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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度試驗（下）
日期：2024-09-20 13:37
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摘要：
（1） 5.5.1中第1條 采用螺紋連接時，管材宜采用機械切割；螺紋不得有缺紋、斷紋等現(xiàn)象；螺紋連接的密封材料應均勻附著在管道的螺紋部分，擰緊螺紋時，不得將填料擠入管道內(nèi)；安裝后的螺紋根部應有2~3條外露螺紋；連接后，應將連接處外部清理干凈并做防腐處理。
（2） 5.5.1中第2條 采用法蘭連接時，襯墊不得凸入管內(nèi)，其外邊緣宜接近螺栓，不得放雙墊或偏墊。連接法蘭的螺栓，直徑和長度應符合標準，擰緊后，凸出螺母的長度不應大于螺桿直徑的1/2且保有不少于2條外露螺紋。
（3） 5.5.5 滅火劑輸送管道的外表面宜涂紅色油漆。
在吊頂內(nèi)、活動地板下等隱蔽場所內(nèi)的管道，可涂紅色油漆色環(huán)，色環(huán)寬度不應小于50 mm。每個防護區(qū)或保護對象的色環(huán)寬度應一致，間距應均勻。
2 滅火劑輸送管道試驗
為確保氣體滅火系統(tǒng)使用的**性，杜絕事故的發(fā)生，滅火劑輸送管道安裝完畢應嚴格按規(guī)范的要求進行強度和氣密性試驗。通過試驗**檢測鋼管、管件、支吊架等零部件的產(chǎn)品質(zhì)量和安裝質(zhì)量，綜合評估系統(tǒng)管道的**性能和密封性能。
2.1 試驗方法和試驗壓力確定
GB50263-2007《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》中關(guān)于滅火劑輸送管道試驗要求與試驗方法有詳細的規(guī)定，摘錄幾條如下：
（1） 5.5.4 滅火劑輸送管道安裝完畢后，應進行強度試驗和氣壓嚴密性試驗，并合格。
（2） E.1.3 當水壓強度試驗條件不具備時，可采用氣壓強度試驗代替。氣壓強度試驗壓力取值：二氧化碳滅火系統(tǒng)取80%水壓強度試驗壓力，IG541混合氣體滅火系統(tǒng)取10.5MPa，鹵代烷1301滅火系統(tǒng)和七氟丙烷滅火系統(tǒng)取1.15倍*大工作壓力。
（3） E.1.5 滅火劑輸送管道經(jīng)水壓強度試驗合格后還應進**密性試驗，經(jīng)氣壓強度試驗合格且在試驗后未拆卸過的管道可不進**密性試驗。
綜上規(guī)定，結(jié)合施工現(xiàn)場情況，在滅火劑輸送管道安裝后，筆者建議采用氣壓強度試驗代替水壓強度試驗和氣密性試驗。這樣既避免了水壓強度試驗時泄漏對防護區(qū)設(shè)備和墻壁造成的水損現(xiàn)象，又節(jié)約了試驗成本和工時。滅火劑輸送管道氣壓強度試驗的壓力可按表3取值。
| 系統(tǒng)類別 | *大充裝密度 （kg/m3） | 貯存壓力（+20℃時） （MPa） | 貯瓶或減壓后*大工作壓力（+50℃時）（MPa） | 氣密性試驗壓力（MPa） |
| 高壓二氧化碳氣體滅火系統(tǒng) | 600 | 5.7 | 12.4 | 10 |
| 低壓二氧化碳氣體滅火系統(tǒng) | — | — | — | 2.7 |
| 混合氣體（IG-541）滅火系統(tǒng) | — | 15.0 | ≤7 | 8.7 |
| — | 20.0 | ≤7 | 8.7 | |
| 七氟丙烷滅火系統(tǒng) | 1120 | 2.5 | 4.2 | 2.8 |
| 1120 | 4.2 | 6.7 | 6.7 | |
| 950 | 4.2 | 5.3 | 5.3 | |
| 1080 | 5.6 | 8.0 | 8.0 |
表3 滅火劑輸送管道氣壓強度試驗壓力
2.2 試驗氣源的選用和計算
依據(jù)規(guī)范的要求試驗氣源可以采用氮氣或壓縮空氣。在進**壓強度試驗時，應該采用何種氣源比較經(jīng)濟合理呢？氮氣需要從市場購買，壓縮空氣可以用空氣壓縮機直接供氣，似乎采用壓縮空氣要經(jīng)濟一點。其實不然，首先，普通的空氣壓縮機產(chǎn)生的氣壓達不到試驗規(guī)定的壓力，還需專門購買或租用高壓空氣壓縮機。其次，高壓空氣壓縮機在工作中用水用電量大，且產(chǎn)氣量少，需要的試驗時間很長。尤其是在管道泄漏點多時，試驗壓力很難增高。曾經(jīng)有施工方借用本公司的高壓空氣壓縮機，在某工地進行管道試驗時就遇到過壓力不增加的情況，*后不得不改用氮氣進行試驗。在此，建議使用氮氣作為試驗氣源。目前國內(nèi)各地都有氣站，購買非常方便，氮氣的價格也不高，只需交納一定押金，氣站就能將灌裝好的氣瓶直接送到工地。
