Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Испытания самовсасывающих фильтрующих респираторов д

Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Испытания самовсасывающих фильтрующих респираторов для защиты от частиц

Введение
Самовсасывающие фильтрующие респираторы (часто называемые фильтрующими полумасками) являются одним из наиболее распространенных и доступных средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) от аэрозольных частиц. Их эффективность напрямую зависит от фильтрующей способности материала и плотности прилегания к лицу пользователя. Для гарантии безопасности работников и соответствия требованиям нормативной документации, такие респираторы проходят обязательные испытания. Данная статья освещает ключевые аспекты проведения испытаний самовсасывающих фильтрующих респираторов, предназначенных для защиты от частиц.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний являются конкретные модели самовсасывающих фильтрующих респираторов, предназначенные для защиты органов дыхания от аэрозолей (пыль, дым, туман, микроорганизмы и т.д.). Основные типы включают:

1. Фильтрующие полумаски: Респираторы, полностью изготовленные из фильтрующего материала, формирующие куполообразную структуру над носом и ртом. Могут быть складными (сворачиваемыми) или формованными (несворачиваемыми).
2. Полумаски с фильтрующими элементами: Респираторы, состоящие из эластичной лицевой части (полумаски) и присоединяемых к ней сменных фильтрующих элементов (фильтров-патронов, фильтрующих дисков) класса защиты от частиц (обозначаются как P1, P2, P3 по европейской классификации или FFP1, FFP2, FFP3).
3. Четвертьмаски: Респираторы, закрывающие только рот и нос, но не подбородок (менее распространены для защиты от частиц в промышленности из-за потенциально меньшего коэффициента защиты).

2. Область испытаний

Испытания самовсасывающих фильтрующих респираторов проводятся для оценки их соответствия требованиям национальных и международных стандартов (таких как ГОСТ, EN, NIOSH). Основные задачи испытаний:

1. Определение фильтрующей эффективности: Оценка способности фильтрующего материала или элемента задерживать частицы заданного размера и концентрации при определенных условиях.
2. Оценка сопротивления дыханию: Измерение перепада давления воздуха при прохождении через фильтрующую конструкцию на вдохе и выдохе.
3. Проверка проницаемости в месте прилегания: Оценка потенциальной утечки нефильтрованного воздуха через зазоры между лицевой частью респиратора и лицом испытателя (используется стандартное испытательное лицо).
4. Проверка индикатора конца срока службы (при наличии): Оценка работоспособности и точности срабатывания индикаторов, сигнализирующих о необходимости замены фильтра.
5. Исследование влияния условий эксплуатации: Оценка сохранения защитных свойств после воздействия факторов, имитирующих реальные условия использования (температура, влажность, механические воздействия, предварительная нагрузка аэрозолем для некоторых классов).

3. Методы испытаний

Основные методы испытаний, применяемые для оценки самовсасывающих фильтрующих респираторов:

1. Испытание фильтрующей эффективности и сопротивления дыханию на испытательном стенде:

   • Аэрозольное тестирование: Респиратор надевается на испытательное устройство (головной манекен стандартного размера и формы). Через него прокачивается воздушный поток, имитирующий дыхание (обычно постоянный или циклический с заданными параметрами объема и частоты). В поток до респиратора вводится тестовый аэрозоль (например, хлорид натрия NaCl, парафиновое масло, латексные сферы определенного размера). Концентрация частиц до и после респиратора измеряется счетчиками частиц или другими аэрозольными спектрометрами. Фильтрующая эффективность (%) рассчитывается как разница между концентрациями.
   • Измерение сопротивления дыханию: Одновременно с испытанием на эффективность измеряется перепад давления воздуха до и после фильтрующей конструкции при заданном воздушном потоке с помощью дифференциальных манометров или датчиков давления.

