DEF STAN 02-713 Xác định chỉ số độc tính của sản phẩm đốt cháy từ các mẫu vật liệu nhỏ

Tiêu chuẩn "DEF STAN 02-713 Xác định Chỉ số Độc tính của Sản phẩm Đốt cháy từ Mẫu Vật liệu Nhỏ", được công bố theo Tiêu chuẩn Quốc phòng Anh, mô tả các yêu cầu đối với một trong một loạt các phương pháp thử nghiệm để xác định đặc tính cháy của vật liệu được tham chiếu trong DEF STAN 07-247. Thử nghiệm này kiểm tra độc tính của sản phẩm đốt cháy liên quan đến một số lượng hạn chế các phân tử nhỏ được tạo ra khi một mẫu vật liệu nhỏ cháy hoàn toàn trong các điều kiện quy định.

Thử nghiệm này được thiết kế để hình thành một phần của quy trình sàng lọc sơ bộ vật liệu và không nên được hiểu là đánh giá các mối nguy hiểm về độc tính trong điều kiện cháy thực tế. Phương pháp thử nghiệm này nhằm mục đích phân tích một nhóm các loại khí cụ thể thường thấy trong các sản phẩm cháy của vật liệu được sử dụng trong các ứng dụng quân sự và có thể gây tử vong trong trường hợp hỏa hoạn. Tiêu chuẩn này không đề cập đến các tác động gây chậm phát triển trí tuệ cấp tính, độc tính chậm hoặc lâu dài, hoặc độc tính liên quan đến các sản phẩm cháy dạng hạt. Tập hợp các loại khí được phân tích không phải là toàn diện, và thử nghiệm này không xác định tổng độc tính của tất cả các thành phần của sản phẩm cháy.

Ngoài ra, thử nghiệm này không tính đến tác động của tốc độ cháy của vật liệu đối với nguy cơ gây độc tính.

Về nguyên tắc, dữ liệu phân tích các loại khí phân tử nhỏ cụ thể được giải phóng khi vật liệu bị đốt cháy hoàn toàn trong điều kiện quy định sẽ được tính toán toán học dựa trên mức độ phơi nhiễm (tính bằng ppm) của từng loại khí có thể gây tử vong trong vòng 30 phút và chỉ số độc tính kết hợp sẽ được thu được.

Với mục đích của tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

• 1 m³Nồng độ trên 100g (ppm): Nồng độ khí (ppm) được tạo ra trong điều kiện thử nghiệm được chia tỷ lệ cho 100g vật liệu và sản phẩm cháy được biểu thị là 1m³Nó được tính toán lại như thể nó được trải rộng trên một thể tích .
• Yếu tố quan trọng: Nồng độ (ppm) của khí được coi là gây chết người trong thời gian tiếp xúc 30 phút.
• Nồng độ đo được: Nồng độ khí đo được trong buồng thử nghiệm, tính bằng ppm.
• Chỉ số độc tính: Tổng các yếu tố độc tính của các loại khí được chọn tạo ra do quá trình đốt cháy vật liệu trong các điều kiện được chỉ định trong thử nghiệm.
• Lô sản xuất: Số lượng vật liệu được sản xuất trong cùng một đợt từ cùng một nguyên liệu đầu vào, trong cùng điều kiện quy trình và bằng cùng một thiết bị.
• Vật liệu sản xuất: Vật liệu có cùng thành phần, được sản xuất từ ​​cùng một nguyên liệu thô, trong cùng điều kiện quy trình, với cùng thiết bị và tại cùng địa điểm, như vật liệu được cung cấp để sử dụng cuối cùng theo hợp đồng/đơn đặt hàng quy định tiêu chuẩn này.

Các mẫu nhỏ có khối lượng xác định trước (thường khoảng 1 gam) được đốt cháy hoàn toàn trong một buồng kín có thể tích 0,7–1,0 m³ bằng đèn Bunsen sử dụng không khí và khí đốt, ở nhiệt độ 1150 độ cộng/trừ 25 độ^.

Bầu khí quyển buồng đốt thu được sẽ được phân tích định lượng cho một nhóm khí cụ thể. Các hiệu chỉnh nền được trừ đi cho lượng carbon monoxide, carbon dioxide và nitơ oxit do đầu đốt tạo ra.

Đối với mỗi loại khí, nồng độ đo được sẽ được quy đổi trên 100 g vật liệu và tính toán lại như thể sản phẩm cháy được trải đều trên một thể tích chính xác là 1 m³ ^. Nồng độ thu được được biểu thị dưới dạng tỷ lệ hệ số tới hạn, bằng với nồng độ khí được coi là gây chết người sau 30 phút tiếp xúc.

Chỉ số độc tính của vật liệu được tính bằng cách cộng tỷ lệ của tất cả các loại khí được phát hiện.

Tiêu chuẩn này do Bộ Quốc phòng Anh ban hành, thiết lập phương pháp thử nghiệm để đánh giá độc tính tiềm ẩn của khói và khí thải khi vật liệu cháy bằng cách sử dụng các mẫu quy mô nhỏ. Tiêu chuẩn này rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho vật liệu được sử dụng trong các ứng dụng quân sự, nơi nguy cơ cháy nổ trong không gian kín, chẳng hạn như tàu ngầm, máy bay hoặc phương tiện, có thể gây ra rủi ro nghiêm trọng cho nhân viên. Bằng cách đo lường độc tính, tiêu chuẩn này giúp lựa chọn vật liệu có nguy cơ thấp, giảm thiểu ảnh hưởng đến sức khỏe trong quá trình cháy.

