Определение критериев оценки воздействия неорганических кислот на синтетические веревки для повышения безопасности работ на высоте

Введение. Необходимость проведения данного исследования обусловлена часто возникающим в промышленном высотном секторе и спорте воздействием на веревки химических реагентов и отсутствием в широком доступе информации об изменении прочности веревок после такого воздействия.

Цели и задачи. Задача настоящей работы состоит в получении экспериментальных данных по снижению прочности веревок на разрыв после воздействия растворов различных кислот, а также в определении критериев оценки воздействия кислот на веревки в целях повышения безопасности людей, работающих с веревками на высоте в промышленности и спорте.

Методы. Для этой цели исследовалось влияние растворов серной, соляной и фосфорной кислот (как наиболее часто встречающихся на практике в спортивной и производственной сферах) на статические полиамидные веревки (как наиболее широко используемые средства индивидуальной защиты). Методы исследования включали в себя обработку испытуемых образцов кислотой в течение 30 с и 1 ч, последующую выдержку в нормальных климатических условиях и испытания статической нагрузкой.

Результаты. В ходе исследования выделены следующие критерии тактильного обнаружения поврежденного участка: увеличение жесткости веревки; повышение твердости на участках воздействия; липкая поверхность оплетки. Наиболее сложными с точки зрения визуального обнаружения воздействия кислот оказались веревки, состоящие из разных материалов в оплетке и сердечнике: если оплетка более инертна к воздействию кислоты, чем сердечник, она маскирует повреждения сердечника. Так, образец с полиэфирной оплеткой практически не имел визуальных и тактильных отличий от нового после воздействия H₂SO₄ в концентрации 45 % в течение 30 с, при этом остаточная прочность составила 46,8 %. Кроме того, определены характерные особенности разрыва веревок, поврежденных кислотой: частичное вытягивание прядей сердечника; отделение оплетки от сердечника; вытягивание отдельных прядей сердечника.

Выводы. В целом, хотя все рассмотренные растворы кислот оказывали негативное влияние на прочность образцов, не всякое воздействие можно легко обнаружить. Таким образом, результаты позволяют сделать вывод о необходимости не только тщательного инспекционного контроля, но и знания полной истории эксплуатации. Представленные результаты помогут сформировать образовательный материал для аварийно-спасательных служб и экспертных комиссий, а также повысить компетенции профильных специалистов, отвечающих за безопасность и охрану труда в различных организациях.

1. Manin L., Mahfoudh J., Richard M., Jauffres D. Modeling the climber fall arrest dynamics // Proceedings of the ASME 2005 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. Vol. 6: 5th International Conference on Multibody Systems, Nonlinear Dynamics, and Control, Parts A, B, and C (Long Beach, California, USA. September 24–28, 2005). — New York : ASME, 2005. — P. 1077–1084. DOI: 10.1115/DETC2005-84131.

2. Goh Y. M. Empirical investigation of the average deployment force of personal fall-arrest energy ab-sorbers // Journal of Construction Engineering and Management. — 2015. — Vol. 141, Issue 1. — Article Number 04014059. DOI: 10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000910.

3. Goh Y. M., Love P. E. D. Adequacy of personal fall arrest energy absorbers in relation to heavy workers // Safety Science. — 2010. — Vol. 48, Issue 6. — P. 747–754. DOI: 10.1016/j.ssci.2010.02.020.

4. Гаврилова О. Е., Никитина Л. Л., Канаева Н. С., Геркина О. Ю. Обзор современных полимерных материалов, применяемых в производствах легкой промышленности // Вестник Технологического университета. — 2015. — Т. 18, № 1. — С. 276–278.

5. McLaren A. J. Design and performance of ropes for climbing and sailing // Proceedings of the Institu¬tion of Mechanical Engineers. Part L: Journal of Materials: Design and Applications. — 2006. — Vol. 220, No. 1. — P. 1–12. DOI: 10.1243/14644207JMDA75.

6. Бодин А. М. Cравнение свойств материалов для производства веревок, применяемых в аварийно-спасательных работах // Инновации природообустройства и защиты окружающей среды : материалы I Национальной научно-практической конференции с международным участием (г. Саратов, 23–24 января 2019 г.). — Саратов : Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова, 2019. — С. 350–353.

7. Baszczyński K. Dynamic strength tests for low elongation lanyards // International Journal of Occupational Safety and Ergonomics. — 2007. — Vol. 13, No. 1. — P. 39–48. DOI: 10.1080/10803548.2007.11076707.

