіт на об’єктах різного призначення засвідчує, що перелік ймовірних НШФ, які можуть впливати на пожежника-рятувальника загалом, практично не може бути унормованим, оскільки кожен окремо взятий фактор має свою специфіку, а їх сукупність здатна призвести до його багаторазової небезпечної дії. Роботи, що виконуються пожежниками-рятувальниками в екстремальних умовах, належать, як правило, до складних та небезпечних, проводяться цілодобово, незалежно від пори року, погодних та кліматичних умов (температура повітря, швидкість вітру, опади тощо). Окрім цього, в процесі проведення робіт, що пов’язані, наприклад, з розливами мінеральних кислот, можливий вплив сіркового ангідриду, окислів азоту, сірководню, хлористого водню та парів соляної і азотної кислот, концентрація яких може зростати від 120 мг/м³ до 1000 мг/м³ при їх граничнодопустимих значеннях 1…5 мг/м³, а також прямий облив сірчаною, соляною, азотною кислотами, лугом, розчинами солей кислотного або лужного характеру, ПАР, водою тощо.

При проведенні аналізу асортименту матеріалів для верху взуття пожежників-рятувальників та вивченні їх характеристик встановлено, що в теперішній час для захисту ніг використовується взуття загальновійськового призначення, яке виготовляється з натуральної шкіри юхти (ГОСТ 485-82) і натуральної шкіри водотривкої (ТУ 17-06 -97-84). Якщо брати до уваги умови, в яких може працювати пожежник-рятувальник, то взуття загальновійськового призначення не може бути використане як захисне за функціональним призначенням і захисними показниками стосовно охарактеризованих НШФ, так і за нормативним терміном експлуатації, який становить один рік. Проведені досліди показали, що взуття (особливо його верхня частина) після восьми місяців експлуатації під впливом температурних факторів, води і піноутворювача деформується. Розривальні характеристики (границя міцності) проб матеріалів, виготовлених з натуральної шкіри (юхти і хромового методу дублення), зменшується у порівнянні з вихідними показниками, для всіх без винятку пар взуття.

Невідповідність рівня захисту вказаного взуття створює негативні умови для виконання пожежником-рятувальником завдань, пов’язаних з гасінням пожеж, рятуванням людей, виконанням аварійно-рятувальних робіт, а в деяких випадках взагалі унеможливлює виконання їх функціональних обов’язків.

Аналіз літератури різного рівня свідчить про відсутність інформації стосовно матеріалу для верху взуття пожежників-рятувальників, а також впливу високих температур і агресивних рідин на його захисні показники.

Проведений аналіз методів, за допомогою яких оцінюються термофізичні властивості матеріалів, що мають різну природу і призначення, засвідчив, що вони визначаються, а в деяких випадках і постійно контролюються за допомогою стандартних або розроблених приладів, технічного устаткування, стендів тощо. Це призводить до неможливості порівняння отриманих результатів, їх об’єктивності та ускладнює процес розробки технічних вимог до необхідних матеріалів, оскільки отримані характеристики різні як за фізичною суттю, так і за критеріями їх оцінки. Але незалежно від обладнання, яке використовується, і критеріїв оцінок, їх об’єднує така методологічна основа, як задане високотемпературне джерело енергії (полум’я бутану, розплавлений чавун, олово, свинець, розжарений стрижень).

Стійкість матеріалів до впливу агресивного середовища оцінюється розривальними характеристиками та проникністю через певний час після впливу на матеріал агресивного середовища. Якщо розривальні характеристики вивчають за допомогою розривальної машини РТ–250М, то проникність вивчають крапельним та об`ємними методами в статичних та динамічних умовах. Суть указаних методів полягає в тому, що на пробу наносять агресивну рідину (крапля, об’єм) і визначають час її проникнення. Недоліки об’ємного методу: використання для оцінки захисних властивостей постійного об’єму (50 мл) агресивної рідини незалежно від її концентрації, що призводить до створення різного тиску на площу взірця; відсутність змоги фіксації моменту проникнення парів летких реагентів (соляна і азотна кислота); наявність у конструкції приладу ПКД (випробування в динамічних умовах) конусного утримувача проби матеріалу над центральним кільцевим плунжером, що призводить до її механічного руйнування і без впливу агресивного середовища.

У другому розділі на основі аналізу умов праці пожежників-рятувальників, топографії зношування теперішнього взуття та ступеня руйнування натуральної шкіри верху взуття після восьми місяців експлуатації, а також аналізу методик, приладів і критеріїв оцінок для вивчення властивостей досліджуваних матеріалів розроблено функціонально-логічну схему вибору і оцінки захисних властивостей матеріалів для верху взуття пожежників-рятувальників (табл.1).

На основі класичних уявлень про тепломасоперенос і моделювання теплових процесів розроблено методику для теоретичного розрахунку термозахисних властивостей спеціальних матеріалів для верху взуття залежно від їх теплофізичних (коефіцієнти теплопровідності, тепловіддачі) і геометричних (товщина) характеристик. При відомому значенні температур, які впливають на лицеву і зворотну сторону матеріалу (DТ), можна розрахувати густину теплового потоку (q), коефіцієнт теплопередачі (К) і тепловий опір (R)