2. Испытание на проницаемость в месте прилегания:

   • Используется то же испытательное устройство (манекен) с установленным респиратором.
   • Внутреннее пространство под респиратором изолируется от окружающей среды. Вокруг манекена создается облако тестового аэрозоля.
   • Через респиратор прокачивается воздух, имитирующий вдох. Концентрация частиц внутри респиратора измеряется. Проницаемость (%) рассчитывается как отношение концентрации внутри к концентрации снаружи. Этот метод косвенно оценивает потенциальную утечку из-за неплотного прилегания к стандартному лицу.

3. Климатические испытания:

   • Респираторы выдерживаются в климатических камерах при заданных экстремальных температурах (высоких и низких) и влажности в течение определенного времени.
   • После выдержки или непосредственно в камере проводятся основные испытания на эффективность фильтрации и сопротивление дыханию для оценки сохранения характеристик.

4. Механические испытания:

   • Испытание на вибропрочность: Респираторы подвергаются вибрации с заданными параметрами (частота, амплитуда, время) для имитации транспортировки или вибрации на рабочем месте.
   • Испытание на ударную прочность (для твердых элементов): Оценка устойчивости к ударам.
   • Испытание огнестойкости (при необходимости): Оценка поведения материала при воздействии пламени.
   • После механических воздействий проверяется целостность конструкции и повторяются основные испытания.

5. Испытание индикатора конца срока службы (ИКС):

   • Проверяется срабатывание индикатора (изменение цвета, появление надписи) при достижении заданного уровня сопротивления дыханию или после накопления определенного количества аэрозоля (имитация износа фильтра).

4. Испытательное оборудование

Для проведения перечисленных испытаний используется специализированное оборудование:

1. Испытательный стенд для фильтрации и сопротивления дыханию:

   • Головной манекен: Стандартизированный по размерам и форме, изготовленный из инертного материала.
   • Генератор тестового аэрозоля: Устройство для создания стабильного, моно- или полидисперсного аэрозоля заданной концентрации (например, распылители растворов, генераторы сухого аэрозоля).
   • Система подачи воздуха и имитации дыхания: Компрессоры, расходомеры, клапаны, сильфоны или поршневые системы для создания постоянного или циклического воздушного потока с заданными параметрами.
   • Система измерения концентрации аэрозоля: Оптические счетчики частиц (OPC), конденсационные счетчики частиц (CPC), спектрометры аэрозолей, фотометры.
   • Дифференциальные манометры/датчики давления: Для точного измерения перепада давления на вдохе и выдохе.
   • Система управления и сбора данных: Компьютер с ПО для управления параметрами испытания, сбора данных с датчиков и расчета результатов.

2. Оборудование для испытаний на проницаемость: Аналогично стенду для фильтрации, но с дополнительной возможностью создания аэрозольного облака вокруг манекена и герметизации внутреннего объема.

3. Климатические камеры: Камеры, способные создавать и поддерживать заданные температуры (обычно в диапазоне от -30°C до +70°C) и влажности (например, от 20% до 95%).

4. Вибрационные стенды (вибростенды): Установки для создания контролируемой вибрации в различных плоскостях с регулируемой частотой и амплитудой.

5. Установки для механических испытаний: Испытательные машины для статических и динамических нагрузок, приборы для испытания на удар, установки для испытания на огнестойкость.

Заключение
Испытания самовсасывающих фильтрующих респираторов представляют собой комплексный процесс, направленный на всестороннюю оценку их основных защитных характеристик: эффективности фильтрации, сопротивления дыханию и надежности прилегания. Стандартизированные методы испытаний, проводимые на специализированном оборудовании с использованием испытательных манекенов и тестовых аэрозолей, обеспечивают объективность и воспроизводимость результатов. Эти испытания являются обязательным этапом подтверждения соответствия респираторов требованиям безопасности перед их допуском к использованию на рабочих местах с наличием аэрозольных загрязнений. Регулярное проведение таких испытаний производителями и органами по сертификации гарантирует, что средства защиты, поступающие к конечному пользователю, обеспечивают заявленный уровень защиты при правильном применении.