1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標準規(guī)定了過濾式防毒面具的佩戴漏氣系數(shù)、實際死腔、視野、裝配氣密性、呼氣閥氣密性、呼氣閥對空氣阻力、鏡片透光率(透光比)及面罩吸氣阻力等性能試驗方法。
本標準適用于過濾式防毒面具面罩(以下簡稱面罩)性能的測試和評價,其他有關產(chǎn)品亦可參照。
2 引用標準
GB/T 528 橡膠抗張強度試驗方法
GB 2410 透明塑料透光率及霧度試驗方法
GB 2426 中國成年人頭型系列
3 技術(shù)內(nèi)容
3.1 面罩佩戴漏氣系數(shù)的試驗方法(油霧法)
3.1.1 原理
人員佩戴面具后,經(jīng)面罩密合框、呼氣閥及面罩零件裝配部位漏入面罩內(nèi)有害物質(zhì)濃度c與外部濃度c
0之比,稱為面罩的漏氣系數(shù),用百分數(shù)(%)表示。
3.1.2 試驗裝置
試驗裝置系統(tǒng)見圖1。

圖1 漏氣系數(shù)試驗裝置圖
1―油霧發(fā)生器;2―粗油霧沉降器;3―玻璃或塑料油霧室;4―戴面罩的受試者;5―油霧儀;6―緩沖瓶
3.1.2.1 油霧發(fā)生裝置:使用30號或22號透平油能發(fā)生流量為30~60L/min的氣溶膠狀油霧,附帶有大粒徑油霧分離器以及控制工作條件的各種組成部分。
3.1.2.2 油霧室:有玻璃壁的密室,其大小應容許受試人員完成規(guī)定動作,有油霧入口和溢出口,并容許取樣管路通出,和受試人員吸氣流從外部通入。油霧室亦可用木材、塑料等制成。
3.1.2.3 油霧濁度計:YW-4590型或其他型號油霧濁度計,測量精度應小于10
-6。
3.1.2.4 取樣裝置:主要有抽氣泵、緩沖瓶、調(diào)節(jié)閥等管路系統(tǒng)組成,與油霧濁度計配用的取樣氣流為4~10L/min。
3.1.3 試驗條件
3.1.3.1 每種面罩按其適配范圍抽選頭、面部尺寸符合的人員10名進行配戴試驗。受試者應將胡須刮干凈。
3.1.3.2 面罩佩戴應以受試者感覺合適為度,頭帶調(diào)節(jié)不應過緊或過松。
3.1.3.3 受試者在試驗過程中按指令完成下列動作:
a. 平靜狀態(tài)最少1min;
b. 頭部上下、左右擺動最少1min;
c. 講話和深呼吸約1min。
3.1.3.4 油霧室油霧濃度在1 000~2 500mg/m
3范圍內(nèi)。
3.1.3.5 濾毒罐對油霧過濾效率高于99.995%,試驗時采取措施,使濾毒罐吸取油霧室外的空氣。
3.1.3.6 受試面罩的呼氣閥氣密性和裝配氣密性應符合標準要求。
3.1.3.7 受試面罩上安裝取樣管,接口應保證氣密,其管端應靠近口鼻區(qū)。
3.1.4 試驗步驟
3.1.4.1 準備
3.1.4.1.1 準備好受試面具,裝上取樣管,采取濾毒罐吸取油霧室外空氣的措施,準備好消毒用酒精棉球;
3.1.4.1.2 抽選好受試人員,登記其選配的頭、面形尺寸和特殊特征,告訴受試者試驗要求;
3.1.4.1.3 檢查各儀器設備,使其處于正常工作狀態(tài)。
3.1.4.2 測試
3.1.4.2.1 將油霧通入油霧室,使其濃度達到要求并處于基本穩(wěn)定。開動抽氣泵取氣流樣經(jīng)油霧濁度計測量,并將儀器指示調(diào)到100%,即為c
0;
3.1.4.2.2 受試者佩戴面具,按使用方法作初步氣密檢查,調(diào)整合適,將取樣管連至濁度計;
3.1.4.2.3 開動抽氣泵,測取受試者在油霧室外無煙霧的空氣中呼吸時氣流的濃度,取數(shù)5個,平均得到本底濃度c
e;
3.1.4.2.4 令受試者進入油霧室并按3.1.3.3規(guī)定動作,測取每種情況下氣流的濃度,各5個數(shù)據(jù),平均得到漏氣濃度c;
3.1.4.2.5 更換受試者,重復3.1.4.2.2~3.1.4.2.4。
3.1.5 試驗結(jié)果
3.1.5.1 第n個受試者在靜、動或講話任一種狀態(tài)的漏氣系數(shù)k
x按式(1)、式(2)計算:

式中:k
x——分別為靜、動或講話時漏氣系數(shù)。
對該受試者漏氣系數(shù)為:

3.1.5.2 某種面罩的結(jié)果由式(3)得到:

注:漏氣系數(shù)的試驗以油霧法為準。允許用氯化鈉煙霧并采取相應的試驗裝置和儀器,但必須與油霧法校對并進行修正。
3.1.6 試驗報告
試驗報告應包括以下內(nèi)容:
a. 試樣名稱或代號;
b. 試驗環(huán)境條件;
c. 試驗方法;
d. 試驗結(jié)果;
e. 試驗者簽名;
f. 試驗日期。
3.2 面罩實際死腔的試驗方法
3.2.1 將受試面罩正確佩戴在標準頭型上,以機械肺按規(guī)定條件作模擬呼吸使呼出氣為高濃度a的CO
2氣體,其一部分被阻留于實際死腔和“呼吸道死腔”中,吸氣時被經(jīng)濾毒罐吸入的空氣(設其CO
2濃度為c)所稀釋,成為濃度為b的氣體進入機械肺。因此,可計算出實際死腔大小為:

式中:P——實際死腔,mL;
V——1次吸氣量,mL;
K——“呼吸道死腔”容積,mL,可預先用灌水、灌沙法或計算求出;
a——呼出氣中CO
2濃度,%;
b——進入機械肺中CO
2濃度,%;
c——經(jīng)濾毒罐過濾后的吸入氣中CO
2濃度,%。
3.2.2 試驗條件
3.2.2.1 面罩戴在試驗用的標準頭型上,密合框的氣密應符合標準要求,必要時可采取輔助密封措施。
3.2.2.2 試驗在通風良好的環(huán)境中進行,使呼出的高濃度CO
2能被及時排走。面具周圍空氣中CO
2濃度應低于1%。
3.2.2.3 機械肺的呼吸頻率為21~24次/min,呼吸氣量為24±1L/min。
3.2.3 裝置
3.2. 3.1 取樣裝置見圖2。主要組成部分有:

