name: Исследование и разработка методик оценки материалов специальной одежды для защиты от повышенных температур
keyword_list: Метод испытаний Тепловое излучение Огнезащита Теплозащита Безопасность Ткани Специальная одежда
abstract: Цель работы заключается в исследовании теплофизических свойств материалов и пакетов специальной защитной одежды от воздействия повышенных температур, разработка новых и усовершенствование существующих методов исследований. Научная новизна заключается в: впервые разработанной методике по определению стойкости материала к воздействию теплового потока заданной величины; впервые предложенной методике подразделения на классы защиты специальной одежды от воздействия повышенных температур в зависимости от плотности теплового потока и рисков нанесения вреда здоровью человека; впервые выявленной зависимости между значениями показателя передачи тепла при воздействии пламени в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9151-2007 и индекса передачи теплового излучения в соответствии с ГОСТ Р ИСО 6942-2007 при сопоставимой плотности теплового потока. Практическая значимость работы: усовершенствована методика определения индекса передачи теплового излучения в зависимости от плотности теплового потока (в части направления раскроя образцов и их количества, предварительного натяжения в зависимости от поверхностной плотности испытуемого образца, нормирования показателей для повышенных плотностей теплового потока); определены классы защиты специальной защитной одежды от воздействия повышенных температур в зависимости от площади выгорания материала; составлен ранжированный по значениям уровня защитных свойств ряд материалов, используемых для пошива специальной защитной одежды, который будет использован как основа базы данных текстильных материалов по рекомендации их применения в различных реальных условиях эксплуатации; усовершенствована конструкция  прибора для проведения испытаний по ГОСТ Р ИСО 6942-2007, позволяющая обеспечить точные, повторяемые и воспроизводимые результаты испытаний; разработан стандарт организации "Метод определения стойкости к воздействию теплового потока заданной величины". Значение полученных результатов исследования для практики подтверждается том, что: усовершенствованная конструкция каретки с держателем образца, груза предварительного натяжения и системы охлаждения калориметра позволяет обеспечить точные, воспроизводимые и повторяемые результаты определения теплофизических характеристик; усовершенствованная методика нормирования направления раскроя образцов и их количества, груза предварительного натяжения в зависимости от поверхностной плотности испытуемого образца позволяет осуществить гармонизацию метода определения теплофизических свойств с ГОСТ 3813-72; усовершенствованная методика охлаждения калориметра позволяет значительно увеличить количество испытаний за одну рабочую смену; предложено внести нормированные показатели индекса передачи теплового излучения для повышенных плотностей теплового потока в Технический Регламент 019/2011. Для плотности теплового потока 40 кВт/м² – 5 с, для 60 кВт/м² – 4 с, для 80 кВт/м² – 3 с; разработанная методика определения рисков нанесения вреда здоровью человека позволяет определять площадь поверхности ожога в зависимости от площади выгорания текстильного материала. Действие теплового потока плотностью 50 кВт/м² в течение 6,4 с будет соответствовать лёгкому ожогу, 60 кВт/м² в течение 5,2 с – тяжёлому, а 70 кВт/м² в течение 4,6 с и 80 кВт/м² в течение 4,2 с – крайне тяжёлому; на основе экспертной оценки и оценки рисков выбраны наиболее важные показатели качества и безопасности тканей для пошива специальной защитной одежды от воздействия повышенных температур, которые следует использовать при разработке нормативной документации; установлены высокие огнестойкие, термозащитные свойства и физико-механические показатели качества арамидной ткани FlameFort W-280 – разрывная нагрузка 1636,6 Н по основе и 1647,4 Н по утку, индекс передачи теплового излучения 15,2 с, показатель передачи тепла при воздействии пламени 5,2 с. Повышенными показателями безопасности обладает хлопчатобумажная ткань Frall 440 – разрывная нагрузка 1597,4 Н по основе и 1491,6 Н по утку, индекс передачи теплового излучения 15,8 с, показатель передачи тепла при воздействии пламени 5,6 с. Наилучшие эксплуатационные показатели качества у смесовых тканей Лицей 250/3 и TenCate Tecasafe Plus – стойкость к истиранию по плоскости 3634 и 2265 циклов, по методу Мартирдейла – 45000 циклов, устойчивость окраски к различным воздействиям. Даны рекомендации по использованию тканей для защиты от воздействия повышенных температур в различных областях, с учётом целевого назначения; определено влияние воздействия теплового потока различных плотностей на теплофизические свойства тканей для защиты от повышенных температур. Наибольший индекс передачи теплового излучения