(高清版)GB∕T 38302-2019 防護(hù)服裝 熱防護(hù)性能測(cè)試方法

C73中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)服裝熱防護(hù)性能測(cè)試方法pT2019-12-10發(fā)布2020-07-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB／T38302—2019 1范圍 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4原理 5實(shí)驗(yàn)人員的健康和安全 6設(shè)備和材料 7試樣制備和調(diào)濕 8校準(zhǔn)和維護(hù)保養(yǎng) 9測(cè)試步驟 10結(jié)果計(jì)算 11測(cè)試報(bào)告 附錄A（資料性附錄）熱能暴露下的試樣表觀反應(yīng) 附錄B（資料性附錄）熱防護(hù)性能值(TPP)和熱防護(hù)性能評(píng)估(TPE)的區(qū)別變化說明 附錄D（資料性附錄）銅量熱傳感器的校準(zhǔn) 參考文獻(xiàn) ⅠGB／T38302—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)應(yīng)急管理部提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)個(gè)體防護(hù)裝備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC112)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院軍需工程技術(shù)研究所、杜邦（中國(guó)）研發(fā)管理有限公司、公安部特種警用裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、國(guó)家消防裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：何晴芳、張燕、吳爽、徐蘭娣、張勇、張明明、張婷婷、王昕、吳銀、張俊、房琳、鄒亮。1GB／T38302—2019防護(hù)服裝熱防護(hù)性能測(cè)試方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱防護(hù)材料的熱防護(hù)性能值（以下簡(jiǎn)稱為“TPP”)和熱防護(hù)性能評(píng)估（以下簡(jiǎn)稱為“TPE”)的測(cè)試方法，內(nèi)容包含了原理、實(shí)驗(yàn)室人員健康與安全、設(shè)備和材料、試樣的制備和調(diào)濕、校準(zhǔn)和維護(hù)保養(yǎng)、測(cè)試步驟、結(jié)果計(jì)算等方面。本標(biāo)準(zhǔn)適用于單層或多層材料的熱防護(hù)性能測(cè)試，應(yīng)用于暴露在對(duì)流及輻射熱危害的從業(yè)人員的熱防護(hù)材料的評(píng)估。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于非阻燃及遇高溫易熔融、滴落等材料的測(cè)試。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T6529紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣(ISO139:2005,MOD)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1TPP確定的累積能量。3.2TPE（或近似相切）來確定的總累積能量。3.3一種用于預(yù)計(jì)達(dá)到二度燒傷的時(shí)間和熱能關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線。3.4x單位時(shí)間內(nèi)在單位面積上傳遞的熱量。2GB／T38302—20193.5在熱防護(hù)性能測(cè)試時(shí)，材料暴露于熱源下的表觀反應(yīng)。注：比如開裂、熔融、滴落、炭化、脆化、鼓包、收縮、黏結(jié)和燃燒等。3.6注：允許該空洞中存在單根紗。3.7高溫或不完全燃燒所形成的易脆的殘余物。3.8物品或者材料高溫下出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)方向尺寸的減少。