DEF STAN 02-713 Определение индекса токсичности продуктов горения на образцах малых материалов

Стандарт «DEF STAN 02-713 Определение индекса токсичности продуктов горения на образцах малых материалов», опубликованный Министерством обороны Великобритании, описывает требования к одному из методов испытаний для определения характеристик горения материалов, упомянутых в DEF STAN 07-247. Этот тест исследует токсичность продуктов горения в отношении ограниченного числа малых молекулярных соединений, образующихся при полном сгорании небольшого образца материала в заданных условиях.

Настоящее испытание является частью процесса предварительного отбора материалов и не должно рассматриваться как оценка токсичности в условиях реального пожара. Данный метод испытания предназначен для анализа определённой группы газовых компонентов, обычно встречающихся в продуктах сгорания материалов военного назначения и способных привести к летальному исходу в случае пожара. Настоящий стандарт не рассматривает острые эффекты умственной отсталости, отсроченную или долгосрочную токсичность, а также токсичность, связанную с твердыми частицами продуктов сгорания. Перечень анализируемых газовых компонентов не является исчерпывающим, и испытание не определяет общую токсичность всех компонентов продуктов сгорания.

Кроме того, в данном испытании не предпринимается попытка учесть влияние скорости горения материала на его вклад в опасность токсичности.

В принципе, аналитические данные по конкретным типам малых молекулярных газов, выделяющихся при полном сгорании материала в заданных условиях, математически рассчитываются на основе уровня воздействия (в ppm) каждого газа, который приведет к летальным последствиям в течение 30 минут, и получается объединенный индекс токсичности.

Для целей настоящего стандарта применяются следующие термины и определения:

• 1 м³Концентрация на 100 г (ppm): Концентрация газа (ppm), полученная в условиях испытания, масштабируется на 100 г материала, а продукты сгорания выражаются как 1 м³Пересчитывается так, как если бы он был распределен по объему .
• Критический фактор: концентрация (ppm) газа, которая считается смертельной для человека в течение 30-минутного периода воздействия.
• Измеренная концентрация: концентрация газа, измеренная в испытательной камере, в ppm.
• Индекс токсичности: сумма коэффициентов токсичности выбранных газов, образующихся при сгорании материала в условиях, указанных в испытании.
• Производственная партия: количество материала, произведенного в ходе одной и той же кампании из одних и тех же исходных материалов, в одних и тех же условиях технологического процесса и на одном и том же оборудовании.
• Производственный материал: Материал, имеющий тот же состав, произведенный из того же сырья, в тех же условиях процесса, на том же оборудовании и в том же месте, что и материал, поставляемый для конечного использования по контракту/заказу, в котором указан настоящий стандарт.

Небольшие образцы заданной массы (обычно около 1 грамма) полностью сжигаются в закрытой камере объемом 0,7–1,0 м³ с помощью горелки Бунзена, работающей на воздухе и газе, при температуре 1150 градусов ± 25 градусов^.

Полученная атмосфера камеры количественно анализируется на наличие определённой группы газов. Вычитаются фоновые поправки на количество оксида углерода, диоксида углерода и оксидов азота, образующихся в горелке.

Для каждого газа измеренная концентрация масштабируется на 100 г материала и пересчитывается так, как если бы продукты сгорания были распределены по объему ровно 1 м³ ^. Полученная концентрация выражается в виде отношения критических факторов, равного концентрации газа, считающейся смертельной для человека после 30 минут воздействия.

Индекс токсичности материала получается путем суммирования показателей всех обнаруженных газов.

Этот стандарт, опубликованный Министерством обороны Великобритании, устанавливает метод испытаний для оценки потенциальной токсичности дыма и газов, выделяющихся при горении материалов, с использованием образцов малого размера. Этот стандарт критически важен для обеспечения безопасности материалов, используемых в военных целях, где опасность возгорания в закрытых помещениях, таких как подводные лодки, самолеты или транспортные средства, может представлять серьезную угрозу для персонала. Измерение токсичности помогает выбирать материалы с низким уровнем риска, минимизирующие воздействие на здоровье при пожарах.

