Факторы, определяющие защитные свойства СИЗОД для рабочих промышленности. Правила разработки СИЗОД

На основании проведенного анализа становится обоснованным правило, которому следует разработчик СИЗОД, что для эффективной и рациональной работы фильтра необходимо учитывать определенное соотношение между эффективностью фильтрующей части и вероятной величиной подсоса вредного вещества. Разрабатывая конструкцию аэрозольного фильтра и поглотителя, конструкцию лицевой части и метод ее индивидуальной подгонки, разработчик должен принимать, что величина допустимого суммарного подсоса на человеке, в т.ч. и случайного, с приемлемой вероятностью не должна превышать 0,1 от коэффициента проницаемости конструкции фильтра, оцениваемой по проницаемости масляного тумана.

При таком соотношении величину подсоса можно принять незначительной по отношению к эффективности фильтра, входящей в пределы ошибки измерений по стандартизованной методике оценки проницаемости. Принципиальное отличие эти потоки имеют при подсосах полидисперсного аэрозоля, особенно при больших подсосах, при которых концентрации и состав аэрозоля в подсасываемом воздухе по дисперсности частиц приближаются к концентрациям и фракционному составу аэрозолей в рабочей зоне.

Данный вывод не относится к защите от биоаэрозолей, что имеет наиболее важное значение в случае применения легких респираторов в периоды эпидемий, например, при посещении поликлиник, медицинскому персоналу, в больницах и т.п. В этом случае защита дыхания должна рассчитываться на значительно более высокие уровни, которые не рассматриваются в данной книге.

Графически желаемое соотношение защитных характеристик фильтров СИЗОД и подсосов показано на рис. 5.3. Например, если требование к качеству фильтра по коэффициенту проницаемости составляет 1%, то коэффициент подсоса на человеке с высокой вероятностью не должен превышать 0,1%. Проницаемость поглощающей части фильтра в начальный момент применения СИЗОД принимается нулевой.

Рис. 5.3. Ориентировочное соотношение коэффициентов подсоса на человеке, к которым стремится разработчик, разрабатывая лицевую часть, при задаваемых требованиях коэффициентов проницаемости фильтров СИЗОД.

Повышение требования к коэффициенту проницаемости фильтра как его аэрозольной, так и поглощающей частей при одном и том же сорбенте и поглотителе непременно определяет его аэродинамическое сопротивление, а, следовательно, и сопротивление линии вдоха, которое, в свою очередь, ведет к пропорциональному увеличению подсоса. Из этой зависимости следует, что снижение величины суммарного подсоса при повышении требования к защитной способности фильтра связано с повышением качества снаряжения и сборки фильтра (снижения вероятности образования в них сквозных дефектов, нарушения структуры фильтрующего материала, однородности сорбента и пропитки поглотителя и др.), а также применением качественных клапанов выдоха. Эти направления повышения качества СИЗОД решаются технологическими приемами при их изготовлении.

Для примера на рисунке 5.4 приводятся фотографии дефектов снаряжения патронов респираторов РУ-60м и фильтрующе-поглощающей коробки противогаза в момент проверки качества сборки струйным методом. Метод основан на освещении направленным лучом яркого света в темной камере пространства над поверхностью собранного фильтра. При наличии в фильтре дефектов выходящие струйки масляного тумана видны в световом потоке на темном фоне. Коэффициент проницаемости определялся стандартизованным нефелометрическим методом. Метод применяется только для оценки качества сборки аэрозольных фильтров.

Рис. 5.4. Фотографии струек масляного тумана при контроле качества сборки патронов респираторов РУ-60м фильтрующе-поглощающей коробки противогаза. Коэффициент проницаемости определен стандартизованным нефелометрическим методом.

Рис. 5.4. Фотографии струек масляного тумана при контроле качества сборки патронов респираторов РУ-60м фильтрующе-поглощающей коробки противогаза. Коэффициент проницаемости определен стандартизованным нефелометрическим методом.

Характерная зависимость коэффициента подсоса от удельного сопротивления фильтра для одной лицевой части показана на рис. 5.5. График показывает, что повышение требования к фильтру по коэффициенту проницаемости, которое сопровождается повышением его удельного сопротивления, для одной конструкции лицевой части вызывает повышение величины коэффициента подсоса, а, следовательно, и суммарного коэффициента проницаемости. Комплектация СИЗОД фильтром а, имеющим малое удельное сопротивление и, следовательно, больший коэффициент проницаемости - больше 1,0%, сопровождается малым коэффициентом подсоса, менее 1-102%.

