Розділ 2
розробка методичних основ для дослідження термо- І
АГРЕСИВНО-ЗАХИСНИХ властивостей матеріалів верху спеціального взуття
пожежників-рятувальників
2.1. Обґрунтування вибору показників для оцінки захисних властивостей
матеріалів і їх класифікація
Вибір матеріалів для виготовлення ЗІЗ будь-якого функціонального призначення є
складним і відповідальним завданням, оскільки пов’язаний із здоров’ям людини і
залежить, в першу чергу, від якості матеріалів. Так, в роботі [41] сказано, що
якість - це сукупність властивостей, які зумовлюють придатність до застосування
згідно з призначенням. Відповідно, дослідники розділяють показники якості на
загальні, основні і другорядні, тобто допоміжні, які можна не враховувати при
проведенні експериментів, про що сказано також в роботах [23,42,43]. Окрім
цього, в стандарті [44] показники якості поділені за призначенням,
технологічністю і гігієнічністю матеріалів. Але якщо зважати на те, що
спеціальні матеріали повинні одночасно захищати від багатьох небезпечних
факторів, то рекомендовану номенклатуру показників слід віднести до
малоінформативних. На відміну від указаного стандарту в роботах [45,46],
показники якості поділяються на загальні і спеціальні, тобто допоміжні, що
використовуються для певних груп матеріалів [47]. Якщо врахувати анізотропію
властивостей матеріалів ЗІЗ і їх взаємозв’язок, особливо в процесі впливу
агресивних середовищ, а також той факт, що з допомогою розривальних
характеристик, які в роботі [46] віднесені до загальних, оцінюється хімічна
стійкість проб, тобто важливі показники, то їх необхідно віднести до
спеціальних. Особливість такого методичного підходу важлива тоді, коли процес
створення ЗІЗ починається з розробки нового спеціального матеріалу, а його
відповідність призначенню визначається з допомогою диференціального,
комплексного і комбінованого методів оцінки рівня якості [41].
Сутність диференціального методу полягає в порівнянні окремо взятого показника
з базовим. При комплексному методі оцінки рівня якості використовується
узагальнений показник. Для його визначення всі показники переводять в
безрозмірні, вивчають їх значимість і за відомими формулами проводять
обчислення. Комплексний метод має той недолік, що не дає змоги оцінити окремі
властивості об’єкта, який досліджується.
При комбінованому методі окремі показники якості об’єднуються в групи для
визначення комплексних показників, на основі яких диференціальним методом
оцінюють рівень якості [48]. Наглядним прикладом комбінованого методу оцінки
може бути схема методичного підходу до процесу вибору матеріалів для ЗІЗ
різного функціонального призначення [49]. В основу вказаної схеми покладена
класифікація відомих і можливих методів вивчення найбільш значущих
характеристик матеріалів, що була успішно використана при виконанні
дисертаційних робіт [5,23,43] у різних інтерпретаціях. Це обґрунтовано пояснює
її застосування в даній роботі. Захисні властивості і гігієнічні показники
спеціальних матеріалів об’єднані в класи, кожний із яких розділений на два
підкласи. Вказані підкласи в свою чергу діляться на групи, а групи – на
підгрупи. Слід зазначити, що в підгрупи об’єднані такі критерії оцінок, як час
проникнення tn і коефіцієнт проникнення Qn, температура руйнування Тр, час
руйнування при заданій температурі tp (додатна, від’ємна), час досягнення
граничнодопустимої температури на контрольованій стороні проби при заданому
градієнтові температури tT, розривальне навантаження Рр, подовження при
розриванні Lр, жорсткість D, стійкість до багаторазового згину N, стійкість до
витирання по площині V, довговічність t і повзучість П, вологообмінні
властивості W, G, W0, паропроникність An, повітропроникність В та інші, які
можуть бути об’єднані загальним показником Кз.
Таким чином, проведені аналітичні дослідження показують, що вирішення проблеми
розробки спеціальних ЗІЗ, вивчення властивостей матеріалів, послідовність
проведення експериментів, критерії оцінок тощо повинні бути науково
обґрунтованими і підпорядковуватись головній комплексній методичній основі, яка
складається із другорядних, але не менш важливих. Тому, з урахуванням
результатів досліджень [5,23,43,50], а також роботи [42], в якій аналогічні
проблеми були не тільки розглянуті, але і вирішені, автором роботи розроблена
функціонально-логічна схема вибору і оцінки захисних властивостей матеріалів
для виготовлення верху взуття пожежників-рятувальників. Основою для її
розробки, беззаперечно, став аналіз умов праці пожежників-рятувальників і
статистичних даних наслідків від надзвичайних ситуацій, топографія зношування
теперішнього взуття та ступінь руйнування натуральної шкіри верху взуття після
восьми місяців експлуатації, аналіз спеціальних матеріалів різного походження,
що використовуються при виготовленні вказаних виробів, методики, прилади і
критерії оцінок для вивчення їх властивостей, а також розглянута класифікація
(рис. 2.1).
У зв’язку з тим, що до небезпечних та шкідливих факторів, які впливають на
матеріал верху взуття відноситься відкрите полум’я, ІЧ-випромінюван-ня,
конвективне тепло, низька (-25°С) температура, а також 20% розчини сірчаної,
соляної, азотної кислот, лугу (NaOH), ПАР (до 12%) і води, то було прийнято
рішення розділити їх на два класи – «термічні» і «хімічні». Крім того, якщо
проаналізувати статистичні дані про наслідки пожеж (табл. 1.1), то очевидно, що
найбільший збиток народному господарству завдають поки що НШФ, які віднесені до
класу «термічні». Тому вважаємо за доцільне методично
- Киев+380960830922