توصيفگر ها :
آتش نشانان , پايپوشهاي ايمني , الياف سراميك , بيبافتهاي سراميكي , كامپوزيتهاي سراميكي , مقاومت در برابر ضربه , مقاومت در برابر فشردگي , ضريب هدايت حرارتي
چكيده فارسي :
در حال حاضر، آتش جزئي از زندگي روزانه انسانها شده است و نقش آتشنشانان بهعنوان كارآمدترين افراد در دفع خطرات ناشي از اين اتفاق كاملا مشهود هست. به همين منظور استفادهي آتشنشانان از وسايل حفاظت فردي همچون پايپوشهاي ايمني امري ضروري و مهم به شمار ميآيد. آتشنشانان در حين انجام عمليات و به هنگام استفاده از تجهيزات محافظ فردي مشكلاتي را متحمل ميشوند كه گاهي كل زندگي آنان را تحتالشعاع قرار ميدهد. با توجه به پژوهشهاي انجامشده و بررسيهاي ميداني، وزن هر جفت كفش آتشنشاني در حالت فعلي حدود پنج كيلوگرم هست و سنگينترين قطعه در كفش شامل كلاهك فولادي نوك انگشتان پا ميباشد كه راحتي پوشش و راحتي عملكرد را از آتشنشانان سلب كرده و همچنين سبب به وجود آمدن درصد زيادي از مشكلات همچون محدود شدن دامنهي حركت مچ پا، آسيبديدگي ناحيهي كمر، كاهش عملكرد بدني، افزايش انرژي مصرفي توسط شخص پوشنده، عدم دفع گرما و ايجاد رطوبت، تغيير الگوي راه رفتن، عدم تعادل حركتي و سقوط، آسيبهاي وارده به بالاتنه و غيره ميشود. با بررسي استانداردهاي ملي ايران مرتبط با اين حوزه، براي ارزيابي عملكرد كلاهكهاي سرپنجههاي پايپوشهاي ايمني، آزمونهاي مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر فشردگي و هدايت حرارتي مورد آزمايش قرار گرفت. همچنين در اين پژوهش با توجه به ويژگيهاي ذاتي مواد سراميكي همچون وزن كم، قابليت تحمل دماهاي بالا، هدايت حرارتي پايين، مقاومت در برابر خوردگي و استحكام فشاري بالا و غيره به بررسي عملكرد بيبافتها و فوم و كامپوزيت سراميكي بهمنظور سبكسازي پايپوشهاي ايمني در عين حفظ خواص مورد انتظار، براي جايگزين شدن بهعنوان نمونهي فولادي فعلي جايگذاري شده در سرپنجههاي پايپوشهاي ايمني پرداختهشده است كه تأثير متغيرهايي همچون نوع پيكربندي (بيبافت سراميكي، فوم سراميكي، كامپوزيت سراميكي، وجود يا عدم وجود ورق فولادي) و ضخامت و چگالي در نمونهها بررسيشده و متغيرهاي پاسخ ضريب هدايت حرارتي و ميزان فشردگي مادهي پشتيبان پشت سرپنجه و آسيبديدگي نمونه مورد ارزيابي قرار گرفتند. پس از گذراندن سه مرحله آزمون مطرح شده، نتايج قابل قبولي مشاهده گرديد. نتايج به اين صورت است كه ميزان مقاومت در برابر فشردگي و مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر حرارت نمونههاي كامپوزيت متشكل از بيبافت سراميكي نسبت به نمونهي فولادي مورد استفاده در ساختار فعلي پايپوشها، به ترتيب حدود 4/1، 5/1 و 6/1 برابر بهبود يافته است و همچنين وزن نهايي سرپنجهي ساختهشده در اين پژوهش، حدود 5 برابر سبكتر از سرپنجه فولادي ميباشد.
چكيده انگليسي :
Now fire has became a part of daily life of human beings and the role of firefighters as the most efficient people in eliminating the dangers arising from this event is quite evident. For this reason, the use of personal protective equipment such as safety shoes by firefighters is necessary and important. Firefighters experience problems during operations and when using personal protective equipment that sometimes overshadow their entire lives.
According to research and field studies, the weight of each pair of fire shoes is currently about five kilograms and the heaviest part of the shoe is the steel cap of the toes area, which deprives firefighters of comfort and ease of operation and also causes a large percentage of problems such as limiting the motion range of the ankle, back injury, decreasing the physical function, increasing the energy consumption by the wearer, heat dissipation and moisture generation, change in gait pattern, movement imbalance and falls, injuries to the upper body, etc.
Examining the national standards of Iran related to this field, to evaluate the caps performance of toes area in safety shoes, impact resistance, compression resistance and thermal conductivity tests were examined. Also in this study, according to the intrinsic properties of ceramic materials such as low weight, high temperature tolerance, low thermal conductivity, corrosion resistance and high compressive strength, the performance of nonwovens and ceramic foam and composite in order to lighten safety shoes while maintaining the expected properties are discussed as a replacement for the current steel specimen embedded in the caps of safety shoes that the effect of response variables such as type of configuration (ceramic nonwoven, ceramic foam, ceramic composite, presence or absence of steel sheet) and thickness and density in the samples have been investigated and components such as thermal conductivity and compaction of the backing material of the sample were evaluated and calculated and after passing the three stages of the test, acceptable results were observed. The results are as follows: the amount of compressive strength, impact resistance and heat resistance of composite specimens consisting of ceramic nonwovens compared to the steel specimen used in the current structure of the shoes, are respectively about 1.4, 1.5, 1.6 improved and also the final weight of the claw made in this research is about 5 times lighter than the steel toe cap.