Система стандартов безопасности труда

СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

Методы испытаний

Часть 7

Определение проницаемости противоаэрозольного
фильтра

EN 13274-7:2002
Respiratory protective devices -
Methods of test - Part 7: Determination of
particle filter penetration
(IDT)

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации средств индивидуальной защиты ТК 320 «СИЗ» на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации средств индивидуальной защиты ТК 320 «СИЗ»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 878-ст

4 Настоящий стандарт идентичен региональному стандарту ЕН 13274-7:2002 «Средства индивидуальной защиты органов дыхания - Методы испытаний - Часть 7. Определение проницаемости противоаэрозольного фильтра» (EN 13274-7:2002 «Respiratory protective devices - Methods of test - Part 7: Determination of particle filter penetration»).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного регионального стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении В

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется ежегодно в издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Настоящий стандарт разработан как дополнение к стандартам на соответствующие средства индивидуальной защиты органов дыхания. Метод испытаний описан, как для изделий в сборе, так и для их элементов. Если отступления от метода испытания, приведенного в настоящем стандарте, являются обязательными, то эти отступления должны быть описаны в стандарте на соответствующее СИЗОД.

Система стандартов безопасности труда

СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

Методы испытаний

Часть 7

Определение проницаемости противоаэрозольного фильтра

Дата введения - 2010-12-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод испытания противоаэрозольного фильтра по показателю проницаемости.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ЕН 132 Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Термины, определения и пиктограммы (EN 132 Respiratory protective devices - Definitions of terms and pictograms)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения, приведенные в ЕН 132.

4 Общие положения

Чтобы обеспечить реализацию настоящего стандарта, в стандарте на соответствующее СИЗОД необходимо указывать следующие данные:

- показатели, на соответствие которым проводят испытания;

- количество образцов;

- метод испытаний;

- расход воздуха через фильтр;

- последовательность стадий предварительной подготовки образцов, если их больше одной;

- установка и положение образцов при испытаниях;

- критерий соответствия/несоответствия;

- любые отступления от данного метода.

5 Общие требования при испытаниях

Все значения, приведенные в настоящем стандарте, являются номинальными. Допускается отклонение ± 5 % от указанной температуры, не оговоренной в настоящем стандарте как максимальная или минимальная. При этом температура окружающей среды при испытаниях должна составлять (24 ± 8) °С. Все другие значения температур должны задаваться с точностью ± 1 °С.

6 Метод испытаний с использованием аэрозоля хлорида натрия

6.1 Сущность метода

Частицы аэрозоля хлорида натрия генерируют путем распыления водного раствора хлорида натрия и последующего испарения воды. Концентрацию аэрозоля определяют перед и за испытуемым фильтром с помощью пламенного фотометра. Средства регистрации частиц должны позволять проводить измерение проницаемости < 0,001 % до 100 %.

Если используют конструкцию испытательного оборудования, отличную от приведенной в 6.2 настоящего стандарта, то устанавливают прямую корреляцию с данным стандартным методом и показывают их равнозначность.

6.2 Испытательное оборудование

Схема испытательной установки представлена на рисунке 1.

1 - сжатый воздух; 2 - воздушный фильтр; 3 - генератор аэрозоля; 4 - сброс; 5 - чистый воздух;
6 - испытуемый образец; 7 - испытательная камера; 8 - датчик давления (дополнительно); 9 - сброс;
10 - пламенный фотометр; 11 - 3-ходовой клапан

Рисунок 1 - Схема установки для испытаний с использованием аэрозоля хлорида натрия

Аэрозоль генерируется с помощью распылителя Коллисона, заполненного 1 %-ным раствором хлорида натрия. Распылитель, показанный на рисунке 2, состоит из стеклянного сосуда, в который впаяна распылительная головка с тремя распылительными насадками. В распылитель поступает воздух под давлением 345 кПа, а получаемый жидкий аэрозоль сталкивается с отражательной перегородкой (экраном), удаляющей большие частицы. Частицы, которые не столкнулись с экраном, выносятся потоком воздуха. После смешения с сухим воздухом вода испаряется, при этом получается сухой аэрозоль хлорида натрия.