圖2 實際有害空間試驗裝置圖
1、5―分別為CO
2儲氣袋和吸入氣樣儲氣袋;2―同步運轉(zhuǎn)的兩閥門,吸氣時1、7相通,3、6相通;呼氣時7、3相通,6、5相通;3―通氣管;4―佩戴受試面罩的標準頭型;6、7―結(jié)構(gòu)相同、同步運動的兩氣缸,組成機械呼吸器
a. 標準頭型:應符合GB2428,頭型上裝有呼吸導管,可接上機械肺;
b. 機械肺:為雙缸同步活塞式,有靈活可靠的同步異向閥門。呼吸頻率和呼吸深度可調(diào)節(jié)到符合3.2.2.3條的要求;
c. 儲氣袋:3個,每個儲氣容量大于30L,1個用于高濃度CO
2氣儲存,2個輪換儲存吸入氣樣;
d. 儲氣鋼瓶:裝CO
2,濃度不小于95%;
e. 輔助設備:秒表、電扇等。
3. 2.3.2 CO
2分析儀器:精度不低于0.1%
3.2.4 試驗步驟
3.2.4.1 準備
a. 按圖安裝好取樣裝置,將CO
2鋼瓶連接上儲氣袋進氣口;
b. 調(diào)校機械肺的呼吸頻率和呼吸深度使其符合要求;
c. 測出或計算出試驗系統(tǒng)的“呼吸道死腔”的容積K;
d. 按照所選用的CO
2分析儀器的說明書,使儀器處于可工作狀態(tài);
e. 開動通風設備,保持室內(nèi)CO
2濃度不大于1%。
3.2.4.2 試驗
a. 擰開(CO
2)鋼瓶,向儲氣袋1充氣約3~5L后排掉。如此沖洗2次,然后使1袋充滿約3/4容積,放慢充氣速度;
b. 將受試面罩戴在標準頭型上,注意佩戴端正,松、緊合適,密合框氣密;
c. 開動機械肺呼吸約0.5min,然后取下儲氣袋5排氣,如此2次,此時氣袋和機械肺取樣系統(tǒng)濃度達穩(wěn)定平衡;
d. 正式呼吸取樣1min后停止機械肺運轉(zhuǎn),脫下受試面罩;
e. 從儲氣氣袋5供給CO
2分析儀器檢測氣樣濃度,每次取樣氣分析3次,計算平均值。
3.2.4.3 復試
a. 每種面罩按3.2.4.2步驟,重復3~4次;
b. 試驗過程中,從面具周圍環(huán)境中取樣分析CO
2濃度,得到c,若c不大于0.5%,則在按式(4)計算P時,c可忽略。
3.2.5 試驗結(jié)果
每種面罩由所得的4~5個P值算出平均數(shù)和標準偏差。
3.2.6 試驗報告
按3.1.6。
3.3 面罩視野的試驗方法
3.3.1 原理
在標準頭型的眼球位置安裝低壓燈泡,使其光線外射的立體角,等于中國成年人平均視野的立體角。當戴上面具以后,此外射光錐受到面具眼窗的限制而縮小,其所保存的百分比相當于標準頭型佩戴面具后的視野保存率。用醫(yī)用視野計測出戴上面具以后的視野圖。量出兩眼合計的總視野圖面積和兩眼共同部分的雙目視野圖面積。求出它們占未戴面具時相應的百分比,用校正系數(shù)改正即可得到總視野保存率和雙目視野保存率。戴上面具的下方視野(度),則按兩眼視野圖的下交叉點的位置確定。
3.3.2 試驗裝置
3.3.2.1 視野計:由三部分組成:
a. 半圓弧弓:半徑300~340mm,可以繞通過其中點0°水平半徑而轉(zhuǎn)動,兩邊自0°起每5°有一刻度,延伸至90°,弧弓上裝有可滑動的白色視標;
b. 記錄裝置:記錄針通過軸輪等組件與視標連動,將視標的方位和角度對應地記錄在視野圖紙上;
c. 座架:用以支撐半圓弧弓及固定記錄裝置。
3.3.2.2 標準頭型:應符合GB 2428,表面涂黑漆,兩眼瞳孔位置裝置6.3V小燈泡,燈泡頂點連線在兩眼中點后7±0.5mm,頭型本身的視野應符合中國成年人平均視野。標準頭型在工作臺上安裝的位置,應能使左右眼分別置于半圓弧弓的圓心處,并直視其“0”點。
3.3.2.3 記錄紙:與記錄裝置配套使用,上印有平均視野曲線。
3.3.2.4 求積儀:測量圖形面積,精度0.1cm
2。
3.3.3 試驗條件
3.3.3.1 按受試面具號碼,選用相應號碼的標準頭型。
3.3.3.2 測試工作在暗室中進行。
3.3.3.3 正確佩帶面具,頭帶不過緊、過松,注意眼窗的左右對稱性。每面具須脫戴試驗3次,取其平均結(jié)果。
3.3.4 試驗步驟
3.3.4.1 檢查視野計、記錄裝置和視標連動工作是否正確,并仔細校正。
3.3.4.2 在記錄臺上正確裝好記錄紙。
3.3.4.3 把受試面具佩帶在標準頭型上,調(diào)整正確,不過松、過緊。
3.3.4.4 將戴著面具的標準頭型放在座上,使左(或右)眼處于弧弓圓心,并接通該眼燈泡電源。從垂直或水平的任一方位開始每15°~30°之間測量一點(看視野變化大小酌情而定),直至全方位都測到。
3.3.4.5 移動頭型,按3.3.4.4條對另一眼測量然后取下記錄紙。
3.3.4.6 將面罩脫下,重新調(diào)整,按3.3.4.2~3.3.4.5條步驟,復測3~4次。
3.3.5 結(jié)果
3.3.5.1 把每張記錄紙上所記的點,分別按左、右眼視野,連接成封閉曲線,除特殊點外,一般要自然平滑。
3.3.5.2 用求積儀分別量取每張記錄紙上雙目視野圖和總視野圖的面積S
i,設未戴面具的相應平均視野圖面積S,測得視野保存率τ。