3.9材料表現(xiàn)為受熱變形后形成凸起的狀態(tài)。溫度變化情況換算為透過試樣傳遞的熱能，得到熱能隨時(shí)間變化的傳熱反應(yīng)曲線。可采取以下兩種測(cè)試方法表征材料的熱防護(hù)性能：露的總熱通量的乘積（即：累積能量得到試樣的熱防護(hù)性能值(TPP);相切（或近似相切）時(shí)的暴露時(shí)間與總熱通量的乘積即為試樣的熱防護(hù)性能評(píng)估(TPE)。5實(shí)驗(yàn)人員的健康和安全實(shí)驗(yàn)室人員的安全健康應(yīng)符合以下條件：毒面罩?？蓪y(cè)試儀器安裝在通風(fēng)櫥內(nèi)或通風(fēng)良好的區(qū)域內(nèi)，每次測(cè)試后應(yīng)排出煙霧和煙塵。但在試樣燃燒過程中應(yīng)避免火焰受通風(fēng)影響。6設(shè)備和材料測(cè)試儀器結(jié)構(gòu)包括組合對(duì)流輻射熱源、用于控制暴露時(shí)間的隔熱遮板、試樣和傳感器支撐架結(jié)構(gòu)、3GB／T38302—2019試樣固定器組件、銅量熱傳感器組件和數(shù)據(jù)采集／分析系統(tǒng)等，見圖1。單位為毫米說明：1—銅量熱傳感器；2—試樣夾持架；3—可選隔距框；4—測(cè)試樣品；5—隔熱遮板；6—燃燒燈；7—傳感器輸出線；8—?dú)怏w流量計(jì)；9—輻射燈外罩；10—輻射燈管；ll圖1測(cè)試儀器總體布置圖95%99%6.3氣體流量計(jì)4GB／T38302—2019輻射燈由9只500W并列排放的透明或半透明石英紅外燈管組成?？赏ㄟ^控制器變換功率，距離試樣正面(125±10)mm,燈管之間的中心距離為(13.0±0.5)mm。輻射燈外罩應(yīng)采用冷卻裝置，防止局部過熱和操作人員的灼傷。6.5銅量熱傳感器的構(gòu)造6.5.1銅量熱傳感器的組成部件銅量熱傳感器由以下幾個(gè)部分組成，其形狀如圖2所示：?jiǎn)挝粸楹撩渍f明：1—熱電偶線；4—凸緣；7—銅片與熱電偶的連接方式之一（銅插銷8—銅量熱傳感器的平面圖；ll圖2銅量熱傳感器的構(gòu)造GB／T38302—20190.1)mm,中心有一個(gè)(1.2±0.1)mm直徑，(1.3±0.1)mm進(jìn)深的孔洞。注：目前普遍采用硅酸鈣板。安裝在銅片的中心孔洞中，組成銅量熱計(jì)。其安裝連接方式有三種，如圖3所示：熱電偶絲通過銅插銷的機(jī)械擠壓（如圖2)插入銅片中心孔洞，完成機(jī)械連接。為合適。電偶和銅片）。絲分別焊在兩個(gè)孔洞中組成固定式熱電偶。單位為毫米說明：1—銅插銷；2—銅片；3—高熔點(diǎn)焊料；5—熱電偶絲的正負(fù)極；6—銀焊料填充部位。圖3銅量熱傳感器的安裝連接方式56GB／T38302—20196.5.2銅量熱傳感器的表面處理以上）無光并且吸收率大于0.9的噴漆。按照供應(yīng)商建議的流程烘干和固化噴漆，達(dá)到厚薄均一、表面平整，可使用外部熱源（例如輻射燈）加熱固化。6.6試樣夾持架±1mm)（建議使用高溫不變形、耐腐蝕材質(zhì)）。進(jìn)行非接觸式測(cè)試時(shí)應(yīng)使用隔距框。單位為毫米圖4試樣夾持架建議采用水冷方式防止過熱。6.8數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)包含以下要求：注：軟件的設(shè)置需匹配不同的熱電偶。7試樣制備和調(diào)濕150±2)mm×條件另有規(guī)定，按相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。7GB／T38302—20197.2調(diào)濕和測(cè)試用標(biāo)準(zhǔn)大氣調(diào)濕和測(cè)試用標(biāo)準(zhǔn)大氣應(yīng)符合GB/T6529的規(guī)定。所有測(cè)試和校準(zhǔn)需在有通風(fēng)罩或通風(fēng)良好的區(qū)域以有效排出燃燒后的物質(zhì)、煙氣和廢氣。使用銅8校準(zhǔn)和維護(hù)保養(yǎng)8.1.1輻射燈熱通量校準(zhǔn)和火焰調(diào)節(jié)加的電壓幅度大于5V時(shí)，應(yīng)立即更換。外焰均勻燃燒并聚焦于試樣中心點(diǎn)下方，其形狀如圖5所示。圖5火焰狀態(tài)示意圖8.1.2.1確保傳感器表面清潔平整、無沉積物。