国内外阻燃服标准对比与分析

2022-11-08 09:52董永昭朱世杰
安全、健康和环境 2022年10期
关键词:阻燃性国标防护服

董永昭,朱世杰,刘 娜,王 芳

(1. 中国石化集团有限公司安全监管部,北京 100728 (2. 中国石化集团有限公司仪征化纤公司高纤部,211900)

0 前言

在石油化工、精细化工等容易产生易燃易爆轰燃环境的生产场所,一旦发生火灾、爆炸等事故,将给从业者带来惨重的伤害。为一线职工配备阻燃防护服是减少事故伤害的有效措施。发达国家在危化品、石油化工等行业为职工配备阻燃工服早已成为常态。国内企业受技术、成本、习惯等影响,阻燃工服配备和使用刚起步。GB39800—2020《个体防护装备配备规范》已经生效,为一线劳动者配备阻燃工服已然成为企业的职责。

对纺织品的阻燃研究起源于欧美等国家,同时针对阻燃防护性能也制定了系列技术标准。如欧盟热防护标准EN ISO 11611[1]、EN ISO 11612[2]、EN ISO 14116[3]等,美国热防护标准NFPA 2112[4]、NFPA 1971[5]等。国内相关行业协会和标准化组织也在积极研究并不断完善,形成了系列标准,如GB 8965.1—2020[6]、GB 8965.2—2020[7]、GA 10—2014[8]等。中国石油化工集团有限公司参考了系列标准[6-11],积极开展此方面的标准研究和完善,2022年4月发布实施了企标Q/SH 0832.1—2022《阻燃防静电服第1部分:夏装》(以下简称企标)。

本文选取欧标EN ISO 11612:2015《防护服装阻燃和隔热服基本要求》、美标NFPA 2112:2018《预防工业闪火用阻燃服》、国标GB 8965.1—2020《防护服装 阻燃服》和企标Q/SH 0832.1—2022《阻燃防静电服第1部分:夏装》作为研究对象,从适用范围、术语和定义、分级等方面进行了概括和对比,为阻燃服的生产和使用提供技术参考。

1 国内外阻燃服标准简述

国标GB 8965.1由国家市场监督总局和国家标准化管理委员会制定,共分8个章节,规定了阻燃服的分级、技术要求、试验方法、检测规则、标识、包装和储存,适用于有明火、散发火花,或存在易燃物质并有轰燃风险的场所;中国石化企标Q/SH 0832.1在考虑了阻燃性能的同时,兼顾了石油化工行业防静电服的技术要求,分为范围、规范性引用文件、术语和定义、基本要求等10个章节。

欧标EN ISO 11612由欧盟标准化委员会制定,主要针对高温环境下操作工人的防护服,分为范围、规范性引用文件、术语和定义、一般要求和设计要求等11个章节。

美标NFPA 2112是由美国防火协会制定的工业用阻燃防护服标准,主要包括管理、定义、认证、标识等8个章节。

2 不同标准性能指标的比较

阻燃服国标根据服装防护能力,划分为A、B两个级别,A级阻燃服对防护性能的要求更高。企标、欧标和美标虽没有划分防护等级,其性能要求同国标A级防护服相似。对比企标、国标、欧标与美标,它们之间存在许多类似章节,但在检测要求及测试细节上不同,美标对于仪器的精度及操作过程的规范性要求更高。

2.1 范围

从适用场合上来看,不同标准表达方式虽不同,共同点是都适用于有明火、散发火花,或存在易燃物质并有轰燃风险场所使用的阻燃服,属于工业人员防护服装标准,但是欧标比国标多了熔融金属飞溅场所,而国标中焊接防护服有单独的标准。从涵盖内容上看,我国阻燃服标准的涵盖范围仅包括分体式长袖套装、连体服等躯体防护服,而美标、欧标除了涵盖躯体防护服,还包含了与之配套的头盔、套袖、鞋靴等产品。由此可见欧标和美标的覆盖范围更为广泛,全面覆盖了暴露危险区域对应的产品,减少了人体暴露在火场的面积,大大增加了安全性能。本文主要聚焦躯体防护部分有关内容。