式中:τ——視野保存率,%;
γ——校正系數(shù),由圖給出;
S
i——雙目視野圖和總視野圖面積,cm
2;
S——平均視野圖面積,cm
2。

圖3 總視野和雙目視野校正系數(shù)圖
3.3.5.3 按照每張視野圖左右視野曲線的下方交點的位置,得出下方視野值(度)。
3.3.5.4 求出受試面具多次視野結(jié)果的平均值和標準偏差。
3.3.6 試驗報告
按3.1.6。
3.4 面罩裝配氣密性的試驗方法
3.4.1 原理
使裝配好的面罩內(nèi)造成一定正壓,如面罩漏氣,則面罩內(nèi)壓值降低,漏出氣量可以用一定時間壓力值下降衡量。
3.4.2 試驗裝置
試驗裝置如圖4。

圖4 面罩裝配氣密性試驗裝置
1―螺旋夾;2―活塞;3―面罩;4―通氣塞;5―夾具;6―壓力計
3.4.3 試驗步驟
3.4.3.1 檢查儀器管路的氣密性 先用夾子夾住通往氣塞(4)處的膠管使之不漏氣,打開活塞(2)使內(nèi)壓值達4.7±0.5kPa,關閉活塞(1),壓力計在0.5min內(nèi)不下降為氣密。
3.4.3.2 調(diào)整壓縮空氣壓力,放松螺旋夾(1),開啟活塞(2),逐漸打開壓縮空氣,將通氣塞(4)堵死,慢慢旋緊螺旋夾(1),使壓力計(6)指示值達0.5±0.1kPa。
3.4.3.3 取下面罩的呼吸閥片及護蓋,封閉呼氣孔,將面罩夾在專用夾具(5)上,并用通氣塞插入吸氣口,打開活塞(2)向面罩內(nèi)充氣使內(nèi)壓值保持為5.0±0.1kPa,關閉活塞(2),記錄壓力在1min內(nèi)的下降值。
3.4.4 試驗結(jié)果
每個試驗面罩在1min內(nèi)壓力值下降小于50Pa為合格。
3.4.5 試驗報告
按3.1.6。
注:頭帶式面罩的裝配氣密性,可將面罩佩帶在標準頭型(或模擬頭型)上,通入壓縮空氣,當面罩內(nèi)壓值為2.0±0.1kPa時,連接結(jié)合處應氣密。
3.5 呼氣閥氣密性試驗方法
3.5.1 原理
將呼氣閥裝在定容腔體上,抽氣至規(guī)定負壓,測定因呼氣閥漏氣而使負壓值變化的速度或恢復到零所需時間,以評定其氣密性。
3.5.2 試驗裝置
3.5.2.1 氣密試驗裝置如圖5。

