Os resultados dos testes de inflamabilidade para fitas comerciais prontas para uso (commercial-off-the-shelf) que atendem aos requisitos de inflamabilidade da NASA são reportados para uso em ambientes de oxigênio elevado previstos para futuras missões lunares e a Marte. Os testes demonstraram que uma fita composta por 60% Kevlar®/40% poli-benzimidazol (PBI) da Sturges Manufacturing Company, Inc., especificamente a versão natural, passou nos testes de inflamabilidade de acordo com a NASA-STD-6001B Test 1, usando uma ignição por superfície na configuração J, a 37% de oxigênio e 8,2 psia. Também são fornecidos dados de liberação de gases (outgassing) para a fita natural, que é dourada. Esses resultados apoiam seu potencial de uso como fitas adequadas para aplicações em softgoods, embora o desempenho final e as características de desgaste precisem ser validados na configuração completa.
Antecedentes
Um ambiente de oxigênio elevado está planejado para futuras missões tripuladas à Lua e a Marte, a fim de reduzir o tempo de pré-respiração antes das atividades extraveiculares. Neste estudo, os materiais estão sendo avaliados para uso a 37% de oxigênio e 8,2 psia. Um ambiente enriquecido em oxigênio aumenta o risco de inflamabilidade e a necessidade de materiais aprimorados com resistência ao fogo. O NASA Engineering and Safety Center (NESC) desenvolveu uma estratégia para garantir que materiais têxteis que atendem aos requisitos de inflamabilidade da NASA nesse ambiente estejam disponíveis para a comunidade aeroespacial como blocos de construção para hardware de voo de softgoods. A estratégia está sendo implementada pelo Mars Campaign Office e pelo Johnson Space Center com apoio do NESC. A primeira fase consiste em testar têxteis commercial-off-the-shelf (COTS) com alto potencial para atender aos requisitos de inflamabilidade.
Descrição do problema/questão
Tecidos estreitos entrelaçados, comumente referidos como fitas (webbing) ou fita tecida (woven tape), são usados em várias aplicações de softgoods, incluindo auxílios de mobilidade da tripulação, redes de contenção e alças de sacos de armazenamento. As fitas padrão de meta-aramida ou de náilon não atendem aos requisitos de inflamabilidade em ambientes de oxigênio elevado.
Métodos de teste/coleta de dados
A NASA-STD-6001B Test 1 foi realizada nas candidatas a fita na White Sands Test Facility (WSTF) para determinar a concentração máxima de oxigênio (MOC) a uma pressão de 8,2 psia. O teste foi conduzido em uma configuração J não blindada, em que a borda cortada da fita não foi exposta à chama e o ignitor atingiu a superfície frontal do material, que incluía a borda livre lateral da fita. O desempenho de inflamabilidade após desgaste e avarias não foi avaliado. O teste de MOC se refere à concentração máxima de oxigênio na qual pelo menos cinco amostras testadas passam os critérios da NASA-STD-6001B em uma pressão fixa. Foram testadas fitas naturais e pretas de 1 polegada de largura, compostas por 60% Kevlar e 40% PBI produzidas pela Sturges Manufacturing (ver Figura 1). As larguras disponíveis das fitas variam de ¼ a 8 polegadas.
Análise e resultados
A Tabela 1 resume as propriedades do webbing e os resultados dos testes. Os webbing apresentaram MOCs de 37% e 35% de oxigênio para o webbing natural e o webbing preto, respectivamente, a 8,2 psia. Além disso, foram realizados testes de offgas no webbing natural de acordo com a NASA-STD-6001B. Os resultados detalhados dos testes podem ser encontrados nos links do MAPTIS listados na seção de referências.
Esses resultados devem ser usados para selecionar materiais para incorporação em um produto final do tipo softgood. O resultado final de inflamabilidade dependerá dos outros componentes do item final e deve ser testado na configuração para garantir que o produto final atenda aos requisitos. Resultados individuais de têxteis não garantem o desempenho da montagem concluída. Variações nessa fita (isto é, incluindo, mas não se limitando a, dimensões, tipo de trama e tamanho do fio, densidade, tratamentos, cor, mistura de fibras, técnica de acabamento de borda, a adição de recursos como fechos de gancho e laço e desgaste) podem afetar as características de inflamabilidade e devem ser avaliadas antes do uso.
Referências
- Revestimento em cor preta: Relatório de inflamabilidade WSTF 26-49145, https://maptis.ndc.nasa.gov/matsel/app/material/73441?sender=global-search
- Webbing em cor natural: Relatório de inflamabilidade e liberação de gases WSTF 26-49149, https://maptis.ndc.nasa.gov/matsel/app/material/73442?sender=global-search
- HEO-DM-1006 Atmosferas de Exploração Atualizadas
- Site do fabricante: https://www.sturgesmfgco.com/
- Contato do fabricante: Mike Allen (mallen@sturgesmfgco.com 315-880-0937)
- Requisitos e procedimentos de teste para inflamabilidade, liberação de gases (outgassing) e compatibilidade (NASA-STD-6001B)