СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ФИЛЬТРУЮЩЕ-ПОГЛОЩАЮЩИХ КОРОБОК СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
METHOD FOR ASSESSING PROTECTIVE PROPERTIES OF CANISTERS OF RESPIRATORY PROTECTORS

Изобретение относится к области исследований показателей качества материалов и изделий, а именно к созданию экспериментального способа оценки защитных свойств фильтрующе-поглощающих коробок (ФПК) средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД).
В настоящее время оценка исправности фильтрующе-поглощающих коробок основана на создании исходных (стандартных) смесей вредных веществ на входе в ФПК и определении ее времени защитного действия (ВЗД) путем аспирации оцениваемых воздушных масс на выходе через ту или иную поглотительную среду. При этом создание исходных смесей физиологически активных веществ (ФАВ) на входе оцениваемой ФПК проводится динамическими методами, позволяющими подавать зараженную воздушную смесь на ее каталитическую систему в течение продолжительного отрезка времени. На выходе из оцениваемого устройства вещества, в различном агрегатном состоянии, улавливаются из воздуха жидкими или твердыми адсорбентами, в которых определяемое вещество растворяется или химически (физически) связывается. Затем проводится количественный химический анализ вещества в пробе с последующей оценкой защитных свойств исследуемой ФПК [1, 2].
При всех достоинствах данного способа он по ряду причин не всегда может быть использован для качественной оценки исправности ФПК. Это связано с тем, что применение физиологически активного вещества требует создания специальных условий для обеспечения безопасности персонала при проведении экспериментальной оценки качественного состояния ФПК, а также при его получении и хранении.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа определения исправности фильтрующе-поглощающих коробок по ФАВ общетоксического действия - хлорциану, подверженному каталитическому разложению, с использованием озона в качестве контрольного газа [3].
Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе определение исправности ФПК производится в следующей последовательности:
подача озона в узел дозирования;
формирование смеси озона и воздуха;
определение концентрации озона на входе в ФПК;
отбор проб воздушной смеси на выходе из ФПК;
пересчет полученных значений времени удержания озона на время защитного действия по хлорциану.
Формирование смеси озона и воздуха осуществляется в смесителе. Конструкция данного узла позволяет создавать необходимую концентрацию контрольного газа перед его подачей на ФПК. Кроме того, дополнительно установленный на входе смесителя осушительный патрон, снаряженный силикагелем, активированным углем-катализатором или другим высокоэффективным адсорбентом, позволяет производить предварительную осушку воздуха.
Для определения времени удержания озона производится отбор проб воздушной смеси за ФПК на индикаторную трубку. По изменению окраски индикаторного состава можно судить об исчерпании защитных свойств ФПК.
Рассмотрим более подробно основные этапы предлагаемого способа применительно к опытному образцу ФПК промышленного типа марки ГП-7БК, разработанного ООО «Бриз-Кама», г. Владимир.
Под действием вакуумного насоса озон от генератора подается в смеситель, в котором происходит его разбавление атмосферным воздухом. Образующаяся озоновоздушная смесь через систему воздуховодов поступает в концентрационную камеру, где находится экспозиционная индикаторная трубка, предназначенная для определения концентрации контрольного газа в озоновоздушной смеси, подаваемой на ФПК.
После этого озон проходит стадию взаимодействия с углем-катализатором оцениваемой фильтрующе-поглощающей коробки. Пройдя ФПК, воздушная смесь поступает во вторичный воздуховод, имеющий место подключения индикаторной трубки, предназначенной для контроля наличия озона за фильтрующе-поглощающей коробкой.
Определение защитных свойств проводится путем пересчета времени удержания озона исследуемой ФПК на время защитного действия по хлорциану и сравнением полученного значения со значением, регламентированным нормативной документацией.
