Средства индивидуальной защиты органов дыхания → Применение средств защиты дыханияСредства индивидуальной защиты органов дыхания → Применение средств защиты дыханияСредства индивидуальной защиты органов дыхания → Применение средств защиты дыханияВ основу построения номограммы «ТАК» положены, как отмечалось в описании методики определения вида СИЗОД, экспериментальные данные, наработанные научными сотрудниками специализированного научно-исследовательского института углеродных сорбентов («ВНИТИУС») за годы его деятельности при проведении исследовательских и эксплуатационных испытаний разрабатываемых ими СИЗОД для рабочих промышленности. Созданная база данных отражена в научно-исследовательских отчетах института в основном с целью обоснования характеристик и требований к отдельным видам СИЗОД, которые оформлялись для последующего внедрения через технические условия и разрабатываемые государственные стандарты.
Указанные задачи были возложены на институт приказами правительства и Министерства химической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР. В связи с этим созданная база данных являлась своего рода уникальной, единственной, обосновывающей основные требования к выпускаемым изделиям. Критические значения защитных характеристик по отдельным видам СИЗОД, использованные в разработанной номограмме, продолжают действовать в технических условиях и государственных стандартах, издаваемых в настоящее время Госстандартом.
Разработка номограммы «ТАК» выполнена через дополнительно построенные графические зависимости, которые приведены на рис. 4.2 и являются промежуточной стадией в разработке методики.
В связи с тем, что в настоящее время выбор вида СИЗОД рекомендуется определять по коэффициенту защиты, который, по глубокому мнению наиболее известных современных авторов литературы по вопросам индивидуальной защиты дыхания, является «главной защитной характеристикой любого СИЗОД» (3), считаем необходимым начать обоснование разработанной методики выбора вида СИЗОД с указания причины ухода от этого принципа.
Как было показано, применение понятия «коэффициента защиты» к выбору вида СИЗОД ограничивается величиной отношения концентрации вредного вещества в рабочей зоне к величине предельно допустимой концентрации. При этом принципиальным является, что такой выбор вида СИЗОД не учитывает степени токсичности вредного вещества. Из этого следует, что при одинаковой кратности концентраций вредного вещества в рабочей зоне к концентрации его в подмасочном пространстве действующей в настоящее время методикой рекомендуется один вид СИЗОД как при защите от малотоксичных веществ, так и от высокотоксичных веществ. Авторы этой методики приняли, что выбор вида СИЗОД следует делать с учетом токсичности вредного вещества: для высокотоксичных вредных веществ даже малое значение коэффициента защиты требует применения высокоэффективных средств защиты дыхания, а при защите от малотоксичных вредных веществ даже при относительно больших величинах Кзащ, достаточным является применение малоэффективных средств защиты.
Действующие рекомендации по выбору вида СИЗОД этот важнейший момент не учитывают. В данном обосновании методики будет использоваться термин «Градиент концентраций» Гконц, который отличается от содержания «коэффициента защиты» тем, что охватывает только часть принятого содержания этого термина и показывает только величину снижения концентрации вредного вещества в рабочей зоне относительно другого выбранного уровня концентрации этого вещества. Если второй уровень концентрации выбирается равным ПДК (который при записи в формулы обозначаем Спдк), то величины Гконц и Кзащ численно будут совпадать; но даже в этом случае величина «Градиент концентраций» Гконц не является критерием для выбора вида СИЗОД, каким является «коэффициент защиты».
Целью обоснования методики является выбор вида СИЗОД по зависимости концентрации вредного вещества в рабочей зоне от его токсичности. Для этого используется защитная характеристика вида СИЗОД, оценивающая долю воздуха, попадаемого в подмасочное пространство лицевой части противогаза, надетого на человека, от объема вдыхаемого воздуха, который очищается фильтрующей системой СИЗОД. Связь эта устанавливается через величину коэффициента проницаемости монодисперсного масляного тумана с наиболее проникаемыми частицами, которыми в практике разработчиков отечественных средств противогазовой техники оценивают качество защиты всех видов СИЗОД, но этой величиной не пользуются для рекомендации отдельных их видов для применения. Понятие коэффициента проницаемости в течение всего времени развития противохимической защиты оставалось неизменным.
