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熔融金屬噴濺防護(hù)服的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2020-02-28 06:49李文輝汪澤幸王曼青凌群民
棉紡織技術(shù) 2020年5期
關(guān)鍵詞:鋁液粘膠芳綸

李文輝 汪澤幸 王曼青 凌群民

(1.湖南永霏特種防護(hù)用品有限公司,湖南湘潭,411101;2.湖南工程學(xué)院,湖南湘潭,411101)

1 研究背景

高溫金屬液體傷害已成為冶金行業(yè)最典型的職業(yè)傷害,包括熔融金屬(鋼水、鐵水、鋁液、銅液等)及其液態(tài)爐渣的高溫金屬液體;在冶煉、轉(zhuǎn)運、鑄造及加工處理過程中,因水汽化爆炸、高溫金屬液體容器跌落與傾翻、高溫金屬液體的反應(yīng)氣體噴濺、熔融金屬泄漏等,易發(fā)生噴濺、泄漏、爆炸等事故,造成燒傷、燒死或高溫窒息等事故[1-3]。因而,冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程中,特別注意冶金設(shè)備和冶金過程中的防水、防潮,起重運輸設(shè)備的檢測、檢驗,嚴(yán)控生產(chǎn)工藝條件,強化安全管理工作,主動預(yù)防高溫金屬液體傷害事故的發(fā)生;此外,存在高溫金屬液體噴濺風(fēng)險作業(yè)環(huán)境中的作業(yè)人員,配備熔融金屬噴濺防護(hù)服裝,可減少或避免高溫金屬液體對作業(yè)人員的傷害。

2 熔融金屬噴濺防護(hù)原理

對鐵水、鋁液等熔融金屬噴濺的防護(hù)機(jī)理是一致的。由于熔融金屬的溫度較高,因而在確保面料瞬時阻燃性的前提下,盡量減少熔融金屬在面料上的附著量和附著時間,確保熔融金屬快速滑落,縮短熔融金屬與面料在同一位置的接觸時間,減少熔融金屬在面料上的熱傳導(dǎo)量,從而達(dá)到避免燙傷穿著人員的目的。由于以鐵為代表的重金屬和以鋁為代表的輕金屬,其在液態(tài)下的物理性質(zhì)存在明顯差異,因而對鐵水和鋁液噴濺的防護(hù)途徑存在一定的差異。

通常,以體積質(zhì)量4.5 g/cm3為界,將體積質(zhì)量大于4.5 g/cm3的金屬稱為重金屬,如鐵、銅、鉛、鋅、鎳等;將體積質(zhì)量小于4.5 g/cm3的金屬稱為輕金屬,如鋁、鎂、鉀、鈣、鋇、鈦等。

鐵是常規(guī)重金屬中熔點最高的金屬。通常鐵水溫度在1 350 ℃~1 540 ℃,受鐵水純度的影響,出爐或噴濺出的鐵水溫度大約1 400 ℃;因存在少量雜質(zhì)的緣故,1 400 ℃時鐵水尚未凝固。由于鐵的相對原子質(zhì)量高(55.845),鐵水的體積質(zhì)量高(約7.1 g/cm3),比熱容低(約0.462 kJ/kg·℃),熔 化 熱(凝 固 放 熱)約11.495 kJ/mol,凝固放熱量相對較少,接觸常溫物體表面后易產(chǎn)生炸裂現(xiàn)象,不易黏附物體表面,鐵水噴濺到面料表面后快速滾動下滑,因而對鐵水噴濺的防護(hù)相對較為容易。但因鐵水溫度較高,對面料的耐高溫性能,特別是短時間耐高溫性能的要求較高。能防鐵水噴濺的面料,基本上能防其他重金屬的等量噴濺[4]。