1 - резьбовая втулка; 2 - соединительный патрубок;
3 - корпус; 4 - 4 равноудаленных отверстия с минимальным диаметром 12,5 мм;
5 - сопло; 6 - жидкость; 7 - максимальный уровень жидкости;
8 - минимальный уровень жидкости

Рисунок 2 - Схема конструкции распылителя для испытаний с использованием аэрозоля
хлорида натрия с указанием максимального и минимального уровней жидкости

Полученный таким образом аэрозоль является полидисперсным со среднемассовым диаметром частиц около 0,6 мкм. Распределение частиц хлорида натрия по размерам представлено на рисунке 3.

1 - распределение частиц по массе; 2 - распределение частиц по количеству;
а - наибольшая диагональ частицы NaCl, мкм; b - доля частиц меньше заданного размера, %

Рисунок 3 - Распределение частиц аэрозоля хлорида натрия по размерам
при распылении 1 %-ного раствора хлорида натрия при давлении 345 кПа

Концентрация и размер частиц аэрозоля хлорида натрия остаются постоянными в установленных пределах при условии, что давление подаваемой смеси составляет от 331 до 359 кПа, а расход воздушного потока через три сопла находится в пределах от 12,5 до 13,0 дм³/мин. Выходящий поток смешивается с потоком сухого воздуха с расходом 84 дм³/мин с образованием общего потока с расходом 95 дм³/мин.

Примечание - Расход раствора хлорида натрия должен составлять 15 см³/ч. Объем стеклянного сосуда подбирают таким образом, чтобы изменения концентрации и потери в объеме раствора в течение 8 ч не вызывали серьезных изменений параметров тест-аэрозоля.

Определение концентрации аэрозоля хлорида натрия при его прохождении через противоаэрозольный фильтр проводят до и после испытуемого фильтра с помощью пламенного фотометра с соответствующей чувствительностью. Существует пламенный фотометр, специально разработанный для этих целей.

Примечание - Информацию о производителе фотометра и генератора аэрозоля можно получить в секретариате CEN/TC 79.

Прибор представляет собой водородный пламенный фотометр. Водородную горелку, обеспечивающую получение симметричного относительно вертикальной оси пламени, помещают в жаростойкую стеклянную трубку. Эта трубка должна быть оптически однородной для уменьшения влияния света пламени.

При прохождении через жаростойкую трубку частицы хлорида натрия в воздухе испаряются, приводя к характерной эмиссии натрия с длиной волны 589 нм. Интенсивность эмиссии пропорциональна концентрации натрия в потоке воздуха.

Интенсивность излучаемого пламенем света измеряют с помощью фотоэлектронного умножителя. Чтобы отличить эмиссию натрия от фонового света на других длинах волн используют узкополосные интерференционные светофильтры в комбинации с соответствующими фильтрами боковой полосы. Желательно, чтобы такой фильтр имел полуширину полосы не более 5 нм.

Поскольку выходные значения фотоумножителя пропорциональны падающему потоку света в относительно узком интервале, используют нейтральные светофильтры для уменьшения высокой интенсивности света. Такие фильтры точно калибруют совместно с используемым интерференционным фильтром так, чтобы реальную интенсивность света можно было вычислить на основании выходных значений фотоумножителя. Сигнал фотоумножителя усиливают и регистрируют.

6.3 Условия проведения испытаний

Распределение частиц по размерам при распылении 1 %-ным раствором хлорида натрия при давлении воздуха 345 кПа должно соответствовать представленному на рисунке 3.

Концентрация аэрозоля                                                               - (8 ± 4) мг/м³.

Относительная влажность                                                          - не более 60 %.

Расход потока тест-аэрозоля                                                       - 95 дм³/мин.

Давление воздуха, поступающего в распылитель                   - (345 ± 15) кПа.

Расход воздушного потока, поступающего в распылитель    - (12,75 ± 0,25) дм³/мин.

Расход воздушного потока для разбавления                             - 82 дм³/мин.

