Новости
10 апреля 2024 г.
Практические аспекты разработки программ обучения требованиям охраны труда
5 апреля 2024 года состоялся бесплатный вебинар по теме «Практические аспекты разработки программ обучения требованиям охраны труда». Мероприятие провела заместитель директора Департамента образования КИОУТ...
Законодательство
1 сентября 2023 г.
1 сентября 2023 года вступают в силу важные изменения законодательства по охране труда
С развитием цифровизации у ряда работодателей, использующих систему электронного документооборота, возникает потребность использовать современные технологии при оформлении результатов проведения специальной оценки условий труда в...
Статистика
21 июля 2023 г.
Цифра недели: опрос «Работы России» показал, как россияне определили секрет успеха в профессии
Большинство опрошенных россиян (86%) убеждены, что реализация в профессии важна. Об этом свидетельствуют данные опроса, который проводился на портале «Работа России» в октябре этого...
Специальная оценка условий труда
28 марта 2024 г.
СОУТ: декларирование соответствия условий труда нормативным требованиям охраны труда
Понятие декларирования соответствия условий труда государственным нормативным требованиям охраны труда установлено нормами статьи 11 Федерального закон от 28 декабря 2013 года № 426-ФЗ «О...
АРХИВ Эффективные СИЗ: выбор материалов защитной спецодежды для работников алюминиевых производств
4 апреля 2019 г.
Проблема создания защитной специальной одежды от воздействия расплавленного алюминия не теряет актуальности с начала существования алюминиевых производств. Отечественные металлургические предприятия остро нуждаются в ее эффективном, универсальном и доступном решении на уровне создания основной ткани, из которой шьется такая одежда. За последние 30 лет до неузнаваемости изменились российские алюминиевые заводы, превратившись в современные высокотехнологичные предприятия...
Проблема создания защитной специальной одежды от воздействия расплавленного алюминия не теряет актуальности с начала существования алюминиевых производств. Отечественные металлургические предприятия остро нуждаются в ее эффективном, универсальном и доступном решении на уровне создания основной ткани, из которой шьется такая одежда.
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
За последние 30 лет до неузнаваемости изменились российские алюминиевые заводы, превратившись в современные высокотехнологичные предприятия. И только спецодежда работников все еще вызывает стойкие ассоциации с черно-белыми кадрам советской индустриальной кинохроники. Удивительно, но задача масштабной модернизации металлургических предприятий оказалась более выполнимой, чем создание современной спецодежды для самих металлургов. Отчасти такому положению способствовали устаревшие стандарты, которые действовали до недавнего времени, и отсутствие мотивации к разработке и внедрению новых материалов спецодежды. Советские ГОСТ четверть века настойчиво предлагали использовать неизменные модели защитных костюмов из строго определенных тканей текстильной промышленности периода СССР. В последние годы ситуация кардинально поменялась.
Современные регламенты и стандарты безопасности уже не предлагают готовых решений, как, например, ГОСТ 12.4.045–87 «Система стандартов безопасности труда. Костюмы мужские для защиты от повышенных температур. Технические условия», а только устанавливают эксплуатационные и реже конструктивные требования к материалам и готовой защитной специальной одежде (далее — спецодежда). Это увеличивает вероятность ошибочного выбора спецодежды, которая может оказаться неэффективной для защиты от расплавленного алюминия, и таких примеров хватает. Наличие сертификата не всегда являются гарантией качества и соответствия защитной одежды требованиям к ее применению.
ГОСТ 12.4.045–87 действовал с 1 января 1989 года до 1 декабря 2014 года.
Знания характеристик современных материалов и требований нормативных документов помогут сделать правильный и обоснованный выбор средства индивидуальной защиты (далее — СИЗ) в соответствии с риском. Такой выбор будет способствовать сохранению здоровья работников алюминиевых производств, экономии времени и денег предприятия, которые могут быть потрачены на бессмысленные эксперименты по обеспечению работников малоэффективными защитными костюмами из морально устаревших или совсем непригодных тканей.
НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
В соответствии с Типовыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам горной и металлургической промышленности и металлургических производств других отраслей промышленности, занятым на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением, утвержденными приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 1 ноября 2013 года № 652н (далее — Типовые нормы бесплатной выдачи спецодежды), анодчикам и выливщикам-заливщикам металла в производстве алюминия на год должны выдаваться два костюма и два фартука из огнестойких материалов для защиты от повышенных температур. По одному такому защитному костюму на год положено заливщикам анодов, литейщикам цветных металлов и плавильщикам.
