DEF STAN 02-713 تعیین شاخص سمیت محصولات احتراق از نمونه‌های کوچک مواد

استاندارد "DEF STAN 02-713 تعیین شاخص سمیت محصولات احتراق از نمونه‌های کوچک مواد" که تحت استانداردهای دفاعی بریتانیا منتشر شده است، الزامات یکی از مجموعه‌ای از روش‌های آزمایش برای تعیین ویژگی‌های آتش‌سوزی مواد ذکر شده در DEF STAN 07-247 را شرح می‌دهد. این آزمایش سمیت محصولات احتراق را با توجه به تعداد محدودی از گونه‌های مولکولی کوچک که هنگام سوختن کامل یک نمونه کوچک از مواد تحت شرایط مشخص تولید می‌شوند، بررسی می‌کند.

این آزمایش به عنوان بخشی از فرآیند غربالگری پیش از انتخاب مواد در نظر گرفته شده است و نباید به عنوان ارزیابی خطرات سمیت در شرایط واقعی آتش‌سوزی تفسیر شود. این روش آزمایش برای تجزیه و تحلیل گروه خاصی از گونه‌های گازی که معمولاً در محصولات احتراق مواد مورد استفاده در کاربردهای نظامی یافت می‌شوند و ممکن است در صورت آتش‌سوزی کشنده باشند، در نظر گرفته شده است. این استاندارد به اثرات عقب‌ماندگی ذهنی حاد، سمیت تأخیری یا طولانی‌مدت یا سمیت مرتبط با محصولات احتراق ذرات نمی‌پردازد. مجموعه گونه‌های گازی مورد تجزیه و تحلیل جامع نیست و این آزمایش سمیت کل همه اجزای محصولات احتراق را تعیین نمی‌کند.

علاوه بر این، این آزمایش سعی در در نظر گرفتن تأثیر سرعت سوختن یک ماده بر سهم آن در خطر سمیت ندارد.

در اصل، داده‌های تحلیلی انواع خاصی از گازهای مولکولی کوچک که هنگام سوختن کامل ماده تحت شرایط مشخص آزاد می‌شوند، بر اساس سطح مواجهه (بر حسب ppm) هر گاز که منجر به عواقب کشنده در عرض 30 دقیقه می‌شود، به صورت ریاضی محاسبه می‌شوند و یک شاخص سمیت ترکیبی به دست می‌آید.

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر اعمال می شود:

• 1 متر³غلظت در هر ۱۰۰ گرم (ppm): غلظت گاز (ppm) تولید شده تحت شرایط آزمایش برای ۱۰۰ گرم ماده مقیاس بندی شده و محصولات احتراق به صورت ۱m بیان می‌شوند.³طوری دوباره محاسبه می‌شود که انگار روی حجمی از پخش شده است.
• عامل بحرانی: غلظت (ppm) گازی که در طول یک دوره مواجهه 30 دقیقه‌ای برای انسان کشنده تلقی می‌شود.
• غلظت اندازه‌گیری شده: غلظت گاز اندازه‌گیری شده در محفظه آزمایش، بر حسب ppm.
• شاخص سمیت: مجموع فاکتورهای سمیت گازهای منتخب تولید شده در اثر احتراق یک ماده تحت شرایط مشخص شده در آزمایش.
• دسته تولید: مقدار ماده‌ای که در یک کمپین از مواد اولیه یکسان، تحت شرایط فرآیند یکسان و با تجهیزات یکسان تولید می‌شود.
• ماده تولیدی: ماده‌ای با ترکیب یکسان، تولید شده از مواد اولیه یکسان، تحت شرایط فرآیند یکسان، با تجهیزات یکسان و در مکان یکسان، همانند ماده‌ای که قرار است برای مصرف نهایی طبق قرارداد/سفارش مشخص‌کننده این استاندارد تهیه شود.

