Wstępne badania odporności na zarysowanie powierzchni osłon twarzy hełmów strażackich

• Autorzy: Pieniak Daniel , Walczak Aleksander

Identyfikatory

DOI

10.24136/atest.2019.059

Warianty tytułu

EN

Preliminarny studies on scratch resistance of the face shields surface of firefighting helmets

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie w działania ratowniczych funkcjonariusze Państwowej Straży Pożarnej wykorzystują hełmy strażackie chroniące głowę ratownika. W większości przypadków wykorzystywane są tzw. hełmy typu B wg normy technicznej PN EN 433. Osłony twarzy hełmów strażackich wykonywane są zazwyczaj z przezroczystego poliwęglanu. Na powierzchnię osłony często nanoszone są jednowarstwowe powłoki metalizowane, najczęściej wykonywane w technologii PVD. Niekiedy stosowane są powłoki wielowarstwowe także gradientowe. Powierzchnia wizjera może ulegać uszkodzeniom. Uszkodzenia powierzchni ograniczają pole widzenia ratownika wpływają również niekorzystnie na właściwości barierowe powłoki. Jednym z kryteriów użytkowych osłon twarzy i okularów hełmów strażackich jest odporność na zarysowanie. Wykonano badania porównawcze odporności na zarysowanie powierzchni. Próbę przeprowadzono za pomocą diamentowego stożka Rockwella. Wykazano niewielkie różnice w odporności na zarysowanie. Mechanizm niszczenia powierzchni przez zarysowanie badanych osłon był odmienny. Najwyższy opór przeciwko wgłębnikowi uzyskano w przypadku powierzchni osłony hełmu Kontekst. Najmniejsze uszkodzenie powierzchni wykazano dla hełmu z osłona twarzy pokrytą powłoką metaliczną - Gallet. Osłony twarzy hełmów bez powłoki cechowały się większymi uszkodzeniami. Największe uszkodzenie uzyskano dla osłony hełmy Kontekst.

EN

Nowadays, in rescue operations firefighters of the State Fire Service use firefighting helmets which protect their head. Type B helmets in accordance with PN EN 433 technical norm are most often used. The face shields of firefighting helmets are usually made of transparent polycarbonate. One layer of metalized coatings, usually made in PVD technology are often applied on the shield surface. Sometimes multilayer and gradient coatings are also applied. The surface of a visor may get damaged. Surface damages limit the field of rescuer view, and also adversely influence on barrier properties of the shield. One of the utility criterion for face shields and glasses of firefighting helmets is scratch resistance. Comparative studies on scratch resistance of surface were performed. The test was conducted with the use of Rockwell diamond cone. Small differences in scratch resistance were shown. The mechanizm of surface degradation due to scratch of studied shields were varied. The highest resistance against the indenter was obtained in case of the shield surface of the Kontekst helmet. The lowest surface degradation was observed for the helmet with the shield face covered by metalized coating - Gallet. The face shields of helmets without coating were characterized by higher damages. The highest damage was obtained in case of the Kontekst helmet.

Słowa kluczowe

PL

hełm strażacki; powłoka refleksyjna; odporność na zarysowanie

EN

firefighter helmet; reflective coating; scratch resistance

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 20, nr 1-2
• Strony: 322--326
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il., rys., wykr.

Twórcy

autor

Pieniak Daniel

• Wyższa Szkoła Ekonomii i Innowacji w Lublinie, Zakład Mechaniki i Budowy Maszyn

autor

Walczak Aleksander

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie, Zakład Sprzętu Ratowniczo-Gaśniczego

