21Коринтели А.М., Мендюкова А.С Korinteli A.M., Mendyukova A.S
Ассистент,студент Assistant, student ИСОиП (филиал) ДГТУ в г.Шахты ISOiP (branch) DGTU in Shakhty
РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ЗОНАЛЬНОМУ РАСПОЛОЖЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ В ГИДРОКОСТЮМАХ ДЛЯ ПОДВОДНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ
DEVELOPMENT OF RECOMMENDATIONS FOR ZONE POSITIONING OF MATERIALS IN WETSUITS FOR UNDERWATER RESEARCH WORKS
Аннотация. В статье проведён анализ и дана характеристика материалов, покрытий, напылений, используемых для гидрокостюмов. В процессе исследования материалов представлено их зональное распределения с целью снижения деформации на наиболее подвижных участках и сохранения теплоизоляции в костюмах мокрого типа. Полученные результаты работы позволяют расширить информационную базу модельных решений защитной спецодежды для подводных сварщиков.
Abstract. The article analyzes and characterizes the materials, coatings, sprays used for wetsuits. During the study of materials, their zonal distribution is presented in order to reduce deformation in the most mobile areas and to maintain thermal insulation in wet suits. The obtained results of the work make it possible to expand the information base of model solutions of protective overalls for underwater welders.
Ключевые слова, гидрокостюм, специалист, дайвинг, материалы, покрытие, исследование, деформация, неопрен.
Key words: wetsuit, specialist, diving, materials, coating, research, deformation, neoprene.
Подводно-исследовательская деятельность остается актуальной и в настоящее время, это связано с тем, что степень изученности Мирового океана продолжает оставаться минимальной - всего 5 % [1]. Обеспечение стабильной трудоспособности специалиста под водой во время выполнения подводно-исследовательских работ возможно за счет применения средств индивидуальной защиты - спецодежды (гидрокостюмов). Процесс погружения на большие глубины в условиях низких температур способствует проявлению реакции организма в виде активного выделения тепловой энергии с целью обогрева [2].
Исследование способов обеспечения нормальной теплоизоляции в гидрокостюмах при длительном пребывании специалиста в условиях низких температур водной среды определяет актуальность поставленной цели -решение зонального распределения материалов в гидрокостюмах с учетом условий выполнения рабочего процесса водолаза.
Сохранение тепла в гидрокостюмах в условиях низких температур под водой теплового воздействия на рабочих-сварщиков в значительной степени определяется конструктивно-технологическими решениями спецодежды.
Гидрокостюмы могут быть сухими и мокрыми. Для сухих гидрокостюмов характерно повышенная герметичность, которая обеспечивается за счёт использования уплотняющих манжет на руках и шее (обтюраторов) и использования специальных соединительных швов [3]. В мокрых гидрокостюмах теплоизоляция может быть достигнута применением материал с дополнительной поверхностной отделкой (специального функционального назначения). Они могут не дублироваться, быть с односторонним дублированием, двусторонним дублированием, комбинированными - из разных видов неопрена. В дальнейшем будут рассмотрены гидрокостюмы мокрого типа
[3].
В качестве основного материала в гидрокостюмах мокрого типа часто используется неопрен. Это эластичный материал, обеспечивающий необходимую гибкость костюма в целом [4]. Существует несколько типов неопрена: с открытой порой и закрытой порой.
Неопрен с открытой порой имеет хорошие теплоизоляционные свойства, предназначен для небольшой длительности пребывания на глубине. Такие костюмы имеют покрытия только с внешней стороны. Неопрен плотно прилегает к телу, сохраняя свободу движений специалиста, однако на глубине становятся тоньше по воздействием давления [4].
Неопрен с закрытой порой дублируют с обеих сторон, с целью снижения вероятности проявления деформации до минимума. Эти костюмы используют для погружения на большие глубины. Недостатком в применении в гидрокостюмах является малая эластичность таких материалов, что приводит к снижению общей механики движения подводного специалиста [4].
В Таблице 1 представлена характеристика материалов для гидрокостюмов.
Материал Температ Толщина, Характерист Назначен Достоинс Недостатки
ура воды мм ики ие тва
Неопрен 10-30° 3-7 дублируютс В Высокая Сильное
с я костюмах степень сжатие при
закрытой различными сухого теплозащ увеличение
порой защитными типа - иты [5]. глубины
материалами изоляция погружения,
для и защита скованность
предохранен тела и движений
ия от головы [5].