圖5 呼氣閥氣密測試儀
1―水柱壓力計;2―定容腔體;3―被測呼氣閥;4―抽氣控制閥;5―空氣流量計;6―流量調(diào)節(jié)螺旋夾;7―抽氣泵
3.5.2.2 定容腔體:容積為150±10mL。
3.5.2.3 壓力計:量程為0~2 000 Pa;精度為1 Pa。
3.5.2.4 氣體流量計:量程為0~2 000 mL/min;精度為10mL/min。
3.5.2.5 秒表:精度為0.1s。
3.5.2.6 抽氣動力:真空泵或吸引瓶。
3.5.3 試驗條件
3.5.3.1 環(huán)境
溫度為17~30℃;氣壓為101.325kPa;相對濕度為小于75%。
3.5.3.2 試樣
a. 被測呼氣閥要用酒精棉花擦凈,晾干或吹干。
b. 被測呼氣閥與定容腔體的連接要氣密,與水平面垂直,閥片不因受力而變形。
3.5.4 試驗步驟
3.5.4.1 檢查儀器系統(tǒng)氣密性 將定容腔體與呼氣閥的通孔封閉,抽氣至負壓為1 180 Pa,關閉抽氣控制閥后2 min內(nèi)觀察不出壓力變化。
3.5.4.2 按試驗條件準備好測試樣品。
3.5.4.3 將呼氣閥裝在定容腔體上。
3.5.4.4 以不大于500mL/min的流速抽氣至定容腔內(nèi)負壓為1 250 Pa,關閉控制閥。
3.5.4.5 從負壓為1 180 Pa起,啟動秒表,記錄45s時負壓變化值或恢復到0時所需時間。
3.5.4.6 更換呼氣閥,重復上述試驗。
3.5.5 試驗結(jié)果
存在下述情況之一時為不合格:
a. 抽氣流速已達500 mL/min,而負壓達不到1 180Pa。
b. 全面罩用呼氣閥45s內(nèi)負壓變化大于590Pa。
c. 半面罩用呼氣閥恢復至常壓時間小于20s。
3.5.6 試驗報告
按3.1.16。
3.6 呼氣閥對空氣流阻力的試驗方法
3.6.1 試驗裝置
3.6.1.1 試驗儀器裝置見圖6。

圖6 呼氣閥對空氣流阻力試驗圖
1―調(diào)節(jié)螺旋夾;2―空氣濾凈瓶;3―空氣流量計;4―測壓三通管;5―微壓計;6―呼氣閥座具;7―受試呼氣閥
3.6.1.2 流量計:量程為0~40L/min,精度為0.5L/min
3.6.1.3 微壓計:量程不小于294Pa,精度為2Pa。
3.6.1.4 測壓三通管內(nèi)徑φ16±0.5mm,長度100mm,傳壓孔在氣流管內(nèi)的開口不大于φ6mm。
3.6.2 試驗條件
3.6.2.1 試驗氣流為30±0.6L/min,通過呼氣閥前應經(jīng)凈化過濾。
3.6.2.2 試驗環(huán)境為常態(tài)。
3.6.3 試驗步驟
3.6.3.1 準備
a. 檢查試驗系統(tǒng)的氣密性,通入較大流速的清潔空氣,用肥皂水試漏;
b. 使流量計和微壓計處于工作狀態(tài)。
3.6.3.2 試驗
a. 通入空氣流,調(diào)節(jié)至規(guī)定的值,測出不裝呼氣閥時的阻力P
1;
b. 將呼氣閥裝入試驗系統(tǒng),空氣流量重調(diào)至規(guī)定的值,測出此時的阻力P
2。
3.6.3.3 更換呼氣閥樣品,重復3.6.3.2試驗。
3.6.4 試驗結(jié)果
每個呼氣閥樣品對空氣流的阻力為:
P=P
2-P
1 …………………………………………(6)
3.6.5 試驗報告。
按3.1.6。
3.7 面罩吸氣阻力的試驗方法
3.7.1 試驗裝置
3.7.1.1 面罩吸氣阻力試驗裝置見圖7。

