Dalam artikel ini, Anda akan menemukan panduan tentang metode pengujian pakaian tahan api untuk pakaian pelindung di laboratorium pembakaran. Anda juga akan belajar tentang peran laboratorium pembakaran dan sistem manikin dalam menyimulasikan lingkungan pembakaran nyata. Di laboratorium pembakaran, dengan memanfaatkan data yang diperoleh, Anda dapat menilai luka bakar tingkat dua dan tiga pada permukaan manikin dan mengembangkan pakaian pelindung dengan kemampuan tahan api yang lebih baik.
Penelitian Metode Pengujian Pakaian Tahan Api
Pentingnya Pakaian Tahan Api
Kemampuan manusia untuk melindungi diri dari kebakaran merupakan tanda penting kemajuan peradaban. Pakaian pelindung tahan api dapat mencegah terjadinya penyalaan, nyala api, dan asap saat bersentuhan dengan api dan benda panas. Dalam pemadaman kebakaran, petugas pemadam kebakaran adalah kekuatan yang paling penting, dan pakaian pelindung tahan api adalah salah satu peralatan pelindung yang paling penting bagi petugas pemadam kebakaran. Di medan perang, pakaian dan peralatan pelindung tahan api berperforma tinggi menjamin kelangsungan hidup individu dan efektivitas tempur. Menurut laporan penelitian luka bakar di medan perang, di medan perang yang dipenuhi asap, jumlah orang yang terbakar akibat perang menyumbang sekitar seperempat dari total korban jiwa. Ketika seorang prajurit mengalami luka bakar tingkat dua dari total luas tubuhnya 11-30% atau 10% dengan luka bakar tingkat tiga, mereka kehilangan efektivitas tempurnya.
Pentingnya menilai lingkungan pembakaran yang sebenarnya dan dampaknya terhadap individu
Mengevaluasi dan menguji kinerja perlindungan pakaian dan peralatan pelindung tahan api secara ilmiah sangat penting untuk merancang dan memilih alat pelindung diri secara rasional. Saat merancang pakaian pelindung, tidaklah komprehensif untuk hanya mengejar ketahanan. Perlengkapan pelindung yang besar dapat menghalangi jalan keluar dengan cepat jika terjadi kebakaran. Oleh karena itu, fleksibilitas juga merupakan salah satu pertimbangan penting untuk pakaian pelindung. Untuk mencapai hal ini, Anda harus menilai lingkungan pembakaran yang sebenarnya dan dampaknya terhadap manusia. Hanya ketika Anda mengetahui kondisi luka bakar sebenarnya pada kulit manusia di berbagai area selama kebakaran, Anda dapat merancang pakaian pelindung (seragam militer, pakaian tahan api, perlengkapan pemadam kebakaran, dan pakaian kerja tahan api bersuhu tinggi) yang secara efektif melindungi dari luka bakar di setiap bagian tertentu. . Dengan cara ini, Anda dapat menggabungkan ketahanan dan mobilitas optimal pada alat pelindung.
Metode pengujian pakaian tahan api utama
Uji Mudah Terbakar Vertikal:
Pengujian ini melibatkan pembakaran strip kain sepanjang 12 inci di bawah api propana selama 12 detik, kemudian menghilangkan api dan mengukur waktu setelah nyala api, waktu tahan api, dan panjang arang dari strip kain. Metode ini secara langsung mengukur ketahanan api suatu material. Namun, ini hanya menunjukkan apakah kain yang diuji tahan terhadap pembakaran; ini tidak memberikan informasi mengenai ketahanan termal kain terhadap api atau busur listrik, dan juga tidak mewakili kemampuan perlindungan bahan terhadap luka bakar pada kulit di lingkungan bersuhu tinggi.
Tes TPP:
Pengujian ini menempatkan sampel kain berukuran 6 inci di bawah sumber energi total sebesar 2 kal/(cm².s) panas konvektif dan radiasi, lalu mencatat waktu yang diperlukan untuk mencapai luka bakar tingkat dua. Nilai TPP dihitung dengan mengalikan waktu dengan energi sumber panas dalam cal/(cm².s). Semakin tinggi nilai TPP, semakin besar pula kinerja perlindungan kain terhadap nyala api suhu tinggi dan panas tinggi. Metode ini cocok untuk bahan pelindung termal berlapis-lapis, dan hasil TPP merupakan indikator penting kinerja perlindungan termal pakaian. Namun nilai TPP tidak dapat memperkirakan perkiraan tingkat keparahan luka bakar secara kuantitatif. Kinerja perlindungan termal bahan yang terbakar dan terbakar tidak dapat dievaluasi secara akurat menggunakan TPP, karena pembakaran yang terus-menerus dapat menyebabkan kerusakan tambahan.