نمونه‌های کوچک با جرم از پیش تعیین‌شده (معمولاً حدود ۱ گرم) در یک محفظه بسته با حجم ۰.۷ تا ۱.۰ متر مکعب با استفاده از چراغ بونزن که با هوا و گاز تغذیه می‌شود، در دمای ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد (به اضافه/منهای ۲۵ درجه) به طور کامل سوزانده می‌شوند^.

اتمسفر حاصل از محفظه برای گروه خاصی از گازها به صورت کمی تجزیه و تحلیل می‌شود. تصحیحات پس‌زمینه برای مقادیر مونوکسید کربن، دی اکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن تولید شده توسط مشعل کسر می‌شوند.

برای هر گاز، غلظت اندازه‌گیری شده به ازای هر ۱۰۰ گرم ماده مقیاس‌بندی شده و طوری محاسبه می‌شود که گویی محصولات احتراق دقیقاً در حجم ۱ متر مکعب پخش شده‌اند ^. غلظت حاصل به صورت نسبت ضریب بحرانی بیان می‌شود که برابر با غلظت گازی است که پس از ۳۰ دقیقه مواجهه برای انسان کشنده در نظر گرفته می‌شود.

شاخص سمیت ماده با جمع کردن نرخ‌های مربوط به تمام گازهای شناسایی شده بدست می‌آید.

این استاندارد که توسط وزارت دفاع بریتانیا منتشر شده است، روشی آزمایشی برای ارزیابی سمیت بالقوه دود و گازهای آزاد شده هنگام سوختن مواد با استفاده از نمونه‌های کوچک مقیاس تعیین می‌کند. این استاندارد برای اطمینان از ایمنی مواد مورد استفاده در کاربردهای نظامی، که در آنها خطرات آتش‌سوزی در فضاهای بسته مانند زیردریایی‌ها، هواپیماها یا وسایل نقلیه می‌تواند خطرات جدی برای پرسنل ایجاد کند، بسیار مهم است. با اندازه‌گیری سمیت، به انتخاب مواد کم‌خطر که اثرات سلامتی را در هنگام آتش‌سوزی به حداقل می‌رسانند، کمک می‌کند.

استاندارد DEF STAN 02-713 از نیاز به پرداختن به ایمنی آتش‌سوزی در محیط‌های پرخطر ناشی شد. از زمان انتشار، این استاندارد برای گنجاندن پیشرفت‌ها در تجزیه و تحلیل گازهای سمی و هماهنگ‌سازی بین‌المللی مورد بازنگری قرار گرفته است. این به‌روزرسانی به بازخوردهای حاصل از آزمایش‌های دفاعی و مقررات ایمنی در حال تحول پاسخ می‌دهد و پروتکل‌های آزمایش را بهبود می‌بخشد تا دقت بهتری در اندازه‌گیری سطوح مواجهه با گازهای کشنده و غیرکشنده ارائه دهد.

این استاندارد با استاندارد غیرنظامی «ISO 13344 تخمین پتانسیل سمی کشنده آوار آتش» موازی است، اما به طور خاص برای مواد درجه نظامی طراحی شده است و بر آزمایش سریع نمونه‌های کوچک برای پشتیبانی از غربالگری سریع مواد تأکید دارد.

به طور خلاصه، استاندارد DEF STA 02-713 یک آزمایش احتراق در مقیاس کوچک را برای به دست آوردن شاخص سمیت ، یک مقدار عددی که پتانسیل خطر سمی ماده را نشان می‌دهد، مشخص می‌کند . شاخص سمیت بر اساس غلظت گازهای سمی کلیدی (مانند مونوکسید کربن، اسید هیدروسیانیک و اسید هیدروکلریک) که باعث ناتوانی یا مرگ در زمان‌های مواجهه خاص می‌شوند، محاسبه می‌شود.