Рис. 5.5. Общий вид зависимости суммарного коэффициента проницаемости от коэффициента проницаемости фильтров СИЗОД, связанных с повышением удельного сопротивления фильтра (аэрозольного и паро-, газового) для одного вида конструкции лицевой части.

При коэффициенте проницаемости фильтра ~ 2-10-2% его высокое удельное сопротивление вызывает подсос, оцениваемый коэффициентом -0,1% (точка с). Следует считать оптимальной комплектацию данной лицевой части фильтром с коэффициентом проницаемости ~ 0,4%, при котором коэффициент подсоса будет измеряться величиной, близкой к 0,01% (точка b).

При удачных конструкторских и технологических решениях, определяющих суммарный подсос, определяющим фактором в условиях применения СИЗОД становится плотность контакта поверхностей лицевой части по полосе обтюрации и поверхности лица, которая для конкретной лицевой части достигается только повышением механического давления, а, следовательно, и общего механического воздействия лицевой части на голову путем повышения натяжения тесем оголовья при подгонке лицевых частей или растяжения шлема при применении шлем-масок.

Следовательно, при разработке конструкции СИЗОД основными направлениями снижения подсоса при сохранении их защитной способности являются:

1. разработка конструкции обтюратора лицевой части с обоснованным выбором полосы обтюрации на лице человека (с учетом выбора участков лица с меньшей подвижностью мышечных тканей, с учетом кривизны поверхности, на которой возможно создавать надежный контакт по полосе обтюрации, с учетом статистического распределения характерных антропометрических параметров лица, головы),
2. применение принципов механизма формирования необходимой плотности контакта по всей полосе обтюрации лицевой части СИЗОД на этапе ее конструирования (уровень шероховатости поверхности лицевой части в области полосы обтюрации, ширины полосы обтюрации, эластичности материала лицевой части в области полосы обтюрации, выбор точек крепления наголовника на корпусе лицевой части...),
3. разработка метода и инструкции проведения индивидуальной подгонки, обеспечивающей однозначное положение лицевой части по полосе обтюрации, гарантирующее необходимый уровень герметичности объема подмасочного пространства и соответствующего коэффициента подсоса; обоснование нормированного критерия оценки качества индивидуальной подгонки и метода его получения.

Обеспечение достаточной плотности контакта лицевой части с поверхностью лица связано с сочетанием формы контактируемой части обтюратора лицевой части с формой поверхности лица в области их контакта. Желательно, чтобы обтюратор контактировал с кожей лица по менее подвижным его участкам при разговоре, улыбке и при других смещениях тканей лица.

Первоначальным натяжением тесем оголовья мы сближаем эти поверхности, а при усилении их натяжения повышаем плотность контакта, что называем индивидуальной подгонкой. Но необходимая плотность контакта значительно зависит от антропометрических характеристик головы, которые определяют степень сочетания форм контактирующих поверхностей. Распределения антропометрических параметров головы среди населения рассматриваются как случайные величины.

Поэтому при разработке лицевых частей определение вероятности герметичной подгонки таких изделий, как противогазы, респираторы, которые предназначены для массового применения, оценку качества лицевых частей получают в результате проверок на большом числе испытателей при статистической обработке полученных результатов. Например, при разработке серийно изготавливаемых в настоящее время СИЗОД испытания проводились в различных регионах страны, при стремлении охватить группы людей, наиболее отличающихся по характерным антропометрическим параметрам, с общей численностью привлекаемых испытателей от 5 до 10 тысяч человек для каждой модели лицевой части.

Только в результате обработки таких объемов испытаний могут быть установлены количественные характеристики вероятности герметичных подгонок лицевых частей СИЗОД. По результатам таких испытаний определялись ростовочные параметры лицевых частей, предназначенных для промышленного изготовления. Такие проверки необходимы во всех случаях решения задачи определения возможности применения какого-либо вида СИЗОД на новую группу населения, например, при закупке СИЗОД, разработанных в других государствах, где распределение антропометрических параметров может отличаться от распределения этих параметров в нашей стране. В связи с этим оценка качества СИЗОД на малом числе испытателей, как это предусматривается новым стандартом ГОСТ Р 12.4.189-99, п. 7.17.3 (10 человек), тем более с исключением опытов с негерметичной подгонкой, является совершенно не обоснованной и даже не понятной.