淺談氣體滅火系統滅火劑輸送管道氣壓強度試驗
氣體滅火系統屬中、高壓滅火系統，滅火時滅火劑輸送管道需承受滅火劑噴放所產生的壓強和沖擊力，如果滅火劑輸送管道安裝出現問題，將釀成嚴重的事故，危害人們的生命和財產安全。為確保氣體滅火系統使用的安全性，杜絕事故的發生，滅火劑輸送管道安裝完畢應嚴格按規范的要求進行強度和氣密性試驗。通過試驗全面檢測鋼管、管件、支吊架等零部件的產品質量和安裝質量，綜合評估系統管道的安全性能和密封性能。
1. 試驗方法和試驗壓力確定
依據GB50263-2007《氣體滅火系統施工及驗收規范》中5.5.4條規定，結合施工現場情況，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設備和墻壁造成的水損現象，又節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1取值。
表1 滅火劑輸送管道氣壓強度試驗壓力
|
系統 類別 |
最大充裝密度 (kg/m3) |
貯存壓力(+20℃時) (MPa) |
貯瓶或減壓后最大工作壓力(+50℃時) (MPa) |
氣壓試驗壓力 (MPa) |
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高壓二氧化碳氣體滅火系統 |
600 |
5.7 |
12.4 |
12 |
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低壓二氧化碳氣體滅火系統 |
— |
— |
— |
3.2 |
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混合氣體IG-541滅火系統 |
— |
15.0 |
≤7 |
10.5 |
|
— |
20.0 |
≤7 |
10.5 |
|
|
七氟丙烷滅火系統 |
1120 |
2.5 |
4.2 |
4.83 |
|
1120 |
4.2 |
6.7 |
7.71 |
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|
950 |
4.2 |
5.3 |
6.1 |
|
|
1080 |
5.6 |
8.0 |
9.2 |
2. 試驗氣源的選用和計算
依據規范的要求試驗氣源可以采用氮氣或壓縮空氣。在進行氣壓強度試驗時，應該采用何種氣源比較經濟合理呢？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濟一點。其實不然，首先，普通的空氣壓縮機產生的氣壓達不到試驗規定的壓力，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，最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。目前全國各地都有氣站，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，實際瓶內充裝壓力在13MPa左右。一個防護區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的平衡壓力的方法推導出所需鋼瓶數量。為充分利用氮氣瓶內的壓力，減少氮氣瓶的使用量，計算時應按單個氮氣瓶依次向管網內加壓計算鋼瓶數量。從第一個氮氣瓶向管道內加壓開始計算求得管道內的平衡壓力，直至第N個瓶，使計算出的管道內的平衡壓力達到氣壓強度試驗規定的壓力值，N即為試驗所需氮氣瓶數。因試壓過程中可能存在泄漏等問題，最終確定氮氣瓶數量時，應按計算數量的1.05～1.1倍適當多配置幾個計算。
3. 氣壓強度試驗管網連接
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，向管網內加壓，是最方便的一種連接方法。試驗管網連接見圖1。
圖1 氣壓強度試驗管網連接圖
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
如圖1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充壓。壓力平衡后，關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。
4. 試驗注意事項
（1）試驗前應確認所試區域選擇閥已處于關閉狀態，所試區域外圍管網已處于封閉狀態，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，應修復后方可繼續向管道內充氣試壓。
（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，經觀察未發生泄漏或異狀，繼續按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩壓3min，直至達到試驗壓力。關閉氣源或針型閥，穩壓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，應先將針型閥關閉，再將氮氣瓶關閉，將氮氣瓶出口接頭與氮氣瓶分離，更換新氮氣瓶。試驗過程中如發現有泄漏等現象，應中止加壓，查明原因修復后方可繼續試驗。
（5）試驗結束后，旋松氮氣瓶出口接頭螺套半圈，將輸氣管1內的氮氣緩慢排凈后，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備。管網內氣體排放干凈后，才能拆除輸氣管2，繼續進行下一個區域的試驗。
（6）為了減少試驗用氮氣瓶數量，降低試驗成本，可將試驗合格后管道內有壓力的氣體引到下一個需要試驗的防護區管道內。
注：本文為《淺談氣體滅火系統滅火劑輸送管道的安裝與氣壓強度試驗》中“2. 滅火劑輸送管道氣壓強度試驗”部分內容節選，如需全面詳細了解，該文章全文已發表在2014年第11期《消防技術與產品信息》。
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