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浅谈气体灭火系统灭火剂输送管道的安装与气压强度试验（下）

日期：2024-11-08 08:08
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摘要：
在灭火剂输送管道安装时，还应特别注意GB50263-2007《气体灭火系统施工及验收规范》中的以下规定：
（1） 5.5.1中第1条 采用螺纹连接时，管材宜采用机械切割；螺纹不得有缺纹、断纹等现象；螺纹连接的密封材料应均匀附着在管道的螺纹部分，拧紧螺纹时，不得将填料挤入管道内；安装后的螺纹根部应有2~3条外露螺纹；连接后，应将连接处外部清理干净并做防腐处理。
（2） 5.5.1中第2条 采用法兰连接时，衬垫不得凸入管内，其外边缘宜接近螺栓，不得放双垫或偏垫。连接法兰的螺栓，直径和长度应符合标准，拧紧后，凸出螺母的长度不应大于螺杆直径的1/2且保有不少于2条外露螺纹。
（3） 5.5.5　灭火剂输送管道的外表面宜涂红色油漆。
在吊顶内、活动地板下等隐蔽场所内的管道，可涂红色油漆色环，色环宽度不应小于50 mm。每个防护区或保护对象的色环宽度应一致，间距应均匀。
2        灭火剂输送管道试验
为确保气体灭火系统使用的**性，杜绝事故的发生，灭火剂输送管道安装完毕应严格按规范的要求进行强度和气密性试验。通过试验**检测钢管、管件、支吊架等零部件的产品质量和安装质量，综合评估系统管道的**性能和密封性能。
2.1 试验方法和试验压力确定
GB50263-2007《气体灭火系统施工及验收规范》中关于灭火剂输送管道试验要求与试验方法有详细的规定，摘录几条如下：
（1） 5.5.4 灭火剂输送管道安装完毕后，应进行强度试验和气压严密性试验，并合格。
（2） E.1.3　当水压强度试验条件不具备时，可采用气压强度试验代替。气压强度试验压力取值：二氧化碳灭火系统取80%水压强度试验压力，IG541混合气体灭火系统取10.5MPa，卤代烷1301灭火系统和七氟丙烷灭火系统取1.15倍*大工作压力。
（3） E.1.5　灭火剂输送管道经水压强度试验合格后还应进**密性试验，经气压强度试验合格且在试验后未拆卸过的管道可不进**密性试验。
综上规定，结合施工现场情况，在灭火剂输送管道安装后，笔者建议采用气压强度试验代替水压强度试验和气密性试验。这样既避免了水压强度试验时泄漏对防护区设备和墙壁造成的水损现象，又节约了试验成本和工时。灭火剂输送管道气压强度试验的压力可按表3取值。
系统类别
*大充装密度
（kg/m3）
贮存压力（+20℃时）
（MPa）
贮瓶或减压后*大工作压力（+50℃时）（MPa）
气密性试验压力（MPa）
600
5.7
12.4
10
低压二氧化碳气体灭火系统
—
—
—
2.7
混合气体（IG-541）灭火系统
—
15.0
≤7
8.7
—
20.0
≤7
8.7
七氟丙烷灭火系统
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 灭火剂输送管道气压强度试验压力
 
2.2 试验气源的选用和计算
依据规范的要求试验气源可以采用氮气或压缩空气。在进**压强度试验时，应该采用何种气源比较经济合理呢？氮气需要从市场购买，压缩空气可以用空气压缩机直接供气，似乎采用压缩空气要经济一点。其实不然，首先，普通的空气压缩机产生的气压达不到试验规定的压力，还需专门购买或租用高压空气压缩机。其次，高压空气压缩机在工作中用水用电量大，且产气量少，需要的试验时间很长。尤其是在管道泄漏点多时，试验压力很难增高。曾经有施工方借用本公司的高压空气压缩机，在某工地进行管道试验时就遇到过压力不增加的情况，*后不得不改用氮气进行试验。在此，建议使用氮气作为试验气源。目前国内各地都有气站，购买非常方便，氮气的价格也不高，只需交纳一定押金，气站就能将灌装好的气瓶直接送到工地。
试验加压用氮气瓶一般选用40升15MPa钢瓶，实际瓶内充装压力在13MPa左右。一个防护区灭火剂输送管道试验用气量需要多少瓶氮气，可以采用计算管道内的平衡压力的方法推导出所需钢瓶数量。为充分利用氮气瓶内的压力，减少氮气瓶的使用量，计算时应按单个氮气瓶依次向管网内加压计算钢瓶数量。从**个氮气瓶向管道内加压开始计算求得管道内的平衡压力，直至第N个瓶，使计算出的管道内的平衡压力达到气压强度试验规定的压力值，N即为试验所需氮气瓶数。因试压过程中可能存在泄漏等问题，*终确定氮气瓶数量时，应按计算数量的1.05～1.1倍适当多配置几个计算。
灭火剂输送管道做气压强度试验所需氮气瓶数量计算方式有两种：一种是采用公式进行理论计算，计算过程繁杂且耗时；**种是查表法，通过表4和表5直接查表获得，简单、快速。
2.2.1 公式计算方法
管道内的平衡压力可按以下公式进行估算：
                              （公式1）
式中   P2——管道内的平衡压力；
P0——加压前管道内的压力；
       V0——防护区管网容积，可查表2取值计算；
P1——氮气瓶的充装压力，取值13MPa；
       V1——氮气瓶容积，取值40L；
       V2——防护区管网容积与氮气瓶容积之和。
例1：已知某七氟丙烷气体灭火系统，需做7.71MPa的气压强度试验。防护区1管网容积为100L，求试验需用氮气瓶数量？
计算如下：
第1瓶时管道内的平衡压力：（MPa）；
第2瓶时平衡压力：（MPa）；
第3瓶时平衡压力：（MPa）；
 
