Là thiết bị cốt lõi để bảo vệ tay, găng tay được sử dụng rộng rãi trong y tế, hóa chất, chế biến thực phẩm, hoạt động phòng thí nghiệm và nhiều lĩnh vực khác. Hiệu suất bảo vệ thủng của nó liên quan trực tiếp đến sự an toàn của tay người dùng và tránh chấn thương hoặc ô nhiễm do đâm vật sắc nhọn. Thử nghiệm đâm thủng là chỉ số chính để đánh giá khả năng bảo vệ găng tay, việc thực hiện các tiêu chuẩn liên quan và ứng dụng chính xác của công nghệ thử nghiệm, là liên kết cốt lõi để đảm bảo chất lượng sản phẩm găng tay và an toàn sử dụng. Bài viết này sẽ xem xét các tiêu chuẩn cốt lõi, nguyên tắc thử nghiệm, quy trình vận hành và kịch bản ứng dụng của thử nghiệm thủng găng tay chải hệ thống để cung cấp tài liệu tham khảo kỹ thuật cho các bên sản xuất, kiểm tra chất lượng và sử dụng công nghiệp.
Tiêu chuẩn thử nghiệm thủng găng tay đã hình thành hai hệ thống quốc tế và trong nước, các tiêu chuẩn khác nhau có trọng tâm riêng về phạm vi áp dụng, phương pháp thử nghiệm và yêu cầu chỉ số, cần được thực hiện theo loại găng tay và lựa chọn cảnh sử dụng các tiêu chuẩn tương ứng.
Tiêu chuẩn ASTM D6978-15: Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ đã phát triển, áp dụng cho thử nghiệm sức đề kháng thủng của găng tay dùng một lần (ví dụ: găng tay nitrile, găng tay cao su, găng tay PVC), xác định rõ thiết bị thử nghiệm, loại đầu dò thủng, tốc độ thử nghiệm và phương pháp tính toán kết quả, là một trong những tiêu chuẩn ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế và công nghiệp toàn cầu.
Tiêu chuẩn ISO 13997:2019Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế đã ban hành, bao gồm tất cả các loại găng tay bảo hộ (bao gồm găng tay sử dụng một lần và lặp lại), nguyên tắc thử nghiệm tương tự như ASTM D6978-15, nhưng có sự khác biệt về kích thước đầu dò, điều kiện tiền xử lý mẫu, chú trọng hơn đến tính linh hoạt và khả năng tương thích trên toàn thế giới.
Tiêu chuẩn EN 388:2016: Tiêu chuẩn găng tay bảo vệ EU, hiệu suất thủng là chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ bảo vệ găng tay (cùng với khả năng chống mài mòn, chống cắt, chống rách), sử dụng đầu dò thủng cụ thể và quy trình thử nghiệm, kết quả thử nghiệm tương ứng trực tiếp với nhận dạng mức độ bảo vệ của găng tay (ví dụ: lớp 1-4), là cơ sở cốt lõi để tiếp cận thị trường EU.
GB / T 24786-2021: Găng tay PVC dùng một lần, thích hợp cho thử nghiệm thủng găng tay PVC dùng một lần, tham khảo yêu cầu kỹ thuật ASTM D6978-15, kết hợp với sản xuất trong nước thực tế tối ưu hóa kích thước mẫu và quy định môi trường thử nghiệm.
GB / T 10213-2021: Găng tay kiểm tra cao su dùng một lần, để kiểm tra găng tay cho vật liệu cao su như latex, nitrile, xác định rõ các thông số thiết bị của thử nghiệm thủng, bước thử nghiệm và chỉ số phù hợp, là cơ sở chính để mua găng tay và kiểm tra chất lượng trong ngành y tế trong nước.
GB 24541-2020: Găng tay bảo vệ chống lại các mối nguy hiểm cơ học bảo vệ tay, găng tay bảo vệ thích hợp cho việc chống đâm thủng cơ học trong các tình huống công nghiệp, sử dụng phương pháp thử nghiệm tương thích với EN 388: 2016, phân chia mức độ bảo vệ với đường ray quốc tế, thuận tiện cho các ứng dụng doanh nghiệp xuất khẩu.
Thử nghiệm đâm thủng đánh giá khả năng chống thủng của găng tay bằng cách mô phỏng tình huống găng tay gặp phải các vật sắc nhọn (như kim, mảnh kim loại, xỉ thủy tinh, v.v.) trong sử dụng thực tế, sử dụng đầu dò tiêu chuẩn để đâm thẳng đứng mẫu găng tay với tốc độ không đổi, ghi lại giá trị lực tối đa cần thiết trong quá trình đâm thủng (tức là lực cản đâm thủng), hoặc đánh giá xem mẫu thử có bị đâm thủng hay không. Giá trị kháng thủng càng cao, cho thấy găng tay càng có khả năng chống lại sự xâm nhập của vật sắc nhọn; Đối với các tiêu chuẩn phân loại (chẳng hạn như EN 388: 2016), các mức độ bảo vệ khác nhau tương ứng với giá trị lực kiểm tra.