Tes Manikin di Lab Pembakaran:
Hal ini melibatkan model manusia setinggi 6 inci yang terbuat dari fiberglass khusus, dilengkapi dengan sensor suhu, mengenakan pakaian tahan api, dan terkena panas 2 kal/(cm².s) dari penyembur api propana. Komputer menggunakan data dari sensor suhu untuk mensimulasikan potensi derajat luka bakar tingkat kedua dan ketiga serta area pada kulit manusia, memberikan laporan pengujian.
Teknologi Manikin Test diakui secara internasional sebagai evaluasi obyektif terbaik terhadap kinerja perlindungan termal pakaian secara keseluruhan. Ini berada di garis depan teknologi interdisipliner yang menggabungkan ilmu pakaian, teknik pembakaran, dan biofisika. Sistem Tes Manikin dapat secara akurat mendeteksi aliran panas suhu tinggi dalam berbagai postur dan secara tepat memprediksi tingkat keparahan luka bakar pada kulit. Hal ini juga memungkinkan terciptanya lingkungan simulasi yang sangat realistis untuk skenario kebakaran berbahaya. Sistem ini dapat digunakan untuk mengevaluasi dan meneliti kinerja tahan api dari berbagai alat pelindung diri seperti seragam pemadam kebakaran dan militer, mempercepat siklus pengembangan bahan dan peralatan tahan api baru, dan mendorong pengembangan peralatan pelindung individu. Selain itu, sistem Uji Manikin di laboratorium pembakaran memberikan data berharga untuk penelitian biofisik pada analisis luka bakar jaringan kulit manusia, dan penggunaannya melampaui aplikasi militer hingga pengembangan kain pelindung termal, pakaian, dan peralatan lainnya dalam konteks sipil, sehingga memainkan peran penting. berperan dalam melindungi terhadap cedera termal yang disebabkan oleh kebakaran dan radiasi termal.
Sejarah Penelitian, Status, dan Tren Perkembangan Manikin Bakar
Studi tentang Proyek Manikin dimulai pada tahun 1960-an. Pada tahun 1962, Angkatan Laut AS dan DuPont mengembangkan 'THERMO-MAN', sebuah manikin yang digunakan untuk pengujian luka bakar. Manikin yang dikendalikan komputer untuk melakukan eksperimen, mencatat data, menganalisis hasil, dan membuat diagram tubuh manusia dari area luka bakar anterior dan posterior serta luasnya. Ini pada dasarnya mencapai fungsionalitas yang diharapkan dari manikin luka bakar.
Pada tahun 1980-an, Universitas Minnesota juga membangun manekin untuk uji mudah terbakar pada pakaian. Manekin ini dilengkapi dengan 44 sensor termokopel untuk memprediksi luas dan area luka bakar pada kulit dengan mengukur suhu. Metode penyalaannya melibatkan serangkaian nyala api gas yang menyalakan tepi bawah pakaian uji manekin. Namun, nyala api gas ini tidak dapat sepenuhnya menyelimuti manekin, sehingga gagal mensimulasikan berbagai kebakaran mendadak dan hebat.
Pada akhir tahun 1980-an, Universitas Alberta di Kanada berhasil mengembangkan manekin bernama 'Pyroman', yang dilengkapi dengan 110 sensor fluks panas di permukaannya. Manekin ini dan sistem nyala api yang tiba-tiba menyala mirip dengan sistem manekin militer AS. Enam pembakar yang dipasang di sekitar manekin menyala, sepenuhnya menyelimutinya dalam api yang dihasilkan oleh gas propana. Sistem akuisisi data yang dikendalikan komputer merekam dan menyimpan data dari sensor, menghitung potensi kerusakan kulit, yaitu persentase luka bakar tingkat dua dan tiga relatif terhadap total luas tubuh, dan mencetak hasilnya.
Swiss, Jepang, dan negara-negara lain juga telah mengembangkan 'Manekin Pemadam Kebakaran' generasi kedua yang mengumpulkan data lebih dekat dengan kondisi pertempuran nyata, mensimulasikan lingkungan unik operasi pemadaman kebakaran dan meningkatkan akurasi pengujian dan hasil eksperimen.
Sistem Pengujian Laboratorium Pembakaran oleh DaRong
Darong Textile Instruments, pemimpin dalam industri pengujian tekstil, telah berhasil mengembangkan dan menerapkan:
- Sistem Pengujian Laboratorium Pembakaran DR666-40RC
- Sistem Pengujian Laboratorium Pembakaran DR666-40R
Lingkup aplikasi:
Sistem pengujian pembakaran menyimulasikan manusia yang mengenakan pakaian (manikin) dalam nyala api, menguji perubahan suhu permukaan manikin dan memperkirakan potensi luka bakar tingkat kedua dan ketiga serta persentase total area luka bakar, dan secara akurat memprediksi tingkat luka bakar pada kulit. Di laboratorium lingkungan kebakaran yang disimulasikan dengan ketelitian tinggi, sistem pengujian manikin dapat mengevaluasi kinerja tahan api dari berbagai alat pelindung, seperti seragam pemadam kebakaran dan militer, dan mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhinya.
