防砸性能测试是如何进行的?

防砸性能测试

买安全鞋时,很多人都会关注“防砸”两个字。但真正检测时,并不是简单拿重物砸一下鞋头就结束了。保护包头受到冲击后,内部还能不能保留足够空间,才是判断防砸性能的重要依据。

防砸性能主要测试什么?

安全鞋的防砸性能,主要针对鞋头内部的保护包头进行测试。保护包头可以是金属材料,也可以采用符合要求的非金属材料。

按照现行国家标准GB 21148-2020《足部防护 安全鞋》,足趾保护属于安全鞋的重要防护项目。该标准为强制性国家标准,于2021年8月1日起实施。

在测试中,关注的并不是保护包头有没有发生一点变形,而是受到规定能量冲击后,保护包头内部是否仍然能够保持规定的最小间距,同时不能出现影响安全性的贯穿裂缝。

简单来说,就是模拟工作过程中重物掉落、工具碰撞等情况。

如果鞋头受到冲击后明显塌陷,虽然外观看起来鞋子还在,但内部空间已经被压缩,就可能无法给脚趾提供足够保护。因此,防砸测试实际上是在检验“受到冲击以后,脚趾还有没有安全空间”。

防砸性能测试具体怎么进行?

GB 21148-2020规定,足趾保护的抗冲击性按照GB/T 20991-2007中相应方法进行测试。对于标记为足趾保护(200J)或SB的安全鞋,冲击能量为(200±4)J;对于标记为足趾保护(100J)或PB的防护鞋,冲击能量为(100±2)J。

实际测试时,一般需要先对鞋头进行准备。

测试人员会按照规定处理试样,并在保护包头内部放置用于测量变形空间的模拟材料。相关试验方法中会使用圆柱形塑性材料作为测量介质,通过冲击后材料受到压缩的程度来确定保护包头内部的最低间距。

随后,将整只鞋或者规定的试样固定在冲击设备上,使冲击装置对准保护包头的规定测试轴线。

以200J安全鞋测试为例,标准方法采用规定质量和速度产生200J左右的冲击能量。ISO 20344:2021的测试方法中,20kg左右的冲击锤对应200J测试能量时,冲击速度约为4.47m/s。

冲击完成以后,并不是看鞋头有没有被砸扁这么简单。

检测人员还要测量冲击后保护包头内部的最低高度,也就是保护包头内部剩余的最小间距。这个数据需要符合相应标准规定。

另外,还要检查保护包头是否出现贯穿材料的裂缝。GB 21148-2020明确要求,在保护包头测试轴线上不能出现能够透光的贯穿裂缝。

因此,一次完整的防砸性能评价,通常可以理解为两个重点:

第一,看规定冲击能量作用后,保护包头内部剩余空间是否符合要求。

第二,看保护包头本身是否出现影响防护能力的贯穿性裂缝。

这两个方面都需要符合相应要求,才能通过对应的足趾保护测试。

防砸测试和耐压力测试不是一回事

实际生产中,经常有人把“防砸”和“耐压”混在一起。

两者虽然都针对鞋头保护包头,但测试方式不同。

防砸测试属于动态冲击。测试设备通过规定的冲击能量,在较短时间内对鞋头产生冲击,用来模拟重物突然掉落或碰撞的情况。

耐压力测试则属于压力作用。按照GB 21148-2020,标记为足趾保护(200J)或SB的安全鞋,需要在(15±0.1)kN压力下进行耐压力测试;标记为足趾保护(100J)或PB的防护鞋,则对应(10±0.1)kN压力。测试后,同样需要检查保护包头内部的最小间距是否符合要求。

所以,“防砸测试通过”并不能简单理解成“耐压测试也一定通过”。

一个是冲击能量,一个是静态或缓慢施加的压力,测试目的和加载方式存在区别。

对于安全鞋生产企业来说,这两个项目通常都需要根据产品类别和标识要求进行检测。

为什么测试后还要测内部间距?