試驗加壓用氮氣瓶一般選用40升15MPa鋼瓶，實際瓶內(nèi)充裝壓力在13MPa左右。一個防護區(qū)滅火劑輸送管道試驗用氣量需要多少瓶氮氣，可以采用計算管道內(nèi)的平衡壓力的方法推導出所需鋼瓶數(shù)量。為充分利用氮氣瓶內(nèi)的壓力，減少氮氣瓶的使用量，計算時應按單個氮氣瓶依次向管網(wǎng)內(nèi)加壓計算鋼瓶數(shù)量。從**個氮氣瓶向管道內(nèi)加壓開始計算求得管道內(nèi)的平衡壓力，直至第N個瓶，使計算出的管道內(nèi)的平衡壓力達到氣壓強度試驗規(guī)定的壓力值，N即為試驗所需氮氣瓶數(shù)。因試壓過程中可能存在泄漏等問題，*終確定氮氣瓶數(shù)量時，應按計算數(shù)量的1.05～1.1倍適當多配置幾個計算。
滅火劑輸送管道做氣壓強度試驗所需氮氣瓶數(shù)量計算方式有兩種：一種是采用公式進行理論計算，計算過程繁雜且耗時；**種是查表法，通過表4和表5直接查表獲得，簡單、快速。
2.2.1 公式計算方法
管道內(nèi)的平衡壓力可按以下公式進行估算：
（公式1）式中 P2——管道內(nèi)的平衡壓力；
P0——加壓前管道內(nèi)的壓力；
V0——防護區(qū)管網(wǎng)容積，可查表2取值計算；
P1——氮氣瓶的充裝壓力，取值13MPa；
V1——氮氣瓶容積，取值40L；
V2——防護區(qū)管網(wǎng)容積與氮氣瓶容積之和。
例1：已知某七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，需做7.71MPa的氣壓強度試驗。防護區(qū)1管網(wǎng)容積為100L，求試驗需用氮氣瓶數(shù)量？
計算如下：
第1瓶時管道內(nèi)的平衡壓力：
（MPa）；
（MPa）；第2瓶時平衡壓力：
（MPa）；
（MPa）；第3瓶時平衡壓力：
（MPa）；
（MPa）；由此得出試驗需用氮氣瓶3個，考慮泄漏等因素應配備4個氮氣瓶。
2.2.2 查表計算法
表4 管道容積參數(shù)表
| 管道 公稱 容積 通徑 (L) （mm） 管長(m) | DN25 | DN32 | DN40 | DN50 | DN65 | DN80 | DN100 | DN125 | DN150 |
| 10 | 4.91 | 8 | 13 | 20 | 33 | 50 | 79 | 123 | 177 |
| 15 | 7.36 | 12 | 19 | 29 | 50 | 75 | 118 | 184 | 265 |
| 20 | 9.81 | 16 | 25 | 39 | 66 | 100 | 157 | 245 | 353 |
| 25 | 12.27 | 20 | 31 | 49 | 83 | 126 | 196 | 307 | 442 |
| 30 | 14.72 | 24 | 38 | 59 | 99 | 151 | 236 | 368 | 530 |
| 35 | 17.17 | 28 | 44 | 69 | 116 | 176 | 275 | 429 | 618 |
| 40 | 19.63 | 32 | 50 | 79 | 133 | 201 | 314 | 491 | 707 |
| 45 | 22.08 | 36 | 57 | 88 | 149 | 226 | 353 | 552 | 795 |
| 50 | 24.53 | 40 | 63 | 98 | 166 | 251 | 393 | 613 | 883 |
| 55 | 26.98 | 44 | 69 | 108 | 182 | 276 | 432 | 675 | 971 |
| 60 | 29.44 | 48 | 75 | 118 | 199 | 301 | 471 | 736 | 1060 |
| 65 | 31.89 | 52 | 82 | 128 | 216 | 327 | 510 | 797 | 1148 |
| 70 | 34.34 | 56 | 88 | 137 | 232 | 352 | 550 | 859 | 1236 |
