PHƯƠNG TIỆN BẢO VỆ CÁ NHÂN – GIÀY ỦNG – PHƯƠNG PHÁP THỬ KHẢ NĂNG CHỐNG TRƯỢT
Personal protective equipment – Footwear – Test method for slip resistance
Lời nói đầu
TCVN 6412 : 2009 thay thế TCVN 6412 :1998.
TCVN 6412 : 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 13287 : 2006.
TCVN 6412 : 2009 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 94 Phương tiện bảo hộ cá nhân biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và công nghệ công bố.
PHƯƠNG TIỆN BẢO VỆ CÁ NHÂN – GIÀY ỦNG – PHƯƠNG PHÁP THỬ KHẢ NĂNG CHỐNG TRƯỢT
Personal protective equipment – Footwear – Test method for slip resistance
Tiêu chuẩn này qui định phương pháp thử khả năng chống trượt của giày ủng an toàn, bảo vệ và chuyên dụng có đế thông thường. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho giày ủng đặc biệt có đinh, đinh tán kim loại hoặc tương tự.
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 7651 (ISO 20344), Phương tiện bảo vệ cá nhân – Phương pháp thử giày ủng.
TCVN 5120 (ISO 4287), Đặc tính hình học của sản phẩm (GPS) – Nhám bề mặt: Phương pháp Profin – Thuật ngữ, định nghĩa và các thông số nhám bề mặt
Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau:
3.1. Lực pháp tuyến (normal force)
Lực tác dụng vào giày ủng, vuông góc (90o) với sàn thử.
3.2. Lực ma sát (frictional force)
Lực song song với sàn thử và chống lại hướng phát sinh chuyển động khi giày ủng trượt trên sàn thử.
3.3. Hệ số ma sát (CoF) [coefficient of friction (CoF)] Tỉ số giữa lực ma sát và lực pháp tuyến.
3.4. Thời gian tiếp xúc tĩnh (static contact time)
Thời gian từ khi giày ủng tiếp xúc lần đầu với sàn thử ở lực pháp tuyến 50 N đến khi bắt đầu chuyển động.
3.5. Thời gian đo (measurement period)
Khoảng thời gian thực hiện phép đo lực ma sát và khoảng thời gian mà các điều kiện thử được thỏa mãn.
3.6. Sàn thử (surface)
Sàn để thử giày ủng, có hoặc không có chất gây trơn (chất bôi trơn).
3.7. Chu kỳ thử (test cycle)
Bao gồm 5 phép đo mẫu giày ủng theo một cách trong 8.2.
Giày ủng cần thử được đặt lên một sàn thử, chịu tác dụng một lực pháp tuyến cho trước và cho di chuyển ngang so với sàn thử (hoặc sàn thử được cho di chuyển ngang so với giày ủng cần thử). Đo lực ma sát và tính toán hệ số ma sát động học.
Độ không đảm bảo đo của phép đo hệ số ma sát trong tiêu chuẩn này phải được đánh giá theo Phụ lục B.
5.1. Glyxerin, dung dịch nước có độ nhớt là (0,2 ± 0,1) Pa.s {(200 ± 100) cP}. Ở 20 oC dung dịch này tương ứng với một dung dịch nước có chứa một phần khối lượng glyxerin xấp xỉ từ 84,0 % đến 91,4 %. Ở các nhiệt độ khác thì xem Bảng 1 (các giá trị tương ứng với các nhiệt độ nằm trong khoảng cho trong bảng này có thể được nội suy).
CHÚ THÍCH Vì một dung dịch có chứa phần khối lượng xấp xỉ 90 % glyxerin hút ẩm trong không khí với độ ẩm tương đối lớn hơn 32 %, nên sử dụng dung dịch có chứa một phần glyxerin xấp xỉ từ 89,0 % đến 91,5 % và làm mới lớp dung dịch trên bề mặt thử thường xuyên trong quá trình thử kéo dài nếu độ ẩm tương đối của không khí xung quanh vượt quá 32 %. Nồng độ của glyxerin cần phải được kiểm tra thường xuyên, ví dụ bằng cách đo chỉ số khúc xạ.