Tiêu chuẩn DEF STAN 02-713 ra đời do nhu cầu giải quyết vấn đề an toàn cháy nổ trong môi trường có nguy cơ cao. Kể từ khi ban hành, tiêu chuẩn đã được sửa đổi để kết hợp những tiến bộ trong phân tích khí độc và sự hài hòa quốc tế. Bản cập nhật này phản hồi từ các thử nghiệm quốc phòng và các quy định an toàn đang phát triển, cải thiện các quy trình thử nghiệm để cung cấp độ chính xác cao hơn trong việc đo lường mức độ phơi nhiễm dưới ngưỡng gây chết và mức độ phơi nhiễm gây chết.

Tiêu chuẩn này có điểm tương đồng với tiêu chuẩn dân sự “ISO 13344 Ước tính khả năng gây độc chết người của mảnh vỡ cháy” nhưng được thiết kế riêng cho các vật liệu cấp quân sự và nhấn mạnh vào việc thử nghiệm nhanh các mẫu nhỏ để hỗ trợ sàng lọc vật liệu nhanh chóng.

Tóm lại, tiêu chuẩn DEF STA 02-713 quy định thử nghiệm đốt cháy quy mô nhỏ để thu được chỉ số độc tính , một giá trị số cho biết tiềm năng nguy hiểm độc hại của vật liệu . Chỉ số độc tính được tính toán dựa trên nồng độ các khí độc hại chính (ví dụ: carbon monoxide, axit xyanua và axit clohydric) gây mất khả năng hoạt động hoặc tử vong trong thời gian tiếp xúc cụ thể.

Các yếu tố chính của tiêu chuẩn này là:

• Chuẩn bị mẫu: Các mẫu vật liệu nhỏ (thường là 15-50 gam) được xử lý để mô phỏng việc sử dụng thực tế, chẳng hạn như vật liệu composite, hàng dệt may hoặc polyme.
• Thiết bị thử nghiệm: Một lò được kiểm soát hoặc tấm bức xạ tiếp xúc mẫu với luồng nhiệt mô phỏng điều kiện cháy (ví dụ: 25-50 kW/m²). Các sản phẩm đốt cháy được thu thập trong buồng và phân tích bằng sắc ký khí hoặc quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR).
• Mô phỏng phơi nhiễm: Bài kiểm tra mô phỏng hai kịch bản để nắm bắt nhiều hành vi cháy khác nhau: cháy âm ỉ (không có ngọn lửa) và cháy phân hủy. Tiếp xúc với loài gặm nhấm (trước đây được sử dụng) hoặc các mô hình tính toán dự đoán phản ứng của con người.
• Các biện pháp về độc tính: Phản ứng độc tính được tính từ thời điểm khởi phát (ví dụ: thông qua mô hình liều hiệu dụng phân đoạn). Các giá trị dưới 1,0 biểu thị độc tính thấp, trong khi điểm cao hơn biểu thị vật liệu có nguy cơ cao.
• Báo cáo: Kết quả bao gồm thông tin chi tiết về sản lượng khí, mật độ quang học của khói và ngưỡng tuân thủ. Tiêu chí đạt/không đạt phụ thuộc vào mục đích sử dụng (ví dụ: nghiêm ngặt hơn đối với không gian kín).

Quy trình này được thiết kế để tăng năng suất, mất 1-2 giờ cho mỗi lần thử nghiệm, phù hợp để kiểm soát chất lượng trong sản xuất.

Trong lĩnh vực quốc phòng, tiêu chuẩn DEF STAN 02-713 rất cần thiết để giảm thiểu nguy cơ ngộ độc khói, nguyên nhân gây ra tới 50% số ca tử vong liên quan đến hỏa hoạn trong môi trường quân sự khép kín. Tiêu chuẩn này giảm thiểu việc giải phóng các chất gây kích ứng từ vật liệu cách điện cáp, sàn hoặc vật liệu composite kết cấu, tăng khả năng sống sót trong các tình huống khẩn cấp. Ví dụ, tiêu chuẩn DEF STAN 02-345 được tham chiếu cho các cụm ống cao su, cung cấp hỗ trợ chứng nhận cho các hệ thống hải quân, không quân và lục quân.

Tiêu chuẩn này rất quan trọng vì nhiều lý do, đặc biệt là trong bối cảnh ứng dụng quân sự, nơi tính an toàn, độ tin cậy và hiệu quả hoạt động là tối quan trọng.

Tiêu chuẩn này cũng ảnh hưởng đến các nhà cung cấp quốc phòng toàn cầu, vì các đồng minh NATO thường tuân thủ tiêu chuẩn này về khả năng tương tác. Các phòng thử nghiệm tiên tiến cung cấp dịch vụ được công nhận theo tiêu chuẩn này, giúp các nhà sản xuất tuân thủ và giảm thiểu trách nhiệm pháp lý.

Với kinh nghiệm nhiều năm hoạt động và luôn theo sát sự phát triển khoa học công nghệ toàn cầu, tổ chức chúng tôi thực hiện thử nghiệm, đo lường và phân tích trong nhiều lĩnh vực cho các doanh nghiệp thuộc mọi ngành nghề, với đội ngũ nhân viên lành nghề và cơ sở hạ tầng rộng khắp. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn "DEF STAN 02-713 Xác định Chỉ số Độc tính của Sản phẩm Đốt cháy từ Mẫu Vật liệu Nhỏ".