提高水蒸气吸收性测试的时效性

原秀娟

河南省濮阳市华龙区中原油田分公司技术监测中心，河南濮阳， 457000

摘要：水蒸气渗透性和系数是判断防护鞋吸湿性和透气性的检验指标。该指标分为水蒸气渗透性和水蒸气吸收性两个检验步骤，并根据检验结果计算出水蒸气系数，以此判断鞋帮皮革和衬里的透气性能好坏。

关键词：安全鞋；水蒸气吸收性；时效性；装置

水蒸气吸收性的测定原理为:测试期间，不透水材料和试样一起固定在金属容器的开口上，容器内装有50ml水。通过测试前后试样的质量变化来确定水蒸气吸收率。目前，我们检验室对该项测试一天只能进行一个试样的检验。

1.现状调查

1.1标准中要求的装置

水蒸气吸收性的检验方法主要依据的是GB/T 20991-2007《个体防护装备 鞋的测试方法》中6.7的要求，此项指标需要用的装置如下：

表1：水蒸气吸收性所用的装置

装置名称	装置要求
1.容积100ml的圆形金属容器和一个上环	不透水材料和试样夹在上环和容器之间。容器和环的内直径应为3.5cm，对应约10cm2的测试面积。上环应用三个带有蝶形螺母的铰接螺钉或通过其他合适的方法固定在容器上
2.天平	能精确到0.001g
3.秒表	记录时间

测试在（23±2）℃和相对湿度（50±5）%的调节环境下进行。

称量调节过的试样并记录其质量m₁.在容器内装入50ml水，将试样对折脚的一面朝下放在容器上，不透水垫和上环放在试样上，旋紧螺母。应确保没有水溅到试样下方。8h后取下试样，立即称量，记录其质量m₂。

图1 水蒸气吸收性的测定装置示意图

该指标使用的装置是设备配套的一个金属杯，测试时将不透水材料和试样夹在金属杯的上环和容器之间，上环通过四个蝶形螺母和螺丝固定在容器上。在实际使用过程中，我们发现通过螺母固定，每次试验的拆卸、安装螺母耗费时间长，且只有一个符合标准要求的金属杯,有多组样品时,时效性明显受到影响。

1.2水蒸气吸收性检验周期

由多位检验员进行水蒸气吸收性测试，并对试验时间进行工时统计。经过工时测算，下表列出测试过程中关键步骤及所需时间。

表2检验周期

序号	测试程序	所需时间(min)
1	仪器预热	30
2	裁取试样	5
3	称量试样和50ml水	5+5
4	安装试样	10
5	静止8h	480
6	取下试样	10
7	称量试样	5

由上表可以看出：

1）检验一个样品的水蒸气吸收性需用时9h10min，也就是说一天只能做一个水蒸气吸收性实验；

2）静置8h占整个检验周期的87%，是影响该指标整个检验周期的关键步骤。而我们目前的只有一个用于水蒸气吸收性、符合标准要求的金属杯。

2、原因分析

目标确定后，我们按照4M1E查找、分析原因，找出了各项影响因素，绘制了鱼刺图并通过系统分析表进行了论证。

图2 原因分析鱼刺图

3、提出方案及制定对策

3.1提出方案

方案	方案特点	分析结论
1. 向厂家购置多个金属杯及上环	优点:购置流程方便,使用方法已掌握。单价为180元。 缺点：厂家生产的金属杯为四个蝶形螺母固定上环，安装及取下试样过程繁琐。	不能高效改善水蒸气吸收性测试的时效性，不采用
2.自行加工金属杯及上环	优点：金属杯构造简单，易于加工，可对安装及取下试样的方式进行改进。单价为150元。 缺点：需对新制金属杯进行漏水性测试，以满足密封要求。	可以按实际操作要求对金属杯进行高效改造，更好的提高水蒸气吸收性测试的时效性，采用。

3.2制定对策

表3 对策表

要因	对策	目标	措施
设备单一	制作多个金属杯	能够同时对多个样品进行测试	加工金属杯
安装、拆卸试样	改变固定上盖的方式	拆卸、安装上盖耗时在5min以内	改造金属杯