Совершенствовались лишь техника и аппаратура его определения, которые достигли своего наивысшего совершенства в России к 90-м годам силами сотрудников ведомства ведущего НИИ (входящего в состав Министерства химической и нефтеперерабатывающей промышленности). Установившееся содержание понятия коэффициента проницаемости было также принято и сотрудниками НИИ, разрабатывающего СИЗОД, как единственного основного параметра, характеризующего защитные свойства СИЗОД. Показатель коэффициент проницаемости всегда применялся в качестве критерия технической характеристики при внесении в разрабатываемые государственные стандарты и технические условия на средства защиты.
С повышением требования к эффективности защиты СИЗОД возрастает требование к надежности сохранения этой эффективности, что достигается конструктивными приемами: если полумаска имеет большую эффективность защиты, чем легкие или облегченные респираторы, то следует, что ее конструкция должна позволять значительно надежнее сохранять эту эффективность при различных внешних воздействиях, а для сохранения еще более высокой эффективности защиты, которой обладают СИЗОД с применением панорамной маски или шлем-маски, их конструкции вместе с методикой индивидуальной подгонки позволяют с соответственно большей надежностью сохранять эту повышенную эффективность. Способы расчетов и основное содержание показателя коэффициента проницаемости были раскрыты ранее; но в процессе данного обоснования это понятие получит дальнейшее раскрытие, пояснение.
Графическое обоснование построения номограммы определения вида СИЗОД для применения в рабочей зоне, содержащей вредные вещества (рис.4.2), состоит из 2 частей, из которых по левой части определяют коэффициент превышения Спдк, т.е. градиент концентраций.
Рис.4.2. Графическое обоснование номограммы «ТАК»
Эта часть графиков образована тремя осями: ось концентраций вредного вещества в рабочей зоне Ср.з.0, семейство линий предельно допустимых концентраций вредных веществ Спдк, которые построены в логарифмическом масштабе, и ось результатов расчетов градиентов концентраций. Правила построения этих графических зависимостей являются типовыми и простыми, поэтому не требуют особого обоснования: по ординате установленной величины С0 следует выйти до пересечения с наклонной линией, соответствующей Cпдк, соответствующей предельно допустимой концентрации конкретного вредного вещества, присутствующего в рабочей зоне; результат расчета превышения С0 над Сад получаем на вертикальной оси Гконд.
Важно отметить содержание величины Гконц: т.к. его величину получаем делением С0 на Спдк, то он показывает для всех видов вредного вещества долю его концентрации в рабочей зоне, приходящуюся на единицу предельно допустимой концентрации. Вновь повторяем, что, несмотря на одинаковый способ расчета величин Гконц и Кзащ, содержание последнего авторами этой величины является более широким, этот показатель авторы применяют для выбора вида СИЗОД, в чем и состоит их отличие. Следовательно, вычисленная величина градиента концентраций показывает только соотношение концентраций конкретного вида вредного вещества в рабочей зоне. Но если меньшую концентрацию приравняем к ПДК, то величина градиента будет характеризовать опасность обстановки. Это свойство градиента концентрации будет использовано в дальнейших построениях.
Правая часть графического обоснования является аналогичной левой, но линии концентраций вредного вещества в рабочей зоне Ср.з.0 и предельно допустимых концентраций Спдк переставлены местами. При этом точкам на оси Спдк дается более широкое значение - на эту ось нанесены значения концентраций вредных веществ в подмасочном пространстве лицевой части Сподм. Это позволило показать семейство наклонных линий, соответствующих возможным концентрациям вредного вещества в рабочей зоне - С0. Все точки каждой линии этого семейства - С0 соответствуют результату умножения величины концентраций С . на соответствующий градиент концентраций - Гконц.