由此得出试验需用氮气瓶3个，考虑泄漏等因素应配备4个氮气瓶。
2.2.2 查表计算法
表4 管道容积参数表
 
管道      公称
容积      通径
(L)     （mm）
 
管长(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
 
查出管网容积V0后，依据试验压力查表5查出试验用氮气瓶数量。
 
表5 常用气体灭火系统气压试验氮气瓶数量选用表管网容积V
 
氮气        试验
瓶组        压力
(个)     （MPa）
 
管网容积(L)
7.7
（4.2MPa七氟丙烷气体灭火系统）
10.5
（IG541混合气体灭火系统）
12
（二氧化碳气体灭火系统）
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：某七氟丙烷灭火系统，防护区管道公称通径和长度分别为：DN100，25米； DN80，13米；DN65，9米；DN50，24米。水压强度试验压力为7.7MPa，求试验用氮气瓶数？
解：（1）查表4求管网容积：V0=196+75+33+49=353（L）；
   （2）查表5得试验用氮气瓶数为10瓶；
   （3）考虑泄漏等因素，增加1瓶备用，得出试验用氮气瓶数为11瓶。
2.3 气压强度试验管网连接
进行灭火剂输送管路气压强度试验时，将氮气通过管路连接到选择阀出口灭火剂输送管路上焊接的压力讯号器座上，向管网内加压，是*方便的一种连接方法。试验管网连接见图11。
 
1、氮气瓶       2、氮气瓶出口接头      3、输气管1        4、针形阀     5、压力表   
6、输气管2    7、选择阀      8、试压接头    9、压力讯号器座      10、灭火剂输送管路
                  图11：气压强度试验管网连接图
如图11所示，将氮气瓶出口接头2与氮气瓶1相连，试压接头8与选择阀出口灭火剂输送管路上的压力讯号器座9相连，开启氮气瓶阀门和针形阀4即可向灭火剂输送管路内充压。压力平衡后，关闭针形阀和氮气瓶阀门，更换氮气瓶，直至压力表5显示的压力达到试验压力。
2.4 试验注意事项
  （1）试验前应确认所试区域选择阀已处于关闭状态，所试区域外围管网已处于封闭状态，也就是说喷嘴处是否用堵头或钢管一端是否用焊接钢板进行封堵。
（2）试验前应先进行预试验，先将针型阀打开，再缓慢打开氮气瓶，同时观察压力表5的变化情况，当压力值上升到0.2MPa时，关闭氮气瓶和针型阀，检查每个焊接处与螺纹接口处是否有泄漏，如有泄漏，应修复后方可继续向管道内充气试压。
   （3）试验时，应逐步缓慢增加压力，当压力升至试验压力的50%时，停止加压，经观察未发生泄漏或异状，继续按试验压力的10%逐级升压，每级稳压3min，直至达到试验压力。关闭气源或针型阀，稳压3min后，各管道无变形，泄漏量不超过试验压力的10%为合格。
（4）试验过程中如需更换氮气瓶，应先将针型阀关闭，再将氮气瓶关闭，将氮气瓶出口接头与氮气瓶分离，更换新氮气瓶。试验过程中如发现有泄漏等现象，应中止加压，查明原因修复后方可继续试验。
   （5）试验结束后，旋松氮气瓶出口接头螺套半圈，将输气管1内的氮气缓慢排净后，方能将出口接头完全拆卸下来。然后将输气管1固定住，缓慢打开针型阀将管网中的氮气释放到空气中，切记一定要缓慢释放，以免高压气体伤人或损坏设备。管网内气体排放干净后，才能拆除输气管2，继续进行下一个区域的试验。
  （6）为了减少试验用氮气瓶数量，降低试验成本，可将试验合格后管道内有压力的气体引到下一个需要试验的防护区管道内。
 
参考文献：
[1] GB 50370-2005，气体灭火系统设计规范.
[2] GB 50263-2007，气体灭火系统施工及验收规范.
[3] GB 25972-2010，气体灭火系统及部件.
[4] GB 16669-2010，二氧化碳灭火系统及部件通用技术条件.
[5] GJBT-1009（07S207），气体消防系统选用、安装与建筑灭火器.
 
结稿日期：2014-1-12；修订日期：2014-9-18
作者地址：北京市北京经济技术开发区荣京东街17号北京利达海鑫公司
作者邮编：100176    电话：010-69508067
 
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