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淺談氣體滅火系統(tǒng)滅火劑輸送管道的安裝與氣壓強(qiáng)度試驗(yàn)（上）
日期：2024-09-20 13:27
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摘要：
朱勁武 周鐵祥
（北京利達(dá)海鑫滅火系統(tǒng)設(shè)備有限公司，北京 聯(lián)系電話：13910793712）
摘要：本文結(jié)合規(guī)范的要求，介紹了氣體滅火系統(tǒng)滅火劑輸送管道的安裝與固定方式及管道連接的幾種密封方法，探討了滅火劑輸送管道試驗(yàn)的方法和壓力的確定，提出了進(jìn)**壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)氣源的選擇與計(jì)算，以及試驗(yàn)管路的連接與試驗(yàn)注意事項(xiàng)等。
關(guān)鍵詞：氣體滅火系統(tǒng)、滅火劑輸送管道、密封、氣壓強(qiáng)度試驗(yàn)、氮?dú)?、試?yàn)壓力。
氣體滅火系統(tǒng)屬中、高壓滅火系統(tǒng)，滅火時(shí)滅火劑輸送管道需承受滅火劑噴放所產(chǎn)生的壓強(qiáng)和沖擊力，如果滅火劑輸送管道安裝出現(xiàn)問題，將釀成嚴(yán)重的事故，危害人們的生命和財(cái)產(chǎn)**。如2013年3月，河北某大型水泥廠采用二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)保護(hù)的煤粉倉(cāng)發(fā)生火災(zāi)，滅火時(shí)兩位消防專干在電氣啟動(dòng)失效時(shí)，進(jìn)入瓶組間手動(dòng)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)，由于滅火劑輸送管道安裝質(zhì)量問題，進(jìn)入瓶組間內(nèi)的鋼管外絲與管件內(nèi)絲在二氧化碳?xì)怏w噴放時(shí)脫扣，二氧化碳?xì)怏w全部噴灑到瓶組間內(nèi)，瞬間的降溫和窒息造成兩人死亡的重大事件。氣體滅火系統(tǒng)滅火劑輸送管道一定要按規(guī)范的要求正確安裝和嚴(yán)格試驗(yàn)，才能避免事故的發(fā)生，真正實(shí)現(xiàn)氣體滅火系統(tǒng)為人民生命財(cái)產(chǎn)**保駕護(hù)航的目的。GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50263-2007《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》中對(duì)氣體滅火系統(tǒng)滅火劑輸送管道的安裝和試驗(yàn)均有嚴(yán)格的規(guī)定。現(xiàn)筆者根據(jù)多年的氣體滅火系統(tǒng)施工安裝與指導(dǎo)中摸索的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合規(guī)范的要求，談?wù)剼怏w滅火系統(tǒng)滅火劑輸送管道的安裝與氣壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
1 滅火劑輸送管道安裝
嚴(yán)格按照規(guī)范的要求選用合格的材料和正確的安裝方法，包括管道的連接、管道支吊架的安裝、管道連接的密封等。
1.1 管道連接方式
管道連接方式主要有螺紋連接和法蘭連接， GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中4.1.9 第4條規(guī)定：“管道的連接，當(dāng)公稱直徑小于或等于80mm時(shí)，宜采用螺紋連接；大于80mm時(shí)，宜采用法蘭連接。”此處規(guī)范中采用的用詞是“宜”，表示允許稍有選擇，屬于非強(qiáng)制性條款。筆者也確實(shí)發(fā)現(xiàn)在施工安裝時(shí)，公稱直徑大于80mm的管道經(jīng)常采用螺紋連接。原因是采用螺紋連接時(shí)可以在現(xiàn)場(chǎng)使用套絲機(jī)機(jī)械加工螺紋，施工比較簡(jiǎn)單，而法蘭連接需要將法蘭與管道、管件進(jìn)行焊接加工，施工比較麻煩。但筆者建議公稱直徑大于80mm的管道應(yīng)采用法蘭連接，主要考慮如下：