4、针对对策进行实施

4.1对金属杯和上环的固定方式进行改造

现有金属杯与上环的连接方式为四个蝶形螺母依次拧紧达到密封状态。经过讨论，决定另行制作铝制金属杯及上环，尺寸与现有金属杯一致，并改变金属杯及上环的连接方式，将四个蝶形螺母撤去，改为一个轴铰接和一个点卡口的方式对金属杯和上环进行连接，金属杯上口加一个橡胶垫以达到密封。

在金属杯内部一半高度的位置做一个50ml的刻度，由此可省去每次称量50ml水的环节。

经过改造的金属杯和上环如下图。

图3、图4 新制金属杯正面、背面图

4.2 对新制金属杯进行漏水测试

在新制金属杯内装一定量的水，杯口覆盖不透水材料，固定好卡口。称量整个金属杯的质量，放置8h后，再次称量整个金属杯的质量。重复6次本测试。

表4 金属杯漏水测试

序号	第一次称重（g）	第二次称重（g）
1	272.4	272.4
2	270.1	270.1
3	265.9	265.8
4	277.5	277.5
5	268.7	268.1
6	271.0	271.0

由上表可知，金属杯前后质量几乎没有差别，由此可知，金属杯密封性良好。

4.3比对试验

随机抽取六双防护鞋，取下鞋帮位置皮革，从同一块皮革的相邻位置取下两个试样，使用新制作的金属杯和原有的金属杯对两个样品做对比试验。计算出水蒸气吸收率，比对结果如下表。

表5 水蒸气吸收率对比 （单位：mg/cm2）

样品编号	原有金属杯		自行加工金属杯
	水蒸气吸收率	水蒸气系数	水蒸气吸收率	水蒸气系数
1	7.4	38	7.1	37
2	10.1	71	10.0	71
3	5.4	26	5.5	26
4	4.5	35	4.2	34
5	7.4	44	7.6	45
6	8.2	58	8.4	58
7	5.5	50	5.6	50
8	3.1	46	2.9	45

由对比水蒸气吸收率对比表可得出，新制作的金属杯试验误差均小于6%，对后续水蒸气系数的计算影响可忽略不计，因此可满足实验要求。

4.4.制定实施

再制作五个同样的金属杯和上环，规格尺寸与标准要求相符。并对所有金属杯进行密封测试，测试结果均为密封性良好。

4.5.实施后的检验周期

在劳保检验中，经常遇到多组样品同时检验的情况，以同时进行六组防护鞋样品检验为例，按标准要求的检验方法，使用加工后的金属杯及上环对鞋帮皮革进行水蒸气吸收性检验，六组样品的检验周期只用10.5h，即一天，较实施前的六天缩短了五天。详见下表。

表6 六组样品实施前后检验周期对比

序号	测试程序	实施前所需时间	实施后所需时间
1	仪器预热	30min	30min
2	裁取试样	5min	5*6min
3	称量试样和50ml水	5+5min	5*6+1*6min
4	安装试样	10min	2*6min
5	静止8h	8h	8h
6	取下试样	10min	2*6min
7	称量试样	5min	5*6min
		重复对其他五组样品进行测试
总检验周期		六天	一天

5、实施效果检查

5.1取下时间比活动前的20min缩短至4min，超额完成目标。

5.2 六个新制作的金属杯和上环都能进行水蒸气吸收性测试,且不会影响测试结果。

结束语

通过此次研究改进，成功改造了水蒸气吸收性用金属杯和上盖，工作效率得到大幅度提高。不仅有效减少了公司的成本投入，还极大地提升了全站乃至公司的社会形象，同时也为同行业相关监测工作提供了相应的理论及实践指导，具有十分重要的现实意义。

参考文献

1. GB/T 2703-2008.鞋类术语[S].北京：中国标准出版社，2008.

2. GB/T 20991-2007.个体防护装备鞋的测试方法[S].北京：中国标准出版社，2007.

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