In unserem Artikel Unterschiede zwischen primärer und sekundärer FR-Arbeitskleidung und wann beide zu verwenden sind haben wir uns mit den Gefahren befasst, die von einer unangemessenen Wahl der Kleidung ausgehen, die über der primären FR-Arbeitskleidung getragen wird. Dieser Artikel befasst sich mit den Methoden, die zur Verfügung stehen, um festzustellen, ob feuerfeste Kleidung - entweder primär oder sekundär - Schutz gegen Flammen und Hitze bietet.
Viele Sicherheitsbeauftragte sehen sich mit der Notwendigkeit konfrontiert, dass die Arbeitnehmer gleichzeitig vor Stichflammen und chemischen Gefahren geschützt werden müssen, oder dass die Arbeitskleidung der FR einfach durch das Tragen eines Einwegoveralls sauber gehalten wird. Der vorangegangene Artikel hat gezeigt, dass die falsche Wahl der Überbekleidung, insbesondere die Verwendung von Standard-Einweg- oder Chemikalienschutzanzügen, eine Gefahr darstellt, die zu einer Zunahme von Verbrennungen am Körper führt, die tödlich sein können.
Wenn Sie also sekundäre FR-Kleidung über primärer FR-Kleidung tragen, wie können Sie sicher sein, dass Sie geschützt bleiben?
Sagen die Tests in den Normen für FR-Kleidung etwas darüber aus, wie gut feuerfeste Kleidung oder ein Schichtensystem schützen kann?
Da sich der Schutz auf die Wirksamkeit bezieht, der Übertragung von Wärmeenergie von einer Quelle auf die Haut des Trägers zu widerstehen (siehe vorhergehender Artikel), stellt sich die Frage: "Zeigen die Tests Widerstand gegen die Übertragung von Wärmeenergie?".
Die Normen für FR-Kleidung sowohl in Europa (EN 11612) als auch in Nordamerika (NFPA 2112) enthalten vier Arten von Tests: -
1. Widerstandsfähigkeit gegen Schrumpfung.
EN 11612 und NFPA 2112 enthalten einen Test, der eine minimale Schrumpfung bei Hitzeeinwirkung gewährleistet. Die Details variieren, aber bei beiden wird eine Stoffprobe in einen Ofen gelegt und die Größe der Proben vorher und nachher verglichen. Der Stoff darf nicht mehr als einen bestimmten Prozentsatz schrumpfen.
Weisen diese Tests auf ein bestimmtes Schutzniveau hin?
Nein... aber sie sind dennoch wichtig. Ein Schlüsselelement des Schutzes ist die isolierende Luftschicht zwischen dem Bekleidungsstoff und der Haut des Trägers. Wenn ein Stoff schrumpft, wird er am Körper enger, wodurch die Isolierung verringert wird und mehr Wärmeenergie übertragen werden kann. Das Letzte, was Sie bei FR-Arbeitskleidung brauchen, ist ein eng anliegendes Design!
2. Prüfung der Flammenbeständigkeit oder vertikalen Entflammbarkeit
Mit diesen Tests wird beurteilt, wie gut eine vertikal aufgehängte Stoffprobe Entzündung, Verbrennung und Schmelzen widersteht. Auch hier variieren die Details, aber bei beiden wird eine kleine Flamme für eine bestimmte Zeit auf die Probe gerichtet. Die wesentlichen Anforderungen sind, dass das Gewebe nicht weiterbrennen und kein geschmolzenes oder brennendes Material abtropfen darf.
Zeigt dieser Test ein bestimmtes Schutzniveau an?
Nein. Es stellt jedoch sicher, dass sich der Stoff bei Kontakt mit Flammen nicht entzündet und verbrennt und dadurch Verletzungen verschlimmert werden. Auf die Frage "Schützt er?" gibt er jedoch keine Auskunft. Tatsächlich könnte ein Stoff, der keinerlei Hitzebeständigkeit bietet, diesen Test bestehen.
3. Wärmeenergiebeständigkeitstests.
Diese bewerten die Fähigkeit eines Gewebes, der Übertragung von Wärmeenergie zu widerstehen, und sind daher für die Angabe der Schutzfähigkeit der Kleidung entscheidend. Das Prinzip ist sowohl bei EN als auch bei NFPA dasselbe. Ein Stoffmuster wird zwischen einer Wärmequelle und einem Wärmekalorimeter platziert. Das Kalorimeter misst durch Aufzeichnung des Temperaturanstiegs, wie viel Wärmeenergie durch den Stoff übertragen wird.