8. Baszczyński K., Jachowicz M. Effect of mechanical factors on the protective parameters of textile elements in personal equipment protecting against falls from a height // Fibres and Textiles in Eastern Europe. — 2011. — Vol. 88, No. 5. — P. 117–124.

9. Nikonov A., Saprunov I., Zupančič B., Emri I. Influence of moisture on functional properties of climbing ropes // International Journal of Impact Engineering. — 2011. — Vol. 38, No. 11. — P. 900–909. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2011.06.003.

10. Baszczyński K. Effect of repeated loading on textile rope and webbing characteristics in personal equipment protecting against falls from a height // Fibres and Textiles in Eastern Europe. — 2015. — Vol. 23, No. 4(112). — P. 110–118. DOI: 10.5604/12303666.1152741.

11. Schad R. Analysis of climbing accidents // Accident Analysis & Prevention. — 2000. — Vol. 32, -Issue 3. — P. 391–396. DOI: 10.1016/S0001-4575(99)00026-3.

12. EN 892:2012+A1:2016. Mountaineering equipment — Dynamic mountaineering ropes — Safety re-quirements and test methods. — Brussels, Belgium : BSI, 2012. — 32 p.

13. Manu P., Ankrah N., Proverbs D., Suresh S. An approach for determining the extent of contribution of construction project features to accident causation // Safety Science. — 2010. — Vol. 48, Issue 6. — P. 687–692. DOI: 10.1016/j.ssci.2010.03.001.

14. Nadhim E. A., Hon C., Xia B., Stewart I., Fang D. Falls from height in the construction industry: A cri-tical review of the scientific literature // International Journal of Environmental Research and Public Health. — 2016. — Vol. 13, Issue 7. — P. 638. DOI: 10.3390/ijerph13070638.

15. Proto A. R., Mazzocchi F., Cossio F., Bortolini L., Pascuzzi S., Caruso L., Diano M., Zimbalatti G. A survey on occupational injuries in works on trees in Italy // Procedia — Social and Behavioral Sciences. — 2016. — Vol. 223. — P. 435–441. DOI: 10.1016/j.sbspro.2016.05.266.

16. Lestari R. I., Guo B. H. W., Goh Y. M. Causes, solutions, and adoption barriers of falls from roofs in the Sin¬ga¬pore construction industry // Journal of Construction Engineering and Management. — 2019. — Vol. 145, Issue 5. — Article Number 04019027. DOI: 10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0001649.

17. Lim W. C., Tashrif S. M., Goh Y. M., Koh S. J. A. Validation of the energy balance approach for design of vertical lifeline systems // International Journal of Occupational Safety and Ergonomics. — 2019. — 13 p. DOI: 10.1080/10803548.2019.1616948.

18. Galy B., Lan A. Horizontal lifelines — review of regulations and simple design method considering an-chorage rigidity // International Journal of Occupational Safety and Ergonomics. — 2018. — Vol. 24, Issue 1. — P. 135–148. DOI: 10.1080/10803548.2017.1300444.

19. Goh Y. M., Wang Q. Investigating the adequacy of horizontal lifeline system design through case studies from Singapore // Journal of Construction Engineering and Management. — 2015. — Vol. 141, Issue 7. — Article Number 04015017. DOI: 10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000989.

20. Vasilenko V., Korolchenko D., Pham Nam Thanh. Definition of the inspection criteria for personal protective equipment (for work at heights) on example of full body harnesses // MATEC Web of Conferences. — 2018. — Vol. 251. — Article Number 02042. — 9 p. DOI: 10.1051/matecconf/201825102042.

21. Карасёв В. К., Суханов А. С. Обслуживание и периодический осмотр СИЗ от падения с высоты // Безопасность и охрана труда. — 2016. — № 4(69). — С. 24–26.

22. Ступаков А. А., Капырин П. Д., Леликов Г. Д., Семенов П. А., Василенко В. В. Стенды для исследований средств индивидуальной защиты от падения человека с высоты // Вестник МГСУ. — 2015. — № 8. — С. 130–139.

23. Goh Y. M., Goh W. M. Investigating the effectiveness of fall prevention plan and success factors for program-based safety interventions // Safety Science. — 2016. — Vol. 87. — P. 186–194. DOI: 10.1016/j.ssci.2016.04.007.