絕熱板與銅片之間連接完整，無凹凸不平。銅片表面黑色涂層平整，無沉積、水泡等。否則，按照步驟8.2修復(fù)銅量熱傳感器表面。傳感器溫度穩(wěn)定(1分鐘內(nèi)8GB／T38302—2019持架上。8.1.2.4采集數(shù)據(jù)停止后移出傳感器，遠(yuǎn)離熱源并冷卻至室溫。作為總熱通量校準(zhǔn)值歸入后續(xù)的試樣計(jì)算中。如果總熱通量值在范圍外，需調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)，重復(fù)校準(zhǔn)8.2.1傳感器的表面修復(fù)：傳感器表面沾有沉積物，或出現(xiàn)黑漆涂層不平整，或呈現(xiàn)裸銅，應(yīng)及時(shí)使用準(zhǔn)后使用。8.2.2試樣夾持架的保養(yǎng)：保持試樣夾持架的清潔，使用無水溶劑清洗焦油、煤煙或其他燃燒分解物。9測(cè)試步驟9.1熱防護(hù)性能值測(cè)試（TPP）9.1.1熱防護(hù)性能值為3個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果的平均值。·品共9個(gè)試樣后重新校準(zhǔn)總熱通量（可增加校準(zhǔn)頻次）。9.1.3試樣正面朝向熱源，背面放置銅量熱傳感器。多層試樣的內(nèi)層正對(duì)傳感器。傳感器和試樣之間試時(shí)使用。注：多層試樣隔距框的使用—非接觸式（加隔距框）測(cè)試通常用于模擬衣服內(nèi)層和穿著者之間的空氣層。在本項(xiàng)9.1.4測(cè)試前使用隔熱遮板隔離熱源。隔熱遮板移出后，試樣暴露于熱源上方中心點(diǎn)處并開始記錄數(shù)據(jù)。9.1.6熱防護(hù)性能值是暴露時(shí)間與校準(zhǔn)總熱通量的乘積（公式見10.3)計(jì)算得出。9.1.7記錄測(cè)試中觀察到的現(xiàn)象（參見附錄A)。進(jìn)行剩余樣品的測(cè)試。完成三個(gè)試樣測(cè)試后取平均值記錄為試樣的熱防護(hù)性能值。9.2熱防護(hù)性能評(píng)估測(cè)試（TPE）9.2.1熱防護(hù)性能值(TPP)和熱防護(hù)性能評(píng)估(TPE)的區(qū)別和說明請(qǐng)參見附錄B。9.2.2一般需要三組試樣完成熱防護(hù)性能評(píng)估，一組試樣確定評(píng)估時(shí)間，后兩組試樣作為評(píng)估時(shí)間驗(yàn)證。GB／T38302—20199.2.3按步驟9.1.2校準(zhǔn)熱源，記錄下總熱通量數(shù)值。9.2.6在設(shè)備軟件中輸入暴露時(shí)間（狋trail),裝備樣品準(zhǔn)備測(cè)試。9.2.7當(dāng)達(dá)到暴露時(shí)間（狋trail)后，隔熱遮板復(fù)位，試樣離開熱源，儀器依然記錄數(shù)據(jù)。在此過程中，環(huán)境注：如果無法滿足此要求，也可以將樣品架整體設(shè)計(jì)為可取下的結(jié)構(gòu)，當(dāng)隔熱遮板復(fù)位后，可快速手動(dòng)將“樣品架/試樣／傳感器”整體取下遠(yuǎn)離熱源，但要持續(xù)記錄數(shù)據(jù)。暴露時(shí)間狋trail與校準(zhǔn)總熱通量數(shù)值的乘積（實(shí)例參見附錄C)。傷需要增加暴露時(shí)間狋trail,取當(dāng)前暴露時(shí)間與前序較高暴露時(shí)間（首次最高暴露時(shí)間為9.2.3護(hù)性能評(píng)估為當(dāng)前的暴露時(shí)間狋trail與校準(zhǔn)總熱通量數(shù)值的乘積（實(shí)例參見附錄C)。9.2.10記錄測(cè)試中觀察到的現(xiàn)象（參見附錄A)。熱防護(hù)性能評(píng)估是已驗(yàn)證的暴露時(shí)間狋trail與校準(zhǔn)總熱通量的乘積（公式見10.4),取三個(gè)數(shù)值的平均值即為平均熱防護(hù)性能評(píng)估。10結(jié)果計(jì)算熱能計(jì)算用式(1):式中：狓—10.2傳感器的響應(yīng)計(jì)算方式10.2.1初始溫度下的銅片熱容量的計(jì)算公式計(jì)算見式(2):9GB／T38302—2019式中：pA—系數(shù)，4.237312;B—系數(shù)，6.715751;C—-7.46962;D—系數(shù)，3.339491;E—系數(shù)，0.016398。