Файл: Учебник Под общей редакцией д т. н., профессора Е. А. Мешалкина Москва 2003 удк ббк г.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 1854
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ГЛАВА 3. ФИЛЬТРУЮЩИЕ И
ШЛАНГОВЫЕ ПРОТИВОГАЗЫ.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
3.1. Основные требования, предъявляемые к
СИЗОД
Независимо от конструктивных особенностей аппаратов и противогазов, основные требования, предъявляемые к их защитным возможностям, делятся на несколько групп:
защитная эффективность, характеризуется коэффициентами защиты (К,), коэффициентом проникания (К) вредных веществ и др.;
время защитного действия, надежность в эксплуатации, хранении и транспортировании;
эргономические показателя, последствия влияния СИЗОД на организм человека;
техническая совершенность конструкции аппарата, включающая в себя показатели эстетического исполнения, стандартизации и унификации отдельных узлов и деталей, экономичности и технологичности.
Одной из основных характеристик СИЗОД является коэффициент защиты К,. Он обозначает кратность снижения концентраций вредного вещества, содержащегося в воздухе рабочей зоны, которую обеспечивает данное средство защиты.
Для определения К, экспериментально находят коэффициент проникания К, выражающий отношения концентрации вредного вещества в подмасочном пространстве (C°m, C°v) к концентрации этого вещества в окружающем воздухе (Cm, Cv).
ксс' ^
где: С°т и Ст — соответственно массовая концентрация газов во вдыхаемом воздухе и окружающей среде, мг/м3;
C°v и Cv — соответственно объемная доля газа во вдыхаемом воздухе и в окружающей среде, %.
По величине коэффициента проникания вычисляется коэффициент эффективной защиты СИЗОД по формуле:
К3 = 1/К. (3.2)
Коэффициент защиты (К,) должен превышать коэффициент токсической опасности среды (К,^) и сохранять свои защитные свойства после длительного хранения и транспортирования при температуре воздуха от -40°С до +60°С, атмосферном давлении от 70,0 кПа до 125,0 кПа, а также при работе
55
в среде, характеризующейся сочетанием некоторых из приведенных в табл. 3.1
факторов.
Таблица 3.1
Возможное содержание вредных газов в окружающей среде и их предельно-допустимая концентрация (ПДК) во вдыхаемом воздухе
Коэффициент токсической опасности среды определяется по фор-
муле:
Г Г
К = т= "
(3.3)
Пример. При массовой концентрации СО в окружающей среде, равной 117,6-103 мг/м3 по табл. 3.1 определяем, что ПДК равно 30 мг/м3, поэтому получаем:
116,6-103
3
0
Это значит, что применение СИЗОД у которых К, меньше 3890, в среде с указанной концентрацией СО (Ст) недопустимо.
При одновременном содержании в окружающей среде нескольких газов однонаправленного действия коэффициент токсической опасности среды (К^) определяется по формуле:
Ато - Lt^T'
(3.4)
где: Cvi — объемная доля i-ro вредного газа в окружающей среде, %; C'vi— ПДК i-ro вредного газа во вдыхаемом воздухе, %.
При одновременном содержании в окружающей среде нескольких газов, не обладающих однонаправленным действием, коэффициент ток-
56
сичной опасности среды определяют по формуле:
(3.5)
для каждого газа в отдельности, как при изолированном их воздействии.
Наибольшее из полученных значений принимают за коэффициент токсической опасности среды.
Применение СИЗОД в токсической среде допустимо только при соблюдении условия:
КзЖ^ (3.6)
Из этого условия следует также, что минимально необходимый коэффициент защиты СИЗОД равен коэффициенту токсической опасности среды.
По коэффициенту защиты все фильтрующие СИЗОД делятся на три группы с разной степенью защиты:
1-я - с К, > 100, гарантирует защиту при содержании в воздухе вредных веществ в концентрациях, превышающих уровни ПДК более чем в 100 раз;
2-я — с К, от 10 до 100, гарантирует надежную защиту от вредных веществ, при их содержании в воздухе в количествах, превышающих ПДК от 10 до 100 раз;
3-я — с К, < 10, гарантирует защиту от нетоксичных аэрозолей, газов и паров при их содержании в воздухе в количестве, не превышающем ПДК более чем в 10 раз.
3.2. Фильтрующие противогазы
Принцип действия таких противогазов заключается в следующем. При вдохе зараженный воздух поступает в фильтрующе-поглощающую (противогазовую) коробку, в ней он очищается от отравляющих веществ
(ОВ), аварийно-химически опасных веществ (АХОВ), радиоактивных веществ (РВ), бактериологических средств (БС), затем попадает под лицевую часть и в органы дыхания. При выдохе воздух из под лицевой части, минуя коробку, выходит наружу. Поглощение паров и газов осуществляется за счет адсорбции, хемосорбции и катализа, а поглощение дымов и туманов (аэрозолей) — путем фильтрации.