Минимальные эксплуатационные требования к материалам для защиты от повышенных температур изложены в подпункте 1 пункта 4.6 Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 019/2011 «О безопасности средств индивидуальной защиты» (далее — ТР ТС 019/2011). Одежда из таких материалов теперь подлежит обязательной сертификации на соответствие этим требованиям.
С 1 июня 2012 года, когда вступил в силу ТР ТС 019/2011, выдача документов о соответствии СИЗ требованиям других стандартов прекращена, а ранее выданные документы о соответствии прекратили действовать после 15 февраля 2014 года.
Согласно приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 года №2137-ст с 1 декабря 2014 года ГОСТ 12.4.045–87 не применяется в связи с введением в действие ГОСТ Р 12.4.297-2013 «Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от повышенных температур теплового излучения, конвективной теплоты, выплесков расплавленного металла, контакта с нагретыми поверхностями, кратковременного воздействия пламени. Технические требования и методы испытаний». В целом требования этого стандарта едва ли можно применить для защитной одежды от расплавленных металлов. Во-первых, минимальные требования стандарта по стойкости материалов одежды к выплескам расплавленного алюминия всего 100 г, во-вторых, сложно представить одежду металлурга, обладающую воздухопроницаемостью не менее 30 дм3/м2с особенно в случае использования тканей с алюминизированными покрытиями.
По нашему мнению, требования ГОСТ ISO 11612–2014 «Система стандартов безопасности труда. Одежда для защиты от тепла и пламени. Общие требования и эксплуатационные характеристики», введенного в действие 1 декабря 2015 года (далее — ГОСТ ISO 11612–2014), больше соответствуют необходимым характеристикам спецодежды для работников алюминиевых производств. На практике стандарты безопасности самостоятельно не применяются, а лишь используются в качестве источника правил отбора образцов и методов испытаний, необходимых для подтверждения соответствия товаров кодифицированным требованиям ТР ТС 019/2011. Чтобы использовать изложенные в конкретном стандарте методики для подтверждения соответствия, он должен быть включен в соответствующий перечень.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ
Огнестойкость. Как отмечено выше, Типовые нормы бесплатной выдачи спецодежды предусматривают обеспечение работников алюминиевых производств костюмами и фартуками из огнестойких материалов для защиты от повышенных температур. Уже по названию видно, что огнестойкость — главное требование к материалам спецодежды металлургов, хотя определение понятия «огнестойкость» ни в одном нормативном документе нет. В ГОСТ 11209–85 «Ткани хлопчатобумажные и смешанные защитные для спецодежды. Технические условия», например, можно найти определение понятия «огнезащитная ткань». Огнезащитной считают ткань, которая после удаления из пламени не горит и не тлеет (п. 3.12.3 ГОСТ 11209–85). С точки зрения положений подпункта 1 пункта 4.6 ТР ТС 019/2011 огнестойкими можно считать материалы одежды специальной и средств индивидуальной защиты рук, защищающие работников от брызг и выплесков расплавленного металла, которые после не менее чем пяти циклов стирок (химчисток) — сушек с последующим выдерживанием их в пламени в течение 30 с не должны гореть, тлеть и расплавляться при выносе их из пламени и не допускать остаточного горения и тления.
Если оценивать негорючие свойства материалов по значению кислородного индекса (далее — КИ), обозначающего минимальное объемное содержание кислорода в окружающем воздухе, при котором возможно свечеобразное горение материала, то текстильные материалы с КИ > 21 (обычное содержание кислорода в окружающем воздухе) не предрасположены к поддержанию устойчивого горения на воздухе. Волокна и ткани с КИ = 26–28 имеют тенденцию к замедлению горения на воздухе и проходят простые тесты на воспламенение полоски ткани. Текстильные материалы с КИ > 30 имеют высокие негорючие свойства [1].
Для удовлетворения требованиям регламента по огнестойкости в существующей формулировке ТР ТС 019/2011 материалы спецодежды должны обладать высокими негорючими свойствами, что значительно ограничивает выбор защитных тканей. При этом следует учесть, что огнестойкость ткани не является ее главным свойством для защиты от расплавленного алюминия.