10.2.2測(cè)定暴露開始和結(jié)束時(shí)的溫度與時(shí)間相關(guān)性的累積熱量值10.2.2.1在溫度隨時(shí)間上升期間銅片的平均熱容量：通過利用在10.2.1中確定的初始熱容量和相關(guān)時(shí)間間隔期測(cè)定的溫度計(jì)算所有傳感器的平均熱容量，如式(3)所示：pTT10.2.2.2使用式(4)計(jì)算測(cè)定的任何暴露期間內(nèi)的累積熱暴露：式中：pTT℃S—算可簡(jiǎn)化成式(5):式中：pTT℃)。注：如果采用不同質(zhì)量和暴露面積的銅片，式(5)中的常數(shù)1.432相應(yīng)調(diào)整。10.2.2.4傳感器校準(zhǔn)計(jì)算的熱通量公式任何時(shí)間間隔的銅量熱計(jì)入射熱通量可以利用式(6)計(jì)算：GB／T38302—2019式中：pTT℃S—tts 片，入射熱通量簡(jiǎn)化為式（7 T式中：pTT℃10s710.3.1熱防護(hù)性能值計(jì)算如式（8t式中：tStollsF—10.3.2取9.1測(cè)定的至少三個(gè)獨(dú)立試樣測(cè)試熱防護(hù)性能值的平均值，并作為該試樣的平均熱防護(hù)性能10.4熱防護(hù)性能評(píng)估（TPE）的計(jì)算方式10.4.1熱防護(hù)性能評(píng)估的計(jì)算如式（9式中：tF—10.4.2取9.2測(cè)定的至少三個(gè)獨(dú)立試樣的熱防護(hù)性能評(píng)估的平均值，并作為該試樣的平均熱防護(hù)性能。GB／T38302—2019測(cè)試報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：fGB／T38302—2019附錄A（資料性附錄）熱能暴露下的試樣表觀反應(yīng)A.1第9章中熱暴露反應(yīng)對(duì)試樣的可能影響可以納入報(bào)告中。觀察暴露對(duì)試樣（包括多層試樣的每一層）的影響，利用以下一種或多種情況描述此類影響：燃燒、開裂、熔融、滴落、炭化、脆化物、脆裂及鼓包、熱收縮、黏結(jié)范圍。A.2暴露試樣的主觀目視檢查和評(píng)估，可以使用表A.1評(píng)級(jí)系統(tǒng)報(bào)告暴露期間對(duì)試樣的主觀觀察。暴露于熱源的測(cè)試表面被視為正面，面對(duì)傳感器的表面視為背面，對(duì)于目視檢查，將暴露試樣（可移出試樣架）平行放在具有合適照明度的平面上。表A.1中表觀反應(yīng)分類的主觀評(píng)級(jí)可以采用1-2分的體系，1分表示有或觀察到、2分表示沒有或沒有觀察到。各個(gè)分類的指定等級(jí)的總值將用于測(cè)定試樣等級(jí)。表A.1目測(cè)評(píng)估報(bào)告樣式表觀反應(yīng)分類正面背面燃燒開裂熔融滴落炭化脆化物脆裂及鼓包（凸起高度超過熱收縮黏結(jié)GB／T38302—2019附錄B（資料性附錄）熱防護(hù)性能值（TPP）和熱防護(hù)性能評(píng)估（TPE）的區(qū)別變化說明B.1本測(cè)試方法最初設(shè)計(jì)為小樣測(cè)試，旨在比較防護(hù)服材料的隔熱性能，主要通過美國(guó)海軍航空研究A.M.StollM.A.ChiantaB.2熱防護(hù)性能值從本質(zhì)上說只是材料傳熱性能的反映，未考慮熱暴露后試樣中蓄積的熱能會(huì)繼續(xù)傳遞給穿著者。如果未能及時(shí)脫掉衣服，很可能快速燒傷（按照模型，將在幾分之一秒內(nèi)燒傷）。B.3熱防護(hù)性能評(píng)估(TPE)考慮了熱暴露后試樣中蓄積的熱能，預(yù)測(cè)造成二度燒傷的能量值，適用于熱防護(hù)材料的選擇。B.4本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合了美國(guó)的諸多先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行了技術(shù)更新介紹，將這兩種方法均列入其中，供專業(yè)人士參考使用。GB／T38302—2019附錄C（資料性附錄）熱防護(hù)性能評(píng)估（TPE）測(cè)試過程舉例tCtt傳感器響應(yīng)的曲線如圖C.2所示。C26GB／T38302—2019C39C4GB／T38302—2019C5間隔，無需進(jìn)行測(cè)試，僅通過步驟9.2.8中的公式進(jìn)行計(jì)算即得熱防護(hù)性