鋁為最具有代表性的輕金屬,其熔點約660 ℃,電解鋁生產(chǎn)過程中,電解槽的溫度基本控制在950 ℃~970 ℃,出爐溫度大約780 ℃,高于熔點10 ℃左右。鋁的相對原子質(zhì)量為26.982,低于鐵;相對于鐵水,鋁液的體積質(zhì)量較低(約2.3 g/cm3),比熱容高(約為鐵水的1.5 倍),凝固放熱超過鐵水的10 倍,且鋁液的表面張力較低;當(dāng)鋁液噴濺到面料表面時,易黏附在面料表面,在面料表面向下流動速度相對緩慢;當(dāng)鋁液接觸常溫物體表面時,如鋁液溫度迅速降至凝固溫度660.4 ℃左右,鋁液的流動速度將進(jìn)一步降低,在重力作用下易延展成面皮狀的黏著物;此時,通過面料進(jìn)行熱傳導(dǎo),對人體造成的熱傷害比鐵水更為嚴(yán)重。能防鋁噴濺的面料,基本上也能防其他輕金屬的等量噴濺。

理論與實踐均表明,雖然相對于鐵水,鋁液絕對溫度較低,但鋁液噴濺更難防護(hù)。一般而言,能防鋁液噴濺的面料可以防鐵水噴濺,但能防鐵水噴濺的面料卻不一定能防鋁液噴濺[5]。

3 與熔融金屬防護(hù)服相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)

我國現(xiàn)有針對高溫金屬液體防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)為GB 8965.2—2009《防護(hù)服裝 阻燃防護(hù) 第2 部分:焊接服》(以下簡稱GB 8965.2—2009),其適用于少量高溫金屬液體,即熔融金屬飛濺的防護(hù),其對從事焊接及相關(guān)作業(yè)場所(如熔融切割等),可能遭受熔融金屬飛濺及其熱傷害的作業(yè)人員用防護(hù)服裝進(jìn)行了規(guī)范[6]。該標(biāo)準(zhǔn)中的防護(hù)性能指標(biāo)涉及防熔融金屬小滴沖擊、阻燃性能、熱穩(wěn)定性、熱防護(hù)系數(shù)指標(biāo)等。針對大量熔融金屬,即熔融金屬噴濺防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)尚處于空白狀態(tài)。

我國現(xiàn)有熔融金屬噴濺防護(hù)服主要參考ISO 11612:2015《Protective Clothing—Clothing to Protect against Heat and Flame—Minimum Performance Requirements》( 以 下 簡 稱 ISO 11612:2015)與ISO 9185:2007《Protective Clothing—Assessment of Resistance of Material to Molten Metal Splash》(以下簡稱ISO 9185:2007)[7-8]。ISO 11612:2015 綜合了尺寸穩(wěn)定性(耐熱與水洗尺寸穩(wěn)定性)、阻燃性能、熱防護(hù)性能(熱防護(hù)系數(shù),對流熱傳導(dǎo)、輻射熱傳導(dǎo)、接觸熱傳導(dǎo))、耐熔融金屬(鐵水、鋁液)噴濺等方面的防護(hù)性能。因語言原因,該標(biāo)準(zhǔn)的采納、宣講與推廣受限,導(dǎo)致用戶在防熔融金屬噴濺服選用時影響較大,且對熔融金屬飛濺與熔融金屬噴濺兩種表述混用[9];因而急需結(jié)合我國實際情況,制定相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn),完善熔融噴濺防護(hù)面料及防護(hù)服的標(biāo)準(zhǔn)。

4 熔融金屬噴濺防護(hù)面料

熔融金屬的防護(hù)一直是棘手的難題。傳統(tǒng)防護(hù)手段為采用厚重的帆布(單位面積質(zhì)量超過350 g/m2,甚至高達(dá)450 g/m2)制備防護(hù)用品,依靠厚重(平紋組織或斜紋組織)帆布的高隔熱性能減少熔融金屬對人體的傷害。但傳統(tǒng)帆布阻燃性能差,如長期接觸熔融金屬時,易造成燒穿面料,并可能引燃面料,導(dǎo)致穿著人員大面積燒傷。經(jīng)阻燃處理有助于提高對熔融金屬的防護(hù)能力,但依然存在面料被燒穿等情況;此外,當(dāng)熔融金屬一旦形成潑灑效應(yīng),即發(fā)生熔融金屬噴濺時,以鋁液為代表的熔融金屬其流動性會迅速降低并附著在面料表面,持續(xù)放熱,導(dǎo)致面料快速被燒穿,燙傷皮膚,對穿著人員造成嚴(yán)重的熱傷害。因而阻燃帆布可用于熔融金屬飛濺的防護(hù),而不能實現(xiàn)對熔融金屬噴濺的防護(hù)。此外,阻燃處理會劣化棉質(zhì)面料的力學(xué)性能,特別是撕破強力的下降,嚴(yán)重影響服裝的使用性能和可工業(yè)洗滌能力。