一是連接的可靠性和施工的**性。螺紋連接方式主要依靠管道上的外螺紋與管件上的內(nèi)螺紋直接連接，當(dāng)管道直徑小時(shí)，需要的安裝力矩相對(duì)較小，容易緊固。隨著管徑的增加，需要的安裝力矩增大，緊固的難度也隨之增加。氣體滅火系統(tǒng)滅火劑輸送管道安裝在室內(nèi)離地幾米的高度，安裝完全依靠手工工具和人力，安裝大管道時(shí)，很難保證達(dá)到其所需的安裝力矩。同時(shí)，管道越大變形量也越小，安裝時(shí)對(duì)螺紋的垂直度、同軸度等要求也越高，尤其是在與彎頭、三通等管件連接時(shí)還須考慮其安裝角度和方向，就更難保證連接的可靠性了。且空中作業(yè)，施力不當(dāng)，極易釀成**事故。
二是試驗(yàn)與維修的方便性。管道安裝后，按規(guī)定應(yīng)進(jìn)行水壓強(qiáng)度和氣密性試驗(yàn)（氣壓強(qiáng)度試驗(yàn)），合格后方能投入使用。在安裝時(shí)采用螺紋連接的大管道，由于安裝力矩大，且在密封膠等填料的作用下，一旦泄漏，需要進(jìn)行維修時(shí)，管道拆卸將是一件非常困難的事情。有時(shí)為了一個(gè)泄漏點(diǎn)需要拆幾十米的管道，有時(shí)管道由于膠粘的太牢，必須使用氧割烤化方能拆卸，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。法蘭連接依靠螺栓緊固，安裝時(shí)在兩片法蘭中間放入法蘭墊，穿上螺栓，對(duì)角擰緊螺栓即可。安裝省力，連接可靠，試驗(yàn)時(shí)即使泄漏。只需拆卸泄漏點(diǎn)的法蘭，修復(fù)或更換配件即可。因此，建議公稱直徑大于80mm的管道應(yīng)采用法蘭連接。
采用法蘭連接時(shí)，由于法蘭與管道之間的焊接，將不可避免的造成鍍鋅層的局部損壞。對(duì)于這一問題，GB50263-2007《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》中5.5第3條規(guī)定“已經(jīng)處理的無(wú)縫鋼管不宜采用焊接連接，與選擇閥等個(gè)別連接部位需采用法蘭焊接連接時(shí)，應(yīng)對(duì)被焊接損壞的防腐層進(jìn)行二次防腐處理”。實(shí)際施工中，現(xiàn)場(chǎng)所使用的無(wú)縫鋼管和管件等都已經(jīng)過熱鍍鋅處理，焊接法蘭后，對(duì)損壞的鍍鋅層應(yīng)進(jìn)行怎樣的二次防腐處理，規(guī)范未做明確的規(guī)定。目前普遍認(rèn)為的二次防腐處理的方法有兩種：一是二次鍍鋅，二是涂防銹漆或環(huán)氧底漆。建議采用如下方法：
首先，對(duì)于管道與法蘭焊接后的二次防腐處理，建議對(duì)破壞的鍍鋅層和焊渣打磨干凈后涂防銹漆或環(huán)氧底漆兩遍以上，且鋼管和法蘭的內(nèi)外表面都應(yīng)涂漆，且**遍應(yīng)在**遍完全干透后再行涂抹。
其次，對(duì)于彎頭、三通等管件的二次防腐處理，建議進(jìn)行二次鍍鋅處理。目前，市場(chǎng)上有已焊接好法蘭并鍍鋅的管件購(gòu)買，也可以直接在廠家訂購(gòu)，省去了現(xiàn)場(chǎng)的焊接和二次鍍鋅，非常方便和實(shí)用。
1.2 管道支吊架的安裝應(yīng)符合規(guī)范要求
氣體滅火系統(tǒng)在噴放時(shí)將產(chǎn)生很大的沖擊、振動(dòng)、搖晃，加上管道自身的重量較大，因此在滅火劑管道安裝時(shí)，應(yīng)按規(guī)范要求用支吊架對(duì)管道進(jìn)行固定，以支撐管道重量，防止管道彎曲變形并增強(qiáng)管道連接處螺紋或法蘭強(qiáng)度，提高管道抗振能力，預(yù)防管道脫離。
1.2.1管道支吊架的安裝應(yīng)符合規(guī)范要求
GB50263-2007《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》中5.5.3 管道支、吊架的安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 管道應(yīng)固定牢靠，管道支、吊架的*大間距應(yīng)符合表5.5.3的規(guī)定。
2 管道末端應(yīng)采用防晃支架固定，支架與末端噴嘴間的距離不應(yīng)大于500 mm。
3 公稱直徑大于或等于50 mm的主干管道，垂直方向和水平方向至少應(yīng)各安裝1個(gè)防晃支架，當(dāng)穿過建筑物樓層時(shí)，每層應(yīng)設(shè)1個(gè)防晃支架。當(dāng)水平管道改變方向時(shí)，應(yīng)增設(shè)防晃支架。
表5.5.3 支、吊架之間*大間距
| DN (mm) | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 |