повреждени водолаза,
й и при
улучшения температу
гигиеническ ре воды
их и ниже 13
эксплуатаци °С, в
онных костюмах
качеств [5]. мокрого
типа -
сохранен
ие
теплозащ
итных
свойств
при
погружен
ии на
большие
глубины
[5].
Неопрен 18-30° 3-5 Дублируется Долгое Хорошее Низкая
с только пребыван прилеган износостойк
открытой снаружи [5]. ие на ие к телу, ость,
порой поверхно хорошие невозможно
сти с теплозащ сть
кратковре итные длительного
менными свойства погружения
погружен [5]. на большие
иями на глубины [5].
глубину
[5].
Лайкра 24-30° 1.5 Мягкость, Уберегать Высокую Теплозащит
гладкость дайвера износоуст ные
от медуз, ойчивость функции
кораллов, лайкры почти
а также [5]. отсутствуют
небольши
х механиче
ских
поврежде
ний [5].
Триламин 10-30° 2,5 Малая масса, Долгое Обладает Низкие
ат высокая пребыван ветрозащ теплоизоляц
прочность ие на итными ионные
по поверхно свойствам свойства,
сравнению с сти с и и может высокая
неопреном. кратковре пропускат сминаемост
менными ь влагу ь [3].
погружен только
иями на наружу.
глубину. Гибкость,
изнносост
ойкость
[3].
Основываясь на характеристиках, используемых материалов для гидрокостюмов выявлено, что для погружения на большие глубины лучше всего подходит неопрен с закрытой порой, дублированный различными защитными материалами для улучшения эксплуатационных качеств. Так как они
дублированы различными материалами, что защищает специалиста от повреждений, позволяет больше времени проводить на глубине за счёт уменьшения деформации костюма и как следствие более длительного сохранения теплоизоляционных свойств.
При низких температурах в современных гидрокостюмах на внутренней стороне основного материала часто применяются различные виды покрытий, несущие определенную функциональную значимость (табл. 2).
Таблица 2. Покрытия материалов для гидрокостюмов [6]
Покрытие Назначение
Нейлон Защита от механических повреждений
Лайкра Надежная защита неопрена от порывов и ультрафиолетовых лучей.
Ультраспан (Ultraspan) Обладает высоким растяжением в любом направлении.
Плюш Меньше поглощает воду, что дает самый теплый, и самый быстрый материал для сушки.
Микро-плюш Такая оболочка из воздуха вокруг ныряльщика сохраняет тепло. Кровь циркулирует вокруг тела, создавая собственную систему центрального отопления.
Гладкая кожа (Smooth Skin) Хорошая эластичность, скольжение и практически мгновенное высыхание.
Титан Специальное мембранное покрытие, обладающая эффектом отражения тепла тела обратно в тело ныряльщика.
Дюратекс (Duratex), SUPRATEX (Supratex) Увеличивает сопротивление истиранию до 4-5 раз.
Кевлар Пара-арамидное волокно, обладает высокой прочностью. Увеличивает сопротивление истиранию до 20-30 раз.
На областях наиболее подверженным деформациям рекомендуется использовать покрытие ультроспан, так как оно обладает высокой растяжимостью.
С целью повышения функциональности гидрокостюма используют различные виды напылений (табл. 3).
Таблица 3. Напыления для гидрокостюмов [7].
Напыление Функциональность
Титановое Композитный материал с напылением титана на неопрен и дублированием тканью повышает теплоизоляционные свойства гидрокостюма. Благодаря приобретенным теплоотражающим свойствам, у металлизированного с одной стороны неопрена уменьшаются тепловые потери на 20-25% по сравнению с обычным неопреновым гидрокостюмом.
Золотое Применяется для укрепления пор неопрена - "открытая пора». Это напыление прочное и увеличивает срок службы изделия за счет меньшего износа неопрена и уменьшения вероятности повреждений при переодевании. Также, уменьшает коэффициент теплопередачи материала, что сохраняет дополнительное тепло.
Black Metallit Напыление, которое облегчает процесс надевания и снимание гидрокостюма и обеспечивает минимальный износ изделия.
Толщина материалов зависит от степени погружения специалиста под воду. Согласно этому был проведён анализ (табл.4).
Таблица 4 - Соотношение температуры и толщины [8].
Температура, ° Толщина, мм
23-26 1
18-20 2
12-17 3-4
8-11 3-5
4-7 4-6
Ниже 3 5-7
На основе проведённого анализа положения тела человека в воде, выполняющего подводно-исследовательские работы, было выявлено, что наибольшая степень деформации больше всего проявляется на следующих участках - коленный сустав, локтевой сустав, голеностопный сустав; наименьшего - область туловища. При очень низких температурах в связи с тем, что повышается толщина - снижается эргономичность [9].