Адсорбция — поглощение газов и паров поверхностью твердого тела, называемого адсорбентом, под действием сил молекулярного притяжения.
В противогазах адсорбентом является активированный уголь. Как весьма пористое вещество, он имеет большую активную поверхность (поверхность 1 г активного угля составляет 400-800 м2). На нем лучше всего адсорбируются органические вещества с высокой температурой кипения и большим молекулярным весом (хлор, хлорпикрин, трихлортриэтиламин,
57
зарин, зоман, иприт, люизит, V-газы).
Для поглощения плохо адсорбирующихся веществ, в частности, синильной кислоты, мышьяковистого водорода, фосгена, используются процессы хемосорбции и катализа.
Хемосорбция — поглощение отравляющих, аварийно химически опасных веществ за счет их взаимодействия с химически активными веществами, преимущественно щелочного характера, которые наносятся на активный уголь в процессе обработки.
Катализ — изменение скорости химических реакций под влиянием веществ, называемых катализаторами.
В качестве катализатора используются окиси меди, серебра и хрома. Активные угли с добавлением окислов называются углями-катализаторами. Катализ, например, лежит в основе очистки воздуха от аммиака при использовании дополнительных патронов.
Фильтрация дымов и туманов (аэрозолей) осуществляется проти-воаэрозольным фильтром, изготовленным из волокнистых материалов, которые образуют густую сетку. Проходя через нее, аэрозоли задевают за волокна и удерживаются на них.
При прохождении зараженного воздуха через фильрующе-поглощаю-щую коробку вредные, ядовитые и отравляющие вещества какое-то время полностью задерживаются. Однако со временем в выходящем из коробки воздухе появляются их следы, хотя близкие к минимально действующим.
Это называется проскоком и характеризует исчерпывание защитных возможностей противогаза. Время от начала поступления примеси в средство защиты до появления за ним предельно допустимой концентрации называется временем защитного действия и выражается в часах и минутах.
Что касается противоаэрозольных фильтров, то очистка воздуха в них осуществляется не полностью и проскок частиц дымов и туманов фиксируется с первого момента вдыхания аэрозолей. Поэтому их защитные свойства характеризуются коэффициентом проскока — отношением концентрации аэрозолей после фильтра к их концентрации до фильтра. Выражается он в процентах. Чем меньше коэффициент проскока, тем про-тивоаэрозольный фильтр лучше.
Проскок отравляющих веществ и аэрозолей обнаруживается с помощью специальных индикаторов.
В современном противогазе сопротивление дыханию при скорости потока воздуха 30 л/мин равно 16-21 мм вод.ст. Защитная мощность по парам стойких ОВ — несколько десятков часов. Коэффициент проскока аэрозолей — не более 0,001%.
3.2.1. Устройство фильтрующих противогазов
Противогаз состоит из лицевой части (маски, шлем-маски), фильт-рующе-поглощающей коробки, которые соединены между собой непосредственно или с помощью соединительной трубки (трубок).
58
В комплект противогаза входят сумка и не запотевающие пленки, а также, в зависимости от типа противогаза, могут быть мембраны переговорного устройства и трикотажный чехол.
Филыпрующе-поглощающая (противогазовая) коробка предназначена для очистки вдыхаемого человеком воздуха от паров и аэрозолей отравляющих, аварийно химически опасных и радиоактивных веществ, а также бактериальных средств. Изготавливается из жести или алюминиевых сплавов, имеет форму цилиндра. Для увеличения прочности коробки на корпусе вытиснуты зиги (ребра жесткости). В верхнюю крышку вмонтирована навинтованная горловина для соединения с лицевой частью, которая при хранении герметизируется металлическим колпачком с резиновой прокладкой. В дне — отверстие для поступления вдыхаемого воздуха. При хранении и преодолении водных преград оно также закрывается резиновой пробкой.
Снаряжается (по потоку воздуха) противоаэрозольным фильтром и углем-катализатором (шихтой).