Bảng 1 – Nồng độ xấp xỉ của glyxerin trong nước ở nhiệt độ và độ nhớt khác nhau
|
Nhiệt độ oC |
Nồng độ và chỉ số khúc xạ của glyxerin trong nước |
|||||
|
0,1 Pa.s (100 cP) |
0,2 Pa.s (200 cP) |
0,3 Pa.s (300 cP) |
||||
|
Phần khối lượng % |
Chỉ số khúc xạ |
Phần khối lượng % |
Chỉ số khúc xạ |
Phần khối lượng % |
Chỉ số khúc xạ |
|
|
17,5 |
82,7 |
1,4481 |
87,8 |
1,4555 |
90,2 |
1,4595 |
|
20,0 |
84,0 |
1,4494 |
89,0 |
1,4568 |
91,4 |
1,4606 |
|
22,5 |
85,3 |
1,4508 |
90,2 |
1,4581 |
92,6 |
1,4618 |
|
25,0 |
86,6 |
1,4512 |
91,4 |
1,4594 |
93,7 |
1,4628 |
5.2. Dung dịch tẩy rửa, chứa 0,5 % phần khối lượng natri lauryl sunphat trong nước khử khoáng.
5.3. Dung dịch etanol, chứa (50 ± 5) % phần khối lượng etanol trong nước.
6.1.
a) Phom giày ủng, tuân theo A.1 để giữ giày ủng cần thử.
b) Chân giả, tuân theo các kích thước cho trong A.2 để giữ giày ủng cần thử.
6.2. Cơ cấu, để hạ thấp giày ủng cần thử xuống sàn thử và tác dụng lực pháp tuyến yêu cầu tại thời điểm yêu cầu theo Điều 8.
6.3. Dụng cụ, để đo lực pháp tuyến tác dụng lên giày ủng cần thử.
6.4. Sàn thép, gồm một tấm thép không gỉ, như thép số 1.4301, loại 2G (được cán nguội, đánh bóng) tuân theo EN 10088-2: 1995.1)
Độ nhám của sàn phải được đo trong vùng mà tại đó thực hiện các phép đo trượt. Tiến hành đo tại 10 vị trí nằm trong vùng này và theo hướng song song với chuyển động trượt. Tại mỗi vị trí, các phép đo phải được thực hiện với chiều dài lấy mẫu là 0,8 mm, lấy năm đoạn mẫu ứng với mỗi vị trí (đoạn mẫu đánh giá là 4,0 mm).
Độ nhám trung bình Rz phải được đo theo TCVN 5120 (ISO 4287). Giá trị trung bình tổng của Rz từ tất cả 10 vị trí phải nằm ở giữa 1,6 mm và 2,5 mm.
Nếu thông số độ nhám không tuân theo yêu cầu kỹ thuật ở trên thì sàn thép phải được chuẩn bị bằng cách sử dụng giấy ráp hoặc vải ráp silic cacbua để mài nhẵn làm giảm cỡ hạt. Hướng mài nhẵn của lần sau phải vuông góc với hướng mài nhẵn của lần trước và hướng mài nhẵn cuối cùng phải theo hướng thử mẫu. Quá trình chuẩn bị phải liên tục cho đến khi thông số độ nhám nằm trong khoảng yêu cầu ở trên.
CHÚ THÍCH Cỡ hạt từ 100 đến 600 có thể phù hợp.
6.5. Sàn bằng gạch gốm chịu lực, có độ nhám Rz được đo theo 6.4, có giá trị trung bình tổng của Rz từ 10 vị trí nằm giữa 14 mm và 18 mm.2)
6.6. Cơ cấu gây ra chuyển động giữa giày ủng và sàn thử ở thời gian và tốc độ theo Điều 8.
6.7. Dụng cụ đo lực ma sát, được nối với giày ủng hoặc sàn thử.
6.8. Giấy silic cacbua, cỡ hạt 400, được gắn vào một khối cứng với bề mặt có kích thước 100 mm x 70 mm và khối lượng là (1 200 ± 120) g.
CHÚ THÍCH Có thể đạt được điều này bằng cách sử dụng thép để tạo thành một khối dày 22 mm.
Khi thử theo TCVN 7651 (ISO 20344), thử ít nhất một chiếc giày ủng cho mỗi cỡ nhỏ nhất, trung bình và lớn nhất trong dãy cỡ của nhà sản xuất.