Примечание - Расход водорода в фотометре - (475 ± 25) см³/мин.

6.4 Методика проведения испытаний

Подают аэрозоль в испытательную камеру с закрепленным в ней испытуемым фильтром.

При расходе потока тест-аэрозоля меньше 95 дм³/мин уменьшают скорость воздушного потока через фильтр до требуемого значения.

При расходе потока тест-аэрозоля больше 95 дм³/мин подают на выход генератора аэрозоля поток чистого воздуха с относительной влажностью 60 %, чтобы получить требуемое значение скорости воздушного потока через фильтр. Поток чистого воздуха подают до входа в испытательную камеру, чтобы обеспечить равномерное распределение концентрации аэрозоля в камере. При этом уменьшится концентрация аэрозоля перед фильтром, что учитывают при расчете коэффициента проницаемости по 6.5 настоящего стандарта.

Пропускают через фильтр воздушный поток с расходом 95 дм³/мин, концентрацию измеряют непосредственно до и после фильтра с помощью фотометра. Проницаемость фильтра определяют путем усреднения значений, снятых в течение (30 ± 3) с через три минуты после начала проведения испытания.

6.5 Обработка результатов

Коэффициент проницаемости фильтра, К, %, рассчитывают по формуле

                                                                (1)

где С₁ - концентрация аэрозоля хлорида натрия до фильтра, мг/м³;

С₂ - концентрация аэрозоля хлорида натрия после фильтра, мг/м³.

7 Метод испытаний с использованием аэрозоля парафинового масла

7.1 Сущность метода

Частицы аэрозоля парафинового масла генерируют путем распыления нагретого парафинового масла. Концентрацию аэрозоля измеряют до и после фильтра с использованием аэрозольного фотометра, который должен позволять проводить измерение проницаемости от < 0,001 % до 100 %.

Если используется конструкция испытательного оборудования, отличная от приведенной в 7.2, то устанавливают прямую корреляцию с данным стандартным методом и показывают их равнозначность.

7.2 Испытательное оборудование

Схема испытательной установки представлена на рисунке 4.

Аэрозоль парафинового масла получают с использованием распылителя. Сосуд для распыления заполняют парафиновым маслом (парафиновое масло марки СР 27 DAB 7) и нагревают с помощью электрического нагревательного устройства так, чтобы температура масла поддерживалась равной 100 °С с помощью термостата. Отфильтрованный сжатый воздух под давлением 400 кПа предварительно нагревают в нагревательном устройстве и продувают через распыляющее сопло. Отделение больших капель в генерируемом аэрозоле парафинового масла происходит в распыляющем сопле, а затем в спиральной трубке. В сосуде смешения происходит разбавление капель масла и аэрозоля парафинового масла отфильтрованным воздухом, проходящим с расходом 50 дм³/мин. Концентрация тест-аэрозоля снижается до требуемой для испытаний (20 ± 5) мг/м³ вследствие потерь соответствующей фракции аэрозоля парафинового масла и последующего разбавления отфильтрованным потоком воздуха с расходом 83 дм³/мин в циклоне (рисунок 5). Полученный таким методом тест-аэрозоль является полидисперсным. Распределение частиц аэрозоля представляет собой логарифмически нормальное распределение со средним диаметром Стокса 0,4 мкм и логарифмическим стандартным отклонением σ = 0,26 (рисунок 6).

1 - испытательная камера; 2 - герметично закрываемая дверь камеры; 3 - тарелка для сбора масла, стекающего вниз по стенкам трубки; 4 - крышка воздуходувок, приводимых в движение напором воздуха; 5 - воздуходувки, приводимые в движение напором воздуха; 6 - расходомеры, действующие в диапазоне измерения от 800 до 8000 дм³/ч для измерения потока воздуха, приводящего в движение вентиляторы (5000 дм³/мин); 7 - клапаны, регулирующие расход потока; 8 - высокоэффективные фильтры; 9 - регулятор подачи сжатого воздуха; 10 - высокопроизводительный воздушный фильтр; 11 - тройник для отбора аэрозоля парафинового масла, необходимого для испытания; 12 - игольчатый клапан, регулирующий концентрацию аэрозоля парафинового масла в камере; 13 - генератор аэрозоля парафинового масла; 14 - аэрозольный фотометр; 15 - пробоотборник для измерения концентрации аэрозоля парафинового масла в камере; 16 - пробоотборник для измерения концентрации аэрозоля парафинового масла после фильтра; 17 - склянка Вульфа; 18 - объем буфера 5 дм³; 19 - сжатый воздух; 20 - подача воздуха для разбавления; 21 - к вакуумному насосу; 22 - испытуемый образец