Противоаэрозольный фильтр состоит из пластины специального
ШЛАНГОВЫЕ ПРОТИВОГАЗЫ.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
3.1. Основные требования, предъявляемые к
СИЗОД
Независимо от конструктивных особенностей аппаратов и противогазов, основные требования, предъявляемые к их защитным возможностям, делятся на несколько групп:
защитная эффективность, характеризуется коэффициентами защиты (К,), коэффициентом проникания (К) вредных веществ и др.;
время защитного действия, надежность в эксплуатации, хранении и транспортировании;
эргономические показателя, последствия влияния СИЗОД на организм человека;
техническая совершенность конструкции аппарата, включающая в себя показатели эстетического исполнения, стандартизации и унификации отдельных узлов и деталей, экономичности и технологичности.
Одной из основных характеристик СИЗОД является коэффициент защиты К,. Он обозначает кратность снижения концентраций вредного вещества, содержащегося в воздухе рабочей зоны, которую обеспечивает данное средство защиты.
Для определения К, экспериментально находят коэффициент проникания К, выражающий отношения концентрации вредного вещества в подмасочном пространстве (C°m, C°v) к концентрации этого вещества в окружающем воздухе (Cm, Cv).
ксс' ^
где: С°т и Ст — соответственно массовая концентрация газов во вдыхаемом воздухе и окружающей среде, мг/м3;
C°v и Cv — соответственно объемная доля газа во вдыхаемом воздухе и в окружающей среде, %.
По величине коэффициента проникания вычисляется коэффициент эффективной защиты СИЗОД по формуле:
К3 = 1/К. (3.2)
Коэффициент защиты (К,) должен превышать коэффициент токсической опасности среды (К,^) и сохранять свои защитные свойства после длительного хранения и транспортирования при температуре воздуха от -40°С до +60°С, атмосферном давлении от 70,0 кПа до 125,0 кПа, а также при работе
55
в среде, характеризующейся сочетанием некоторых из приведенных в табл. 3.1
факторов.
Таблица 3.1
Возможное содержание вредных газов в окружающей среде и их предельно-допустимая концентрация (ПДК) во вдыхаемом воздухе
| Значение | Основные вредные газы в окружающей среде | |||||
| параметров | СО | со2 | so2 | h2s | NO2 | сн4 |
| Массовая концентрация газа Cm, МГ/М3 | 116,7-103 | - | 27,7-103 | 14,5-103 | 19,2-103 | - |
| Объемная доля газа Cv, % | 10,0 | 100 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 100 |
| ПДК газа во вдыхаемом воздухе С т, МГ/М3 | 30 | - | 10 | 10 | 5 | - |
| Предельно допустимая объемная доля газа С'„ % | 2,57-Ю-з | - | 0,36-Ю-з | 0,69-Ю-з | 0,26-Ю-з | - |
| Коэффициент токсической опасности среды, Кто | 3890 | - | 2778 | 1450 | 3847 | - |
Коэффициент токсической опасности среды определяется по фор-
муле:
Г Г
К = т= "
(3.3)
Пример. При массовой концентрации СО в окружающей среде, равной 117,6-103 мг/м3 по табл. 3.1 определяем, что ПДК равно 30 мг/м3, поэтому получаем:
116,6-103
3
0Это значит, что применение СИЗОД у которых К, меньше 3890, в среде с указанной концентрацией СО (Ст) недопустимо.
При одновременном содержании в окружающей среде нескольких газов однонаправленного действия коэффициент токсической опасности среды (К^) определяется по формуле:
Ато - Lt^T'
(3.4)
где: Cvi — объемная доля i-ro вредного газа в окружающей среде, %; C'vi— ПДК i-ro вредного газа во вдыхаемом воздухе, %.
При одновременном содержании в окружающей среде нескольких газов, не обладающих однонаправленным действием, коэффициент ток-
56
сичной опасности среды определяют по формуле:
(3.5)
для каждого газа в отдельности, как при изолированном их воздействии.
Наибольшее из полученных значений принимают за коэффициент токсической опасности среды.
Применение СИЗОД в токсической среде допустимо только при соблюдении условия:
КзЖ^ (3.6)
Из этого условия следует также, что минимально необходимый коэффициент защиты СИЗОД равен коэффициенту токсической опасности среды.
По коэффициенту защиты все фильтрующие СИЗОД делятся на три группы с разной степенью защиты:
1-я - с К, > 100, гарантирует защиту при содержании в воздухе вредных веществ в концентрациях, превышающих уровни ПДК более чем в 100 раз;
2-я — с К, от 10 до 100, гарантирует надежную защиту от вредных веществ, при их содержании в воздухе в количествах, превышающих ПДК от 10 до 100 раз;
3-я — с К, < 10, гарантирует защиту от нетоксичных аэрозолей, газов и паров при их содержании в воздухе в количестве, не превышающем ПДК более чем в 10 раз.