Dụng cụ kiểm tra: Cần sử dụng máy kiểm tra thủng đặc biệt (chẳng hạn như máy kiểm tra chống thủng găng tay CS-6089-TP), có hiệu suất đo giá trị lực ≥ ± 1%, phạm vi điều chỉnh tốc độ 0,5-500mm/phút, độ chính xác đo dịch chuyển ≥ ± 0,01mm để đảm bảo tính chính xác và lặp lại của dữ liệu thử nghiệm.
Đầu dò đâm thủng: Các tiêu chuẩn khác nhau có quy định rõ ràng về vật liệu, hình dạng và kích thước của đầu dò, các loại phổ biến bao gồm:
φ5mm， Hình nón phía trước, côn 12 °, bán kính đầu 0,8mm;
φ4.5mm， Hình nón phía trước, côn 30 °, bán kính đầu 0,5mm, vật liệu là thép (độ cứng Rockwell 60HRC);
Chuẩn bị mẫu: Ít nhất 5 mẫu được lấy từ ba phần chính của găng tay, lòng bàn tay, đầu ngón tay và mu bàn tay, kích thước mẫu thường là 50mm × 50mm (một số yêu cầu tiêu chuẩn là 60mm × 60mm), cần đảm bảo mẫu không bị hỏng, nếp gấp, ô nhiễm và độ dày đồng đều (độ lệch độ dày ≤ ± 0,02mm).
Môi trường thử nghiệm: Điều kiện môi trường tiêu chuẩn là nhiệt độ 23 ℃ ± 2 ℃, độ ẩm tương đối 50% ± 5%, mẫu cần được xử lý trước trong môi trường này trong ít nhất 24 giờ, tránh thay đổi nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng đến hiệu suất vật liệu găng tay, dẫn đến biến dạng kết quả kiểm tra.
Lấy mẫu từ găng tay cần kiểm tra theo vị trí quy định, mỗi vị trí có ít nhất 5 mẫu song song, đánh dấu số mẫu và vị trí lấy mẫu.
Các mẫu được đặt trong hộp môi trường tiêu chuẩn trước khi xử lý trong 24 giờ, tránh ánh sáng mặt trời trực tiếp, ô nhiễm bụi và thiệt hại cơ học.
Đo độ dày của mỗi mẫu (tổng cộng 5 điểm được đo ở trung tâm và bốn góc của mẫu, lấy giá trị trung bình), ghi lại dữ liệu độ dày làm cơ sở phân tích phụ trợ.
Lắp đặt đầu dò thủng tương ứng với yêu cầu tiêu chuẩn, kiểm tra xem kim có còn nguyên vẹn không (không mài mòn, biến dạng, burr), đảm bảo đầu dò vuông góc với thiết bị kẹp mẫu.
Hiệu chuẩn cảm biến giá trị lực và cảm biến dịch chuyển của máy kiểm tra, đặt tốc độ kiểm tra (tốc độ tiêu chuẩn phổ biến là 100mm/phút, một số tiêu chuẩn găng tay công nghiệp là 50mm/phút).
Điều chỉnh thiết bị kẹp mẫu để đảm bảo kẹp chắc chắn và không làm hỏng mẫu, bề mặt mẫu vẫn bằng phẳng và không bị căng hoặc nếp gấp.
Cố định mẫu vật sau khi xử lý trước vào thiết bị kẹp sao cho đầu dò được căn chỉnh vào vị trí trung tâm của mẫu vật.
Khởi động máy kiểm tra, đầu dò di chuyển về phía mẫu vật và đâm với tốc độ thiết lập, ghi lại giá trị lực - đường cong dịch chuyển trong quá trình đâm trong thời gian thực.
Khi tất cả các đầu dò thâm nhập vào mẫu vật (điểm uốn giảm rõ rệt về giá trị lực), thử nghiệm được dừng lại và giá trị lực xuyên tối đa (tính bằng N) được ghi lại.
Lặp lại các bước trên để hoàn thành kiểm tra tất cả các mẫu, loại bỏ dữ liệu bất thường (chẳng hạn như đột biến giá trị lực do lỗi mẫu) và giữ lại dữ liệu hợp lệ.
Tính toán giá trị lực đâm trung bình của mẫu vật tại mỗi vị trí lấy mẫu (lấy trung bình số học của dữ liệu hợp lệ), giữ lại hai chữ số thập phân.
Đánh giá sự phù hợp theo tiêu chuẩn tương ứng: ① Tiêu chuẩn định lượng (ví dụ: ASTM D6978-15): giá trị lực đâm trung bình cần ≥ giới hạn thấp hơn theo tiêu chuẩn (ví dụ: găng tay y tế dùng một lần thường yêu cầu ≥ 1,5N); ② Tiêu chuẩn phân loại (ví dụ EN 388: 2016): tương ứng với mức độ bảo vệ theo giá trị lực trung bình (cấp 1: ≥1.2N, cấp 2: ≥2.5N, cấp 3: ≥5.0N, cấp 4: ≥10.0N).
Báo cáo thử nghiệm được phát hành để xác định các tiêu chuẩn kiểm tra đánh dấu, mô hình thiết bị, điều kiện môi trường, vị trí lấy mẫu, dữ liệu độ dày, giá trị lực đâm trung bình và kết quả đánh giá sự phù hợp.