| *大間距(m) | 1.5 | 1.8 | 2.1 | 2.4 | 2.7 | 3.0 | 3.4 | 3.7 | 4.3 | 5.2 |
1.2.2 管道支吊架結(jié)構(gòu)、安裝尺寸和材料選用
管道支吊架結(jié)構(gòu)、安裝尺寸和材料可依據(jù)GJBT-1009（07S207）《氣體消防系統(tǒng)選用、安裝與建筑滅火器》消防圖集選用，根據(jù)管道固定方式和公稱通徑選擇合適的支吊架形式（如圖1～圖10），圖中管道安裝尺寸和支吊架材料見表1、表2。
圖1： DN15～DN50管道 圖2： DN65～DN150管道
沿墻（柱）安裝單管托架圖 沿墻（柱）安裝單管托架
圖3： DN15～DN40管道 圖4： DN50～DN150管道
沿墻（柱）安裝雙管托架圖 沿墻（柱）安裝雙管托架圖
圖5：DN15～DN50管道單管吊架圖 圖6：DN65～DN150管道單管吊架圖
圖7：DN50～DN150管道雙管吊架圖 圖8：鋼板大樣圖
圖9：管道穿墻敷設(shè)安裝圖 圖10：管道穿樓板敷設(shè)安裝圖
表2 管道安裝尺寸表 （mm）
| 管徑DN | 管道中心距L3 | L1 | L2 | L4 | L5 | ||||||||||
| 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | |||||
| 15 | 100 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 70 | 40 | — | |
| 20 | 110 | 110 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 80 | 40 | — | |
| 25 | 110 | 120 | 120 | — | — | — | — | — | — | — | — | 80 | 50 | — | |
| 32 | 120 | 120 | 130 | 140 | — | — | — | — | — | — | — | 90 | 50 | — | |
| 40 | 120 | 130 | 140 | 150 | 150 | — | — | — | — | — | — | 100 | 50 | — | |
| 50 | 130 | 130 | 150 | 160 | 170 | 170 | — | — | — | — | — | 100 | 60 | — | 90 |
| 65 | 140 | 150 | 160 | 170 | 170 | 190 | 190 | — | — | — | — | 110 | 70 | 200 | 100 |
| 80 | 150 | 160 | 170 | 180 | 180 | 200 | 210 | 210 | — | — | — | 130 | 80 | 200 | 115 |
| 100 | 160 | 175 | 190 | 190 | 200 | 200 | 220 | 220 | 240 | — | — | 140 | 90 | 220 | 130 |
| 125 | 180 | 190 | 200 | 200 | 210 | 210 | 230 | 250 | 250 | 260 | — | 160 | 110 | 250 | 140 |
| 150 | 200 | 200 | 210 | 210 | 230 | 230 | 250 | 270 | 270 | 285 | 300 | 170 | 120 | 280 | 150 |
表
3 支架、吊架、套管材料規(guī)格表
3 支架、吊架、套管材料規(guī)格表
| 管徑 DN | 單管托架 | 管徑 DN | 單管吊架 | ||||||||||||
| 支承角鋼 | 斜撐角鋼 | 鋼板 A×B×δ | 脹錨螺栓 | 角鋼 | 鋼板 A×B×δ | 脹瞄螺栓 | |||||||||
| 15~65 | L50×5 | L50×5 | 80×180×8 | M12×110 | 15~65 | L 50×5 | 80×180×8 | M12×110 | |||||||
| 80~100 | L63×6 | L63×6 | 100×200×8 | M12×110 | 80~150 | L 63×6 | 100×200×10 | M16×150 | |||||||
| 125~150 | L75×7 | L75×7 | 120×230×10 | M16×150 | 管徑 DN | 雙管吊架 | |||||||||
| 管徑 DN | 雙管托架 | 角鋼 | 鋼板 A×B×δ | 脹瞄螺栓 | |||||||||||