3.2. Фильтрующие противогазы
Принцип действия таких противогазов заключается в следующем. При вдохе зараженный воздух поступает в фильтрующе-поглощающую (противогазовую) коробку, в ней он очищается от отравляющих веществ
(ОВ), аварийно-химически опасных веществ (АХОВ), радиоактивных веществ (РВ), бактериологических средств (БС), затем попадает под лицевую часть и в органы дыхания. При выдохе воздух из под лицевой части, минуя коробку, выходит наружу. Поглощение паров и газов осуществляется за счет адсорбции, хемосорбции и катализа, а поглощение дымов и туманов (аэрозолей) — путем фильтрации.
Адсорбция — поглощение газов и паров поверхностью твердого тела, называемого адсорбентом, под действием сил молекулярного притяжения.
В противогазах адсорбентом является активированный уголь. Как весьма пористое вещество, он имеет большую активную поверхность (поверхность 1 г активного угля составляет 400-800 м2). На нем лучше всего адсорбируются органические вещества с высокой температурой кипения и большим молекулярным весом (хлор, хлорпикрин, трихлортриэтиламин,
57
зарин, зоман, иприт, люизит, V-газы).
Для поглощения плохо адсорбирующихся веществ, в частности, синильной кислоты, мышьяковистого водорода, фосгена, используются процессы хемосорбции и катализа.
Хемосорбция — поглощение отравляющих, аварийно химически опасных веществ за счет их взаимодействия с химически активными веществами, преимущественно щелочного характера, которые наносятся на активный уголь в процессе обработки.
Катализ — изменение скорости химических реакций под влиянием веществ, называемых катализаторами.
В качестве катализатора используются окиси меди, серебра и хрома. Активные угли с добавлением окислов называются углями-катализаторами. Катализ, например, лежит в основе очистки воздуха от аммиака при использовании дополнительных патронов.
Фильтрация дымов и туманов (аэрозолей) осуществляется проти-воаэрозольным фильтром, изготовленным из волокнистых материалов, которые образуют густую сетку. Проходя через нее, аэрозоли задевают за волокна и удерживаются на них.
При прохождении зараженного воздуха через фильрующе-поглощаю-щую коробку вредные, ядовитые и отравляющие вещества какое-то время полностью задерживаются. Однако со временем в выходящем из коробки воздухе появляются их следы, хотя близкие к минимально действующим.
Это называется проскоком и характеризует исчерпывание защитных возможностей противогаза. Время от начала поступления примеси в средство защиты до появления за ним предельно допустимой концентрации называется временем защитного действия и выражается в часах и минутах.
Что касается противоаэрозольных фильтров, то очистка воздуха в них осуществляется не полностью и проскок частиц дымов и туманов фиксируется с первого момента вдыхания аэрозолей. Поэтому их защитные свойства характеризуются коэффициентом проскока — отношением концентрации аэрозолей после фильтра к их концентрации до фильтра. Выражается он в процентах. Чем меньше коэффициент проскока, тем про-тивоаэрозольный фильтр лучше.
Проскок отравляющих веществ и аэрозолей обнаруживается с помощью специальных индикаторов.
В современном противогазе сопротивление дыханию при скорости потока воздуха 30 л/мин равно 16-21 мм вод.ст. Защитная мощность по парам стойких ОВ — несколько десятков часов. Коэффициент проскока аэрозолей — не более 0,001%.
3.2.1. Устройство фильтрующих противогазов
Противогаз состоит из лицевой части (маски, шлем-маски), фильт-рующе-поглощающей коробки, которые соединены между собой непосредственно или с помощью соединительной трубки (трубок).
58
В комплект противогаза входят сумка и не запотевающие пленки, а также, в зависимости от типа противогаза, могут быть мембраны переговорного устройства и трикотажный чехол.
Филыпрующе-поглощающая (противогазовая) коробка предназначена для очистки вдыхаемого человеком воздуха от паров и аэрозолей отравляющих, аварийно химически опасных и радиоактивных веществ, а также бактериальных средств. Изготавливается из жести или алюминиевых сплавов, имеет форму цилиндра. Для увеличения прочности коробки на корпусе вытиснуты зиги (ребра жесткости). В верхнюю крышку вмонтирована навинтованная горловина для соединения с лицевой частью, которая при хранении герметизируется металлическим колпачком с резиновой прокладкой. В дне — отверстие для поступления вдыхаемого воздуха. При хранении и преодолении водных преград оно также закрывается резиновой пробкой.
Снаряжается (по потоку воздуха) противоаэрозольным фильтром и углем-катализатором (шихтой).
Противоаэрозольный фильтр состоит из пластины специального