GB/T 38302-2019 防护服装 热防护性能测试方法

ICS13.340.10

C73

中华人民共和国国家标准

/—

GBT383022019

防护服装热防护性能测试方法

—

ProtectiveclothinThermalrotectiveerformancetestmethod

gpp

2019-12-10发布2020-07-01实施

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

/—

GBT383022019

目次

前言…………………………Ⅰ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4原理………………………2

5实验人员的健康和安全…………………2

6设备和材料………………2

7试样制备和调湿…………………………6

8校准和维护保养…………………………7

9测试步骤…………………8

10结果计算…………………9

11测试报告………………12

()……………………

附录资料性附录热能暴露下的试样表观反应

A13

()()()……………

附录资料性附录热防护性能值和热防护性能评估的区别变化说明

BTPPTPE14

()()…………

附录资料性附录热防护性能评估测试过程举例

CTPE15

()……………

附录资料性附录铜量热传感器的校准

D18

参考文献……………………19

/—

GBT383022019

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本标准由中华人民共和国应急管理部提出。

(/)。

本标准由全国个体防护装备标准化技术委员会SACTC112归口

:、()

本标准起草单位军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所杜邦中国研发管理有限公

、、、

司公安部特种警用装备质量监督检验中心国家消防装备质量监督检验中心中国安全生产科学研

究院。

:、、、、、、、、、、、

本标准主要起草人何晴芳张燕吴爽徐兰娣张勇张明明张婷婷王昕吴银张俊房琳

邹亮。

Ⅰ

/—

GBT383022019

防护服装热防护性能测试方法

1范围

(“”)(

本标准规定了热防护材料的热防护性能值以下简称为TPP和热防护性能评估以下简称为

“”),、、、、

TPE的测试方法内容包含了原理实验室人员健康与安全设备和材料试样的制备和调湿校准和

、、。

维护保养测试步骤结果计算等方面

,

本标准适用于单层或多层材料的热防护性能测试应用于暴露在对流及辐射热危害的从业人员的

热防护材料的评估。

、。

本标准不适用于非阻燃及遇高温易熔融滴落等材料的测试

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/纺织品调湿和试验用标准大气(:,)

GBT6529ISO1392005MOD

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

热防护性能值thermalrotectiveerformance

pp

TPP

,

在测试热防护材料过程中通过测得的该材料在累计时间上的传热反应曲线与Stoll曲线的交点来

确定的累积能量。

22

::()[·/(/)]。

注单位千瓦秒每平方米卡每平方厘米

kWsmcalcm

3.2

热防护性能评估thermalerformanceestimate

p

TPE

,

在测试热防护材料过程中通过测得的该材料在一定时间上的传热反应曲线与Stoll曲线的相切

()。

或近似相切来确定的总累积能量

22

::()[·/(/)]。

注单位千瓦秒每平方米卡每平方厘米

kWsmcalcm

3.3

曲线

StollStollcurve

一种用于预计达到二度烧伤的时间和热能关系的标准曲线。

:,。

注能量值落在Stoll曲线上方易造成二度烧伤而落在Stoll曲线下方不易引起二度烧伤

3.4

热通量heatflux

单位时间内在单位面积上传递的热量。

22

::()/[/(·)]。

注单位千瓦每平方米卡每平方厘米秒

kWmcalcms

1

/—

GBT383022019

3.5

热暴露反应resonsetoheatexosure

pp

,。

在热防护性能测试时材料暴露于热源下的表观反应

:、、、、、、、。

注比如开裂熔融滴落炭化脆化鼓包收缩黏结和燃烧等

3.6

开裂breakoen

p

2

材料受热后出现的面积不小于3.2cm或任何方向尺寸不小于2.5cm的空洞。

:。

注允许该空洞中存在单根纱

3.7

脆化物embrittlement

高温或不完全燃烧所形成的易脆的残余物。

3.8

热收缩thermalshrinkae

g

物品或者材料高温下出现一个或多个方向尺寸的减少。

3.9

鼓包bubble

材料表现为受热变形后形成凸起的状态。

4原理

2

,()/[()

将试样水平放置并暴露于对流辐射组合热源暴露的总热通量为84±2kWm2.00±0.05

2

/(·)]。,

calcms使用铜量热传感器测量并记录试样的温度随时间变化情况结合铜的热学性能参数将

,。

温度变化情况换算为透过试样传递的热能得到热能随时间变化的传热反应曲线可采取以下两种测

试方法表征材料的热防护性能:

):

第个测试方法铜量热传感器测的传热反应曲线与曲线相交点所对应的时间与材料暴

a1Stoll

(:),();

露的总热通量的乘积即累积能量得到试样的热防护性能值TPP

):

第个测试方法铜量热传感器在移出规定的对流辐射热后记录的传热反应曲线与曲线

b2Stoll

()()。

相切或近似相切时的暴露时间与总热通量的乘积即为试样的热防护性能评估TPE

5实验人员的健康和安全

实验室人员的安全健康应符合以下条件:

),

a样品的燃烧和高温测试可能会产生影响操作人员健康的烟雾和有毒气体测试人员需佩戴防

。,。

毒面罩可将测试仪器安装在通风橱内或通风良好的区域内每次测试后应排出烟雾和烟尘

但在试样燃烧过程中应避免火焰受通风影响。

)()。

b在操作高温组件如测试中的试样夹持架和传感器时需佩戴防高温手套

)测试过程中要防止燃气泄漏以免发生爆炸。

c

)辐射灯开启时操作人员需配戴防炫目眼镜。

d

6设备和材料

6.1总体布置

、、、

测试仪器结构包括组合对流辐射热源用于控制暴露时间的隔热遮板试样和传感器支撑架结构

2

/—

GBT383022019

、/,。

试样固定器组件铜量热传感器组件和数据采集分析系统等见图1

单位为毫米

说明:

1———铜量热传感器;

2———试样夹持架;

3———可选隔距框;

4———测试样品;

5———隔热遮板;

6———燃烧灯;

7———传感器输出线;

8———气体流量计;

9———辐射灯外罩;

10———辐射灯管;

———样品到辐射灯距离,();

l125±10mm

1

———辐射灯管间距,();

l13.0±0.5mm

2

———燃烧灯喷口直径,();

d138±2mm

———燃烧灯喷孔直径,()。

d21.2±0.1mm

图测试仪器总体布置图

1

6.2燃烧气源

()()。

采用工业级丙烷纯度为95%以上或甲烷纯度为99%以上

6.3气体流量计

//,,。

标准条件下量程为0Lmin~6Lmin精度为4%的气体流量计建议使用质量流量计

6.4热源

6.4.1燃烧灯

(),(),(

用于可燃气丙烷或甲烷喷射的两台燃烧灯其顶部喷口直径为38±2mm喷孔直径为1.2±

)。(

燃烧灯中心线与水平方向呈现到斜向上的角度建议采用到以达到更稳定的

0.1mm20°45°20°30°

)。。。

测试效果两灯之间喷射的火源外焰交叉点位于试样的中心点尺寸精度为5%

3

/—

GBT383022019

6.4.2辐射灯

。,

辐射灯由只并列排放的透明或半透明石英红外灯管组成可通过控制器变换功率距离

9500W

(),()。

试样正面125±10mm灯管之间的中心距离为13.0±0.5mm

6.4.3辐射灯外罩

,。

辐射灯外罩应采用冷却装置防止局部过热和操作人员的灼伤

6.5铜量热传感器的构造

6.5.1铜量热传感器的组成部件

,:

铜量热传感器由以下几个部分组成其形状如图所示

2

单位为毫米

说明:

1———热电偶线;

———型或型热电偶;

2JK

———绝热板孔洞直径,();

33.0±0.1mm

4———凸缘;

———,(),(),();

5无氧铜重18.00±0.05g直径为40.0±0.5mm厚度为1.6±0.1mm

———,(),();

6铜片中心钻孔放置热电偶直径为1.2±0.1mm进深为1.3±0.1mm

———();

7铜片与热电偶的连接方式之一铜插销

8———铜量热传感器的平面图;

———铜片至绝热板孔洞之间的镂空高度,();

l9.5±0.5mm

1

———铜片至绝热板孔洞之间的镂空直径,();

l37±0.5mm

2

———铜片与绝热板相嵌的凸缘长度和高度,()。

l1.6±0.1mm

3

图铜量热传感器的构造

2

):,(),()(),(

a铜片无氧铜材质直径为40.0±0.5mm质量为18.00±0.05g未钻孔前厚度为1.6±

4

/—

GBT383022019

),(),()。

0.1mm中心有一个1.2±0.1mm直径1.3±0.1mm进深的孔洞

):。(),

b绝热板铜片镶嵌在绝热板中间组成传感器其厚度为13±2mm导热系数值应小于

/(·),。。

0.15WmK具备高温稳定性和热冲击缓冲性铜片固定在绝热板上

:。

注目前普遍采用硅酸钙板

):(/)(/)()

热电偶采用单个的型铁铜镍型或型镍铬镍铝型热电偶丝直径不大于

cJK0.25mm

,。,:

安装在铜片的中心孔洞中组成铜量热计其安装连接方式有三种如图所示

3

(),。

热电偶丝通过铜插销的机械挤压如图插入铜片中心孔洞完成机械连接

2

()。

用高熔点焊料温度高于280℃焊接热电偶丝与铜片

:()()

注由锑铅熔点大约为和锑铅银熔点大约为构成的焊料较

15%-95%307℃5%-93.5%-1.5%300℃

为合适。

:,“”(

注上文中确定的最低温度为与焊接点对应需精准的焊接技术避免冷焊接接头焊料未连接热

2280℃

电偶和铜片)。

:,,

固定式热电偶在铜片中间部位钻个孔洞直径小于用银焊料将两根正负极热电偶

20.6mm

丝分别焊在两个孔洞中组成固定式热电偶。

)铜量热传感器总重需达()并且向下均匀受力。

d1.00±0.01kg

单位为毫米

)机械式安装连接方式)焊接式安装连接方式

ab

)固定式安装连接方式

c

说明:

———铜插销;

1

2———铜片;

3———高熔点焊料;

———:;

4固定式安装部位直径为0.02mm~0.6mm的孔洞

———热电偶丝的正负极;

5

———银焊料填充部位。

6

图铜量热传感器的安装连接方式

3

5

/—

GBT383022019

6.5.2铜量热传感器的表面处理

。(

选用乙醇或丙酮等石油溶剂清洁铜片表面单层涂覆铜片表面的黑色喷漆需采用耐高温300℃

)。,、

以上无光并且吸收率大于0.9的喷漆按照供应商建议的流程烘干和固化喷漆达到厚薄均一表面

,()。

平整可使用外部热源例如辐射灯加热固化

6.6试样夹持架

(,)———、

试样夹持架见图公差范围在需要三个完整的配件组成上夹板下夹板和隔距框

4±1mm

(、)。。

建议使用高温不变形耐腐蚀材质进行非接触式测试时应使用隔距框

单位为毫米

)上夹板)下夹板)隔距框

abc

图试样夹持架

4

6.7隔热遮板

,。。

位于试样夹持架和热源之间来回移动隔离热源隔热遮板移出热源的响应时间不得大于0.5s

建议采用水冷方式防止过热。

6.8数据采集分析系统

数据采集分析系统包含以下要求:

)