Đối với các áp dụng khác thì phải thử tối thiểu ba mẫu thử của cùng loại giày ủng, trừ khi có quy định khác.
8.1. Giày ủng cần thử phải được điều hoà trước khi thử ở (23 ± 2) oC và (50 ± 5) % độ ẩm tương đối theo TCVN 7651 (ISO 20344) và phép thử phải tiến hành trong vòng 30 min sau khi lấy ra khỏi môi trường chuẩn này. Nhiệt độ của phòng thử phải là (23 ± 2) oC.
8.2. Giày ủng phải được thử ít nhất theo một trong ba cách sau (xem Hình 1).
a) trượt gót về phía trước tại nơi tiếp xúc tạo thành góc;
b) trượt mũi về phía sau;
c) trượt phẳng về phía trước.
8.3. Đối với kiểu thử gót và mũi, giày ủng phải được gắn vào một phom giày (6.1). Tiếp tuyến trong của phom giày phải song song với hướng chuyển động.
Trong kiểu thử gót, giày ủng chuyển động về phía trước theo hướng từ gót đến mũi. Góc tiếp xúc giữa đế của gót và sàn là (7,0 ± 0,5)0 (xem Hình 1).
Trong kiểu thử mũi, giày ủng chuyển động về phía sau theo hướng từ mũi đến gót. Góc tiếp xúc giữa đế của giày ủng và sàn là (7,0 ± 0,5)0 (xem Hình 1).
Đối với kiểu thử phẳng thì giày ủng phải được gắn chặt vào một chân giả (6.1).
CHÚ THÍCH Có thể tạo ra góc tiếp xúc thích hợp bằng cách sử dụng một cái nêm cứng có góc (7,0 ± 0,5)0 và kích thước tối thiểu là rộng 80 mm và dài 120 mm. Phom giữ giày ủng được hạ thấp xuống nêm dưới trọng lực của chính nó và được điều chỉnh cho đến khi gót giày ủng đặt bằng trên mặt vát của nêm.
8.4. Lực pháp tuyến là (500 ± 25) N đối với giày ủng có cỡ bằng và lớn hơn 40 theo hệ Pháp (cỡ 6,5 theo hệ Anh). Đối với giày ủng có cỡ nhỏ hơn 40 theo hệ Pháp thì lực pháp tuyến là (400 ± 20) N.
Trong kiểu thử gót, đường tác dụng của lực pháp tuyến này phải thẳng ở trong vùng tiếp xúc phần gót-sàn.
Trong kiểu thử mũi, đường tác dụng của lực pháp tuyến này phải thẳng qua gần tâm của vùng tiếp xúc phần mũi-sàn.
Trong kiểu thử phẳng, chân giả (6.1) xác định đường thẳng tác dụng của lực pháp tuyến.
8.5. Thời gian tiếp xúc tĩnh phải tối đa là 1,0 s từ khi bắt đầu tác dụng lực tiếp xúc 50 N đến khi đạt được toàn bộ lực pháp tuyến và bắt đầu chuyển động trượt. Chuyển động trượt phải bắt đầu trong vòng 0,5 s kể từ khi đạt được toàn bộ lực pháp tuyến (xem Hình 2).
8.6. Vận tốc trượt trong quá trình đo là (0,3 ± 0,03) m/s.
8.7. Lực ma sát trung bình phải được đo trong thời gian giữa 0,30 s và 0,60 s sau khi bắt đầu chuyển động trượt, khi đạt được toàn bộ lực pháp tuyến (8.4) và vận tốc trượt (8.6) (xem Hình 2). Kết quả của phép đo là giá trị trung bình trong suốt quá trình đo.