Bibliografia

• 1. PN-EN 443:2008 Hełmy stosowane podczas walki z ogniem w budynkach i innych obiektach.
• 2. Pieniak D., Kamocka-Bronisz R., et al., Ocena uszkadzalności i skuteczności ochronnej hełmów strażackich, Logistyka 5/2014, ss. 1260-1267.
• 3. PN-EN 166:2005 Ochrona indywidualna oczu. Wymagania.
• 4. PN-EN 171:2005 Ochrona indywidualna oczu. Filtry chroniące przed podczerwienią. Wymagania dotyczące współczynnika przepuszczania i zalecane stosowanie.
• 5. PN-EN 14458:2006 Sprzęt do indywidualnej ochrony oczu. Osłony twarzy i wizjery do użycia w hełmach strażackich o wysokiej skuteczności w zakresie bezpieczeństwa przemysłowego, używane przez strażaków, załogi karetek i służby ratownicze.
• 6. Jachowicz M.: Metody badań odporności hełmów ochronnych na działanie promieniowania podczerwonego. „BiTP” vol. 41, 1, 2016, ss. 55-65.
• 7. Kula P., Inżynieria warstwy wierzchniej, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2000.
• 8. 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, ss. 246-250.
• 9. 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, 3, 2006, ss. 551-553.
• 10. Khlifi K, Dhiflaoui H., et al., Study of mechanical behavior, deformation, and fracture of nanomultilayer coatings during microindentation and scratch test. “Journal of Coatings Technology and Research”. 3 vol. 12, 2015 ss. 513-524.
• 11. Taha M., El-Mahallawy N., et al., PVD Coating of Mg-AZ31 by Thin Layer of Al and Al-Si “Journal of Coatings Technology and Research”., 7(6), 2010 ss. 793-800.
• 12. Dobrzański L., Dobrzańska-Danikiewicz A., Obróbka powierzchni materiałów inżynierskich, „Open Access Library”, 2011, vol. 5
• 13. Yeo N.E., Cho W.K., et al., Enhanced anti-scratch performance of nanopatterned anti-reflective polymer films, “Applied Surface Science”, Volume 458, 2018, Pages 503-511.
• 14. Magnoni F., Rannée A., et al., Correlation between the scratch resistance of UV-cured PUA-based coatings and the structure and functionality of reactive diluents, “Progress in Organic Coatings”, vol. 124, 2018, ss. 193-199.
• 15. Poirié T, Schmitt T., et al., Influence of internal stress in optical thin films on their failure modes assessed by in situ real-time scratch analysis, “Tribology International”, vol. 109, 2017, ss. 355-366.
• 16. Neubert T., Vergöhl M., Chapter 10 - Organic optical coatings, Editor(s): Angela Piegari, François Flory, In Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Optical Thin Films and Coatings (Second Edition), Woodhead Publishing, 2018, ss. 425-447.
• 17. Stoessel Ch., Chapter 20 - Optical coatings for automotive and building applications, Editor(s): Angela Piegari, François Flory, In Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Optical Thin Films and Coatings (Second Edition), Woodhead Publishing, 2018, ss. 719-739.
• 18. Pieniak D., Walczak A.: Wstępne badania odporności na starzenie tworzyw wykorzystywanych w konstrukcji hełmów strażackich. „Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe” 11/2016.
• 19. Beake, B.D., Vishnyakov, V.M., Harris, A.J., Relationship Between Mechanical Properties of Thin Nitride-Based Films and Their Behavior in Nano-scratch Tests. “Tribology International, 44, 2011, ss. 468-475.
• 20. Favache A., Sacré Ch.-H., et al., Fracture mechanics based analysis of the scratch resistance of thin brittle coatings on a soft interlayer, Wear, vol. 330-331, 2015, ss. 461-468.
• 21. Beuth J.L., Cracking of thin bonded films in residual tension Int. J. Solids Struct., vol. 29, 1992, ss. 2945-2952.
• 22. Suo Z. Encyclopedia of Materials: Science and Technology Elsevier Science, Amsterdam (2001), ss. 3290-3296.
• 23. Ghabchi A., Sampath A., et al., Damage mechanisms and cracking behavior of thermal sprayed WC-CoCr coating under scratch testing, Wear, vol. 313, 1-2, 2014, ss. 97-105.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).