Решение задач по защите работников спецподразделений в условиях экстремальных ситуаций по тепловому воздействию

Abstract

RU: Цель. Разработка средств контроля, испытания теплозащитных материалов используемых для изготовления средств индивидуальной защиты (СИЗ) как существующих, так и на стадии создания новых. Методика. В настоящее время существуют методы испытания материалов с полимерным покрытием для специальной одежды: ГОСТ 12.4.058-84 ССБТ. «Материалы с полимерным покрытием для специальной одежды. Номенклатура показателей качества»; ГОСТ 12.4.103-83 ССБТ. «Одежда специальная защитная. Средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация»; ГОСТ Р 12.4.237-2007 ССБТ. «Одежда специальная. Методы испытания материала при воздействии брызг расплавленного металла». Результаты. Установлено, что существующие методы и приборы отечественного и зарубежного производства не позволяют исследовать теплозащитные материалы для создания и изготовления СИЗ и верхней защитной одежды для работы в экстремальных условиях при воздействии высоких тепловых потоков и частиц раскаленного металла (искр). В основных методах испытания материалов на искростойкость положены два способа, более ранний - в рамку зажимается испытуемый образец, вблизи его поверхности проводится электросварка в виде движения электрода вдоль испытуемого образца. Частицы расплавленного металла попадают на испытуемую поверхность и оставляют следы в виде прожогов, прилипших частиц. Исследуются глубина прожога, степень прилипаемости и другое. В настоящее время применяется более прогрессивный метод, использующий расплавление сварочного электрода с одновременным дутьем в направлении поверхности испытуемого материала. К сожалению, оба способа позволяют получить раскаленные капли разных размеров, разного веса, разного направления относительно исследуемого материала и неконтролируемой температуры нагрева раскаленной капли, что снижает достоверность результатов исследования. Научная новизна. Впервые предложен новый метод, позволяющий дополнить существующие и получить более достоверные результаты. С учетом недостатков существующих методов предложен более совершенный метод и проект установки для испытания теплозащитных материалов. Создано устройство, позволяющее контролировать размеры капли, кинетическую энергию удара, направление полета и температуру раскаленной частицы. Практическая значимость. Результаты математического моделирования с известными допущениями позволили определиться с областью существования задачи, и методом ее практического решения, определить в масштабе время остывания частицы раскаленного металла, и определить параметры технического задания на разработку установки, позволяющей исследовать характеристики, обрабатывать образцы теплозащитных материалов, частицами раскаленного металла, задаваясь их размерами, температурой нагрева и скоростью удара об образец. Это позволит исследовать существующие искростойкие теплозащитные материалы и создавать новые с лучшими характеристиками.

UK: Мета Розробка засобів контролю, випробування теплозахисних матеріалів використовуються для виготовлення засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) як існуючих, так і на стадії створення нових. Методика. В даний час існують методи випробування матеріалів з полімерним покриттям для спеціального одягу: ГОСТ 12.4.058-84 ССБП. «Матеріали з полімерним покриттям для спеціального одягу. Номенклатура показників якості»; ГОСТ 12.4.103-83 ССБП. «Одяг спеціальний захисний. Засоби індивідуального захисту ніг і рук. Класифікація»; ГОСТ Р 12.4.237-2007 ССБП. «Одяг спеціальний. Методи випробування матеріалу при впливі бризок розплавленого металу». Результати. Встановлено, що існуючі методи і прилади вітчизняного та зарубіжного виробництва не дозволяють досліджувати теплозахисні матеріали для створення і виготовлення ЗІЗ і верхнього захисного одягу для роботи в екстремальних умовах при дії високих теплових потоків і частинок розпеченого металу (іскор). В основних методах випробування матеріалів на іскростійкість покладені два способи, більш ранній - в рамку затискається випробуваний зразок, поблизу його поверхні проводиться електрозварювання у вигляді руху електрода уздовж випробуваного зразка. Частинки розплавленого металу потрапляють на випробувану поверхню і залишають сліди у вигляді прожогів, частинок, що прилипли. Досліджуються глибина прожога, ступінь прилипаемости та інше. В даний час застосовується більш прогресивний метод, що використовує розплавлення зварювального електрода з одночасним дуттям в напрямку поверхні випробуваного матеріалу. На жаль, обидва способи дозволяють отримати розпечені краплі різних розмірів, різної ваги, різного напрямку щодо досліджуваного матеріалу і неконтрольованої температури нагріву розпеченій краплі, що знижує достовірність результатів дослідження. Наукова новизна. Вперше запропоновано новий метод, що дозволяє доповнити існуючі і отримати більш достовірні результати. З урахуванням недоліків існуючих методів запропонований більш досконалий метод і проект установки для випробування теплозахисних матеріалів. Створено пристрій, що дозволяє контролювати розміри краплі, кінетичну енергію удару, напрямок польоту і температуру розпеченої частинки. Практична значущість. Результати математичного моделювання з відомими допущеннями дозволили визначитися з областю існування завдання, і методом її практичного вирішення, визначити в масштабі час охолодження частинки розпеченого металу, і визначити параметри технічного завдання на розробку установки, що дозволяє досліджувати характеристики, обробляти зразки теплозахисних матеріалів, частками розпеченого металу, задаючись їх розмірами, температурою нагріву і швидкістю удару о зразок. Це дозволить дослідити існуючі іскростійкі теплозахисні матеріали і створювати нові з кращими характеристиками.

EN: Purpose The development of controls, testing thermal protection materials used for the manufacture of personal protective equipment (PPE) as the existing ones, and at the stage of creating new ones. Method. Currently, there are methods of testing materials with a polymer coating for special clothing that legalized GOST 12.4.058-84 OSSS. "Materials coated for special clothing. Nomenclature ofquality"; GOST 12.4.103-83 OSSS. "Protective overalls. Personal protective feet and hands. Classification"; GOST R 12.4.237-2007 OSSS."Wear a special. Methods of testing the material under the influence of the molten metal spray". Results. It has been established that the existing methods and tools of domestic and foreign production not allow us to study heat-proof materials for the creation and production of PPE and the upper protective clothing for extreme conditions when exposed to high heat fluxes and hot metal particles (sparks). The main methods of testing materials for resistance to sparks on two way earlier - in a frame is clamped test specimen near the surface electric welding is carried out in the form of movement of the electrode along the test specimen. The particles of molten metal fall on the test surface and leave traces in the form of a burn-through adhering particles. Explore the depths of burn, the degree of adhesion, and more. Currently used in more progressive method using molten weld electrode with simultaneous blowing in the direction of the surface of the material being tested. Unfortunately, both methods provide an incandescent drops of different sizes, different weights, different direction with respect to the test material, and uncontrolled heating temperature of a hot drop, which reduces the reliability of the results of the study. Scientific novelty. For the first time proposed a new method to complement existing and obtain more reliable results. Given the drawbacks of existing methods proposed an improved method and installation project for testing thermal protection materials. It created a device that allows you to control the size of droplets, the kinetic energy of impact, the direction of flight and the temperature of a hot particle. Practical meaningfulness. The results of mathematical modeling with known assumptions allowed to determine the scope of the problem of existence, and the method of its practical solutions at a scale to determine the cooling time of hot metal particles and determine the parameters of the terms of reference for the development of the installation, allowing to explore the characteristics, processing the samples heat-shielding materials, particles of hot metal, asking their size, the heating temperature and the speed of impact of the specimen. This will examine the current resistant to sparks heat-proof materials and create new ones with better performance.