Standar yang Relevan
ASTM F1930-2000
ISO-13506 2008
GB / T 23467-2009
Parameter Teknis
Sistem Lab Pembakaran
Laboratorium menggunakan struktur tahan api terintegrasi yang terbuat dari rangka logam dan bahan tahan api.
Ukuran efektif: 4×4×3m (membutuhkan tinggi minimal 4m dan luas lantai 50m²).
Sistem ventilasi dan pembuangan memiliki kipas yang telah dirancang sebelumnya yang secara otomatis menyesuaikan aliran udara untuk ventilasi dan pembuangan, memastikan pasokan udara dan oksigen dalam ruangan selama pengujian dan dengan cepat mengeluarkan gas buang setelah pembakaran, diikuti dengan pengisian ulang udara pendingin.
Sistem Pengendalian Keselamatan dan Pembangkitan Pembakaran
Pembakar: 6 set 12 pembakar.
Sistem penyaluran gas dengan pipa gas propana, katup pengatur tekanan, katup, dan sensor tekanan untuk mengangkut gas propana ke sistem pengapian dan kepala burner. Sistem ini memberikan kerapatan fluks panas yang konsisten minimal 84KW/m², dengan kesalahan waktu pengiriman bahan bakar ±0.1S.
Sistem keselamatan tersebut meliputi detektor gas, detektor segel pintu, detektor api, pemantauan tekanan gas, alat pemadam kebakaran, alat penghenti darurat, pemandu keselamatan api, alat pengolahan gas sisa, dan sistem keselamatan lain yang diperlukan.
Sistem Manikin
Manikin dimodelkan setelah laki-laki dewasa dengan tinggi 1.8 meter, termasuk kepala, dada, punggung, perut, lengan, tangan, tungkai, kaki, dll. Kulit terluarnya terbuat dari bahan non-logam dengan api yang sangat baik dan stabilitas termal (spesifikasi yang dapat disesuaikan).
Sambungan yang dapat disesuaikan untuk berbagai postur guna memenuhi kebutuhan pengujian tertentu (hanya untuk model DR666-40RC).
Sensor fluks panas dipasang pada permukaan model untuk menguji perubahan suhu secara akurat. Model DR666-40R memiliki 130 sensor, sedangkan model DR666-40RC memiliki 146 sensor (termasuk area uji kepala dan tangan independen).
Platform Perangkat Lunak Aplikasi dan Sistem yang Dikendalikan Komputer
Memanfaatkan perangkat lunak yang dikembangkan sendiri untuk kontrol penuh komputer atas proses eksperimen, dengan pengumpulan dan analisis data diselesaikan secara otomatis oleh komputer.
Penilaian Hasil
Modul penilaian luka bakar mengevaluasi tingkat dan tingkat keparahan luka bakar yang disebabkan oleh api. Informasi tentang perubahan suhu permukaan manikin dari waktu ke waktu, yang diperoleh dari sensor, dimasukkan ke dalam model penilaian luka bakar. Setelah dilakukan perhitungan penilaian luka bakar, diperoleh skor luka bakar dan derajat keparahan luka bakar. Dikombinasikan dengan pemetaan model tubuh manusia digital, hasil ini menghasilkan peta distribusi luka bakar tingkat dua dan tiga pada permukaan manikin.
Kesimpulan:
Penilaian tingkat luka bakar pada berbagai bagian tubuh manusia, yang dilakukan dengan menggunakan cebol pembakaran di laboratorium pembakaran, telah memainkan peran penting dalam pengembangan pakaian pelindung tahan api. Simulasi laboratorium dari berbagai skenario dunia nyata telah memberikan data yang sangat berharga untuk penelitian dan pengembangan. Anda dapat membayangkan bahwa dengan meningkatnya prevalensi dan kemajuan teknologi inovatif, akan ada fokus pada pengembangan peralatan pelindung yang cerdas yang mampu memberikan peringatan otomatis dan pemadaman kebakaran. Dalam konteks ini, laboratorium pembakaran dan boneka pembakaran akan mengambil tanggung jawab yang lebih besar.
FAQ:
T: Apa yang perlu Anda pertimbangkan saat memilih metode pengujian pakaian tahan api?
J: Pertama, fungsi utama dari pakaian pelindung yang sedang dikembangkan harus dipertimbangkan. Selain itu, ketersediaan dan biaya bahan harus dipertimbangkan. Lokasi percobaan juga merupakan faktor penting untuk dipertimbangkan. Berdasarkan hal tersebut, metode terbaik harus dipilih dari tiga metode pengujian tahan api.
T: Apakah laboratorium pembakaran mempunyai skenario penerapan lain?
A: Mereka juga dapat menguji ketahanan api pada bangunan dan furnitur, serta pengembangan bahan tahan api selain kain pakaian, seperti bahan pemadam api, pelapis tahan api, dan sebagainya.