Стандарт DEF STAN 02-713 был разработан в связи с необходимостью обеспечения пожарной безопасности в условиях повышенного риска. С момента публикации стандарт был пересмотрен с учетом достижений в области анализа токсичных газов и международной гармонизации. Данное обновление учитывает отзывы, полученные в ходе испытаний в оборонной промышленности, и меняющиеся правила безопасности, совершенствуя протоколы испытаний для повышения точности измерения сублетальных и летальных уровней воздействия.

Этот стандарт проводит параллели с гражданским стандартом «ISO 13344 Оценка смертельного токсического потенциала отходов горения», но специально разработан для материалов военного назначения и делает акцент на быстром тестировании небольших образцов для обеспечения быстрой проверки материалов.

Вкратце, стандарт DEF STA 02-713 определяет метод проведения мелкомасштабного испытания на горение для получения индекса токсичности — числового значения, указывающего на потенциальную токсическую опасность материала . Индекс токсичности рассчитывается на основе концентрации основных токсичных газов (например, оксида углерода, синильной кислоты и соляной кислоты), вызывающих недееспособность или смерть в течение определенного времени воздействия.

Ключевые элементы этого стандарта:

• Подготовка образцов: Небольшие образцы материалов (обычно 15–50 граммов) кондиционируются для имитации реального использования, например, композитов, текстиля или полимеров.
• Испытательная аппаратура: контролируемая печь или теплоизлучающая панель подвергают образец воздействию тепловых потоков, имитирующих условия пожара (например, 25–50 кВт/м2).²). Продукты сгорания собираются в камере и анализируются методом газовой хроматографии или инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИКФС).
• Моделирование воздействия: Тест моделирует два сценария, описывающих различные варианты поведения пожара: беспламенное (тление) и разложение в пламени. Модели воздействия на грызунов (традиционно используемые) или вычислительные модели прогнозируют реакцию человека.
• Показатели токсичности: Токсичность определяется временем наступления (например, с помощью модели дробной эффективной дозы). Значения ниже 1,0 указывают на низкую токсичность, тогда как более высокие значения указывают на материалы с высокой степенью риска.
• Отчетность: Результаты включают подробные данные о выходе газа, оптической плотности дыма и пороговых значениях соответствия. Критерии соответствия/несоответствия зависят от конечного использования (например, для закрытых помещений они более строгие).

Данная процедура рассчитана на высокую производительность, так как на один тест уходит 1–2 часа, что делает ее пригодной для контроля качества на производстве.

В оборонном секторе стандарт DEF STAN 02-713 играет ключевую роль в снижении риска отравления дымом, на долю которого приходится до 50% смертей от пожаров в закрытых военных помещениях. Он минимизирует выделение раздражающих веществ из материалов кабельной изоляции, напольных покрытий и конструкционных композитов, повышая выживаемость в чрезвычайных ситуациях. Например, стандарт DEF STAN 02-345 применяется к резиновым трубным узлам, обеспечивая сертификацию для военно-морских, воздушных и наземных систем.

Этот стандарт имеет решающее значение по нескольким причинам, особенно в контексте военных применений, где безопасность, надежность и эксплуатационная эффективность имеют первостепенное значение.

Этот стандарт также влияет на поставщиков оборонной продукции по всему миру, поскольку союзники по НАТО, как правило, соблюдают этот стандарт для обеспечения оперативной совместимости. Передовые испытательные лаборатории предлагают аккредитованные услуги по этому стандарту, помогая производителям соблюдать его и снижать свою ответственность.

Наша организация, работающая на протяжении многих лет и внимательно следящая за мировыми достижениями в области науки и технологий, проводит испытания, измерения и анализы в широком спектре областей для предприятий всех секторов экономики, обладая квалифицированной командой и обширной инфраструктурой. В этой связи мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом «DEF STAN 02-713 Определение индекса токсичности продуктов горения на образцах малых объемов».