圖7 面罩吸氣阻力試驗裝置圖
1―調(diào)節(jié)螺旋夾;2―空氣流量計;3―傾斜式微壓計;4―測壓三通管;5―標準頭型;6―受試面罩
3.7.1.2 流量計:量程為0~40L/min,精度為0.5L/min。
3.7.1.3 微壓計:量程不小于294Pa,精度為2Pa。
3.7.1.4 標準頭型:符合GB 2428。
3.7.1.5 測壓三通管:內(nèi)徑φ16±0.5mm,長100mm,傳壓孔開口不大于φ6mm。
3.7.1.6 抽氣泵:抽氣流量不低于30L/min。
3.7.2 試驗條件
3.7.2.1 對可拆卸濾毒罐的面具,須把濾毒罐去掉,不能拆卸的(如過濾元件袋)結(jié)構(gòu),在測試結(jié)果中扣除單獨的過濾元件對空氣流阻力,來代表面罩的吸氣阻力。
3.7.2.2 試驗用的標準頭型和面罩號碼相匹配、配戴正確,密合框不應漏氣,導氣管彎曲180°。
3.7.2.3 試驗連續(xù)氣流為30±0.6 L/min。
3.7.3 試驗步驟
3.7.3.1 檢查試驗裝置各連接部位應達到氣密。
3.7.3.2 使流量計和微壓計正常工作。
3.7.3.3 開動抽氣泵,調(diào)節(jié)螺旋夾,使氣流量為30±0.6 L/min,測出系統(tǒng)阻力P
1。
3.7.3.4 按3.7.2.2條要求佩帶好面罩,調(diào)節(jié)抽氣流量為30±0.6 L/min,測出阻力P
2。
3.7.4 試驗結(jié)果
單個面罩阻力值為:
P=P
2-P
1 …………………………………………(7)
3.7.5 試驗報告
按3.1.6。
3.8 面罩鏡片透光率(透光比)的試驗方法
同GB 2410。
試驗報告按3.1.6。
3.9 頭罩式面罩(橡膠)老化前300%定伸強力、扯斷強力、扯斷伸長率的試驗方法
同GB/T 528。
試樣從頭罩式面罩密合框邊緣、頭部截取。
試驗報告按3.1.6。
3.10 呼氣閥熱空氣老化試驗方法
3.10.1 原理
使氣密性合格的呼氣閥片,在常壓及規(guī)定溫度的熱空氣作用下,經(jīng)一定時間老化后,測定其氣密性能。
3.10.2 試驗裝置
熱空氣老化箱應符合以下要求:
a. 箱內(nèi)試驗區(qū)域溫度波動范圍為±2℃;
b. 箱內(nèi)需有連續(xù)鼓風裝置;
c. 應有進氣口和排氣口。
3.10.3 試驗條件
a. 老化溫度:100±2℃;
b. 老化時間:8h。
3.10.4 試驗步驟
3.10.4.1 將老化箱內(nèi)調(diào)溫至100±2℃,待溫度穩(wěn)定后,將試驗樣品置于閥座,呈自由狀態(tài)封在老化箱中。試樣間距不小于5mm;試樣與箱壁的距離不小于50mm。
3.10.4.2 試樣按要求放入恒溫的老化箱內(nèi)8h取出,于常溫下放置4h后,檢查是否發(fā)粘或變形,并按3.5試驗其氣密性。
3.10.5 試驗結(jié)果
按3.5.5。
3.10.6 試驗報告
按3.1.6。
3.11 面罩、導氣管、濾毒罐(盒)間結(jié)合強度的試驗方法
3.11.1 原理
采用橡膠拉力機測定面罩與導氣管、濾毒罐(盒)或?qū)夤芘c濾毒罐之間的結(jié)合強力。
3.11.2 試驗裝置
試驗儀為擺式橡膠拉力機,技術(shù)要求為:
a. 測量范圍:0~980N;
b. 下夾具的牽引速度:100±5mm/min。
3.11.3 試驗步驟
3.11.3.1 將裝配好放置24h的面罩Y型管下部夾入拉力機的上夾具內(nèi),夾具方向應與Y型管成垂直方向。
3.11.3.2 將導氣管下端夾入下夾具內(nèi)使下夾具離Y型管口約20~30mm,開啟拉力機,當荷重刻度盤上的讀數(shù)大于規(guī)定值時,停止試驗。
3.11.3.3 面罩與濾毒罐(盒)、導氣管與濾毒罐間的結(jié)合強度的試驗,可采用輔助措施固定后,按3.11.3.1、3.11.3.2規(guī)定。
3.11.4 試驗結(jié)果
結(jié)合強度值分別從荷重刻度盤上讀取,其讀數(shù)大于規(guī)定值時為合格。
3.11.5 試驗報告
按3.1.6。
注:面具部件間的結(jié)合強度亦可用靜吊重法試驗,導管式面具試驗吊重15kg,直接式面具試驗吊重5kg。
附加說明:
本標準由中華人民共和國勞動部提出。
本標準由全國勞動防護用品標準化技術(shù)委員會歸口。
本標準由北京市勞動保護科學研究所、解放軍57605部隊、勞動部勞動保護科學研究所、山西新華化工廠負責起草。
本標準主要起草人劉六貴、包國卿、程興仁、張雪麗、騰金山、孫文杰、張喜田、劉忠華