氣體滅火系統(tǒng)管道,強度試驗、氣密性試驗!
氣體滅火系統(tǒng)的滅火劑輸送管道,安裝完畢后應(yīng)進行管道強度試驗和管道氣密性試驗,強度試驗主要檢驗管道強度和嚴密性,氣密性試驗主要檢驗管道是否有泄漏。
強度試驗和氣密性試驗,是驗證施工質(zhì)量的有效手段,也是系統(tǒng)安全運行的必要保障措施!
《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》GB50263-2007(本文簡稱GB50263)規(guī)定了氣體滅火系統(tǒng)的強度試驗和氣密性試驗要求,本規(guī)范實施于2007年,2010年前后的產(chǎn)品標準,調(diào)整了各系統(tǒng)的最大工作壓力,導(dǎo)致爭議和應(yīng)用誤區(qū)!
本文詳述七氟丙烷、IG541、高壓二氧化碳等滅火系統(tǒng)管網(wǎng)強度試驗壓力的爭議緣由,提示處置方案,同時,為IG01、IG55、IG100等系統(tǒng)的試驗壓力提出參考建議。
詳述如下:
第一章 強度試驗、氣密性試驗-概述
氣體滅火系統(tǒng)的滅火劑輸送管道,安裝完畢后應(yīng)進行管道強度試驗和管道氣密性試驗,強度試驗主要檢驗管道強度和嚴密性,氣密性試驗主要檢驗管道是否有泄漏。
一、管道強度試驗和氣密性試驗的必要性:
氣體滅火系統(tǒng)噴放時,管網(wǎng)承受較高氣壓,其滅火劑輸送管道安裝完畢后,應(yīng)進行強度試驗和氣密性試驗,并確保合格。強度試驗和氣密性試驗,是驗證施工質(zhì)量的有效手段,也是系統(tǒng)安全運行的必要保障措施!
當管道采用水壓強度試驗時,水壓強度試驗合格后應(yīng)進行氣密性試驗。
當管道采用氣壓強度試驗時,經(jīng)氣壓強度試驗合格且在試驗后未拆卸過的管道,可不進行氣密性試驗。
二、管道強度試驗:
1、管道強度試驗的概念,主要試驗方式。
強度試驗,即《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB50235所述的壓力試驗,是以液體或氣體為介質(zhì),對管道逐步進行加壓,達到規(guī)定的壓力,以檢驗管道強度和嚴密性的試驗。
氣體滅火系統(tǒng)的管道強度試驗,可采用水壓強度試驗或氣壓強度試驗,水壓強度試驗以水為試驗介質(zhì),氣壓強度試驗以氣體(空氣或氮氣)為試驗介質(zhì)。
2、氣體滅火系統(tǒng)管道強度試驗,通常采用氣壓強度試驗。
從安全角度,應(yīng)優(yōu)先采用水壓強度試驗,但氣體滅火系統(tǒng)通常設(shè)置于禁忌水漬危害的特殊場所,當不適宜水壓強度試驗或水壓強度試驗條件不具備時,可采用氣壓強度試驗替代水壓強度試驗。
目前的氣體滅火系統(tǒng)管道強度試驗,通常采用氣壓強度試驗,本文主要講解氣壓強度試驗。
3、氣壓強度試驗的具體要求:
依GB50263第E.1.4規(guī)定,氣壓強度試驗應(yīng)遵守下列規(guī)定:
(1)試驗前,必須用加壓介質(zhì)進行預(yù)試驗,預(yù)試驗壓力宜為0.2MPa。
(2)試驗時,應(yīng)逐步緩慢增加壓力,當壓力升至試驗壓力的50%時,如未發(fā)現(xiàn)異狀或泄漏,繼續(xù)按試驗壓力的10%逐級升壓,每級穩(wěn)壓3min,直至試驗壓力。保壓檢查管道各處無變形,無泄漏為合格。
三、管道氣密性試驗:
氣密性試驗,也稱為氣壓嚴密性試驗,即《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB50235所述的泄漏性試驗,是以氣體為介質(zhì),在設(shè)計壓力下,采用發(fā)泡劑、顯色劑、氣體分子感測儀或其他手段等檢查管道系統(tǒng)中泄漏點的試驗。
1、當管道采用水壓強度試驗時,水壓強度試驗合格后還應(yīng)進行氣密性試驗,GB50263第E.1.7、E.1.8等條款明確了氣密性試驗的具體要求。
2、當管道采用氣壓強度試驗時,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行氣密性試驗。
四、氣壓強度試驗和氣密性試驗必須采取有效的安全措施,加壓介質(zhì)可采用空氣或氮氣。氣動管道試驗時應(yīng)采取防止誤噴射的措施。
五、目前氣體滅火系統(tǒng)普遍采用氣壓強度試驗,通常無需單獨進行氣密性試驗,因此,本文不對氣密性試驗作過多分解。
第二章 怎樣確定七氟丙烷滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力
一、氣壓強度試驗壓力的確定原則。
1、七氟丙烷滅火系統(tǒng)的滅火劑輸送管道,氣壓強度試驗壓力為1.15倍最大工作壓力。
本規(guī)定引自GB50263第E.1.3條,由GB50263第5.5.4條可知,其確定依據(jù)為《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235-97第7.5.4條,本規(guī)范已被《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB 50235-2010替代,相應(yīng)條文為第8.6.5條。