Chuẩn bị mẫu không đúng cách: độ lệch vị trí lấy mẫu (chẳng hạn như không tránh khớp găng tay, phần dày), độ dày mẫu không đồng đều, môi trường tiền xử lý không phù hợp với yêu cầu, có thể gây ra biến động quá lớn về giá trị lực.
Các vấn đề về thiết bị: biến dạng mài mòn đầu dò, thiết bị kẹp lỏng lẻo, cảm biến giá trị lực không được hiệu chuẩn, sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của dữ liệu thử nghiệm.
Lỗi hoạt động: đầu dò không căn chỉnh trung tâm mẫu, thiết lập tốc độ thử nghiệm sai, trượt mẫu trong quá trình đâm, có thể dẫn đến giá trị lực đâm thấp hoặc biến dạng dữ liệu.
Thường xuyên duy trì thiết bị kiểm tra: kiểm tra trạng thái thăm dò hàng tuần, giá trị hiệu chuẩn lực và cảm biến dịch chuyển hàng tháng, kiểm tra đo lường thiết bị hàng năm để đảm bảo hiệu suất thiết bị ổn định.
Đặc điểm kỹ thuật xử lý mẫu: lấy mẫu theo yêu cầu tiêu chuẩn nghiêm ngặt, tránh chặn mẫu ở cạnh găng tay, bị hỏng, giữ các thông số môi trường ổn định trong quá trình tiền xử lý.
Số lượng mẫu song song đầy đủ: mỗi bộ phận kiểm tra ít nhất 5 mẫu song song, sau khi loại bỏ giá trị ngoại lệ cần đảm bảo không ít hơn 3 dữ liệu có hiệu lực, đảm bảo tính đại diện của kết quả.
Kết hợp với phân tích cảnh thực tế: các tình huống sử dụng khác nhau đòi hỏi hiệu suất đâm thủng khác nhau (ví dụ như găng tay y tế cần chống kim đâm thủng, găng tay công nghiệp cần chống mảnh kim loại đâm thủng), cần chọn tiêu chuẩn kiểm tra tương ứng và loại thăm dò.
Kiểm soát chất lượng của doanh nghiệp sản xuất: Trong quá trình sản xuất găng tay, giám sát tính nhất quán của sản phẩm thông qua thử nghiệm đâm thủng, kịp thời điều chỉnh quy trình sản xuất (chẳng hạn như công thức vật liệu, kiểm soát độ dày), đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn.
Chứng nhận cơ quan kiểm tra của bên thứ ba: Là dự án kiểm tra cốt lõi để tiếp cận thị trường sản phẩm găng tay, chứng nhận CE, đăng ký FDA, cung cấp cơ sở cho việc tuân thủ sản phẩm.
Chấp nhận mua hàng của người dùng cuối: Các doanh nghiệp y tế, hóa chất, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác khi mua găng tay, xác định xem sản phẩm có đáp ứng nhu cầu bảo vệ của kịch bản sử dụng hay không bằng cách xác minh báo cáo thử nghiệm đâm thủng.
Đảm bảo an toàn cho người dùng: Thông qua thử nghiệm tiêu chuẩn, sàng lọc găng tay bảo vệ thủng đạt tiêu chuẩn, giảm nguy cơ tai nạn lao động và nhiễm trùng do đâm vật sắc nhọn.
Quy định trật tự thị trường: Tiêu chuẩn thử nghiệm thống nhất cung cấp cơ sở thống nhất cho sản xuất doanh nghiệp, kiểm tra cơ quan kiểm tra và giám sát bộ phận quản lý để tránh dòng sản phẩm kém chất lượng vào thị trường.
Thúc đẩy nâng cấp công nghệ: cập nhật và hoàn thiện các tiêu chuẩn (chẳng hạn như tối ưu hóa phương pháp thử nghiệm cho găng tay vật liệu mới), hướng dẫn các doanh nghiệp nghiên cứu và phát triển các sản phẩm găng tay có hiệu suất bảo vệ cao hơn, thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao của ngành.
Tiêu chuẩn kiểm tra thủng găng tay là cơ sở kỹ thuật cốt lõi để đảm bảo hiệu suất bảo vệ găng tay, việc thực hiện các quy tắc liên quan trực tiếp đến sự an toàn của việc sử dụng thiết bị đầu cuối. Cho dù đó là một doanh nghiệp sản xuất, cơ quan kiểm tra hoặc người dùng cuối, cần phải nắm bắt chính xác các yêu cầu kỹ thuật của các tiêu chuẩn liên quan, quy định quy trình kiểm tra và đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu kiểm tra. Với sự mở rộng liên tục của vật liệu găng tay và kịch bản ứng dụng, các tiêu chuẩn thử nghiệm thủng cũng sẽ tiếp tục được tối ưu hóa, nâng cao hơn nữa độ chính xác bảo vệ của các sản phẩm găng tay và khả năng phù hợp của ngành, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ hơn cho bảo vệ an toàn tay trong tất cả các lĩnh vực.