2.2 设计要求

企标、国标和欧标对于上、下装分离式和衣裤连体结构的防护服要求描述基本一致。企标和国标中服装在适宜处可留有透气孔隙,以便排汗散湿调节体温,但通风孔隙不应影响服装强度,孔隙结构不应使外界异物进入服装内部,此外企标将分体式长袖套装和连体服分为单独两个章节,具体进行了性能描述;欧标对附加防护服(围裙、头盔、套袖等)和熔融喷溅防护服的设计做了详细的要求;美标的设计要求包含了服装和附加品(头盔和手套等),且主要针对硬件饰面、金属部件、拉链做出标准要求。可见国内外设计理念略有不同,国内除了保障安全性能,还进一步考虑了穿着者的舒适性能。

2.3 性能要求

2.3.1 阻燃性能

2.3.1.1 测试项目

在阻燃性能方面,从测试项目种类来看,不同标准测试项目大致相同,采用垂直燃烧的试验方法测试织物的续燃时间、熔融、滴落等指标,美标因对阴燃存在判定方式及伤害强度方面的争议,不再要求进行阴燃时间的测量,欧标没有涉及对损毁长度的判定,而是要求试样不得在任何方向上形成5 mm或更大的孔洞。各国的点火方式要求也不同,欧标主要采取表面点火和底边点火两种方式,国标和美标主要采用底边点火。此外测试项目和要求也略有不同,国标分A、B两个等级,美标除表1外,还有其他规定的测试项目,测试项目多于国标;企标同样取消了A、B等级之分,在兼顾舒适性指标情况下,确定损毁长度≤90 mm,高于国标B级要求,但低于国标A级要求,其余指标与国标A级要求一致,具体见表1所示。

表1 不同标准在阻燃性能方面的差异

2.3.1.2 测试范围

从测试范围来看,欧标和美标包含测试范围更为广泛,描述更详细。企标和国标对外层面料、反光条、荧光材料做了严格的指标要求,要求里料符合B级指标要求,且纽扣、拉链、钩等部件的材质不应使用易熔、易燃、易变形的材料,若必须使用时其表面需加阻燃衣料包覆,对多层面料组成的服装材料的阻燃性能未作明确要求。欧标除了要求外层面料符合标准外,针对接缝材料、标签(表面积不小于10 cm2)、徽章、反光材料、图案等配件,还有多层面料服装的阻燃性能都做出了要求。美标对于多层服装同样做出详细要求,当服装由多层组成且能够独立穿着时,应分别对每一层进行测试,当一起穿着时,则测试外层和里层的阻燃性能,除此之外还对缝在服装外表的阻燃标识进行阻燃性能测试。欧标和美标在阻燃性能测试范围方面要求更为详细,这就降低了服装表面因过多的非阻燃性材料而导致的潜在危险。而国标和企标相对比较简洁,方便应用。

2.3.2 热稳定性

热稳定性是反映服装热防护性能的重要指标之一,因此阻燃服必须限制织物热收缩。国标要求A级在(260±5)℃条件下、B级在(180±2)℃条件下进行测试,热稳定性≤10%,企标测试条件同A级一致;欧标可以选择在(180±5)℃条件下测试5 min,热稳定性≤5%,或者在(260±5)℃条件下测试5 min,热稳定性≤10%,测试样品不得点燃或熔化,欧标在热稳定性方面要求更高;美标对热稳定性的判定标准同国标一致,但美标对实验过程的仪器精密度要求更高、试验过程要求更为严苛。国标未对操作时间进行严格规定,允许温度波动±2 ℃,美标则规定烘箱达到试验温度后方能试验,并且烘箱每次仅能检测一块样品,须在15 s内完成打开烘箱放入样品的操作,避免人为误差和温度波动影响试验准确度。可见,美标比国标要求更为严格、试验过程对细节的强调更加明确。

2.3.3 服装理化性能

国标规定夏装的整体,春秋装和冬装的服装领口、袖口、裤管所用材料的理化性能应达到直接接触皮肤面料的要求,针织、机织、克重不同的面料在测试项目上指标要求不同,如≥200 g/m2的机织面料的断裂强力、撕破强力要求更高;企标参考国标,按季节细分了夏季、春秋季和冬季,严格细分了不同季节的面料克重,夏季面料克重为165±5 g,克重相当的情况下,企标在国标的基础上提高了断裂强力指标。