| 支承角鋼 | 斜撐角鋼 | 鋼板 A×B×δ | 脹錨螺栓 | 50~80 | L 50×5 | 80×180×8 | M12×110 | ||||||||
| 15~50 | L50×5 | L50×5 | 80×180×8 | M12×110 | 100~150 | L 63×6 | 100×200×10 | M16×150 | |||||||
| 65~80 | L63×6 | L63×6 | 100×200×8 | M12×110 | 穿墻、穿樓板鋼套管 | ||||||||||
| 100~125 | L75×7 | L75×7 | 120×230×10 | M16×150 | DN | 15~25 | 32~50 | 65 | 80 | 100 | 125~150 | ||||
| 150 | L90×8 | L90×8 | 130×250×10 | M20×170 | DN1 | 50 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | ||||
1.3 管道連接的密封方法
1.3.1螺紋連接的密封方法
采用螺紋連接方式的管道，主要依靠管道螺紋和填料來(lái)密封。可用做管道螺紋密封的填料有很多種，實(shí)際應(yīng)用中各有其優(yōu)缺點(diǎn)，這里推薦幾種常用的管道螺紋密封方法。
（1）管螺紋專用密封膠密封。這是一種*簡(jiǎn)單有效的螺紋密封方法，使用時(shí)將管螺紋專用密封膠在內(nèi)外螺紋上涂滿，擰緊后經(jīng)過一段時(shí)間固化以后即可。采用此種方法關(guān)鍵在于密封膠的選擇。目前市場(chǎng)上可供選擇的管螺紋密封膠很多，購(gòu)買時(shí)一定要仔細(xì)閱讀使用說明書，依據(jù)其適用溫度、壓力等級(jí)、螺紋規(guī)格，選用合適的品牌和型號(hào)。
（2）麻絲粘膠密封。這是一種應(yīng)用很久的密封方法，其具體做法是將捋好的麻絲纏繞在管道螺紋溝槽內(nèi)，在麻絲表面涂抹環(huán)氧樹脂或AB膠、萬(wàn)能膠、玻璃膠，連接管件后擰緊螺紋，利用麻絲吸膠膨脹后將管道螺紋密封住。采用此種方法密封非常牢固，但日后維修時(shí)不易拆卸。但應(yīng)注意密封膠不能用鉛油來(lái)代替，氣體滅火系統(tǒng)管道不同水管，其承受的壓力很高，用鉛油容易造成泄漏。
（3）麻絲粘膠加生料帶密封。這是在第2種方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種密封方法。即在麻絲上涂完膠后，再在其上纏繞4到5圈生料帶，目的是裹緊麻絲，方便絲扣的連接，還能起到美化外觀的效果。此種方法經(jīng)濟(jì)耐用，推薦優(yōu)先采用。
（4）生料帶密封。在管道螺紋上纏繞一定圈數(shù)的生料帶，與管件連接后擰緊螺紋即可。采用此種方法，對(duì)螺紋的加工精度及生料帶的纏繞方法要求較高。實(shí)際施工中，由于螺紋精度不夠、生料帶纏繞圈數(shù)不夠或擰緊力矩不夠，易造成泄漏，返工率較高。此種密封方法的優(yōu)點(diǎn)是維修拆卸方便和成本低。
1.3.2法蘭連接的密封方法
采用法蘭連接方式的管道，其密封效果取決于法蘭的類型和密封墊片的選用。
焊接法蘭分為平焊法蘭和對(duì)焊法蘭。平焊法蘭的剛性較差，適用于壓力p≤4MPa的場(chǎng)合；對(duì)焊法蘭又稱高頸法蘭，剛性較大，適用于壓力溫度較高的場(chǎng)合。法蘭密封面的型式有三種：平面型密封面，適用于壓力不高、介質(zhì)無(wú)毒的場(chǎng)合；凹凸密封面，適用于壓力稍高的場(chǎng)合；榫槽密封面，適用于易燃、易爆、有毒介質(zhì)及壓力較高的場(chǎng)合。由于氣體滅火系統(tǒng)藥劑輸送管道工作壓力高，為確保密封，應(yīng)選擇凹凸面對(duì)焊法蘭。
法蘭密封墊片是一種能產(chǎn)生塑性變形、并具有一定強(qiáng)度的材料制成的圓環(huán)。其材料為石棉橡膠板、石棉板、聚乙烯板等；也有用薄金屬板(白鐵皮、不銹鋼)將石棉等非金屬材料包裹起來(lái)制成的金屬包墊片；還有一種用薄鋼帶與石棉帶一起繞制而成的纏繞式墊片。普通橡膠墊片適用于溫度低于120℃的場(chǎng)合；石棉橡膠墊片適用于對(duì)水蒸氣溫度低于450℃，對(duì)油類溫度低于350℃，壓力低于5MPa的場(chǎng)合，對(duì)于一般的腐蝕性介質(zhì)，*常用的是耐酸石棉板。在高壓設(shè)備及管道中，采用銅、鋁、10號(hào)鋼、不銹鋼制成的透鏡型或其他形狀的金屬墊片。高壓墊片與密封面的接觸寬度非常窄(線接觸)，密封面與墊片的加工光潔度較高。氣體滅火系統(tǒng)一般選用金屬板包石棉法蘭墊片或薄鋼帶纏石棉或聚四氟丙烯法蘭墊片。