В гидрокостюмах используются следующие виды швов (табл. 5).
Таблица 5. Типы ^ швов для гидрокостюмов [9].
Вид Клеевое Ниточное Использова Использован
соединени соединени ние ленты ие
е е специальной резины
Оверлочный шов - + - -
Плоская строчка - + - -
Потайной стежок + + - -
Потайной проклеенный шов + + + -
Проклееный двойной потайной шов + + + -
Потайной шов склеенный и + + + -
полностью проклеенный
Потайной шов, склеенный и + + + -
полностью заклеенный
неопреновой лентой
Жидкое уплотнение + + + +
Слепой шов + + + +
Бесшовное соединение + - - +
Анализ швов, применяемых в гидрокостюмах, позволил выявить, что потайной шов, склеенный и полностью заклеенный неопреновой лентой обеспечивает дополнительную герметизацию гидрокостюма мокрого типа, сохраняя эластичность на наиболее растяжимых участках. Технология соединения «Слепой шов» деталей костюма обеспечивает наилучшую герметизацию, но недостатком данного вида соединения является наименьшая растяжимость [9].
На основе анализа участков наибольшей деформации тела человека в гидрокостюмах рекомендуется использовать следующее зональное распределение материалов, представленное на рис. 1. В области туловища предлагается использование неопрена с закрытой порой, дублированного с обеих сторон нейлоном, так как область туловище менее подвижна. Нейлон обеспечивает хорошую защиту от механических повреждений и сохраняет теплозащитные свойства.
На области коленного, локтевого, голеностопного сустава предлагается использовать неопрен с наружным покрытием ультраспан, которое обладает высоким показателем растяжимости в любом направлении. На рис. 1 представлено зональное распределение материалов.
Рис.1 - Зональное распределение материалов в гидрокостюме.
В процесс исследования проведён анализ материалов, используемых для гидрокостюмов. Представлено их зональное распределения с целью снижения деформации на наиболее подвижных участках и сохранения теплоизоляции в костюмах мокрого типа. Полученные результаты работы позволяют расширить информационную базу модельных решений защитной спецодежды для подводных сварщиков.
Библиографический список:
1.Сколько процентов океана изучено? [Электронный ресурс]. - Режим доступа: - https://kratkoe.com/skolko-protsentov-okeana-izucheno/.
2. Риски дайвинга - Переохлаждение [Электронный ресурс]. - Режим доступа: - https: //midgardets Л^ ournal .com/23380.html.
3.Как выбрать гидрокостюм [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://goodrider.ru/articles/kak-vybrat-gidrokostyum
4.Сирота Е.Н., Черунова И.В., Тихонова, Н.В. Исследование и учет свойств вспененных материалов одежды для эксплуатации в условиях высокого растяжения / Е.Н. Сирота, И.В. Черунова, Н.В. Тихонова // Вестн. Технологич. ун-та. 2016. Т. 19. № 18. С. 85-87.
5.Материалы для гидрокостюмов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://pwo.su/769-materialy-dlya-gidrokostyumov.html
6. Какой неопрен выбрать [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://aquadiscovery.ru/o-aquadiscovery/kakoj-neopren-vybrat/
7. Гидрокостюм с титановым покрытием [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://katrangun.com.ua/katrangun/gidrokostyum-s-titanovym-pokrytiyem -zachem-on-nuzhen
8. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Одежда специальная для защиты от воды. Технические требования (Переиздание): ГОСТ Р 12.4.2882013 - Издание официальное. - М.: Стандартинформ, 2019 . - 20 с.
9. Сирота, Е. Н. Способы сборки многозональной поверхности гидрокостюма / Черунова, И. В., Коринтели, А. М. // Научная весна-2020. Технические науки : сборник научных трудов : научное электронное издание / редколлегия: С. Г. Страданченко [и др.] ; Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Донской государственный технический университет" в г. Шахты Ростовской области (ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты). - 1 CD-ROM (4,37 Мб). - Допущено к изданию редакционно-издательским советом ДГТУ. - Заглавие с этикетки диска. - Шахты: ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты, 2020 - С. 240-2468. Мендюкова, А.С., Коринтели, А.М. Исследование и разработка способов повышения гидроизоляции в гидрокостюмах мокрого типа / А.С. Мендюкова, А.М. Коринтели //Российские регионы как центры развития в современном социокультурном пространстве, 2020. С.62-67