Теплостойкость. Теплостойкость характеризует способность материалов сохранять свои физические характеристики при воздействии повышенных температур, а именно — не плавиться и не давать термической усадки. Требование подпункта 1 пункта 4.6 ТР ТС 019/2011 о том, что материалы не должны расплавляться при выносе их из пламени, как раз относится к теплостойкости. Это означает, к примеру, что не допускается применять ткани из полиэстера или нейлона (полиамида) в защитной одежде металлургов из-за относительно небольших температур плавления волокон.
Теплозащита. Теплозащита материалов заключается в их способности замедлять поток тепловой энергии от всех трех видов теплопередачи: теплопроводности, теплового излучения, конвекции и их комбинаций. Например, одежда должна эффективно отражать электромагнитное излучение (тепловое излучение) от расплавленных металлов и нагретых поверхностей, а также задерживать прохождение тепловой энергии через себя посредством теплопроводности. Теплопроводность и тепловое излучение могут ускорить термическое разрушение и воспламенение текстильных материалов спецодежды, что приведет к повышению температуры под ней и вызовет термические ожоги работника.
В подпункте 1 пункта 4.6 ТР ТС 019/2011 установлены минимальные эксплуатационные требования по стойкости материалов спецодежды к конвективному теплу, тепловому излучению, контактной теплопередаче. Эти показатели характеризуют время в секундах, через которое температура на оборотной стороне материала достигнет значений, при которых работник получил бы термический ожог 2-й степени от соответствующего теплового воздействия. Минимально допустимые показатели теплозащитных свойств материалов в регламенте ТР ТС 019/2011 и ГОСТ ISO 11612–2014 приведены в таблице 1. Используемые методики измерений одинаковые во всех трех случаях.
Если оценивать негорючие свойства материалов по значению кислородного индекса (далее — КИ), обозначающего минимальное объемное содержание кислорода в окружающем воздухе, при котором возможно свечеобразное горение материала, то текстильные материалы с КИ > 21 (обычное содержание кислорода в окружающем воздухе) не предрасположены к поддержанию устойчивого горения на воздухе. Волокна и ткани с КИ = 26–28 имеют тенденцию к замедлению горения на воздухе и проходят простые тесты на воспламенение полоски ткани. Текстильные материалы с КИ > 30 имеют высокие негорючие свойства [1].
Для удовлетворения требованиям регламента по огнестойкости в существующей формулировке ТР ТС 019/2011 материалы спецодежды должны обладать высокими негорючими свойствами, что значительно ограничивает выбор защитных тканей. При этом следует учесть, что огнестойкость ткани не является ее главным свойством для защиты от расплавленного алюминия.
Теплостойкость. Теплостойкость характеризует способность материалов сохранять свои физические характеристики при воздействии повышенных температур, а именно — не плавиться и не давать термической усадки. Требование подпункта 1 пункта 4.6 ТР ТС 019/2011 о том, что материалы не должны расплавляться при выносе их из пламени, как раз относится к теплостойкости. Это означает, к примеру, что не допускается применять ткани из полиэстера или нейлона (полиамида) в защитной одежде металлургов из-за относительно небольших температур плавления волокон.
Теплозащита. Теплозащита материалов заключается в их способности замедлять поток тепловой энергии от всех трех видов теплопередачи: теплопроводности, теплового излучения, конвекции и их комбинаций. Например, одежда должна эффективно отражать электромагнитное излучение (тепловое излучение) от расплавленных металлов и нагретых поверхностей, а также задерживать прохождение тепловой энергии через себя посредством теплопроводности. Теплопроводность и тепловое излучение могут ускорить термическое разрушение и воспламенение текстильных материалов спецодежды, что приведет к повышению температуры под ней и вызовет термические ожоги работника.
В подпункте 1 пункта 4.6 ТР ТС 019/2011 установлены минимальные эксплуатационные требования по стойкости материалов спецодежды к конвективному теплу, тепловому излучению, контактной теплопередаче. Эти показатели характеризуют время в секундах, через которое температура на оборотной стороне материала достигнет значений, при которых работник получил бы термический ожог 2-й степени от соответствующего теплового воздействия. Минимально допустимые показатели теплозащитных свойств материалов в регламенте ТР ТС 019/2011 и ГОСТ ISO 11612–2014 приведены в таблице 1. Используемые методики измерений одинаковые во всех трех случаях.