Среди линий, соответствующих концентрациям вредного вещества в атмосфере рабочей зоны, имеется линия, соответствующая начальной концентрации стандартного масляного тумана - 2500 мг/м3, принятой в методике измерения коэффициента проницаемости. Относительно этой концентрации определяется коэффициент проницаемости масляного тумана в подмасочное пространство СИЗОД. Следует отметить, что коэффициент проницаемости как величина относительная не зависит от концентрации масляного тумана с внешней стороны человека в СИЗОД, и можно было бы измерять этот коэффициент при других значениях концентрации масляного тумана в испытательной камере. Принятие концентрации 2500 мг/м3 постоянной, относительно которой ведутся измерения, связано с необходимостью сохранения высокой чувствительности метода, т.е. с возможностью измерения особо малых концентраций масляного тумана, связанных с особо малыми подсосами в подмасочное пространство.
На эту ось спроектируем значения градиентов концентраций, выразив их обратной величиной и в процентах. В результате на оси концентраций 2500 мг/м3 получим точки, соответствующие коэффициентам проницаемости. Например, проекция точки Гконц = 1*104 на ось коэффициентов проницаемости будет соответствовать Кпрон ,% = 0,01%, Гконц= 1*106 будет соответствовать точка Кпрон, % = 1*104% и т.д.
После перенесения всех точек оси градиентов концентраций на ось значений коэффициентов проницаемости масляного тумана появляется возможность на новой оси показать интервалы коэффициентов проницаемости масляного тумана, характерных для каждого вида СИЗОД, т.е. перенести на эту ось данные, приведенные на рис. 3.22. Образование зон коэффициентов проницаемости на оси является следствием спектра распределения коэффициентов проницаемости на людях для каждого вида СИЗОД (рис. 3.23), которые показывают образование разной степени герметичности подмасочного пространства в результате отличия в антропометрических размерах головы, качества подгонки и других факторов, в т.ч. и некоторого отличия в механических свойствах лицевых частей, например, из-за некоторой неоднородности материалов, сроков хранения, толщины материала и т.п.
Как сообщалось ранее, данный стандартизованный нефелометрический метод является основным, определяющим защитные свойства СИЗОД при их разработке, сравнительной оценке и других исследованиях, проводимых научно-исследовательскими институтами, ранее отвечающими за проблему создания и эксплуатации средств защиты органов дыхания. С применением данного метода в течение более пяти десятилетий сформировалась единая картина наиболее вероятных защитных свойств всех отечественных средств защиты органов дыхания. Эта система основана на испытаниях по проницаемости в подмасочное пространство масляного тумана, представляющего собой монодисперсный аэрозоль с частицами в исключительно узком интервале размеров 0,28ч0,34 мкм (34) и движущимися практически по линиям тока воздушных потоков на фазе вдоха в подмасочное пространство СИЗОД в вариантах: на человеке, непосредственно только через фильтрующую часть, через отдельные устройства, входящие в изделие, такие, как клапаны выдоха, через дефекты прошитых или проклеенных участков респираторов и через др. исследуемые участки СИЗОД. В соответствии с этой системой разработчики получили четкую картину вероятных защитных свойств различных видов респираторов, противогазов с панорамной маской, шлем-маской в зажимных устройствах, т.е. с исключением проницаемости через полосу обтюрации, на человеке в спокойном состоянии головы и при движениях, при спокойном дыхании, при выполнении физических нагрузок разной интенсивности и т.д.
Установленная шкала наиболее вероятных защитных свойств существующих видов отечественных СИЗОД приведена на рис. 3.22, построенная по проницаемости масляного тумана в подмасочное пространство на человеке. Эти характеристики отечественных СИЗОД входят в число паспортных данных СИЗОД и публикуются в многочисленной соответствующей технической литературе, в стандартах на изделия, рекламных материалах, в частности, в указанных в данной книге литературных источниках.
Данные, приведенные на рис. 3.22, перенесены на рисунок 4.2 на линию концентрации С0 = 2500 мг/м3, после чего появилась возможность нанести на нее интервалы коэффициентов проницаемости для наиболее вероятных подгонок каждого вида средств защиты.
Таким образом, шкала коэффициентов проницаемости стандартного масляного тумана защитных свойств известных фильтрующих отечественных видов СИЗОД положена в основу номограммы, представленной в методике выбора их вида.