国标从实际应用出发,增加了耐光色牢度以及吸湿速干性能指标,并提高了透气率、透湿率和水洗尺寸变化率3个项目的指标;欧标也对面料种类进行区分,包含机织物、针织物和皮革,测试项目包括断裂强力(机织物和皮革)、撕破强力(机织物和皮革)、胀破强力(针织物)、接缝强力、热稳定性、皮革脂肪含量。具体见表2所示。

表2 不同标准在理化性能方面的差异

企标和国标测试项目比欧标更加全面丰富,既对服装的耐用性能和安全性能做出规定,又考虑了服装的舒适性能。

2.3.4 成品服装的轰燃性能

轰燃试验通过假人在火场身穿阻燃服来模拟人们身处火灾的情景,通过传感器和信息系统来探测假人表面的升温程度,计算热通量来拟合二级烧伤与三级烧伤面积总和占比,以此评估人员身着阻燃服处于爆燃环境时,所能达到的烧伤程度,真实直接地反映成品的阻燃性能。

企标、国标和美标要求成品轰燃试验为必测项目,而欧标此项为可选择性测试项目。国标要求测试用热通量为84 kW/m2,暴露时间为(3.0±0.1) s,判定标准为身着A级服装的假人的二级烧伤和三级烧伤面积之和不得大于总面积的25%;身着B级服装的假人的二级烧伤和三级烧伤面积之和不得大于总面积的50%。企标比国标B级标准高,接近A级标准,其要求分体式长袖套装的二级烧伤和三级烧伤面积之和不得大于总面积的35%;连体服不得大于总面积的30%。而欧标和美标要求暴露时间至少为4 s,且美标针对此项测试给出了详细的描述,其要求是整体火焰暴露二级与三级烧伤的面积总和小于整体面积的50%,此项要求国际领先。企标综合考虑国标、欧标、美标有关技术,在保障防护性能优先的同时,综合考虑了舒适性能的提升,方便企业现场职工长期穿戴使用。

2.4 标识

企标、国标、欧标和美标都对产品的标签内容进行了规定。企标和国标的标识包括永久性标签、合格证、使用说明和图形符号的详细要求,这种方式集合了服装的所有信息,让采购者对服装一目了然,也能指导穿着者正确使用服装;欧标要求提供图形符号,包括标准的编号、年份以及性能测试的相关水平,并且在图形符号下面标识出服装热防护代码字母,欧标标识更加注重性能的保障;美标除了对标签的内容说明以外,还对标签的个数、使用语言、字体的大小进行了规定,美标图形符号包括“使用前阅读说明”,并警告必须按照制造者的说明正确穿戴,体现了美标对正确穿戴的重视性。

3 不同标准差异指标的比较

3.1 企标和国标独有

企标和国标中不仅考虑到服装的安全性能,还考虑了穿着者的舒适性能和服装的耐久性能,使服装达到安全、舒适与耐穿多种功能的最佳配置。如面料透气性、透湿性、面料起球、色牢度等,为企标和国标独有性能指标。企标还结合轰燃实验数据,对服装款式、结构进行了修订和改进,保障防护性能。

3.2 企标独有

3.2.1 防静电性能

考虑到化工行业环境需要,企标增加了服装防静电要求。测量面料的点对点电阻,以反映试验材料的抗静电性能,企标规定面料点对点电阻应在1×105~1×109Ω之间。除此之外,对成品服装也有严格的规定,使用条纹或网格状导电纤维或导电长丝实现防静电性能的,导电材料间距不应大于10 mm;且按照GB12014[12]规定的方法试验时,带电电荷量不应大于0.60 μC/套。

3.2.2 面料颜色

企标针对中石化系统内油田、炼化、销售、石油工程、炼化工程5个不同板块,分别给出了橘红色、浅蓝灰色、宝蓝色、橘红色和湖蓝色颜色标准,对应4个潘通色号,其他企业类别可以参照执行。