Таблица 1 – Минимальные требования к теплостойкости
материалов спецодежды
материалов спецодежды
| Нормативный документ |
Показатель передачи конвективного тепла (80 кВт/м2), не менее, с |
Показатель передачи теплового излучения (20 кВт/м2), не менее, с |
|
Минимально допустимые значения для материалов спецодежды |
||
|
ТР ТС 019/2011 (подп. 1 п. 4.6)
|
3
|
8 |
|
ГОСТ ISO 11612-2014 |
4 | 7 |
|
Значения для импортных материалов спецодежды |
||
|
EN ISO 11612:2015 Protective clothing —
Clothing to protect against heat and flame — Minimum performance requirements (Защитная одежда — Одежда для защиты от тепла и пламени — Минимальные эксплуатационные требования) |
> 6
|
> 15 |
ЗАЩИТА ОТ РАСПЛАВЛЕННОГО АЛЮМИНИЯ
Эксплуатационные требования по стойкости материалов спецодежды к выплеску расплавленного алюминия могут быть установлены заказчиком самостоятельно на основе оценки существующего риска и включены в программу сертификационных испытаний на соответствие требованиям ТР ТС 019/2011. Специального требования к материалам по стойкости к воздействию расплавленного алюминия в указанном Техническом регламенте нет, но есть в ГОСТ ISO 11612–2014. Этот стандарт идентичен уже не актуальному международному стандарту ISO 11612:2008, однако в нем приведены понятные «уровни защиты от выплесков расплавленного алюминия» (таблица 2) и эффективная методика испытаний в соответствии с ISO 9185:2007 Protective clothing — Assessment of resistance of materials to molten metal splash (Одежда защитная. Оценивание стойкости материалов к выплескам расплавленного металла) (ГОСТ Р ИСО 9185–2007«Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная. Метод оценки стойкости к выплеску расплавленного металла»), применяемую за рубежом с 1980-х годов. Ничего другого пока нет.
Таблица 2 – Эксплуатационные уровни по
расплавленному алюминию, код D
расплавленному алюминию, код D
|
Эксплуатационный уровень |
Расплавленное железо, г |
|
|
Минимум |
Максимум | |
|
D1 |
100 | < 200 |
|
D2 |
200 | < 350 |
|
D3 |
350 | – |
Каждый из трех эксплуатационных уровней обозначает минимальное количество алюминия температурой (780 ± 20) ºC, которое при выплеске на испытуемую ткань не прилипает к ее поверхности и, соответственно, не повреждает кожу, которую в методике испытаний имитирует пленка-индикатор из поливинилхлорида. Другими словами, это то количество расплавленного металла, которое при попадании на защитную одежду не приведет к термическому ожогу работника. Минимальный рекомендуемый уровень защиты одежды в производстве первичного алюминия принимается не ниже D2 (200-350 г), поскольку при застревании расплавленного металла в складках одежды начального уровня D1 (100-200 г) для защиты работника от термических ожогов уже недостаточно [2]. В данном случае чем больше масса выплеска расплавленного металла, выдерживаемого одеждой, тем лучше.
Таким образом, материалы рассматриваемой спецодежды должны быть:
— огнестойкими (не поддерживать горение на открытом воздухе);
— теплостойкими (не плавиться);
— теплозащитными (задерживать тепловую энергию);
— отталкивать расплавленный алюминий.
Теплостойкие масло-, водо- и нефтеотталкивающие отделки (например, флуорокарбон или тефлон) улучшают свойства тканей отталкивать расплавленный металл и предотвращают загрязнение защитной одежды воспламеняемыми веществами.
ОСОБЕННОСТИ И ПРОТИВОРЕЧИЯ ЗАЩИТЫ ОТ РАСПЛАВЛЕННОГО АЛЮМИНИЯ
Один грамм расплавленного алюминия, охлаждаясь с 700 до 30 ºC, выделяет 1100 Дж тепловой энергии, и всего 1 % этой энергии на площади в 1 см2 достаточно для получения работником термического ожога, который приведет к временной нетрудоспособности [2]. К термическим ожогам приводит налипание расплавленного металла к поверхности одежды и застревание капель в ее складках, поэтому материалы защитной одежды должны хорошо отталкивать расплавленный алюминий, а при контакте с горячим металлом не воспламеняться и ослаблять генерируемый им тепловой поток.
