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释惑| 气体灭火系统管道,强度试验、气密性试验!

发布时间:2022-04-21 10:46消防资源网 进入公众号阅读

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石峥嵘,消防资源网创始人,消防大讲堂主讲人,从业消防 25年,参与近千项目设计施工验收,主导专利数十项,答疑解惑数万条,资深实践经验,深厚理论基础,汇集金典,奉献大家!
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石峥嵘 王健:气体灭火系统的灭火剂输送管道,安装完毕后应进行管道强度试验和管道气密性试验,强度试验主要检验管道强度和严密性,气密性试验主要检验管道是否有泄漏。

强度试验和气密性试验,是验证施工质量的有效手段,也是系统安全运行的必要保障措施!

《气体灭火系统施工及验收规范》GB50263-2007(本文简称GB50263)规定了气体灭火系统的强度试验和气密性试验要求,本规范实施于2007年,2010年前后的产品标准,调整了各系统的最大工作压力,导致争议和应用误区!

本文详述七氟丙烷、IG541、高压二氧化碳等灭火系统管网强度试验压力的争议缘由,提示处置方案,同时,为IG01、IG55、IG100等系统的试验压力提出参考建议。

详述如下:

第一章 强度试验、气密性试验-概述

气体灭火系统的灭火剂输送管道,安装完毕后应进行管道强度试验和管道气密性试验,强度试验主要检验管道强度和严密性,气密性试验主要检验管道是否有泄漏。

一、管道强度试验和气密性试验的必要性:

气体灭火系统喷放时,管网承受较高气压,其灭火剂输送管道安装完毕后,应进行强度试验和气密性试验,并确保合格。强度试验和气密性试验,是验证施工质量的有效手段,也是系统安全运行的必要保障措施!

当管道采用水压强度试验时,水压强度试验合格后应进行气密性试验。

当管道采用气压强度试验时,经气压强度试验合格且在试验后未拆卸过的管道,可不进行气密性试验。

二、管道强度试验:

1、管道强度试验的概念,主要试验方式。

强度试验,即《工业金属管道工程施工规范》GB50235所述的压力试验,是以液体或气体为介质,对管道逐步进行加压,达到规定的压力,以检验管道强度和严密性的试验。

气体灭火系统的管道强度试验,可采用水压强度试验或气压强度试验,水压强度试验以水为试验介质,气压强度试验以气体(空气或氮气)为试验介质。

2、气体灭火系统管道强度试验,通常采用气压强度试验。

从安全角度,应优先采用水压强度试验,但气体灭火系统通常设置于禁忌水渍危害的特殊场所,当不适宜水压强度试验或水压强度试验条件不具备时,可采用气压强度试验替代水压强度试验。

目前的气体灭火系统管道强度试验,通常采用气压强度试验,本文主要讲解气压强度试验。

3、气压强度试验的具体要求:

GB50263第E.1.4规定,气压强度试验应遵守下列规定:

(1)试验前,必须用加压介质进行预试验,预试验压力宜为0.2MPa。

(2)试验时,应逐步缓慢增加压力,当压力升至试验压力的50%时,如未发现异状或泄漏,继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3min,直至试验压力。保压检查管道各处无变形,无泄漏为合格。

三、管道气密性试验:

气密性试验,也称为气压严密性试验,即《工业金属管道工程施工规范》GB50235所述的泄漏性试验,是以气体为介质,在设计压力下,采用发泡剂、显色剂、气体分子感测仪或其他手段等检查管道系统中泄漏点的试验。