Hình 1a – Trượt gót về phía trước
Hình 1b – Trượt mũi về phía sau
Hình 1c – Trượt phẳng về phía trước
CHÚ DẪN
V Lực pháp tuyến
F Chuyển động về phía trước của giày ủng so với sàn thử
B Chuyển động về phía sau của giày ủng so với sàn thử
Hình 1 – Ba kiểu thử cho biết đường tác dụng của lực pháp tuyến tương ứng với vùng tiếp xúc đế-sàn
CHÚ DẪN
x Thời gian (s)
y Lực (N)
z Khoảng dịch chuyển (m)
1 Thời gian đo
2 Lực pháp tuyến
3 Lực ma sát
4 Khoảng dịch chuyển
5 Tiếp xúc tĩnh tối đa
A Tiếp xúc ban đầu với lực pháp tuyến 50 N
B Bắt đầu xảy ra chuyển động ở thời gian tối đa là 1,0 s sau khi tiếp xúc ban đầu (điểm A) và trong vòng 0,5 s đạt được toàn bộ lực pháp tuyến yêu cầu (400 N hoặc 500 N)
C-D Thời gian đo giữa 0,30 s và 0,60 s sau khi bắt đầu chuyển động
Hình 2 – Sơ đồ minh họa phép thử
9.1. Làm sạch và chuẩn bị đế (gót và phần mũi) của giày ủng cần thử trước mỗi phép thử theo qui trình sau.
Rửa sạch đế bằng dung dịch etanol (5.3) và làm khô ở nhiệt độ môi trường.
9.2. Trừ khi có yêu cầu khác, mài đế cao su của giày bằng cách cọ một khối cứng bọc ngoài bằng giấy silic cacbua (6.8), áp dụng lực tỳ tối thiểu (xem Hình 3).
Loại bỏ các mảnh vụn bằng các biện pháp phù hợp như thổi khí nén sạch hoặc dùng một bàn chải mềm khô sạch.
CHÚ THÍCH Chỉ mài bề mặt mà không làm thay đổi đáng kể mẫu đế và kết cấu bề mặt của đế, và mài sao cho toàn bộ vùng đế sẽ tiếp xúc với sàn trong phép thử có bề ngoài đồng đều.
Hình 3 – Chuẩn bị đế bằng cách mài
Trước khi sử dụng và trước khi bôi chất bôi trơn mới, sàn thử phải được làm sạch bằng dung dịch etanol (5.3).
Bôi chất bôi trơn (5.1 hoặc 5.2) lên sàn thử (6.4 hoặc 6.5) sao cho nó tạo thành một lớp liên tục dày ít nhất là 1 mm (tương đương với ít nhất là 10 ml/100 cm2). Trước mỗi phép thử, đảm bảo rằng lớp chất bôi trơn này tuân theo yêu cầu.
CHÚ THÍCH Có thể sử dụng máng hoặc dụng cụ tương tự để giữ chất bôi trơn ở trong vùng tiếp xúc giày ủng/sàn thử để đảm bảo đạt được độ sâu tối thiểu của chất bôi trơn theo yêu cầu.
Gắn chắc giày ủng cần thử vào phom giày ủng hoặc chân giả (6.1) và đưa vào máy thử. Nếu xảy ra trượt giữa giày ủng và phom trong quá trình thử thì phải khắc phục bằng cách thích hợp như là đặt một vài tờ giấy hoặc vải vào đầu của giày ủng và/hoặc dùng băng dính hai mặt hoặc giấy dán để dán vào đáy của phom hoặc chân giả. Nếu giày ủng có lót mặt tháo được thì phải lấy lót này ra. Có thể phải cắt mũ giày ủng để tạo thuận lợi cho việc gắn.
Hạ thấp giày ủng cần thử xuống sàn thử và ghi lại lực ma sát bằng dụng cụ đo lực (6.7) phù hợp với các điều kiện nêu trong Điều 8. Xác định lực ma sát trung bình trong suốt quá trình đo (8.7) và tính hệ số ma sát trung bình.
Tiến hành ít nhất năm phép đo cho từng mẫu giày ủng đối với mỗi sự kết hợp giữa hai loại sàn (6.4, 6.5) và hai loại chất bôi trơn (5.1, 5.2). Tính hệ số ma sát trung bình của từng chiếc giày ủng ứng với từng điều kiện và làm tròn đến hai chữ số sau dấu phẩy. Nếu các kết quả liên tiếp của năm phép đo chỉ ra sự tăng hoặc giảm có hệ thống, thì loại bỏ các kết quả này và tiến hành lặp lại phép đo. Nếu cùng một giày ủng được thử với các loại chất bôi trơn khác nhau thì trước khi tiếp tục, sử dụng nước với chất tẩy rửa (5.2) sau đó rửa đế giày theo 9.1.
Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông tin sau:
a) cách nhận dạng hoặc mô tả giày ủng được thử;
b) viện dẫn tiêu chuẩn này;
c) giá trị trung bình của hệ số ma sát đối với từng giày ủng được thử, nêu rõ sự kết hợp phép thử đã chọn (sàn và chất bôi trơn) và kiểu thử;
d) nhiệt độ của môi trường thử;
e) ngày thử;
f) bất kỳ sai khác nào so với phương pháp nêu trong tiêu chuẩn này.
Phom giày ủng và chân giả dùng trong phép thử khả năng chống trượt của giày ủng
A.1. Phom giày ủng
Phom giày ủng bằng nhựa, loại M3601.3)
A.2. Chân giả 4)
Kích thước như trong Hình A.1 phù hợp với cỡ giày ủng bằng và lớn hơn 40 theo hệ Pháp. Đối với giày ủng có cỡ nhỏ hơn 40 theo hệ Pháp thì có các thay đổi sau:
- đường kính của tấm tiếp xúc: 40 mm (thay cho 55 mm).
- khoảng cách giữa các tâm của tấm tiếp xúc : 2 khoảng 70 mm (thay cho 2 khoảng 80 mm).
Kích thước tính bằng milimét
Hình A.1 – Ví dụ về một chân giả phù hợp
Độ không đảm bảo đo và giải thích kết quả
B.1. Độ không đảm bảo đo
Đối với mỗi phép đo được thực hiện theo tiêu chuẩn này, ước lượng độ không đảm bảo đo U phải được tính toán thích hợp. Ước lượng độ không đảm bảo này phải được áp dụng theo B.2 và được nêu trong báo cáo thử nghiệm để người sử dụng báo cáo thử nghiệm có thể đánh giá được độ tin cậy của dữ liệu.
B.2. Giải thích kết quả
Thủ tục sau đây liên quan đến độ không đảm bảo đo phải được áp dụng với các kết quả thử:
Nếu giá trị trung bình của hệ số ma sát được tính toán từ dữ liệu thử nghiệm cộng/trừ độ không đảm bảo đo U rơi vào khoảng giữa giá trị giới hạn trên và dưới của hệ số ma sát được qui định trong yêu cầu kỹ thuật tương ứng cho sản phẩm thì kết quả này được coi là đạt (xem Hình B.1).
CHÚ DẪN
R Kết quả đo
S Yêu cầu kỹ thuật được quy định
LSL Giới hạn qui định dưới
USL Giới hạn qui định trên
U Độ không đảm bảo đo
Hình B.1 – Kết quả đạt
Nếu giá trị trung bình của hệ số ma sát được tính toán từ số liệu thử cộng/trừ độ không đảm bảo đo U nằm ngoài giá trị giới hạn trên và dưới của hệ số ma sát được qui định trong yêu cầu kỹ thuật tương ứng cho sản phẩm thì kết quả này được coi là không đạt (xem Hình B.2).
CHÚ DẪN
R Kết quả đo
S Yêu cầu kỹ thuật được quy định
LSL Giới hạn qui định dưới
USL Giới hạn qui định trên
U Độ không đảm bảo đo
Hình B.2 – Kết quả không đạt
Nếu giá trị trung bình của hệ số ma sát được tính toán từ số liệu thử nằm trong khoảng giới hạn qui định kỹ thuật của hệ số ma sát cho sản phẩm tương ứng nhưng độ không đảm bảo đo U nằm ngoài giá trị giới hạn trên hoặc dưới thì kết quả này được coi là không đạt (xem Hình B.3).
CHÚ DẪN
R Kết quả đo
S Yêu cầu kỹ thuật được quy định
LSL Giới hạn qui định dưới
USL Giới hạn qui định trên
U Độ không đảm bảo đo
Hình B.3 – Kết quả không đạt
B.3 Tính toán độ không đảm bảo đo
Phải tính độ không đảm bảo đo. Có thể sử dụng hai cách tiếp cận sau:
- phương pháp thống kê, ví dụ nêu trong TCVN 6910-2 (ISO 5725-2).
- phương pháp toán học, ví dụ nêu trong ENV 13005 (GUM).
THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TCVN 6910-2 (ISO 5725-2), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo – Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn.
[2] EN 10088-2: 1995, Stainless steels – Part 2: Technical delivery conditions for sheet/plate and strip for general purposes.
[3] ENV 13005, Guide to the expression of uncertainty in measurement.