Негорючесть и отталкивающие металл свойства для большинства волокон являются взаимоисключающими. Трудновоспламеняемые волокна (асбест, цемент, стекловолокно, арамиды) не отталкивают расплавленный алюминий [3]. Натуральные волокна (шерсть, хлопок) отлично отталкивают расплавленные металлы, но ограниченно применимы из-за своей горючести. При повышении негорючести натуральных волокон введением фосфорсодержащих замедлителей горения (антипиренов) они тоже перестают отталкивать расплавленный металл. С точки зрения требований ТР ТС 019/2011 подходящим материалом для защитной одежды от расплавленного металла скорее будет негорючий материал, чем тот, который отталкивает металл, поэтому работодатель может оказаться перед непростым выбором между сертифицированной и эффективной спецодеждой.
Из-за меньшей, чем у железа плотности капли алюминия более легкие и скатываются с поверхности одежды медленнее, имея больше шансов налипнуть к волокнам или задержаться в складках одежды. Вместе с тем алюминий — менее горячий и проникающий в структуру ткани металл по сравнению с расплавленным железом, поэтому при правильном составе защита может быть обеспечена менее плотной и более открытой структурой ткани. Как правило, задача защиты от воздействия алюминия не решается на уровне одного типа волокон. Для этой цели разрабатываются ткани специального плетения со сложным составом волокон, объединяющим негорючие и отталкивающие металл свойства. Это высокотехнологичные и почти всегда запатентованные ткани, имеющие известные торговые названия.
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ СОЗДАНИЯ ТКАНЕЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ АЛЮМИНИЯ
Реальные инциденты на предприятиях по производству алюминия (например, паровой взрыв в изложнице) могут привести к более значительным выбросам расплавов металла, чем допускается стандартами безопасности, поэтому будет лучше, если одежда или многослойная система одежды металлурга будут иметь максимальный уровень защиты, предусмотренный применяемым стандартом. Например, в ГОСТ ISO 11612–2014 максимальный уровень защиты соответствует выплеску расплавленного алюминия массой более 350 г.
По уже понятным причинам путь к созданию современных защитных тканей от расплавленного алюминия не был коротким и легким. Впервые изменить отношение к безопасности труда решили на алюминиевых производствах США в 1977 году. Одной из проблем, требующей срочного решения, были многочисленные термические ожоги работников. В ходе тщательного расследования выявили, что в большинстве несчастных случаев травмирующим термическим воздействием были не сами выплески расплавленного металла или источники загорания, а воспламеняющаяся рабочая одежда. Требовалась легкая и эффективная защитная одежда, пригодная для ношения в течение всей 8-часовой рабочей смены и не загорающаяся от кратковременного контакта с расплавленным алюминием.
В интересах Алюминиевой компании Америки (Aluminum Company of America, с 1990 года — Alcoa) при поддержке Алюминиевой ассоциации США (Aluminum Association) были проведены испытания ткани из 100 %-ного хлопка, пропитанного солью фосфония (антипирен для придания негорючих свойств). Образцы тестировались выплеском 1 кг расплавленного алюминия с температурой 675 °C. Испытания показали, что даже несмотря на дополнительный слой ткани, имитирующий нижнюю одежду, фиксируемый тепловой поток через пакет был достаточным для того, чтобы вызвать у работника термический ожог последней 3-й степени.
Автор: Mr.1 / Shutterstock
Причина неудачи с пропитанным хлопком заключалась в том, что жидкий алюминий очень хорошо прилипал к поверхности этой ткани [5]. В исследовании [4] пропитанный хлопок также показал наихудший результат по отталкиванию расплавленного алюминия. Некоторые антипирены все же обеспечивали хлопку хорошие негорючие и даже отталкивающие алюминий свойства, но используемые латексные или акриловые связующие заполняли внутреннюю структуру ткани и препятствовали прохождению сквозь нее водяного пара. Тело работника в одежде из такой ткани переставало охлаждаться испарением и быстро становилось мокрым при температуре окружающей среды выше 38 °C. Кроме дискомфорта, такая одежда грозила риском получения теплового удара и провоцировала постоянную повышенную работу сердечно-сосудистой системы. От пропитанного хлопка в производстве первичного алюминия было решено отказаться.
В наставлении по выбору и использованию защитной одежды и СИЗ для литейных производств Американского общества литейщиков (American Foundry Society) пропитанный хлопок также допускается использовать только для защиты от выплесков железоуглеродистых сплавов и никогда для защиты от расплавленного алюминия.
