森林防火避火罩耐折性检测方法研究

平晓帆 遇文婧 靳 松 刘 凯

(黑龙江省森林保护研究所，哈尔滨 150040)

森林防火避火罩耐折性检测方法研究

平晓帆 遇文婧 靳 松 刘 凯

(黑龙江省森林保护研究所，哈尔滨 150040)

铝箔复合材料是森林消防避火罩的主要原材料之一，但在生产加工、消防穿戴以及日常存放的过程中都不可避免地反复翻折，造成损耗，给森林消防人员的扑火工作带来安全隐患。因此，我们通过对其材质、形状、大小及重量等进行深入研究，设计出适用于我国现状的铝箔复合材料耐折性的方法，从而根据试验所得数据，总结出铝箔复合材料耐折性的判定依据，为铝箔复合材料耐折性检验提供技术支持。

铝箔复合材料 森林防火避火罩 耐折性方法

铝箔复合材料是生产加工森林防火避火罩和隔热服的主要原材料之一，现试用于森林消防人员防护装备的研究及生产过程之中。这种材料是一种新型的、具有耐高温、隔热、防热辐射等特点的复合材料[1]。但是，在进行森林消防防护装备的生产加工、消防穿戴以及日常存放的过程中，都不可避免的要对铝箔复合材料进行多次、反复的翻折，这必将使铝箔复合材料产生折痕并造成材料的损耗，情况严重者会导致防护装备不同程度的破裂或断裂，给森林消防人员的扑火工作带来安全隐患，甚至威胁到使用人员的生命安全[2]。

目前，没有一套完整、系统的方法来判定铝箔复合材料的耐折性。因此，此课题的立项目标在于设计出一套完整的耐折性试验方法，通过多次试验，归纳总结出耐折性的判定范围，为日后铝箔复合材料的制作提供参考数据，也为森林消防防护装备产品制作的原材料筛选和成品检测等环节提供可靠的选材依据和判定标准。为更好的研制、改进和完善森林消防防护装备提供有力的数据参考。

1 辅助工具设计

在设计避火罩耐折性检测方法的过程中，需要制作辅助工具来完成耐折性的检测。整套辅助工具由钢辊、橡胶垫和金属棒组成。通过反复试验和分析，对辅助工具的组成、大小和标准总结如下：

1.1钢辊

钢辊宽为5.08 ± 0.3 cm，周长为38.1 cm，质量在4.54 ± 0.028 kg。一个转动轴应通过钢棍中心，轴的两端装有把手，轴或者把手可以在不需要对辊施加向上或向下的压力时使辊顺畅的推拉，辊的表面要保持平滑。

