Metody badań odporności hełmów ochronnych na działanie promieniowania podczerwonego

• Autorzy: Jachowicz M.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.41.1.2016.6

Warianty tytułu

EN

Techniques to Test Infrared Radiation Resistance of Protective Helmets

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cel: W artykule przedstawiono opracowane metody badań i wyniki pomiarów przeprowadzonych z ich użyciem w zakresie temperatury powierzchni i zdolności odbijania promieniowania cieplnego przez hełmy ochronne dostępne aktualnie na rynku. Przedstawiono również wyniki pomiarów wartości mocy promieniowania cieplnego za pomocą radiometru na stanowiskach pracy, gdzie występuje podwyższony stopień promieniowania podczerwonego. Wprowadzenie: Środki ochrony głowy i twarzy są jednymi z najbardziej rozpowszechnionych rodzajów sprzętu ochronnego. Często pracownicy są zobowiązani do stosowania ich na tzw. gorących stanowiskach pracy. W takich miejscach poza źródłami intensywnego promieniowania podczerwonego występują także: iskry, możliwość kontaktu z płomieniem oraz zagrożenia mechaniczne. Stanowiska gorące znajdują się m.in. w hutach, odlewniach, oraz podczas gaszenia pożarów. Poza bezpośrednim zagrożeniem dla głowy człowieka oraz skutkami jego długotrwałego narażenia na ciepło występuje także niebezpieczeństwo utarty przez hełm podstawowych właściwości mechanicznych takich jak zdolność amortyzacji czy odporność na przebicie. Metody: W hełmach ochronnych w tej chwili rzadko wykorzystuje się specjalne zabezpieczenia przed promieniowaniem cieplnym. Jedynie hełmy strażackie wykazują się odpornością w tym zakresie, ale uzyskana ona jest min. poprzez użycie warstw izolujących, co znacznie podnosi masę i środek ciężkości. W przypadku środków ochrony oczu i twarzy stosuje się między innymi filtry w postaci pojedynczych warstw metalicznych odbijających promieniowanie. Są one wytwarzane bardzo często metodami PVD (Phisical Vapour Deposition). Istnieje także możliwość naniesienia powłoki refleksyjnej składającej się z wielu składników, która może mieć charakter gradientowy lub warstwowy. Aby zastosować podobny sposób zabezpieczenia przed promieniowaniem cieplnym do intensywnie użytkowanych ochron głowy stosowanych np. przez strażaków i służby ratownicze niezbędne jest opracowanie metod badań, które pozwolą na ocenę ich właściwości ochronnych. Konieczna jest także ocena parametrów środowiska pracy. Wnioski i znaczenie dla praktyki: Należy się spodziewać, że zastosowanie powłok tego typu zmniejszy znacząco wzrost temperatury zarówno wewnątrz hełmu, jak i na jego powierzchni. Umożliwi to dłuższe przebywanie człowieka w środowisku zagrożenia, a także nie będzie powodowało zmniejszenia parametrów ochronnych w zakresie odporności mechanicznej sprzętu, który traci swoje właściwości wraz ze wzrostem temperatury materiałów użytych w jego konstrukcji.

EN

Aim: The paper identifies developed research methods and results from measurements performed to assess the surface temperature and thermal radiation reflectivity of protective helmets, currently available on the market, as well as the determination of thermal radiation strength values using a radiometer in workplaces where the level of infrared radiation is heightened. Introduction: Head and face protection affords some of the most widespread type of protective equipment available. Use of such equipment by employees is mandatory in so-called “hot workplaces”. In such places, apart from sources of intense infrared radiation, the presence of hazards includes; sparks, possibility of contact with flame and danger from mechanical equipment. Hot workplaces are found in steel mills, foundries and encountered during firefighting operations. Apart from a direct threat to the human head and consequence of prolonged exposure to heat, the helmet is also at risk of losing its basic mechanical properties such as shock absorption or resistance to puncture. Methods: Present day protective helmets are rarely safeguarded against thermal radiation. Only helmets designed for use by firefighters exhibit such safeguards. This is achieved, among others, through the use of insulating layers, which considerably increase the mass and centre of gravity. In the case of eye and face protection, among other things, filters are used in the form of a single metallic layer, which reflect radiation and are very often produced by Physical Vapor Deposition (PVD) methods. It is also possible to apply a reflective coating made up from multiple ingredients, which may be layered or inclined in character. In order to provide similar protection against thermal radiation for intensively used headgear, utilized by firefighters and emergency rescue services, it is necessary to develop testing methods, which will enable the evaluation of protective properties. It is also necessary to evaluate parameters of the working environment. Conclusions and relevance to practice: It is expected that the use of above mentioned coatings will significantly reduce the rising temperature, both inside the helmet and on its surface. Untreated equipment exposed to an increase in temperature tends to lose protective mechanical qualities. Coating treatment of helmets will mitigate the deterioration of protective attributes and will make it possible for humans to endure a hazardous environment for longer periods.

Słowa kluczowe

PL

hełm ochronny; hełm strażacki; promieniowanie cieplne; parametry środowiska pracy; moc promieniowania podczerwonego

EN

protective helmet; helmet for firefighters; heat radiation; characteristics of the work environment; power of infrared radiation

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 41, nr 1
• Strony: 55--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jachowicz M.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Ochron Osobistych, Łódź

Bibliografia

• [1] PN-EN 443:2008 Hełmy stosowane podczas walki z ogniem w budynkach i innych obiektach.
• [2] Miernik K., Podstawy fizyczne rozpylania magnetronowego, „Inżynieria Powierzchni”, Issue 1, 1996, pp. 66-74.
• [3] Kula P., Inżynieria warstwy wierzchniej, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2000.
• [4] Ledermann N., Baborowski J., Muralt P., Xantopulos N., Tellenbach J.M., Sputtered silicon carbide thin films as protective coating for MEMS applications, “Surface and Coatings Technology” Vol. 125, 2000, pp. 246-250.
• [5] Wendler B., Danielewski M., Jachowicz M., Kaczmarek Ł., Rylski A., Proc. Int. Conf. Advances in Mechanics and Materials Engineering AMME-2003 in Zakopane, Poland, 07-10.12.2003, L. Dobrzański (red.), Silesian University of Technology, Gliwice, 1033-1040.
• [6] Wendler B., Jachowicz M., Karolus M., Adamczyk L., Rylski A., Powłoki ochronne SiC, SiCN i SiN na stopach metali osadzane reakcyjną metodą magnetronową przy niskich temperaturach, „Inżynieria Materiałowa” Vol. 27 Issue 3, 2006, pp. 551-553.
• [7] Wendler B., Rylska D., Rylski A., Jachowicz M., Kaczmarek Ł., Pawlak W., Liśkiewicz T., Powłoki ochronne na stopach metali osadzane metodami PVD, „Inżynieria Powierzchni” Issue 2, 2005, pp. 14-18.
• [8] Wendler B., Jachowicz M., Rylska D., Danielewski M., Bieliński D., Wróbel A.M.,. Kaczmarek Ł, Rylski A., Liśkiewicz T., Sibased protective coatings on Si and steel substrates, „Inżynieria Materiałowa” Issue 3, 2004, pp. 673-675.
• [9] Wendler B., Kaczmarek Ł., Jachowicz M., Rylski A., Oxidation resistant coatings on gamma -TiAl alloy, „Inżynieria Materiałowa” Issue 3, 2004, pp. 676-680.
• [10] Romankov S.E., Suleeva S., Volkova T.V., Ermakov E., Influence of thermal treatment on the structure of Ti-Al films, “Crystal Engineering” Issue 5, 2002, pp. 255-263.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.