3.2.3 质量缺陷划分

企标质量缺陷包含28个必选项目、1个可选项目,其中A类缺陷共18项、B类缺陷为8项、C类缺陷为3项,A类缺陷占比率为64%;国标质量缺陷包含33个必选项目、1个可选项目,其中A类缺陷共21项、B类缺陷为10项、C类缺陷为2项,A类缺陷占比率为64%;单批次产品合格条件为:A类缺陷数=0、B类缺陷数=0、C类缺陷≤2,或A类缺陷数=0、B类缺陷数=1、C类缺陷≤1。

3.2.4 分体式长袖套装和连体服

企标中分体式长袖套装和连体服在企标中作为两个单独的章节呈现,结合轰燃数据,对款式、结构进行了修订,企标对设计、材料、工艺到产品外观质量给出了详细的要求,方便和规范服装生产企业制作,保障服装性能质量。

3.3 欧标独有

3.3.1 传热性能要求

欧盟标准体系对阻燃测试范围较为全面,除了满足强制性的直接接触火焰要求外,欧标根据服装的最终用途对热防护性能测试方法和要求做出不同规定,标准要求至少满足一个传热性能代码字母要求,包括对流热(代码字母B)、辐射热(代码字母C)、熔铝飞溅(代码字母D)、铁水飞溅(代码字母E)、接触热(代码字母F)。

3.3.2 取样和预处理

欧标样品的取样和预处理作为单独章节,详细说明了不同状态下样品的取样和处理方法。例如,测试前的清洗可能会影响产品的性能,如果制造商表明不允许清洁,即一次性服装,则应在新材料上进行测试。若产品使用说明上没有规定洗涤循环次数,可采用5次洗涤循环后再进行火焰蔓延试验。除皮革外的试样应在温度为(20±2)℃、相对湿度为(65±5)%的环境中至少处理24 h。皮革样品应在温度为(20±2)℃、相对湿度为(65±5)%的环境中至少放置48 h。

3.4 美标独有

美标对认证机构的主要职责、认证程序、检查测试和制造商的质量保障计划做出了详细的说明,方便企业建立健全质量保障体系。

4 结论

本文通过对中外不同阻燃服标准的比较可以看出,中外阻燃服标准有很多相似之处,具有良好的互通性,但是也有一定差异性。

a) 从检测项目来看,企标和国标的检测项目更为全面,不仅涉及阻燃防护性能、安全性能,对服装的舒适性和耐久性也有严格的要求,利于促进集安全、舒适、耐用于一体的多功能阻燃服的发展。从覆盖范围来看,欧标和美标涵盖范围更广,不仅涵盖分体服和连体服等躯体防护服,还包含了与之配套的头盔、套袖、鞋靴等产品,全面覆盖了暴露的危险区域对应的产品,更加强调了整体安全性能。

b) 从共有指标上看,国内与国外也存在很多细节差异,国外对仪器精密度和操作过程要求严格,而我国的检测技术水平则需进一步提升。国内应完善热防护人体模型检测设备及轰燃实验室的建设,开发出适合不同体型的模型,推进阻燃服开发和应用研究;美标对试验仪器精密度要求更高,对试验操作过程要求更为严格,考虑更为全面,注重减少人为操作、仪器本身带来的不必要的误差,提高数据的准确度和可信度;国内外热防护服都更加偏重热防护需求,缺少对耐高温蒸汽灼伤的考核指标。

c) 从独有指标来看,国外标准注重对防护服的认证、使用、维护、清洁保养、在用检测等。正确使用阻燃服才能最大程度发挥其作用,我国也应该在强力推进配备使用阻燃工服的同时,进一步完善技术标准体系,为生产企业提供全面的技术标准体系,为从业者提供更好的安全保障。

d ) 从中国石化实际应用角度来看,企业标准要求阻燃性能、防静电性能、透气率、透湿率、色牢度等9项性能指标高于国家标准要求,在保障阻燃服防护性能的同时,兼顾了石油石化生产环境中需要关注的防静电性能、不同企业服装染色性能、以及保障职工日常长期穿用的舒适性指标等,为广泛配备和职工长期穿用提供了技术保障。

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