1、当管道采用水压强度试验时,水压强度试验合格后还应进行气密性试验,GB50263第E.1.7、E.1.8等条款明确了气密性试验的具体要求。

2、当管道采用气压强度试验时,经气压强度试验合格且在试验后未拆卸过的管道可不进行气密性试验。

四、气压强度试验和气密性试验必须采取有效的安全措施,加压介质可采用空气或氮气。气动管道试验时应采取防止误喷射的措施。

五、目前气体灭火系统普遍采用气压强度试验,通常无需单独进行气密性试验,因此,本文不对气密性试验作过多分解。

第二章 怎样确定七氟丙烷灭火系统的气压强度试验压力

一、气压强度试验压力的确定原则。

1、七氟丙烷灭火系统的灭火剂输送管道,气压强度试验压力为1.15倍最大工作压力。

本规定引自GB50263第E.1.3条,由GB50263第5.5.4条可知,其确定依据为《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97第7.5.4条,本规范已被《工业金属管道工程施工规范》GB 50235-2010替代,相应条文为第8.6.5条。

2、七氟丙烷灭火系统的最大工作压力,通常为灭火剂瓶组在最高工作温度(50℃)下的灭火剂贮存压力,主要与常温(20℃)贮存压力和灭火剂充装密度相关。

最大工作压力为系统最高工作温度下的灭火剂贮存压力,七氟丙烷灭火系统的工作温度范围为0℃~+50℃,其最大工作压力为50℃时的灭火剂贮存压力。

3、实际应用中,应依据气压强度试验的压力确定原则和现行产品标准,合理确定气压强度的试验压力。

GB50263实施于2007年,当时七氟丙烷产品标准适应《气体灭火系统及部件性能要求和试验方法》GA400-2002(简称GA400),2011年,GA400被《气体灭火系统及部件》GB25972-2010(简称GB25972)替代,GB25972调整了灭火剂最大充装密度等相关参数,最大工作压力也相应调整。

二、最大工作压力的困惑及根源。

七氟丙烷灭火系统的气压强度试验压力为1.15倍最大工作压力,也就是说,其最大工作压力决定了气压强度试验压力,在实际应用中,怎样确定最大工作压力,存在诸多困惑。

1、主要困惑:

GB50263第E.1.9条的表E列示了七氟丙烷灭火系统的最大工作压力,与现行的产品标准存在一定矛盾,也不方便与实际产品对应,比如,表E没有列入最大充装密度950kg/m³系统的最大工作压力,5.6MPa系统的最大充装密度和最大工作压力与现行标准存在一定差异,等等。

    (1)2007年实施的GB50263,表E列示了系统储存压力和最大工作压力:

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    (2)2011年实施的GB25972,第5.1.1.2条明确了七氟丙烷灭火系统的充装密度、充装压力和最大工作压力,与GB50263表E存在一定差距:

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2、困惑根源:

GB50263实施于2007年,当时七氟丙烷产品标准适应GA400,表E的部分参数即引自GA400要求。

2011年,GA400被GB25972替代,GB25972降低了4.2MPa焊接结构贮存容器系统的最大充装密度(调整为950kg/m³)和最大工作压力(调整为5.3MPa),明确了5.6MPa系统的最大充装密度(1080kg/m³)和最大工作压力(调整为8.0MPa),这是产生差异的主要原因。

三、怎样确定最大工作压力和气压强度试验压力:

2011年以后生产的七氟丙烷灭火系统,均按GB25972执行,因此,有必要依GB25972规定对系统最大工作压力进行调整,并以此确定气压强度试验压力(气压强度试验压力为1.15倍最大工作压力),整理列示如下:

图片

注1:当采用焊接结构贮存容器时,4.2MPa贮存压力系统的最大充装率为950kg/m³,这是目前最为常用的系统。

注2:当采用无缝结构贮存容器时,4.2MPa贮存压力系统的最大充装率为1120kg/m³,极少厂家采用。

注3:本文所述的七氟丙烷灭火系统,均为内贮压式七氟丙烷灭火系统(有管网),对于外贮压式七氟丙烷灭火系统,可参《外储压七氟丙烷灭火系统技术规程 》CECS386-2014执行。

综上表(表1)可知,焊接结构贮存容器的4.2MPa贮压系统(最大充装率为950kg/m³)的气压强度试验压力为6.10MPa,这是目前最常用的系统;5.6MPa贮压系统(最大充装率为1080kg/m³)的气压强度试验压力为9.20MPa,也是较为最常用的系统。