| 75 | 36.80 | 60 | 94 | 147 | 249 | 377 | 589 | 920 | 1325 |
| 80 | 39.25 | 64 | 100 | 157 | 265 | 402 | 628 | 981 | 1413 |
| 85 | 41.70 | 68 | 107 | 167 | 282 | 427 | 667 | 1043 | 1501 |
| 90 | 44.16 | 72 | 113 | 177 | 298 | 452 | 707 | 1104 | 1590 |
| 95 | 46.61 | 76 | 119 | 186 | 315 | 477 | 746 | 1165 | 1678 |
| 100 | 49.06 | 80 | 126 | 196 | 332 | 502 | 785 | 1227 | 1766 |
| 105 | 51.52 | 84 | 132 | 206 | 348 | 528 | 824 | 1288 | 1855 |
| 110 | 53.97 | 88 | 138 | 216 | 365 | 553 | 864 | 1349 | 1943 |
| 115 | 56.42 | 92 | 144 | 226 | 381 | 578 | 903 | 1411 | 2031 |
| 120 | 58.88 | 96 | 151 | 236 | 398 | 603 | 942 | 1472 | 2120 |
| 125 | 61.33 | 100 | 157 | 245 | 415 | 628 | 981 | 1533 | 2208 |
| 130 | 63.78 | 104 | 163 | 255 | 431 | 653 | 1021 | 1595 | 2296 |
| 135 | 66.23 | 109 | 170 | 265 | 448 | 678 | 1060 | 1656 | 2384 |
| 140 | 68.69 | 113 | 176 | 275 | 464 | 703 | 1099 | 1717 | 2473 |
| 145 | 71.14 | 117 | 182 | 285 | 481 | 728 | 1138 | 1779 | 2561 |
| 150 | 73.59 | 121 | 188 | 294 | 497 | 754 | 1178 | 1840 | 2649 |
查出管網(wǎng)容積V0后，依據(jù)試驗壓力查表5查出試驗用氮氣瓶數(shù)量。
表5 常用氣體滅火系統(tǒng)氣壓試驗氮氣瓶數(shù)量選用表管網(wǎng)容積V
| 氮氣 試驗 瓶組 壓力 (個) （MPa） 管網(wǎng)容積(L) | 7.7 （4.2MPa七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)） | 10.5 （IG541混合氣體滅火系統(tǒng)） | 12 （二氧化碳氣體滅火系統(tǒng)） |
| 50 | 2 | 3 | 5 |
| 100 | 3 | 5 | 8 |
| 150 | 4 | 7 | 11 |
| 200 | 5 | 10 | 15 |
| 250 | 7 | 12 | 18 |
| 300 | 8 | 14 | 21 |
| 350 | 9 | 16 | 24 |
| 400 | 10 | 18 | 27 |
| 450 | 11 | 20 | 31 |
| 500 | 12 | 22 | 34 |
| 550 | 13 | 24 | 37 |
| 600 | 14 | 26 | 40 |
| 650 | 16 | 28 | 43 |
| 700 | 17 | 30 | 47 |
| 750 | 18 | 32 | 50 |
| 800 | 19 | 34 | 54 |
| 850 | 20 | 36 | 56 |
| 900 | 21 | 38 | 59 |
| 950 | 22 | 40 | 63 |
| 1000 | 23 | 43 | 66 |
| 1050 | 24 | 45 | 69 |
| 1100 | 26 | 47 | 73 |
| 1150 | 27 | 49 | 77 |
| 1200 | 28 | 51 | 80 |
| 1250 | 29 | 53 | 83 |
| 1300 | 30 | 55 | 86 |