采用鋁膜復(fù)合面料制備的熔融金屬防護(hù)服裝,雖熱輻射防護(hù)性能較好,但因鋁不耐高溫,面料透氣性差,因此防護(hù)功能與穿著舒適性均不能滿足要求。此外,采用芳綸等耐高溫纖維制備的熔融金屬噴濺防護(hù)面料,但因熔融金屬容易黏附在芳綸等纖維表面,導(dǎo)致在熔融金屬黏附位置持續(xù)傳熱,易對人體造成嚴(yán)重的熱傷害。

基于此,使用牛皮或羊毛制備的厚重面料應(yīng)運而生,也有采用羊毛與磷系阻燃粘膠混紡的厚重(單位面積質(zhì)量往往超過350 g/m2)面料,防護(hù)效果進(jìn)一步提高,但穿著舒適性較差,且羊毛與磷系阻燃粘膠混紡面料制備的熔融金屬噴濺防護(hù)服水洗后尺寸穩(wěn)定性,服用性能較差。但發(fā)展至今,具有天然鱗片結(jié)構(gòu)的羊毛在防熔融金屬噴濺面料中依然具有無可替代的作用,在熔融金屬接觸面料的瞬間,張開的鱗片與金屬液體之間更多的為點接觸而非面接觸,可降低熱傳遞效率[10];且因羊毛鱗片接觸高溫物體時,鱗片具有張開的趨勢,可最大限度地碎化熔融金屬液體,降低羊毛鱗片的炭化,減少或避免熔融金屬在面料表面黏附。

目前,制備熔融金屬噴濺防護(hù)面料,羊毛纖維是必不可少的纖維原料之一,但如何與其他纖維進(jìn)行混和,提高羊毛鱗片的利用效率,合理利用阻燃性能,并控制水洗縮率,提高穿著舒適性,并適當(dāng)控制成本,已成為熔融金屬噴濺防護(hù)面料研發(fā)過程中的一個技術(shù)難題。

文獻(xiàn)[4]選用60%阻燃粘膠、20%羊毛、10%錦綸,8%對位芳綸、2%導(dǎo)電纖維的纖維配比制備了混紡紗線,基于二上二下右斜紋制備熔融金屬噴濺防護(hù)面料。該面料在具有防靜電功能、良好的阻燃性能的同時,還可滿足ISO 11612:2015的要求,防鋁液和鐵水噴濺等級分別達(dá)到D2 級和E3 級,但未闡述隔熱性能、尺寸穩(wěn)定性能等,且未明確闡述阻燃粘膠的類型。

陳平等[11]在纖維配比方面,磷系阻燃粘膠纖維45%~55%,羊毛35%~45%,錦綸(結(jié)合對該纖維的性能描述,應(yīng)為對位芳綸纖維)5%~15%;所制備的面料可滿足電焊及冶金冶煉爐前用阻燃防護(hù)服面料的要求,雖提及可提供針對800 ℃鋁液和1 400 ℃熔融金屬的防護(hù),但未能明示熔融金屬(除鋁液外)類型,未公開防熔融金屬噴濺的性能與隔熱性能等性能指標(biāo)。

程德亮等公開的方案中,纖維配比為羊毛50%~60%,聚苯硫醚10%~30%、阻燃粘膠10%~30%[12];先將羊毛和磷系阻燃粘膠混和制備粗紗,后與聚苯硫醚長絲在細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行混紡制備單紗,再通過并線加捻制備雙股線。所制備的3 種面料接觸火焰不燃燒,參考ISO 11612:2015 進(jìn)行測試,對流熱和輻射熱性能分別達(dá)到B1 和C1 級,對鋁液與鐵水噴濺防護(hù)性能分別達(dá)到D2 和E3 級,對鋁液和鐵水噴濺具有良好的防護(hù)性能。但該專利公開的實施方案中,紡紗工藝較為復(fù)雜,成本較高,且未能公開尺寸穩(wěn)定性等方面的性能數(shù)據(jù)。