Рисунок 4 - Схема установки для испытаний с использованием аэрозоля парафинового масла

Тест-аэрозоль подается в испытательную камеру (рисунок 4, позиция 1) с закрепленным в камере фильтром, подлежащим испытанию. Поток аэрозоля с заданным расходом пропускается через испытуемый фильтр. Концентрацию аэрозоля парафинового масла измеряют до и после испытуемого фильтра с помощью аэрозольного фотометра для измерения рассеянного света под углом 45°. Свет от источника направляют на измерительную ячейку и фотоумножитель. Прямой луч света, направленный на умножитель, прерывается с помощью обтюратора так, что в рассеянный частицами свет всегда вносят поправку на колебание интенсивности света источника. Интенсивность луча сравнения автоматически ослабляют с помощью нейтральных фильтров и шторки с нейтральной оптической плотностью до интенсивности луча рассеянного света.

Регистрируют интенсивность рассеянного света, являющуюся показателем концентрации аэрозоля.

Рисунок 5 - Циклон

7.3 Условия проведения испытаний

Распределение частиц аэрозоля парафинового масла по размерам должно соответствовать представленному на рисунке 6.

1 - доля частиц больше заданного размера, %; 2 - диаметр Стокса, мкм;
3 - числовое распределение частиц аэрозоля парафинового масла σ_{log c} = 0,26

Рисунок 6 - Распределение частиц аэрозоля парафинового масла по размерам

Концентрация аэрозоля - (20 ± 5) мг/м³.

7.4 Методика проведения испытаний

Подают тест-аэрозоль в испытательную камеру с закрепленным в ней испытуемым фильтром.

Через фильтр пропускают поток с расходом 95 дм³/мин с использованием соответствующего побудителя расхода. Концентрацию аэрозоля измеряют непосредственно перед и за фильтром с помощью аэрозольного фотометра.

При расходе потока тест-аэрозоля больше 95 дм³/мин подают на выход циклона поток чистого воздуха, чтобы получить требуемое значение скорости воздушного потока через фильтр. Поток чистого воздуха подают до входа в испытательную камеру, чтобы обеспечить равномерное распределение концентрации аэрозоля в камере.

При этом уменьшится концентрация аэрозоля перед фильтром, что требуется учитывать при расчете коэффициента проницаемости по 6.5.

Проницаемость фильтра определяют путем усреднения значений, снятых в течение (30 ± 3) с, спустя три минуты после начала проведения испытания.

Примечание - Важно, чтобы расход воздушного потока через циклон оставался постоянным, иначе это может оказать влияние на дисперсный состав генерируемого аэрозоля.

7.5 Обработка результатов

Коэффициент проницаемости фильтра, К, %, рассчитывают по формуле

                                                            (2)

где l₁ - показания фотометра до фильтра;

l₂ - показания фотометра после фильтра;

l₀ - нулевой отсчет фотометра для чистого воздуха.

Приложение А
(обязательное)

Результаты испытаний. Неопределенность измерений

Для каждого из необходимых измерений, выполняемых в соответствии с данным стандартом, необходимо провести соответствующую оценку неопределенности измерений. Оценку неопределенности проводят и указывают при описании результатов испытаний, чтобы пользователь отчета об испытаниях (протокола) мог оценить достоверность данных.

Приложение В
(справочное)

Сведения о соответствии ссылочным национальным стандартам Российской Федерации
ссылочных международных и европейских региональных стандартов

Таблица В.1