| 1350 | 31 | 57 | 89 |
| 1400 | 32 | 59 | 95 |
| 1450 | 33 | 61 | 96 |
| 1500 | 35 | 63 | 99 |
例2：某七氟丙烷滅火系統(tǒng)，防護區(qū)管道公稱通徑和長度分別為：DN100，25米； DN80，13米；DN65，9米；DN50，24米。水壓強度試驗壓力為7.7MPa，求試驗用氮氣瓶數(shù)？
解：（1）查表4求管網(wǎng)容積：V0=196+75+33+49=353（L）；
（2）查表5得試驗用氮氣瓶數(shù)為10瓶；
（3）考慮泄漏等因素，增加1瓶備用，得出試驗用氮氣瓶數(shù)為11瓶。
2.3 氣壓強度試驗管網(wǎng)連接
進行滅火劑輸送管路氣壓強度試驗時，將氮氣通過管路連接到選擇閥出口滅火劑輸送管路上焊接的壓力訊號器座上，向管網(wǎng)內(nèi)加壓，是*方便的一種連接方法。試驗管網(wǎng)連接見圖11。
1、氮氣瓶 2、氮氣瓶出口接頭 3、輸氣管1 4、針形閥 5、壓力表
6、輸氣管2 7、選擇閥 8、試壓接頭 9、壓力訊號器座 10、滅火劑輸送管路
圖11：氣壓強度試驗管網(wǎng)連接圖
如圖11所示，將氮氣瓶出口接頭2與氮氣瓶1相連，試壓接頭8與選擇閥出口滅火劑輸送管路上的壓力訊號器座9相連，開啟氮氣瓶閥門和針形閥4即可向滅火劑輸送管路內(nèi)充壓。壓力平衡后，關(guān)閉針形閥和氮氣瓶閥門，更換氮氣瓶，直至壓力表5顯示的壓力達到試驗壓力。
2.4 試驗注意事項
（1）試驗前應確認所試區(qū)域選擇閥已處于關(guān)閉狀態(tài)，所試區(qū)域外圍管網(wǎng)已處于封閉狀態(tài)，也就是說噴嘴處是否用堵頭或鋼管一端是否用焊接鋼板進行封堵。
（2）試驗前應先進行預試驗，先將針型閥打開，再緩慢打開氮氣瓶，同時觀察壓力表5的變化情況，當壓力值上升到0.2MPa時，關(guān)閉氮氣瓶和針型閥，檢查每個焊接處與螺紋接口處是否有泄漏，如有泄漏，應修復后方可繼續(xù)向管道內(nèi)充氣試壓。
（3）試驗時，應逐步緩慢增加壓力，當壓力升至試驗壓力的50%時，停止加壓，經(jīng)觀察未發(fā)生泄漏或異狀，繼續(xù)按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩(wěn)壓3min，直至達到試驗壓力。關(guān)閉氣源或針型閥，穩(wěn)壓3min后，各管道無變形，泄漏量不超過試驗壓力的10%為合格。
（4）試驗過程中如需更換氮氣瓶，應先將針型閥關(guān)閉，再將氮氣瓶關(guān)閉，將氮氣瓶出口接頭與氮氣瓶分離，更換新氮氣瓶。試驗過程中如發(fā)現(xiàn)有泄漏等現(xiàn)象，應中止加壓，查明原因修復后方可繼續(xù)試驗。
（5）試驗結(jié)束后，旋松氮氣瓶出口接頭螺套半圈，將輸氣管1內(nèi)的氮氣緩慢排凈后，方能將出口接頭完全拆卸下來。然后將輸氣管1固定住，緩慢打開針型閥將管網(wǎng)中的氮氣釋放到空氣中，切記一定要緩慢釋放，以免高壓氣體傷人或損壞設(shè)備。管網(wǎng)內(nèi)氣體排放干凈后，才能拆除輸氣管2，繼續(xù)進行下一個區(qū)域的試驗。
（6）為了減少試驗用氮氣瓶數(shù)量，降低試驗成本，可將試驗合格后管道內(nèi)有壓力的氣體引到下一個需要試驗的防護區(qū)管道內(nèi)。
參考文獻：
[1] GB 50370-2005，氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范.
[2] GB 50263-2007，氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范.
[3] GB 25972-2010，氣體滅火系統(tǒng)及部件.
[4] GB 16669-2010，二氧化碳滅火系統(tǒng)及部件通用技術(shù)條件.
[5] GJBT-1009（07S207），氣體消防系統(tǒng)選用、安裝與建筑滅火器.
結(jié)稿日期：2014-1-12；修訂日期：2014-9-18
作者地址：北京市北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)榮京東街17號北京利達海鑫公司
作者郵編：100176 電話：010-69508067