عناصر کلیدی این استاندارد عبارتند از:

• آماده‌سازی نمونه: نمونه‌های کوچکی از مواد (معمولاً ۱۵ تا ۵۰ گرم) برای شبیه‌سازی کاربرد در دنیای واقعی، مانند کامپوزیت‌ها، منسوجات یا پلیمرها، آماده‌سازی می‌شوند.
• دستگاه آزمایش: یک کوره کنترل‌شده یا پنل تابشی، نمونه را در معرض شارهای حرارتی شبیه‌سازی‌شده با شرایط آتش‌سوزی قرار می‌دهد (مثلاً ۲۵-۵۰ کیلووات بر متر مربع)²محصولات احتراق در یک محفظه جمع‌آوری شده و با کروماتوگرافی گازی یا طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) تجزیه و تحلیل می‌شوند.
• شبیه‌سازی مواجهه: این آزمایش دو سناریو را برای ثبت انواع رفتارهای آتش مدل‌سازی می‌کند: بدون شعله (با دود) و تجزیه شعله. مواجهه با جوندگان (که از گذشته مورد استفاده قرار می‌گرفت) یا مدل‌های محاسباتی، واکنش انسان را پیش‌بینی می‌کنند.
• معیارهای سمیت: پاسخ سمیت از زمان شروع (مثلاً از طریق مدل دوز مؤثر کسری) استخراج می‌شود. مقادیر زیر ۱.۰ نشان دهنده سمیت کم است، در حالی که نمرات بالاتر نشان دهنده مواد پرخطر است.
• گزارش‌دهی: نتایج شامل جزئیات بازده گاز، چگالی نوری دود و آستانه‌های انطباق است. معیارهای قبولی/رد به کاربرد نهایی بستگی دارد (مثلاً برای فضاهای بسته سختگیرانه‌تر است).

این روش برای افزایش بهره‌وری طراحی شده است و هر آزمایش ۱ تا ۲ ساعت طول می‌کشد، که آن را برای کنترل کیفیت در تولید مناسب می‌کند.

در بخش دفاعی، استاندارد DEF STAN 02-713 برای کاهش خطرات ناشی از سمیت دود، که تا 50 درصد از مرگ و میرهای ناشی از آتش سوزی در محیط‌های نظامی محدود را تشکیل می‌دهد، ضروری است. این استاندارد، انتشار مواد محرک از مواد موجود در عایق کابل، کفپوش یا کامپوزیت‌های سازه‌ای را به حداقل می‌رساند و باعث افزایش بقا در شرایط اضطراری می‌شود. به عنوان مثال، DEF STAN 02-345 برای مجموعه‌های لوله لاستیکی ارجاع داده می‌شود و پشتیبانی صدور گواهینامه را برای سیستم‌های دریایی، هوایی و زمینی فراهم می‌کند.

این استاندارد به دلایل مختلف، به ویژه در زمینه کاربردهای نظامی که ایمنی، قابلیت اطمینان و اثربخشی عملیاتی از اهمیت بالایی برخوردارند، بسیار مهم است.

این استاندارد همچنین بر تأمین‌کنندگان دفاعی جهانی تأثیر می‌گذارد، زیرا متحدان ناتو عموماً از این استاندارد برای قابلیت همکاری پیروی می‌کنند. آزمایشگاه‌های آزمایش پیشرفته، خدمات معتبری را برای این استاندارد ارائه می‌دهند و به تولیدکنندگان کمک می‌کنند تا از این استاندارد پیروی کرده و مسئولیت خود را کاهش دهند.

سازمان ما که سال‌هاست با دقت پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کند، با تیمی ماهر و زیرساخت‌های گسترده، آزمایش، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل را در طیف وسیعی از زمینه‌ها برای مشاغل در تمام بخش‌ها انجام می‌دهد. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش را مطابق با استاندارد "DEF STAN 02-713 تعیین شاخص سمیت محصولات احتراق از نمونه‌های کوچک مواد" ارائه می‌دهیم.