徐園園等公開的方案中,纖維配比為磷系阻燃粘膠纖維64%~75%,芳綸纖維15%~30%,聚酰亞胺纖維1%~5%,錦綸纖維5%~8%[13];公開的面料雖提及具有防熔融金屬噴濺功能,但未能公開量化指標(biāo);參考GB 8965.2—2009 進(jìn)行熔融金屬沖擊試驗后,試樣溫升不超過40 K,即認(rèn)為達(dá)到了ISO 11612:2015 中的D3、E3 標(biāo)準(zhǔn),這種表述明顯有誤。

上述熔融金屬噴濺防護(hù)面料均采用磷系阻燃粘膠、羊毛與其他纖維混紡制備而成,也有采用硅氮系阻燃粘膠與其他纖維混紡制備的熔融金屬噴濺防護(hù)面料。

安彪公開的方案中,纖維配比為羊毛20%~60%,硅氮系阻燃粘膠38%~65%,錦綸(非阻燃)2%~15%[14];當(dāng)50%羊毛、45%硅氮系阻燃粘膠、5%錦綸6 時,可防203 g 鐵水、353 g 鋁液的噴濺,即達(dá)到ISO 11612:2015 的D3、E3 標(biāo)準(zhǔn)。羊毛含量低于15%時,防熔融鋁液噴濺不合格(低于100 g);錦綸含量超過15%時,阻燃性能與防鋁液噴濺不合格;錦綸含量低于2%時,水洗收縮率超過10%;硅氮系阻燃粘膠含量低于30%時,阻燃性能、防熔融金屬(鐵水、鋁液)噴濺不合格。同等條件下(羊毛60%、粘膠38%、錦綸2%),相對于硅氮系阻燃粘膠,采用磷系阻燃粘膠時,防熔融金屬噴濺性能、阻燃性能與水洗收縮率均呈現(xiàn)劣化趨勢,這主要是由于硅氮系阻燃粘膠的炭化速度快,炭化后形成的二氧化硅與鋁水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并釋放熱量,基本上可抵消面料炭化吸熱,鋁液表層溫度基本不下降,鋁液黏度下降幅度較小,確保鋁液快速下滑,從而有助于提高對鋁液噴濺的防護(hù)性能[15]。

鋁液噴濺到面料表面時,在空氣傳熱和面料傳熱雙重作用下,鋁液表層溫度快速降低,黏度增加,向下滑移速度下降,導(dǎo)致鋁液在面料上黏附,如何盡可能維持鋁液表層溫度,確保鋁液在面料上向下快速滑移是防鋁液噴濺的關(guān)鍵。許瑞安等公開的方案中,纖維配比為羊毛20%~60%,變性腈綸25%~40%,萊賽爾纖維(非阻燃纖維素纖維)15%~30%,制備單位面積質(zhì)量均約300 g/m2的二上一下斜紋面料[16]。熔融金屬噴濺到面料上時,阻燃腈綸和羊毛會發(fā)生不同程度的燃燒,釋放的阻燃?xì)怏w可緩解羊毛鱗片的損耗,但燃燒過程為吸熱反應(yīng),故會降低與面料接觸的熔融金屬表層溫度并增加熔融金屬的黏度,熔融金屬在面料上下滑速度下降,與面料接觸時間延長,導(dǎo)致防護(hù)功能失效;加入部分非阻燃的纖維素纖維,與熔融金屬接觸后快速炭化并放熱,減少熔融金屬的熱量損失,加快熔融金屬在面料表面的下滑速度;但當(dāng)非阻燃纖維素纖維含量過高時,因炭化導(dǎo)致熱量釋放過多,超過阻燃腈綸燃燒吸熱量時,會導(dǎo)致面料的整體阻燃性能喪失,因而控制纖維之間的比例是至關(guān)重要的。羊毛/阻燃腈綸質(zhì)量比為40%~240%、非阻燃纖維素纖維/阻燃腈綸質(zhì)量比為50%~120%時,可在降低成本的基礎(chǔ)上,獲得較好的阻燃性能與熔融金屬防護(hù)性能。該專利公開了阻燃性能與熔融金屬防護(hù)性能,未公開熱防護(hù)性能與水洗尺寸穩(wěn)定性等其他性能指標(biāo)。

為確保熔融噴濺防護(hù)性能,需要確保羊毛一定的含量,且同等羊毛含量時,選用鱗片結(jié)構(gòu)較為明顯的粗羊毛時熔融金屬防護(hù)性能較佳。當(dāng)面料中羊毛含量較高時,特別是在高溫作業(yè)環(huán)境下,因高溫出汗,皮膚敏感度增加,刺癢感將表現(xiàn)得更為明顯。

為改善穿著舒適性并提高防護(hù)性能,可基于多層結(jié)構(gòu)制備熔融金屬噴濺防護(hù)面料。周順興采用芳綸30%~50%、改性腈綸15%~40%和磷系阻燃粘膠20%~45%混紡紗線制備外層的防護(hù)層,基于超細(xì)礦物纖維增強二氧化硅氣凝膠與表面改性對位芳綸,采用熱黏合法制備中間的隔熱層,以粘膠30%~60%與間位芳綸40%~70%混紡紗制備內(nèi)層的舒適層[17]。但該專利未公開外層防護(hù)層和內(nèi)層舒適層的面料組織結(jié)構(gòu)、各層之間的結(jié)合方式,超細(xì)礦物纖維的類型等;此外,雖提及制備的面料可為存在高溫熔融金屬噴濺工況提供可靠、有效的防護(hù),但參考GB 8965.2—2009 標(biāo)準(zhǔn)測試抗熔融金屬沖擊性能,無充分理由說明該面料具有防熔融金屬噴濺性能。王炳來采用羊毛40%~60%、30%~59% 阻燃粘膠、耐高溫纖維(對位芳綸、間位芳綸、芳砜綸、聚酰亞胺、聚苯并咪唑)1%~10%混紡紗制備外層的防熔融金屬噴濺層,以鍍鋁的耐高溫薄膜為中間的抗熱輻射層,以纖維素纖維(粘膠、麻纖維等)30%~60%、耐高溫纖維40%~70%混紡紗制備內(nèi)層的舒適層,各層之間采用耐高溫黏膠顆粒進(jìn)行黏結(jié)[18];阻燃性能、透氣性能較佳,但未能公開防熔融金屬噴濺性能等。劉亞光采用羊毛纖維和輔料纖維(阻燃粘膠、阻燃錦綸、對位芳綸、聚酰亞胺中的至少一種)制備面料層,以耐高溫纖維非織造布為內(nèi)層,并采用高溫黏合劑黏合面料層和內(nèi)層制備防熔融金屬噴濺復(fù)合面料,但未公開面料層和非織造布層的纖維類型與成分,且未公開防熔融金屬噴濺性能等[19]。

文獻(xiàn)[17]至文獻(xiàn)[19]公開的面料中各層,特別是外層面料中經(jīng)緯紗線纖維原料混和比例均一致,各層之間均采用黏合劑黏合,多次水洗后層間易脫膠,導(dǎo)致局部脫開、起泡現(xiàn)象。此外,上述面料中,均含有芳綸等耐高溫纖維,其主要是為了確保面料的高溫下的尺寸穩(wěn)定性和水洗尺寸穩(wěn)定性。但對于鋁液噴濺的防護(hù),其關(guān)鍵在于控制芳綸等耐高溫纖維的含量,現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)間位芳綸含量超過28%時,鋁液易黏附在面料表面,間位芳綸含量超過33%時,不能確保對鋁液噴濺的防護(hù)功能。

巴德·Y 等選用緞紋、斜紋為組織結(jié)構(gòu),經(jīng)紗為羊毛40%~60%、阻燃粘膠40%~60%的混紡紗,緯紗為羊毛40%~60%、間位芳綸30%~50%、至少20%阻燃粘膠的混紡紗,制備的面料可通過ISO 9185:2007 防鐵水的噴濺測試,但未公開防鐵水防鋁液噴濺的測試結(jié)果[20]。通過控制經(jīng)緯密和紗線的線密度,可優(yōu)選實現(xiàn)威脅面(抵御熔融金屬噴濺面)由等量的羊毛和阻燃粘膠纖維構(gòu)成,而相反面(內(nèi)層舒適面)由等量的羊毛、阻燃粘膠和間位芳綸構(gòu)成;從專利的表述來看,如采用專利所述的加工方式,面料的威脅面必含有間位芳綸纖維,不能實現(xiàn)所述的優(yōu)選方案,如采用雙層組織則可實現(xiàn)所述面料兩面纖維的差異;此外,在機(jī)織面料中,并無單面或雙面面料的稱謂,但可基于面料中經(jīng)紗或緯紗組數(shù)分為單層、雙層以及多層面料,該專利中對面料的命名存在錯誤。

從熔融金屬噴濺防護(hù)的機(jī)理角度而言,熔融金屬噴濺防護(hù)面料應(yīng)滿足阻燃(特別是瞬時阻燃)、熔融金屬快速下滑以及隔熱性能3 個方面的要求,現(xiàn)有研究和公開的專利中,主要關(guān)注對熔融金屬噴濺的防護(hù)等級(即指標(biāo)D 和E)與阻燃性能,而對抗撕裂、耐磨、透氣、透濕、耐洗滌、耐高溫尺寸穩(wěn)定性等涉及舒適性方面和耐用性方面的性能指標(biāo)關(guān)注較少。

此外,在電解鋁生產(chǎn)過程中,需加入冰晶石作為助溶劑以溶解氧化鋁,形成的冰晶石-氧化鋁溶液浮在鋁液表面,還可起到阻止鋁進(jìn)一步被氧化的作用。通常生產(chǎn)1 t 鋁大約需耗用100 kg~120 kg 的冰晶石,但鮮有防熔融金屬噴濺面料防護(hù)冰晶石或冰晶石-鋁溶液噴濺的研究[21];分析其原因,可能主要是由于以下兩個方面的原因:一是ISO 9185 雖規(guī)定了防冰晶石溶液噴濺的測試方法,但I(xiàn)SO 11612:2015 并未給出對冰晶石防護(hù)的等級;二是測試發(fā)現(xiàn),因冰晶石溶液的表面張力更低,比鋁液更易黏附在面料上,甚至類似水浸潤面料,直接穿透面料,相對于鋁液,對冰晶石噴濺的防護(hù)更難實現(xiàn)。

5 熔融金屬噴濺防護(hù)服的款式與結(jié)構(gòu)

ISO 11612:2015 對熔融金屬噴濺防護(hù)服款式的基本要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計做了指導(dǎo)性規(guī)范,規(guī)范內(nèi)容與GB 8965.2—2009 對焊接服款式與結(jié)構(gòu)設(shè)計要求基本一致,因而熔融金屬噴濺防護(hù)服可參考焊接服的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計。

熔融金屬噴濺防護(hù)服裝的款式設(shè)計應(yīng)在確保防護(hù)功能的前提下,綜合考慮關(guān)節(jié)運動時通過弧度、操作靈活性、醒目程度等,兼顧舒適性與美觀性,在款式設(shè)計過程中可遵循下述原則[22]。

(1)款式可參考焊接服款式設(shè)計,以簡潔大方為主,服裝表面應(yīng)盡量避免裝飾結(jié)構(gòu)縫線,兼顧防護(hù)功能和美觀性[23]。采用“三緊式”(緊領(lǐng)口、緊袖口、緊下擺),以免造成熔融金屬飛濺時落在夾縫處,造成熔洞,避免對人體造成二次傷害;同時,也可防止鉤掛等。

(2)盡量避免外觀口袋設(shè)計,以防高溫金屬殘渣落入;為強化熔融金屬噴濺防護(hù)服的美觀性與時尚性,可采用假斜插袋等形式,但不應(yīng)以犧牲熔融金屬噴濺防護(hù)服的功效性為代價。要求明衣袋時,應(yīng)帶有袋蓋,以免存積熔融金屬或其他污染物。

(3)在易熔融金屬噴濺的作業(yè)過程中,環(huán)境溫度較高,在此工況作業(yè)時,人體易出汗,需要考慮排濕、透氣功能。為提高熔融金屬噴濺防護(hù)服的熱濕舒適性,基于服裝工效學(xué)原理,在不容易受到熔融金屬噴濺的腋窩、后背等處,可考慮設(shè)計透氣孔或透氣縫隙,起到排汗透氣作用,最大限度保證作業(yè)人員的舒適性;但透氣孔的設(shè)置部位與方式,不得影響防護(hù)服的結(jié)構(gòu)強度,并確保熔融金屬或其他外物不得進(jìn)入防護(hù)服內(nèi)部,確保外觀的美觀性。

(4)在諸如肘關(guān)節(jié)處和膝關(guān)節(jié)等容易磨損或容易受損部位,或易受熔融金屬噴濺部位,應(yīng)增加耐磨阻燃面料的使用。

(5)考慮快速穿脫功能,便于逃離事故現(xiàn)場,減少熔融金屬對人體的熱傷害??紤]高溫環(huán)境或者熔融金屬噴濺到服裝表面后,易造成樹脂扣或樹脂拉鏈變形,影響快速脫卸功能,應(yīng)全部采用金屬四合扣,但應(yīng)參考ISO 11612:2015 與GB 8965.2—2009 的要求,金屬四合扣其不可外露,需要采用阻燃面料包覆。

(6)需使用阻燃、耐高溫縫紉線,以免高溫環(huán)境下縫紉線性能快速衰減與失效,影響熔融金屬噴濺防護(hù)服的防護(hù)功效。

(7)色彩選用方面,ISO 11612:2015 未規(guī)定熔融金屬噴濺防護(hù)服的顏色選用,但考慮金屬冶煉作業(yè)環(huán)境的特點,目前多選用蔚藍(lán)色、深藍(lán)色、藏青色,或同時在前胸、后背、袖部等部位附加阻燃反光條,起到警示作用,以便及時救援。

6 結(jié)論與展望

作為一種用于易發(fā)生熔融金屬噴濺作業(yè)環(huán)境中作業(yè)人員的防護(hù)裝備,熔融金屬噴濺防護(hù)服防護(hù)性能不僅取決于其面料的性能,還與服裝結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。

目前,對熔融金屬噴濺防護(hù)面料的研究主要集中在對以鐵水、鋁液噴濺的防護(hù)指標(biāo)方面,而綜合考慮傳熱性能、尺寸穩(wěn)定性能、撕裂性能、耐磨性能、透氣與透濕以及面料色彩方面進(jìn)行系統(tǒng)研究的還相對較少,且面料較厚,穿著舒適性較差,如何在提高防護(hù)性能的同時,減低重量,減少作業(yè)人員的穿著負(fù)荷,提高舒適性方面還需進(jìn)行較為全面的研究。

對熔融金屬噴濺的防護(hù),應(yīng)是系統(tǒng)性的,其不僅包括軀干防護(hù)的防護(hù)服裝,還應(yīng)包含頭部防護(hù)的帽子(帶護(hù)肩)、手部防護(hù)的手套、腳部防護(hù)的護(hù)腳以及眼部的護(hù)目鏡等。目前,除帽子、手套和護(hù)腳沿用老式煉鋼服外,軀干防護(hù)用熔融金屬噴濺防護(hù)服大多根據(jù)冶金企業(yè)需要,在兼顧防護(hù)功能的基礎(chǔ)上,盡可能滿足舒適、美觀、時尚等功能性需求,但大多基于客戶需求在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行經(jīng)驗性的優(yōu)化與改進(jìn),鮮有從服裝整體功效的角度,從理論上研究服裝的功效性。

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