这是防砸检测中比较关键的一点。

保护包头的作用不是要求受到冲击后完全不变形,而是在规定的冲击条件下,尽量保护足趾区域,并在冲击后保持标准要求的内部空间。

例如,冲击之后鞋头可能会发生一定程度的变形。如果变形没有导致内部空间低于标准要求,那么产品仍然可能满足相应的防护要求。

反过来,如果鞋头外观看起来没有明显破损,但内部空间已经不足,也不能仅凭外观判断其防砸性能合格。

因此,实验室检测时需要使用规定的方法测量保护包头内部的最小间距,而不是只通过肉眼观察鞋头外形。

生产过程中哪些因素会影响防砸性能?

保护包头本身只是其中一个因素。

鞋头结构、保护包头尺寸、材料性能、成型工艺以及保护包头在鞋内的固定方式,都可能影响最终测试结果。

GB 21148-2020还要求,安装在鞋内的保护包头在正常情况下不能发生移动。对于内部保护包头,鞋帮结构和覆盖方式也有相应要求。

因此,在实际生产中不能只关注“鞋头用什么材料”。

比如同样是金属保护包头,如果尺寸、形状、成型状态或者安装位置不同,最终表现也可能存在差异。

非金属保护包头也不是简单更换一种材料就可以。其稳定性同样需要满足相应要求。

所以安全鞋开发过程中,一般需要把保护包头、鞋楦、鞋帮结构和成型工艺结合起来考虑,再通过成品测试确认最终性能。

防砸性能检测常见的几个误区

误区一:鞋头越硬,防砸性能就越好。

不能只看硬度。防砸测试考察的是规定冲击条件下的整体防护表现,包括冲击后的内部间距和保护包头状态。

误区二:鞋头没有被砸穿,就代表测试合格。

也不准确。保护包头即使没有破裂,如果冲击后内部空间达不到标准要求,同样可能无法满足相应防护要求。

误区三:通过一次防砸测试,就代表整双鞋所有防护性能都合格。

防砸只是安全鞋防护项目中的一个部分。GB 21148-2020还涉及抗刺穿、电性能、耐恶劣环境性能等项目,具体需要根据产品的防护类别和标识要求确定。

误区四:只看保护包头材料,不看成鞋测试。

安全鞋最终是以成鞋状态进行相关性能评价。实际生产中,保护包头材料、结构设计和成鞋工艺都需要配合。

防砸性能测试的结果怎么看?

判断一双安全鞋的防砸性能,不能只看宣传资料上的“防砸200J”。

需要进一步确认产品执行的标准、足趾保护等级、对应测试方法,以及检测结果是否符合标准要求。

按照GB 21148-2020,200J和100J对应不同的足趾保护标识。200J主要对应安全鞋中的SB标识,而100J对应PB防护鞋。

如果是企业采购安全鞋,也可以结合实际工作环境来选择。

例如建筑施工、机械加工、仓储搬运等工作场景,可能存在物体掉落或脚部受到碰撞的风险。采购时除了关注鞋头防护,还需要结合防刺穿、防滑、防静电、耐油等实际需求选择对应的防护性能。

防砸性能测试本质上是通过规定的冲击能量作用于安全鞋保护包头,再测量冲击后的保护包头内部最小间距,并检查是否存在贯穿性裂缝。GB 21148-2020规定,200J安全鞋对应(200±4)J冲击能量,100J防护鞋对应(100±2)J冲击能量;测试后的内部空间还必须满足相应标准要求。防砸测试属于动态冲击测试,与耐压力测试并不是同一种试验。

本文由山东宏固鞋业有限公司技术团队撰写,内容基于实际生产、长期应用或检测结果整理而成。

公司专注工业足部防护领域,拥有20年以上安全鞋生产经验,产品通过国标GB21148-2020《足部防护安全鞋》及欧盟标准CE EN ISO 20345:2022检测。