Следом за пропитанным хлопком были безрезультатно испытаны практически все доступные в то время ткани и покрытия. Исследования неоднократно приостанавливались и снова возобновлялись, растянувшись на несколько лет. К поиску и разработке негорючих тканей и отделок, отталкивающих расплавленный алюминий, было привлечено свыше 50 компаний, специализирующихся на огнезащитных отделках и два ведущих университета США Проектом руководил профессор университета [5]. Это была настоящая серьезная научная работа с привлечением ученых и использованием самых современных достижений текстильной промышленности, что подчеркивает сложность поставленной задачи и серьезность отношения к ней со стороны производителей алюминия.
Любопытным является тот факт, что большинство тканей, исследованных в рамках американского проекта, включая американские мета- и пара-арамиды, ткани из полинозных волокон и вышеупомянутого пропитанного хлопка, были отклонены по тем или иным причинам [5]. Только 100 %-ное шерстяное сукно с огнеотталкивающей пропиткой Zirpro® показало одновременно хорошие негорючие и высокие отталкивающие расплавленный алюминий свойства, но было признано экономически неэффективным при большой численности работников [5].
Только к концу 1980-х годов для Alcoa удалось разработать особую ткань с комбинированной конструкцией из горючей и негорючей пряжи. В 1991 году Alcoa пообещала снизить количество ожоговых травм, и одежда из новой защитной ткани стала важным элементом этого плана.
В интересах Алюминиевой компании Америки (Aluminum Company of America, с 1990 года — Alcoa) при поддержке Алюминиевой ассоциации США (Aluminum Association) были проведены испытания ткани из 100 %-ного хлопка, пропитанного солью фосфония (антипирен для придания негорючих свойств). Образцы тестировались выплеском 1 кг расплавленного алюминия с температурой 675 °C. Испытания показали, что даже несмотря на дополнительный слой ткани, имитирующий нижнюю одежду, фиксируемый тепловой поток через пакет был достаточным для того, чтобы вызвать у работника термический ожог последней 3-й степени.
Автор: Mr.1 / Shutterstock
Причина неудачи с пропитанным хлопком заключалась в том, что жидкий алюминий очень хорошо прилипал к поверхности этой ткани [5]. В исследовании [4] пропитанный хлопок также показал наихудший результат по отталкиванию расплавленного алюминия. Некоторые антипирены все же обеспечивали хлопку хорошие негорючие и даже отталкивающие алюминий свойства, но используемые латексные или акриловые связующие заполняли внутреннюю структуру ткани и препятствовали прохождению сквозь нее водяного пара. Тело работника в одежде из такой ткани переставало охлаждаться испарением и быстро становилось мокрым при температуре окружающей среды выше 38 °C. Кроме дискомфорта, такая одежда грозила риском получения теплового удара и провоцировала постоянную повышенную работу сердечно-сосудистой системы. От пропитанного хлопка в производстве первичного алюминия было решено отказаться.
В наставлении по выбору и использованию защитной одежды и СИЗ для литейных производств Американского общества литейщиков (American Foundry Society) пропитанный хлопок также допускается использовать только для защиты от выплесков железоуглеродистых сплавов и никогда для защиты от расплавленного алюминия.
Следом за пропитанным хлопком были безрезультатно испытаны практически все доступные в то время ткани и покрытия. Исследования неоднократно приостанавливались и снова возобновлялись, растянувшись на несколько лет. К поиску и разработке негорючих тканей и отделок, отталкивающих расплавленный алюминий, было привлечено свыше 50 компаний, специализирующихся на огнезащитных отделках и два ведущих университета США Проектом руководил профессор университета [5]. Это была настоящая серьезная научная работа с привлечением ученых и использованием самых современных достижений текстильной промышленности, что подчеркивает сложность поставленной задачи и серьезность отношения к ней со стороны производителей алюминия.
Любопытным является тот факт, что большинство тканей, исследованных в рамках американского проекта, включая американские мета- и пара-арамиды, ткани из полинозных волокон и вышеупомянутого пропитанного хлопка, были отклонены по тем или иным причинам [5]. Только 100 %-ное шерстяное сукно с огнеотталкивающей пропиткой Zirpro® показало одновременно хорошие негорючие и высокие отталкивающие расплавленный алюминий свойства, но было признано экономически неэффективным при большой численности работников [5].
Только к концу 1980-х годов для Alcoa удалось разработать особую ткань с комбинированной конструкцией из горючей и негорючей пряжи. В 1991 году Alcoa пообещала снизить количество ожоговых травм, и одежда из новой защитной ткани стала важным элементом этого плана.