при плотности теплового потока 20 кВт/м² у ткани Frall 440 – 15,8 с, наименьший у ткани Лицей 250/3 – 10,5 с. При увеличении плотности теплового потока свыше 50 кВт/м², ткань Лицей 250/3 разрушается. С увеличением плотности теплового потока до 80 кВт/м², индекс передачи теплового излучения уменьшается у ткани Frall 440 до 5,0 с (наибольший) и у ткани TenCate Tecasafe Plus до 4,2 с (наименьший); При определении теплофизических характеристик материала целесообразно использовать источник теплового излучения по ГОСТ Р ИСО 6942-2007 вместо открытого пламени по ГОСТ Р ИСО 9151-2007 для обеспечения повышенной безопасности при проведении массовых испытаний. При сравнимой плотности теплового потока 80 кВт/м², показатель передачи тепла при воздействии пламени и индекс передачи теплового излучения отличаются незначительно, предложено привести терминологию стандартов ГОСТ Р ИСО 9151-2007 и ГОСТ Р ИСО 6942-2007 к единой терминологии и внести изменения в стандарты – Heat Transfer Index (Flame) следует переводить как индекс передачи тепла (открытое пламя), Radiant Heat Transfer Index – индекс передачи тепла (излучение) и Heat Transmission Factor – фактор передачи тепла; Определено влияние многократных стирок на механические свойства тканей для производства специальной защитной одежды от воздействия повышенных температур: разрывная нагрузка под воздействием влаги и тепла в течение первых 5-ти стирок несколько возрастает, а потом при увеличении количества стирок – уменьшается. Наибольшая разрывная нагрузка по основе у ткани FlameFort W-280 (1636,6 Н) после 50-ти стирок уменьшается на 4,8% (1558,3 Н), наименьшая – у ткани TenCate Tecasafe Plus (766,0 Н) уменьшается на 5,4% (724,5 Н). Наибольшая разрывная нагрузка по утку у ткани FlameFort W-280 (1647,4 Н) после 50-ти стирок уменьшается на 6,6% (1538,5 Н), наименьшая – у ткани TenCate Tecasafe Plus (736,6 Н) уменьшается на 5,4% (689,2 Н); Доказано, что многократная стирка не оказывает влияния на показатели индекса передачи теплового излучения и показатель передачи тепла при воздействии пламени, следовательно, в процессе эксплуатации сохраняются защитные показатели на весь срок выдачи защитной одежды. Индекс передачи теплового излучения до и после стирки изменяется от 10,0% (Frall 440) до 19,1% (FlameFort 210A) и от 0,5 с до 0,9 с. Для показателя передачи тепла при воздействии пламени – от 10,0% (Frall 330) до 16,1% (Frall 440) и от 0,5 с до 0,9 с; Разработан стандарт организации "Метод определения стойкости к воздействию теплового потока заданной величины", который позволяет проводить унифицированные испытания и повышает воспроизводимость и повторяемость результатов. Данный стандарт может широко использоваться в материаловедческой практике, испытательных лабораториях и отделом охраны труда на предприятиях связанных с повышенным риском тепловых воздействий от ряда источников.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Юхин
chairman_dissertation_council.patronymic: Семёнович
chairman_dissertation_council.position: Заведующий кафедрой проектирования и художественного оформления текстильных изделий
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: Б3371-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603260899
chairman_dissertation_council.rinc_id: 488023
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Валерий
organization_supervisor.surname: Белогородский
organization_supervisor.patronymic: Савельевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 64.29.81
rubrics.name: Свойства, измерения, испытания и контроль качества текстильных материалов и изделий
rubrics.code: 64.01.81
rubrics.name: Измерения, испытания, контроль и управление качеством
oecds.code: 02.05.QJ
oecds.name: MATERIALS SCIENCE, TEXTILES
speciality_codes.name: Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности
speciality_codes.code: 05.19.01
supervisors.fio: Давыдов А. Ф.
supervisors.scientific_degree: Кандидат технических наук
supervisors.speciality_code: Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Киселев М. В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Шарапова М. В.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "РГУ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА"
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА (ТЕХНОЛОГИИ. ДИЗАЙН. ИСКУССТВО)"
protection_organization.ogrn: 1027739119561
protection_organization.supervisor_name: ВАЛЕРИЙ
protection_organization.supervisor_surname: БЕЛГОРОДСКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: САВЕЛЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "РГУ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА (ТЕХНОЛОГИИ. ДИЗАЙН. ИСКУССТВО)"
author_organization.ogrn: 1027739119561
author_organization.supervisor_name: ВАЛЕРИЙ
author_organization.supervisor_surname: БЕЛГОРОДСКИЙ
author_organization.supervisor_patronymic: САВЕЛЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения