Средства индивидуальной защиты органов дыхания → Применение средств защиты дыханияСредства индивидуальной защиты органов дыхания → Применение средств защиты дыханияСредства индивидуальной защиты органов дыхания → Применение средств защиты дыханияВопрос соотношений фильтрующих свойств СИЗОД и герметичности подгонки их лицевых частей в настоящее время еще не получил должного внимания, хотя при испытаниях вновь разработанных образцов его обойти нельзя. Однако решение его получают чисто экспериментально. Особенно большую сложность в реализации полученных решений составляет разработка инструкций индивидуальных подгонок, которые бы обеспечивали однозначное положение лицевой части на лице рабочего. В настоящее время эти инструкции ограничиваются визуальным контролем качества индивидуальной подгонки лицевых частей, для противогазов рекомендуется метод ощущения подсоса под лицевую часть при глубоком вдохе и перекрытой линии вдоха. В наиболее ответственных случаях требуется проведение контроля хлорпикриновым методом. Однако всем этим методам характерна субъективность критерия подгонки, методы не обладают однозначным уровнем подгонки и необходимой чувствительностью. Следует считать необходимым усиление данного направления в ближайшее время.
На графике рис. 5.8 приводятся соотношения требований действующим стандартам и ТУ к фильтрующим свойствам выпускаемых в настоящее время СИЗОД и требований к величине подсоса, достигаемых рекомендуемыми методами индивидуальной подгонки.
На графике приняты следующие обозначения.
Красной линией показаны оптимальные значения коэффициентов подсоса и проницаемости фильтра: Кпрф = 10Кподс Респираторы:
О «Лепесток 200», ГОСТ 12.4. 028-76; величина подсоса по нашим наблюдениям может составлять 10ч50% (при измерениях по проницаемости масляного тумана);
X - по требованиям ГОСТ 12.4.041, с разделением в стандарте по трем парным сочетаниям коэффициентов проникания и соответствующих коэффициентов подсоса по трем степеням защиты;
? - по ГОСТ Р 12.4.194, п.5.7 по проницаемости NaCI или парафинового масла; ГОСТ Р 12.4.192, п. 5.3 устанавливает коэффициент подсоса NaCI для полумасок;
< - ГОСТ 17269-71, п. 2.3, РУ-бОм по проницаемости фильтра. Величину подсоса по нашим исследованиям позволяют принять Кподс = 0,1%;
Промышленные противогазы:
коэффициент проницаемости фильтрующе-поглощающих коробок определен ГОСТ 12.4.122-83, п. 2,6 - Кпрон = 0,01%; коэффициент подсоса: ↑ - ГОСТ 12.4. 166-85, шлем-маски - 0,0001%
↓ - для панорамных масок (по результатам наших исследований) - 0,001%.
Анализ приведенных на рис.5.8 данных позволяет сделать заключение, что в вопросе оптимального согласования величин проницаемости фильтрующей части СИЗОД и подсоса нет единого подхода. Сложившееся соотношение этих величин есть результат практических разработок фильтров и лицевых частей в стремлении создать эффективные и надежные средства защиты в сложных вероятных ситуациях. В настоящее время более эффективных СИЗОД, чем отечественные конструкции, гарантии надежности которым заложены в технологии их изготовления, включающие соответствующий комплекс методов контроля, нам не известны.
Рис. 5.8. Соотношение требований стандартов и ТУ к фильтрующим свойствам и величинам подсоса отечественных, выпускаемых промышленностью СИЗОД.
Методы контроля, представленные новыми стандартами, невозможно сравнивать с отечественными, т.к. методы, представленные в новых стандартах, во-первых, не могут быть воспроизведены по раскрытым ранее причинам, а во-вторых, принципы, положенные в их основу, являются несопоставимыми между собой, что является причиной получения неоднозначных, неповторяемых результатов измерений. Такие методы контроля не допускаются к применению государственной системой единства измерений РФ.
На протяжении всего параграфа пути проникания вредного вещества в подмасочное пространство рассматривались отдельно по видам механизма проникания. На приведенных графиках рис. 5.9 результаты анализа объединены и позволяют представить общую картину основных закономерностей этого процесса, одновременного изменения основных факторов, составляющих защитные свойства СИЗОД: коэффициентов проницаемости аэрозольного и поглощающего фильтров и коэффициента подсоса на примере респираторов и противогазов.
Рис. 5.9. Характерные изменения коэффициентов проницаемости аэрозольного и поглощающего фильтров и коэффициента подсоса при ношении респиратора и противогаза.
График а показывает характерное изменение коэффициента проницаемости аэрозольного фильтра в результате запыления при ношении респиратора. Скорость уменьшения его величины определяется интенсивностью запыления фильтрующего материала, что является следствием ряда факторов: структуры фильтрующего материала (плотности упаковки, диаметра и наличия электрического заряда волокон), запыленности рабочей зоны, фазового и дисперсного состава аэрозолей в воздухе, расхода воздуха через фильтр, что отражает интенсивность выполняемой рабочим физической нагрузки, а также его возраст, пол, физическое развитие рабочего. Содержащиеся в аэрозоле рабочей зоны мелкие фракции (менее 1-2 мкм) хорошо задерживаются внутренними слоями фильтрующего материала, вызывая быстрый рост его сопротивления; более крупные частицы полностью оседают на поверхности фильтра. Форма частиц грубых фракций пыли также влияет на скорость увеличения сопротивления фильтра.
Увеличение сопротивления фильтра при его запылении, сопровождаемое уменьшением его коэффициента проницаемости, вызывает также увеличение коэффициента подсоса вредного вещества в-подмасочное пространство - кривая с. Хотя спектр частиц, проникающих при подсосе, обладает определенной селективностью (избирательностью) частиц, содержащихся в рабочей зоне, но для респираторов, т.е. при подсосе через полосу обтюрации полумаски, эта селективность проникающих частиц имеет широкий спектр. Еще меньшей степенью селективности, т.е. более широким спектром размеров проникаемых в подмасочное пространство частиц, характеризуются подсосы у легких респираторов, т.е. с фильтрующим корпусом. В этом случае каналы подсоса представляют собой складки фильтрующего материала респиратора. Размер образующихся каналов значительно превосходит размер частиц, которые могут быть затянуты струйкой воздуха, образованной подсосом. В этом случае в подмасочное пространство проникают частицы практически всех размеров из объема окружающего полосу обтюрации воздуха.
Наряду с механизмом увеличения подсоса из-за увеличения сопротивления фильтра имеет место механизм уменьшения величины подсоса по причине физиологических процессов, протекающих на участке полосы обтюрации. Такими процессами являются отпотевание в области контакта, связанное с конденсацией на этом участке из-за влажности теплого выдыхаемого воздуха. Изменение подсоса может происходить вследствие изменения структуры пористости контакта, связанное с изменением состояния поверхности лица: шероховатость пористости может уменьшаться в результате реологических процессов выступов на поверхности кожи лица, пористость может уменьшаться в результате потовыделений и в результате работы сальных желез на этом участке. Именно с этими процессами связаны случаи раздражения кожи по полосе контакта с лицевой частью СИЗОД.
Кривая b показывает увеличение коэффициента проницаемости вредного вещества в фазовом состоянии пара или газа через поглощающий фильтр респиратора. Начальная концентрация вредного вещества, проходящего через поглощающий слой, и скорость ее нарастания зависят от химического состава поглотителя, его пористой структуры, количества его в патроне и толщины поглощающего слоя. Важным показателем является правильность упаковки поглотителя в патроне, которая определяется технологией снаряжения патронов респираторов. На стадии применения респираторов необходимо сохранение заводской упаковки шихты, которая оценивается отсутствием шума внутри патрона от пересыпания шихты при тряске его рукой.
Перечисленные параметры определяют концентрацию вредного вещества в подмасочном пространстве при работе в зоне, содержащей вредное вещество, в том числе и величину времени защитного действия СИЗОД. Принимая во внимание, что данная книга предназначается для сотрудников отделов охраны труда, в число которых входят читатели без специальной подготовки по рассматриваемым вопросам, остановим внимание на принятом в противогазовой технике понимании термина «время защитного действия» патрона респиратора или фильтрующепоглощающей коробки.
Понятие времени защитного действия вводится для оценки качества сорбента, поглотителя в патроне, поглощающей коробке в лабораторных условиях. Определяется оно при испытаниях патронов респираторов или фильтрующе-поглощающих коробок в специальных установках путем подачи на них паро- или газовоздушной смеси с известной концентрацией вредного вещества и контролем момента появления вредного вещества за патроном или сорбирующе-поглощающей коробкой. Временем защитного действия называют промежуток времени между подачей на фильтр подготовленной смеси и моментом появления за ним концентрации, близкой к предельно допустимой. Для возможности проведения испытаний в удобные короткие интервалы времени начальные концентрации тестирующего вещества подбирают высокими, которые не встречаются на практике.
При таких высоких концентрациях содержание кислорода в воздухе было бы уже недопустимо малым. Такое определение предполагает, что в условиях ношения респиратора, т.е. при других, значительно меньших концентрациях вредного вещества относительно концентрации при испытаниях защитных элементов, можно ориентировочно оценивать промежуток времени, в течение которого концентрация вредного вещества во вдыхаемом воздухе сохраняется ниже ПДК (ранее в тексте обозначали С ). Такой промежуток времени в данной книге получил название «допустимого времени применения» респиратора, противогаза - tдоп, В справочной литературе приводятся результаты таких расчетов (более 60 видов вредных веществ), в которых концентрации вредного вещества в рабочей зоне указываются кратными числу предельно допустимых концентраций, чаще: 5 ПДК, 15 ПДК и 100 ПДК (28, 39, 40).
Однако применение приведенных данных является в большой степени ориентировочным. Причинами этому являются:
В связи с этим оценочные испытания качества каждого вида сорбирующепоглощающих фильтров СИЗОД по времени защитного действия необходимо проводить только по стандартизованным методам испытаний (41-44), но при начальных концентрациях, которые указываются в стандартах или технических условиях на каждый вид фильтров. В стандартизованных методиках приводятся только подробные описания условий проведения таких испытаний, рецепты и описания подготовки индикаторных растворов, схемы установок для испытаний и другие подробности, обеспечивающие получение результатов, соответствующих требованиям государственной системе единства измерений.
Принятый вариант обеспечивает условия получения воспроизводимых результатов. Такое условие позволяет установить единый порядок проведения оценочных испытаний большого числа видов контролируемых образцов, отличающихся величиной максимального поглощаемого количества вредного вещества (сорбционной емкости), связанной с отличающейся в разных видах изделий пористой структурой поглотителя и размерами его зерен, объемом поглотителя.
На рис. 5.9 графики, показанные синим цветом, выражают характерные зависимости изменения анализируемых величин применительно к противогазам. График а показывает уменьшение сопротивления аэрозольного фильтра, связанного с его запылением. Применительно к противогазам эти закономерности мало отличаются от закономерностей для респираторов. Имеющиеся отличия являются следствием большей поверхности фильтрации и применением более эффективных фильтрующих материалов. По стандартизованным требованиям к промышленным противогазам их коэффициент проницаемости по масляному туману должен быть не менее 0,01%. В начальный момент применения противогазов проскок паро- и газообразных вредных веществ исключается, время защитного действия значительно больше, чем у фильтров для респираторов.
Проведенный анализ показывает, что главной отличительной особенностью противогазов является высокая надежность герметичности лицевых частей по полосе обтюрации, что создает потенциальную возможность их комплектации аэрозольными и поглощающими фильтрами с высоким сопротивлением и что является необходимостью для получения высокой степени их защитных свойств.
Из проведенного анализа следует подтверждение ранее сформулированного вывода, что для получения заданной эффективности СИЗОД по защитным характеристикам выбор фильтров должен быть согласован с герметизующими свойствами лицевой части. Применение фильтров с малым удельным аэродинамическим сопротивлением позволяет при комплектации СИЗОД одними и теми же лицевыми частями получать защитные свойства СИЗОД близкими к эффективности защиты самих фильтров.