СОВРЕМЕННЫЕ ТКАНИ И ПАКЕТЫ МАТЕРИАЛОВ ЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ
В непосредственной близости от расплавленного металла наибольшую опасность для работника представляет тепловое излучение, непрерывно распространяющееся посредством электромагнитных волн без участия передающей среды. Единственное эффективное применение в таких условиях находит экранирующая защитная одежда из невоспламеняемых тканей с алюминизированными покрытиями. В странах Европейского союза пользуется популярностью защитная одежда из алюминизированной 100 %-ной пара-арамидной ткани плотностью 500–600 г/м2 с вакуумной металлизацией, обеспечивающая максимальный класс защиты от расплавленного алюминия D3 и хорошую защиту от лучистого тепла. Алюминизированное покрытие работает как экран, отражающий электромагнитное излучение, посредством которого переносится тепло от нагретых металлов и поверхностей оборудования. В США популярна алюминизированная ткань из полинозных волокон риона (разновидность вискозы).
Если при выплеске расплавленному алюминию удается быстро скатиться с поверхности защитной одежды, то практически любая ткань будет эффективна при защите от ожогов, однако в случае задерживания металла в складках одежды очень немногие ткани смогут предотвратить сквозное прожигание и получение работником термического ожога. Для защитной одежды «на передовой» алюминиевых производств применяются смесовые ткани: 30 % преокс, 70 % пара-арамид плотностью 360–600 г/м2. Волокна преокс в составе ткани делают ее более устойчивой к сквозному прожиганию благодаря высокому кислородному индексу этих волокон (КИ > 50). Их получают термолизом искусственных или синтетических волокон, например акриловых, и иногда называют полу-углеродными.
Одинаковая по уровню защиты алюминизированная одежда может существенно отличаться по комфорту в диапазоне ощущений от «рыцарских доспехов» до полного отсутствия дискомфорта. Уже сегодня, благодаря новым технологиям, разработаны мягкие алюминизированные ткани, не сковывающие движений и позволяющие быстро избавиться от защитной одежды в случае необходимости.
С развитием технологий и автоматизации металлургических производств снижаются риски выплесков расплавленного алюминия и уменьшается тепловое излучение. Большую актуальность для многих профессий на алюминиевых производствах приобретает защитная одежда для комфортного использования в течение всей рабочей смены для второй линии защиты. (Шерстяное сукно с отделкой Zirpro® (100 % шерсти, плотность 460 г/м2) обеспечивает максимальный уровень защиты D3 и сегодня является одним из немногих эффективных и работающих решений для защиты от расплавленного алюминия на второй линии. Производится такая одежда на заказ и стоит не одну сотню евро. Проблема любой шерстяной защитной одежды заключается в необходимости деликатного ухода за ней. Ее нельзя стирать. Стирка может привести к значительной усадке ткани, которая по стандартам, установленным для защитной одежды от повышенных температур, не должна превышать 3 %.
В конце 90-х годов за рубежом предложили эффективную альтернативу 100 %-ной шерсти Zirpro®, добавив в состав специальную негорючую вискозу. Это удешевило стоимость защитной ткани и облегчило уход за ней. Ткань уже можно стирать, хотя ее усадка после стирки вызывает споры специалистов. Некоторые образцы могут дать усадку более 5 %, что не допускается требованиями стандартов по безопасности.
Если на предприятии низкий уровень культуры ухода за спецодеждой, то она может не удовлетворить ожидания из-за нестабильности линейных характеристик, выцветания или потери защитных свойств. Также очень важен контроль работодателя за происхождением и торговой маркой ткани, из которой изготовлена спецодежда, что является единственной гарантией качества.
Одной из удачных тканей, применяемых для защиты от расплавленного алюминия, является ткань, известная под торговым названием Marlan®. По информации испанского производителя, ткань Marlan®365 (30% шерсть, 50% вискоза, 20% полиамид) плотностью 365 г/м2 обеспечивает максимальный (по стандарту EN ISO 11612:2015) уровень защиты от расплавленного алюминия D3 и может стираться при нормальных температурах Принцип защиты таких комфортных тканей основан на быстром скатывании расплавленного металла с их поверхности, когда времени контакта с металлом недостаточно для термического ожога или сквозного прожигания одежды. При высоких рисках рекомендуется все-же применять алюминизированную защитную одежду, указанную выше.