2、七氟丙烷滅火系統(tǒng)的最大工作壓力,通常為滅火劑瓶組在最高工作溫度(50℃)下的滅火劑貯存壓力,主要與常溫(20℃)貯存壓力和滅火劑充裝密度相關(guān)。
最大工作壓力為系統(tǒng)最高工作溫度下的滅火劑貯存壓力,七氟丙烷滅火系統(tǒng)的工作溫度范圍為0℃~+50℃,其最大工作壓力為50℃時的滅火劑貯存壓力。
3、實際應(yīng)用中,應(yīng)依據(jù)氣壓強度試驗的壓力確定原則和現(xiàn)行產(chǎn)品標準,合理確定氣壓強度的試驗壓力。
GB50263實施于2007年,當時七氟丙烷產(chǎn)品標準適應(yīng)《氣體滅火系統(tǒng)及部件性能要求和試驗方法》GA400-2002(簡稱GA400),2011年,GA400被《氣體滅火系統(tǒng)及部件》GB25972-2010(簡稱GB25972)替代,GB25972調(diào)整了滅火劑最大充裝密度等相關(guān)參數(shù),最大工作壓力也相應(yīng)調(diào)整。
二、最大工作壓力的困惑及根源。
七氟丙烷滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力為1.15倍最大工作壓力,也就是說,其最大工作壓力決定了氣壓強度試驗壓力,在實際應(yīng)用中,怎樣確定最大工作壓力,存在諸多困惑。
1、主要困惑:
GB50263第E.1.9條的表E列示了七氟丙烷滅火系統(tǒng)的最大工作壓力,與現(xiàn)行的產(chǎn)品標準存在一定矛盾,也不方便與實際產(chǎn)品對應(yīng),比如,表E沒有列入最大充裝密度950kg/m3系統(tǒng)的最大工作壓力,5.6MPa系統(tǒng)的最大充裝密度和最大工作壓力與現(xiàn)行標準存在一定差異,等等。
(1)2007年實施的GB50263,表E列示了系統(tǒng)儲存壓力和最大工作壓力:
(2)2011年實施的GB25972,第5.1.1.2條明確了七氟丙烷滅火系統(tǒng)的充裝密度、充裝壓力和最大工作壓力,與GB50263表E存在一定差距:
2、困惑根源:
GB50263實施于2007年,當時七氟丙烷產(chǎn)品標準適應(yīng)GA400,表E的部分參數(shù)即引自GA400要求。
2011年,GA400被GB25972替代,GB25972降低了4.2MPa焊接結(jié)構(gòu)貯存容器系統(tǒng)的最大充裝密度(調(diào)整為950kg/m3)和最大工作壓力(調(diào)整為5.3MPa),明確了5.6MPa系統(tǒng)的最大充裝密度(1080kg/m3)和最大工作壓力(調(diào)整為8.0MPa),這是產(chǎn)生差異的主要原因。
三、怎樣確定最大工作壓力和氣壓強度試驗壓力:
2011年以后生產(chǎn)的七氟丙烷滅火系統(tǒng),均按GB25972執(zhí)行,因此,有必要依GB25972規(guī)定對系統(tǒng)最大工作壓力進行調(diào)整,并以此確定氣壓強度試驗壓力(氣壓強度試驗壓力為1.15倍最大工作壓力),整理列示如下:
注1:當采用焊接結(jié)構(gòu)貯存容器時,4.2MPa貯存壓力系統(tǒng)的最大充裝率為950kg/m3,這是目前最為常用的系統(tǒng)。
注2:當采用無縫結(jié)構(gòu)貯存容器時,4.2MPa貯存壓力系統(tǒng)的最大充裝率為1120kg/m3,極少廠家采用。
注3:本文所述的七氟丙烷滅火系統(tǒng),均為內(nèi)貯壓式七氟丙烷滅火系統(tǒng)(有管網(wǎng)),對于外貯壓式七氟丙烷滅火系統(tǒng),可參《外儲壓七氟丙烷滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程 》CECS386-2014執(zhí)行。
綜上表(表1)可知,焊接結(jié)構(gòu)貯存容器的4.2MPa貯壓系統(tǒng)(最大充裝率為950kg/m3)的氣壓強度試驗壓力為6.10MPa,這是目前最常用的系統(tǒng);5.6MPa貯壓系統(tǒng)(最大充裝率為1080kg/m3)的氣壓強度試驗壓力為9.20MPa,也是較為最常用的系統(tǒng)。
需要注意的是,雖然最大工作壓力與滅火劑實際充裝密度相關(guān),但在確定氣壓強度試驗壓力時,通常依系統(tǒng)的滅火劑最大充裝密度確定。
第三章 怎樣確定IG541、IG01、IG55、IG100等氣體滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力
惰性氣體滅火系統(tǒng)設(shè)置有減壓裝置,GB50263所述的滅火劑輸送管道的氣壓強度試驗壓力,是指減壓裝置以后部分管道的氣壓強度試驗壓力。
GB50263第E.1.3條規(guī)定,IG541混合氣體滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力取10.5MPa。
依GB25972可知,IG541、IG01、IG55、IG100等均屬于惰性氣體滅火系統(tǒng),這幾大系統(tǒng)的貯存壓力和最大工作壓力相同,因此,IG01、IG55、IG100等應(yīng)可參照IG541的標準處置。(供參考)
第四章 怎樣確定二氧化碳氣體滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力
一、二氧化碳滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力取值,依水壓強度試驗壓力確定。
1、GB50263第E.1.1條規(guī)定,二氧化碳滅火系統(tǒng)的水壓強度試驗壓力應(yīng)按下列規(guī)定取值:
對高壓二氧化碳滅火系統(tǒng),應(yīng)取15.0MPa;對低壓二氧化碳滅火系統(tǒng),應(yīng)取4.0MPa。
2、GB50263第E.1.3條規(guī)定,二氧化碳滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力取值,取80 %水壓強度試驗壓力,依此,二氧化碳滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力值如下:
高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力值,應(yīng)取12.0MPa。
低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的氣壓強度試驗壓力值,應(yīng)取3.2MPa。
二、爭議觀點:
有觀點認為:《二氧化碳滅火系統(tǒng)及部件通用技術(shù)條件》GB16669-2010已將高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的最大工作壓力調(diào)整為12.4MPa,依GB50263第5.5.4條和《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 》規(guī)定,高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的水壓強度試驗壓力值應(yīng)取12.4MPa,相應(yīng)的氣壓強度試驗壓力值應(yīng)取9.92MPa。
本觀點緣由如下:
1、依GB50263第5.5.4條可知,二氧化碳滅火系統(tǒng)的水壓強度試驗壓力依《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(1999年版)》GB50193-93第5.3.1條確定:高壓系統(tǒng)管道及其附件應(yīng)能承受最高環(huán)境溫度下二氧化碳的儲存壓力。
2、當時的高壓二氧化碳滅火系統(tǒng),適應(yīng)《二氧化碳滅火系統(tǒng)及部件通用技術(shù)條件》(GB 16669-1996),該標準規(guī)定,貯存二氧化碳滅火劑的容器工作壓力不應(yīng)小于15MPa。這是GB50263確定二氧化碳滅火系統(tǒng)的水壓強度試驗壓力為15MPa依據(jù)。
3、然而,在2010版的《二氧化碳滅火系統(tǒng)及部件通用技術(shù)條件》(GB16669-2010)中,最高環(huán)境溫度下二氧化碳的儲存壓力調(diào)整為12.4MPa。2011年以后的高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)勻依此標準生產(chǎn),因此,有觀點認為:高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的水壓強度試驗壓力值應(yīng)取12.4MPa,相應(yīng)的氣壓強度試驗壓力值應(yīng)取9.92MPa。
由上可知,本觀點符合規(guī)范要求和實際應(yīng)用,但由于GB50263已明確列示試驗壓力要求,執(zhí)行前,應(yīng)獲得相關(guān)許可。
補充說明:
1、本文所述的七氟丙烷滅火系統(tǒng),均為內(nèi)貯壓式七氟丙烷滅火系統(tǒng)(有管網(wǎng)),對于外貯壓式七氟丙烷滅火系統(tǒng),可參《外儲壓七氟丙烷滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程 》CECS386-2014執(zhí)行。
2、有關(guān)內(nèi)貯壓、外貯壓系統(tǒng)的區(qū)別,參專題:
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3、為方便閱讀,本文采用了以下規(guī)范簡稱:
《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》(GB50263-2007),本文簡稱GB50263
《氣體滅火系統(tǒng)及部件性能要求和試驗方法》(GA400-2002),本文簡稱GA400
《氣體滅火系統(tǒng)及部件》(GB25972-2010),本文簡稱GB25972
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