Es gibt Unterschiede zwischen den beiden Normen: -
- NFPA 2112 enthält einen einzigen Test zur Bewertung des Widerstands der Energieübertragung im Abstands- und Kontaktmodus (reflektierender Stoff im Abstand und in Kontakt mit der Haut) und unter Verwendung eines Brenners (für Konvektionsenergie) und eines Heizelements (für Strahlungsenergie). Er berechnet die „Heat Transfer Performance“ (HTP); die vom Stoff herausgefilterte Energie basierend auf einer 50-prozentigen Wahrscheinlichkeit einer Verbrennung zweiten Grades. Ein HTP-Minimum von 3 cal/cm2 für Kontakt und 6 cal/cm2 für Abstand ist erforderlich.
- Die Norm EN 11612 enthält fünf Prüfungen zur Bewertung der Widerstandsfähigkeit gegenüber verschiedenen Arten von Wärmeenergie (Konvektions-, Strahlungs- und Kontaktprüfungen sowie zwei Prüfungen für geschmolzenes Aluminium und Eisen), bei denen (mit Ausnahme der Prüfungen für geschmolzenes Metall) die Zeit bis zum Erreichen eines bestimmten Temperaturanstiegs im Kalorimeter gemessen wird. Die Ergebnisse werden in die Klassen 1, 2 oder 3 eingeteilt, wobei die Klasse 3 die höchste ist und die längste Zeit für den Temperaturanstieg benötigt wird. (Bei der Strahlungswärmeprüfung gibt es eine zusätzliche Klasse 4 für Kleidungsstücke mit hoher Strahlungswärme, wie z. B. reflektierende aluminisierte Kleidung).
Weisen diese Tests auf ein bestimmtes Schutzniveau hin?
Ja. Die Tests sollen messen, wie effektiv das Gewebe der Übertragung von Wärmeenergie widersteht - der eigentliche Zweck von FR-Kleidung. Die EN-Version mag in der Praxis nützlicher sein mit ihren Klassifizierungen verschiedener Leistungen (die lose mit Anwendungen mit geringem, mittlerem und hohem Risiko in Verbindung gebracht werden können), während die NFPA-Version lediglich eine Mindestleistungsanforderung festlegt. In Bezug auf die Beantwortung der Frage "Schützt dieses Kleidungsstück?" sind sie jedoch nur bedingt geeignet, da es schwierig sein kann, die Tests auf reale Anwendungen zu beziehen.
Andererseits ist ihr vielleicht größter Mangel, dass sie die Leistung von feuerfesten Bekleidungsmaterialien und nicht von Kleidungsstücken wiedergeben. Es gibt nur einen Testtyp, der ganze Kleidungsstücke so bewertet, wie sie in der realen Welt verwendet werden: der thermische Schaufensterpuppentest.
Arten der Wärmeenergieübertragung
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Energie von einer Wärmequelle auf die Haut eines Trägers übertragen werden kann: -
Konvektiv: Energie, die durch ein Medium übertragen wird, z. B. das Plasma einer Flamme.
Strahlung: Energie, die über Infrarotwellen übertragen wird, wie die von der Sonne oder einem elektrischen Heizelement abgestrahlte Energie.
Kontakt: Energie, die durch direkten physischen Kontakt übertragen wird.
Bei der Bewertung von FR-Kleidung sollten diese verschiedenen Methoden berücksichtigt werden. Spezifische Anwendungen erfordern möglicherweise besondere Überlegungen. So sind aluminisierte Kleidungsstücke speziell darauf ausgelegt, mit einer glänzenden, polierten Oberfläche ein hohes Maß an Wärmeenergie zu reflektieren, während hitzebeständige Handschuhe einen wirksamen Widerstand gegen die Übertragung von Berührungsenergie aufweisen sollten.
4. Thermische Schaufensterpuppe oder "Flash Fire"-Tests
Sowohl die NFPA- als auch die EN-Normen verweisen auf einen thermischen Schaufenstertest. In der NFPA ist der Test jedoch obligatorisch und legt eine Mindestleistung fest, während er in der EN optional ist und keine Leistungsanforderungen definiert.
Die Grundlagen beider Normen sind die gleichen: -
- Eine Schaufensterpuppe ist mit 123 Sensoren bedeckt, von denen jeder im gleichen Maße wie die Haut Wärmeenergie absorbiert.
- Jeder Hitzesensor ist mit einem Computer verbunden, der die aufgenommene Wärmeenergie misst und mit Hilfe der Stoll-Analyse (mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 %) Verbrennungsschäden vorhersagen kann.
- Das Testkleidungsstück wird auf die Puppe gelegt und mithilfe von Brennern, die um die Testvorrichtung herum angeordnet sind, wird ein Feuerblitz simuliert. Die Verbrennungen haben eine definierte Energiestufe und dauern eine bestimmte Zeit (normalerweise 3 oder 4 Sekunden). Das folgende Video zeigt einen thermischen Puppentest des Arc-X Arc Flash Rainwear-Kleidungsstücks von Lakeland.