Комфортные костюмы из легких смесовых тканей эффективны при сравнительно невысоких рисках. Повысить защиту системы одежды можно с помощью дополнительного нижнего слоя из огнестойкого теплостойкого трикотажного полотна. Трикотаж увеличит время до наступления ожогов от расплавленного металла и тепловых воздействий и гарантированно не воспламенится под верхней защитной одеждой, даже при ее загорании.
Ношение горючей и плавящейся синтетики под защитной одеждой чревато ожоговыми травмами.
В работе [2] исследователи опытным путем определили, что эффективная плотность верхней смесовой ткани из шерсти и вискозы, обеспечивающая уровень защиты D2 (200 г), составляет 300 г/м2. Уже при использовании нижнего термобелья Kermel® из ткани с такой же плотностью эксплуатационный уровень системы одежды повышается до D3, а пакет материалов легко проходит испытание 354 г (рисунок 2) расплавленного алюминия [2].
Система из нижнего термобелья и верхней одежды позволяет снизить вес последней и при этом увеличить уровень защиты работника от термических ожогов на случай загорания верхнего слоя или налипания к нему расплавленного металла. Замена обычного термобелья, предусмотренного Типовыми нормами бесплатной выдачи спецодежды, на огнестойкое и теплостойкое термобелье может существенно повысить защитные свойства любой верхней одежды от повышенных температур. Это простейший способ повышения безопасности труда с минимальными затратами (таблица 3).
Таблица 3 – Сравнение защитных свойств систем одежды
|
Верхняя ткань пакета
|
Нижняя ткань пакета |
Уровень защиты пакета |
|
Огнестойкая вискоза /шерсть/плотность 300 г/м2 |
Нет |
D2 (207 г) |
|
Трикотажное полотно Kermel®/огнестойкая вискоза/шерсть/ плотность 300 г/м2 |
D3 (354 г) |
На многих металлургических предприятиях страны система охраны труда сегодня в хорошем смысле выходит за рамки, предписанные государством. Безвозвратно уходят в прошлое устаревшие СИЗ, которые заменяются лучшими современными аналогами. На фоне улучшений в повседневной жизни меняется отношение работников к производственной среде. Когда современные СИЗ из инновационных материалов есть на кухне у каждой домохозяйки (например, перчатки для мытья посуды), то сложно заставить кого-то трудиться в спецодежде из устаревших материалов на взрывопожароопасных производственных объектах. Отсталость в обеспечении работников современной спецодеждой наносит ущерб не только безопасности, но и имиджу предприятия. Малоэффективные и неудобные робы работников не вызывают ассоциаций с успешным предприятием, выпускающим конкурентоспособную продукцию. Экономия на «спецовках» и людях наводит на мысль об экономии на всем остальном, включая качество. Позитивные изменения, несомненно, дойдут и до спецодежды металлургов, ведь с точки зрения нормативной базы и контроля со стороны государства все условия для этого созданы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Textiles for protection. Edited by Richard A. Scott, Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC. 2005.
2. Safety Clothing for the Aluminium Industry, Magnússon, Gunnarsson and Jónsson. 2001.
3. Heat and flame protection. Department of Textile Technology, Indian Institute of Technology, Hauz Khas. Handbook of technical textiles. Edited by A. R. Horrocks and S. C. Anand, Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC. 2000.
4. Proctor T. D. Setting standards for the resistance of clothing to molten metal splashes. Performance of Protective Clothing: Second Symposium. ASTM STP 989. Philadelphia, 1988.
5. Sharkey R. New developments in the design and evaluation of flame retardant clothing for protection against molten aluminum splash hazards. Performance of Protective Clothing. Fourth Volume. ASTM STP 1133. Philadelphia, 1992.
2. Safety Clothing for the Aluminium Industry, Magnússon, Gunnarsson and Jónsson. 2001.
3. Heat and flame protection. Department of Textile Technology, Indian Institute of Technology, Hauz Khas. Handbook of technical textiles. Edited by A. R. Horrocks and S. C. Anand, Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC. 2000.
4. Proctor T. D. Setting standards for the resistance of clothing to molten metal splashes. Performance of Protective Clothing: Second Symposium. ASTM STP 989. Philadelphia, 1988.
5. Sharkey R. New developments in the design and evaluation of flame retardant clothing for protection against molten aluminum splash hazards. Performance of Protective Clothing. Fourth Volume. ASTM STP 1133. Philadelphia, 1992.
Сергей Юрьевич Скоков,
генеральный директор
ООО «Кермель Арамид Солюшэнз»
генеральный директор
ООО «Кермель Арамид Солюшэнз»