1.2橡胶垫

橡胶垫厚为20.3 cm，长为27.9 cm。硬度应根据美国国家标准ASTM D2240(A型)，橡胶特性(丢洛氏)硬度计测硬度的标准试验方法进行测试[3]。

1.3金属棒

金属棒长为20.3 cm，外部直径为0.6 ± 0.16 cm，且表面光滑，经过抛光。

2 待检测样品

试验用待测样品选择目前铝箔复合材料常用的2种材料：溶剂型铝箔复合材料和水剂型铝箔复合材料[4]。

3 样品检测方法设计

根据国家标准GB/T 3917.3-2009进行样品检测方法的设计，并对待测样品进行反复试验检验，具体检测方法设计如下：

3.1将溶剂/水剂型铝箔复合材料按经向和纬向各剪成尺寸为(75 ±1)mm×(150 ± 2)mm的十块样品，每五块为一组，共分四组。

3.2在每块样品上画出等腰梯形和中心线，制作成梯形样板[5]，具体设计样式如图1。

图1 梯形样板

3.3同一组样品中，以中心线为折边铝面朝外对折，折叠边垂直于金属棒缠绕，完成后抽出金属棒。

3.4另一组样品中，以中心线为折边玻璃面朝外对折，其他方法同1.3。

3.5将缠绕成筒状的样品放在橡胶垫上，在对钢辊没有向上或向下压力的情况下，使用钢辊沿样品的折叠边缘往返通过5次，钢辊的中心线与样品的折叠边一致。

3.6按图1所示，在折叠痕迹(中心线位置)上剪一个15 mm长的切口，其它两组样品按上述方法以此类推。

3.7折痕撕破强力的试验方法如下：

(1)在标准大气环境下进行试验；

(2)试验开始，设定两夹钳间距离为(25 ±1)mm，拉伸速度为100mm/min，选择适宜的负荷范围，使撕破强力落在满量程的10%-90%之间；

(3)安装试样，沿梯形的不平行两边夹住试样，使切口位于两夹钳中间，梯形短边保持拉紧，长边处于褶皱状态；

(4)启动仪器，如有条件用自动记录仪记录撕破强力，单位为牛顿(N)，如果撕裂不是沿切口线进行，不作记录(注：撕破强力通常不是一个单值，而是一系列峰值)。

4 检测结果分析方法

检测结果根据国家标准GB/T 3917.3-2009进行设计，具体检测结果分析方法如下：

自动计算记录仪上经向(即铝面朝外和铝面朝里折叠)与纬向(即铝面朝外和铝面朝里折叠)每块试样一系列有效峰值的平均值，进行计算10块样地结果的平均值，保留两位有效数字，并计算变异系数，精确到0.1%。

5 结论

森林防火在森林的保护及发展中非常重要，我国是森林火灾多发国家，每年都有近千名扑火人员被林火围困，保障扑火人员的生命安全，对于稳定扑火队伍，提高扑火效率有着重要的意义。森林消防人员防护装备的产品质量至关重要，以铝箔复合材料为主要生产原材料的森林防火避火罩和隔热服属于森林消防人员应急自救安全防火装备，他们的成功研制结束了我国森林消防人员没有应急自救逃生装备的历史，彻底改变森林消防人员不敢深入火场近距离高效扑火、被林火围困后没有应急自救装备安全逃生的危险局面，减少或避免了恶性伤亡事故的发生，为安全快速地扑救森林火灾奠定了坚实的基础。因此，铝箔复合材料的耐折性，影响着森林消防人员防护装备的安全性[6]。

铝箔复合材料的选择更加重要，其耐折性的判定，是选材过程中重点考虑的因素之一。完善的判定方法，为生产选材方面提供了便利，避免了因耐折性差导致防护装备破损现象的频繁出现，降低了更换防护装备的频率。防护装备耐折性能的提高，可以延长其使用寿命，降低了生产成本，提高产品质量，带来较大的经济效益[1,7]。铝箔复合材料耐折性试验的设计，将进一步规范森林消防防护装备产品制作原材料的筛选，为生产出优质的森林消防避火罩及隔热服提供数据参考；而且，耐折性的判定标准将进一步完善铝箔复合材料安全性能的检测，提高并保证了产品质量的同时也将使森林消防人员在使用防护装备时有了更好的安全保障；此外，铝箔复合材料耐折性试验的设计也将为我国材料耐折性的判定方法和标准进行统一的规范。

[1]刘国信.铝箔复合包装材料的开发应用.中国包装，2005，(2):14-16.

[2]于文男，靳松，张京，平晓帆.森林消防避火罩防护极限野外测试试验.黑龙江生态工程职业学院学报，2012，25(2):36-37.

[3]橡胶特性-(丢洛氏)硬度计测硬度的标准试验方法.美国国家标准ASTm3D22401，1997.

[4]王保国，刘淑艳，王新泉，朱俊强.传热学.北京：机械工业出版社，2009:293-303.

[5]袁源，王欢，杜希岩.纺织品织物撕破性能 第3部分：梯形试样撕破强力的测定.国家标准：GB/T 3917.3，2009.

[6]郭颖涛，王刚.森林消防避火罩安全防护性能的研究.华章，2010，(18):188-189.

[7]张志源.消防战斗服的发展概况.消防技术与产品信息.2003，(2):66-67.

StudyontheDetectionMethodofFoldingResistanceofForestFireShelter

PingXiao-fanYuWen-jingJinSongLiuKai

(First-author′s address: Heilongjiang Forest Protection Institution, Harbin 150040, Heilongjiang, China)

Aluminum foil composite material is one of the main raw material for forest fire shelter, but in the production and processing, fire wear and daily storage process are inevitably repeated fold, resulting in loss, bring security risks to the forest fire fighting work.Therefore, through the study material, shape, size and weight of in-depth, we can design the method of folding resistance of aluminum foil composite material suitable for the current situation of our country, according to the test data, the paper summarizes the determination of fracture resistance of aluminum foil composite material, which can provide technical support for the test of folding resistance of aluminum foil composites.

aluminum foil composite material; fire shelter; folding resistance method

项目资助：黑龙江省级基本科研业务费资助项目(2015年省财政自拟项目)资助。

平晓帆(1985-)，女，中级职称，在职研究生,科员，毕业于东北林业大学。工作单位：黑龙江省森林保护研究所。研究方向：森林防火。邮箱：438978279@qq.com。

2017-11-16

徐永飞 王 卉

校对王 卉