Для подтверждения возможности осуществления изобретения проведем определение времени удержания озона ФПК марки ГП-7БК, предварительно подвергшимися воздействию хлорциана с различным временем экспозиции. Условия проведения исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1
Условия проведения экспериментальных исследований
Показатель
Значение показателя
Объемный расход озоновоздушной смеси, л·мин<sup>-1</sup>
230±5
Объемный расход озоновоздушной смеси, проходящей через индикаторную трубку, л·мин<sup>-1</sup>
1±0,2
Влажность озоновоздушной смеси, %
75±5
Первоначальной задачей являлось установление времени защитного действия ФПК марки ГП-7БК по хлорциану. В ходе экспериментальных исследований было определено, что ВЗД данных ФПК составляет в среднем 30±2 мин. Данное значение было использовано для расчета остаточного ВЗД при различном времени отработки фильтрующе-поглощающих коробок по хлорциану.
Результаты экспериментальных исследований по определению времени удержания озона ФПК, прошедшими отработку по хлорциану, представлены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты экспериментальных исследований ФПК марки ГП-7БК
№ ФПК
Время отработки ФПК по хлорциану, мин
Средняя концентрация озона, мг·л<sup>-1</sup>
Среднее время удержания озона, мин
Доза озона, мг·мин·л<sup>-1</sup>
Остаточное ВЗД, мин
Степень отработки ФПК, %
1
5
2,1
44,7
93,9
25
17
2
3
4
10
2,0
42,0
84,0
20
33
5
6
7
15
2,8
24,0
67,2
15
50
8
9
10
25
2,5
24,0
60,0
5
83
11
12
13
до проскока (30±2)
3,4
16,0
54,4
0
100
14
15
уд
ост
Анализ данных, представленных в таблице 2, показывает, что при увеличении степени отработки шихты фильтрующе-поглощающей коробки по хлорциану наблюдается снижение времени удержания озона. По полученным данным строят график зависимости времени удержания озона (t) ФПК от их остаточного ВЗД (ВЗД) (см. чертеж).
График имеет экспоненциальную зависимость, которая описывается уравнением:
ост
где ВЗД - остаточное время защитного действия образцов ФПК, мин;
a, b - поправочные коэффициенты, зависят от марки угля-катализатора, влажности шихты и условий проведения эксперимента;
уд
t - время удержания озона ФПК, мин.
Представленное уравнение может быть использовано для оценки остаточного времени защитного действия ФПК марки ГП-7БК по хлорциану.
min
min
По полученной зависимости времени удержания озона ФПК от остаточного ВЗД по хлорциану определяют минимальное время удержания озона (t), необходимое для соответствия образца требованиям ТУ (ТТТ) по защите от ФАВ общетоксического действия. Образец удовлетворяет требованиям, если величина времени удержания озона ФПК больше или равна t.
При этом на оси абсцисс отмечают точку, соответствующую величине ВЗД испытываемых ФПК по хлорциану (согласно требованиям), и из нее проводят прямую, параллельную оси ординат, до пересечения с графиком  Из точки пересечения проводят перпендикуляр на ось ординат. Точка пересечения перпендикуляра с ординатой характеризует минимальное время удержания озона, необходимое для соответствия образца требованиям по защите от хлорциана для конкретной марки угля-катализатора.
min
Значение t находят по формуле:
min
где t - минимальное время удержания озона, необходимое для соответствия образца требованиям, мин;
е - основание натурального логарифма;
ВЗД - время защитного действия ФПК по хлорциану, установленное в требовании на образец, мин;
а, b - поправочные коэффициенты.
Данное значение является критерием оценки защитных свойств исследуемых ФПК противогазов на соответствие требованию по защите от хлорциана.
Таким образом, приведенные выше данные свидетельствуют о том, что заявляемый способ может быть использован для оценки качественного состояния ФПК и имеет явные преимущества, позволяя осуществлять определение защитных свойств фильтрующе-поглащающих коробок без применения ФАВ.
Источники информации
1. Муравьева С.И. Руководство по контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны [Текст] / М.И.Буковский, Е.К.Прохорова. - М.: «Химия», 1991. - 92 с.
2. Перегуд Е.А. Санитарно-химический контроль воздушной среды [Текст]. - Л.: «Химия», 1978. - 325 с.
3. Разумовский С.Д. Озон и его реакции с органическими соединениями [Текст]. - М.: «Наука», 1974. - 16 с.