需要注意的是,虽然最大工作压力与灭火剂实际充装密度相关,但在确定气压强度试验压力时,通常依系统的灭火剂最大充装密度确定。

第三章 怎样确定IG541、IG01、IG55、IG100等气体灭火系统的气压强度试验压力

惰性气体灭火系统设置有减压装置,GB50263所述的灭火剂输送管道的气压强度试验压力,是指减压装置以后部分管道的气压强度试验压力。

GB50263第E.1.3条规定,IG541混合气体灭火系统的气压强度试验压力取10.5MPa。

依GB25972可知,IG541、IG01、IG55、IG100等均属于惰性气体灭火系统,这几大系统的贮存压力和最大工作压力相同,因此,IG01、IG55、IG100等应可参照IG541的标准处置。(供参考)

第四章 怎样确定二氧化碳气体灭火系统的气压强度试验压力

一、二氧化碳灭火系统的气压强度试验压力取值,依水压强度试验压力确定。

1、GB50263第E.1.1条规定,二氧化碳灭火系统的水压强度试验压力应按下列规定取值:

对高压二氧化碳灭火系统,应取15.0MPa;对低压二氧化碳灭火系统,应取4.0MPa。

2、GB50263第E.1.3条规定,二氧化碳灭火系统的气压强度试验压力取值,取80 %水压强度试验压力,依此,二氧化碳灭火系统的气压强度试验压力值如下:

高压二氧化碳灭火系统的气压强度试验压力值,应取12.0MPa。

低压二氧化碳灭火系统的气压强度试验压力值,应取3.2MPa。

二、争议观点:

有观点认为:《二氧化碳灭火系统及部件通用技术条件》GB16669-2010已将高压二氧化碳灭火系统的最大工作压力调整为12.4MPa,依GB50263第5.5.4和《二氧化碳灭火系统设计规范 》规定,高压二氧化碳灭火系统的水压强度试验压力值应取12.4MPa,相应的气压强度试验压力值应取9.92MPa。

本观点缘由如下:

1、依GB50263第5.5.4条可知,二氧化碳灭火系统的水压强度试验压力依《二氧化碳灭火系统设计规范(1999年版)》GB50193-93第5.3.1条确定:高压系统管道及其附件应能承受最高环境温度下二氧化碳的储存压力。

2、当时的高压二氧化碳灭火系统,适应《二氧化碳灭火系统及部件通用技术条件》(GB 16669-1996),该标准规定,贮存二氧化碳灭火剂的容器工作压力不应小于15MPa。这是GB50263确定二氧化碳灭火系统的水压强度试验压力为15MPa依据。

3、然而,在2010版的《二氧化碳灭火系统及部件通用技术条件》(GB16669-2010)中,最高环境温度下二氧化碳的储存压力调整为12.4MPa。2011年以后的高压二氧化碳灭火系统匀依此标准生产,因此,有观点认为:高压二氧化碳灭火系统的水压强度试验压力值应取12.4MPa,相应的气压强度试验压力值应取9.92MPa。

由上可知,本观点符合规范要求和实际应用,但由于GB50263已明确列示试验压力要求,执行前,应获得相关许可。

 

补充说明:

1、本文所述的七氟丙烷灭火系统,均为内贮压式七氟丙烷灭火系统(有管网)对于外贮压式七氟丙烷灭火系统,可参《外储压七氟丙烷灭火系统技术规程 》CECS386-2014执行。

2、有关内贮压、外贮压系统的区别,参专题:

气体灭火系统的加压贮存方式-自压式、内贮压式、外贮压式!

外贮压七氟丙烷灭火系统-结构原理及发展趋势!

3、为方便阅读,本文采用了以下规范简称:

《气体灭火系统施工及验收规范》(GB50263-2007),本文简称GB50263

《气体灭火系统及部件性能要求和试验方法》(GA400-2002),本文简称GA400

《气体灭火系统及部件》(GB25972-2010),本文简称GB25972

 

 

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