Der thermische Schaufensterpuppentest liefert eine Vorhersage der wahrscheinlichen Verbrennung des Körpers und kann Bereiche mit Schmerzen, Verbrennungen ersten, zweiten und dritten Grades anzeigen, die visuell durch eine Karte des Körpers dargestellt werden, die angibt, wo eine Verbrennung vorhergesagt wird, und unterschiedliche Farben für unterschiedliche Verbrennungstiefen verwendet.
Ein Beispiel wird hier gezeigt.
Jeder Bereich steht für einen Hitzesensor an der Schaufensterpuppe. Orangefarbene Bereiche stellen Verbrennungen 2. Grades dar, rote Bereiche Verbrennungen 3.
Der Gesamtkörperverbrennungsanteil beträgt 53 %.
Weisen diese Tests auf ein bestimmtes Schutzniveau hin?
Ja. Von allen Tests in den Normen für FR-Kleidung ist der thermische Schaufensterpuppen-Test der einzige, der: -
- Tests ganzer Kleidungsstücke
- Simuliert ein realistisches Flash-Brand-Szenario
- Testet Kleidungsstücke so, wie sie in der realen Welt verwendet werden
Am wichtigsten ist, dass der Flammentest eine einzigartige Methode zum Vergleich der Leistung verschiedener Kleidungsstücke darstellt, und es ist bedauerlich, dass er in der EN 11612 nur fakultativ ist; viele billigere Kleidungsstücke werden diesem Test nicht unterzogen. Er ist auch die einzige wirksame Methode zur Beurteilung von mehrlagigen FR-Systemen - wie dem Tragen von Chemikalienschutzkleidung über primärer FR-Arbeitskleidung. In der Tat ist dieser Test die einzige Möglichkeit, die tatsächlichen Folgen des Tragens von Kleidungsstücken über der Wärmeschutzkleidung zu bestätigen.
Eine neue sekundäre FR-Arbeitskleidungsnorm
In den USA hat das American National Standards Institute 2018 die Norm ANSI 203 veröffentlicht, die speziell für sekundäre FR-Arbeitskleidung gilt. Sie verlangt vergleichende Flammschutztests von primärer FR-Arbeitskleidung mit und ohne Überbekleidung, um nachzuweisen, dass das Ergebnis keine wesentliche Erhöhung der Verbrennungen am Körper ist. In Anbetracht der Unsicherheiten beim Tragen von Kleidung über primärer FR-Kleidung wäre es ein wichtiger Schritt nach vorn für die globale Sicherheit, wenn das Prinzip dieser neuen amerikanischen Norm angewandt und thermische Schaufensterpuppen-Tests von mehrlagigen Systemen zur Norm würden.
Schlussfolgerung: FR-Standardtests sind nützlich - aber nur ein Test ist hilfreich bei der Beurteilung von mehrlagigen primären und sekundären FR-Bekleidungssystemen.
- Während die Tests zur Schrumpfungsbeständigkeit und zur vertikalen Entflammbarkeit wichtige Informationen über die FR-Eigenschaften liefern, sagen sie nicht aus, ob ein Kleidungsstück
- Die Wärmeenergiebeständigkeitstests liefern wichtige Informationen über die Fähigkeit von Stoffen, der Übertragung von Wärmeenergie zu widerstehen, aber sie testen nur Stoffe und sind schwierig auf die reale Welt anzuwenden
- Nur die thermischen Schaufensterpuppen-Tests bewerten ganze Kleidungsstücke in einem simulierten realen Flash-Brand-Szenario und sind geeignet, um zu zeigen, wie effektiv die primäre FR-Arbeitskleidung allein schützt und welche Wirkung das Tragen einer sekundären Schicht darüber hat.
Unser kostenlos herunterladbares Whitepaper enthält eine detaillierte Zusammenfassung und einen Vergleich der FR-Kleidungsnormen NFPA 2112 und EN 11612, einschließlich Testbeschreibungen, sowie eine Übersicht über die neue Norm ANSI 203 – die erste Norm, die speziell für die Bewertung von sekundärer FR-Arbeitskleidung entwickelt wurde.
Welche sekundären FR-Bekleidungsoptionen gibt es, und wie schneiden sie bei Flash Fire Tests ab?
Im vorangegangenen Artikel haben wir den Beweis erbracht, dass das Tragen von Standard-Einweg-Overalls über primärer FR-Kleidung eine Gefahr darstellt. Bei den Tests stieg die vorhergesagte Verbrennungsrate von 37 % auf 53 %, und es kamen weitere kritische Verbrennungen dritten Grades hinzu.
Es gibt jedoch mehrere Optionen, die als "sekundäre FR-Bekleidung" eingestuft werden können, d. h. die über Ihrer primären FR-Bekleidung getragen werden können. Ein Flash-Fire-Test ist die perfekte Methode, um eindeutig festzustellen, wie sie sich verhalten.
