(中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院 北京 100191)

前言

陶瓷片密封水嘴作為終端用水器具產(chǎn)品，被廣泛地使用在家庭衛(wèi)生間、廚房、公共衛(wèi)生間等多處場(chǎng)合。

自20世紀(jì)90年代中期，陶瓷片密封水嘴技術(shù)傳入我國(guó)，經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國(guó)在陶瓷片密封水嘴生產(chǎn)技術(shù)、工藝、產(chǎn)品質(zhì)量等各方面有著顯著的提升，與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的差距逐漸縮小，并已成為世界最大的生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國(guó)。隨著陶瓷片密封水嘴產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的升級(jí)。陶瓷片密封水嘴產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)由最初關(guān)注產(chǎn)品使用功能到注重節(jié)水性能，再到目前正在執(zhí)行的GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，在原有標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)上又增加了安全衛(wèi)生、綠色、舒適度以及節(jié)水要求等指標(biāo)。通過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，提升我國(guó)陶瓷片密封水嘴產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，建立與國(guó)際接軌的陶瓷片密封水嘴產(chǎn)品市場(chǎng)技術(shù)保障，消除綠色貿(mào)易壁壘，有利于擴(kuò)大國(guó)際市場(chǎng)份額。同時(shí)，逐步淘汰落后產(chǎn)品，促進(jìn)該產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

1 標(biāo)準(zhǔn)介紹

陶瓷片密封水嘴目前現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)是GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》，是一部強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中標(biāo)準(zhǔn)中的金屬污染物析出、密封性能、流量和壽命為強(qiáng)制性條款，該標(biāo)準(zhǔn)是第三次修訂。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》于2014年5月6號(hào)發(fā)布，12月1號(hào)實(shí)施，已經(jīng)實(shí)施4年。該標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)施時(shí)，被整個(gè)行業(yè)稱之為“史上最嚴(yán)的水嘴標(biāo)準(zhǔn)”，這是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)首次增加了“金屬污染物析出”項(xiàng)目，對(duì)水嘴閥體中的鉛、銻、砷、鉻等16種重金屬元素的17種指標(biāo)析出做出了限量規(guī)定，這是以前我國(guó)所有用水器具標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定的。該指標(biāo)的制定，對(duì)我國(guó)陶瓷片密封水嘴產(chǎn)品具有劃時(shí)代的意義，對(duì)整個(gè)陶瓷片密封水嘴行業(yè)影響很大，改變了我國(guó)水嘴產(chǎn)品行業(yè)20多年來一直采用的鑄造、加工、電鍍等工藝，低鉛銅、無鉛銅等材料替代了過去使用的雜銅、高鉛銅，保證了消費(fèi)者使用時(shí)的健康隱患。同時(shí)， GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》標(biāo)準(zhǔn)還增加了水嘴靈敏度、頂噴花灑與手持花灑轉(zhuǎn)換開關(guān)的密封性能、水嘴手柄或手輪的軸向抗使用負(fù)載、抽取式水嘴的壽命等要求。

2 水嘴靈敏度

在GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)水嘴靈敏度做出了要求和規(guī)定，這個(gè)項(xiàng)目也是首次出現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)中，并參考了歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 817：2008《Sanitary tapware -Mechanical mixingvalves (PN 10) -General technicalspecifications》(衛(wèi)生用潔具-機(jī)械混合式水嘴通用技術(shù)規(guī)范)的相關(guān)技術(shù)條款，在EN 817:2008標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)水嘴靈敏度規(guī)定為：Sensitivity。

筆者通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的研究，認(rèn)為靈敏度指標(biāo)對(duì)于陶瓷片密封水嘴產(chǎn)品本身而言是一個(gè)“舒適度”指標(biāo)，通過考查水嘴手柄移動(dòng)距離使得出水溫度在一定范圍內(nèi)變化來判定其靈敏度的好與壞。如果移動(dòng)距離過小，即使用者在使用過程中輕輕移動(dòng)手柄，水溫隨著手柄輕微移動(dòng)而變化明顯，水嘴出水口水溫變化較大，給人的舒適度較差，說明該水嘴的靈敏度差。如果移動(dòng)距離大，移動(dòng)手柄使用過程中出水溫度逐步變化，給人適應(yīng)水溫變化的一個(gè)過程，說明該水嘴靈敏度好。

因此，我們給出水嘴靈敏度一個(gè)定義：?jiǎn)伪p控陶瓷片密封水嘴控制裝置以一定的速度進(jìn)行移動(dòng)，使得水嘴出水口在全開狀態(tài)下出水溫度在一定范圍內(nèi)變化，在規(guī)定的變化溫度范圍內(nèi)水嘴控制裝置移動(dòng)的距離或角度，如圖1所示。

圖1 陶瓷片密封水嘴靈敏度示意圖

2.1 標(biāo)準(zhǔn)的要求

陶瓷片密封水嘴靈敏度在GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》和EN 817：2008《Sanitary tapware - Mechanical mixing valves (PN 10) -General technical specifications》標(biāo)準(zhǔn)中都做出了規(guī)定，其技術(shù)要求是一致的，但在檢測(cè)方法上有一些差異。

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求

在GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》和EN 817：2008《Sanitary tapware - Mechanical mixing valves (PN 10) -General technical specifications》標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)陶瓷片密封水嘴靈敏度的技術(shù)要求指標(biāo)是一樣的。

陶瓷片密封水嘴靈敏度適用于單柄雙控水嘴，技術(shù)指標(biāo)符合其要求，如表1所示。

表1 陶瓷片密封水嘴靈敏度要求

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)中的檢測(cè)方法

GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》和EN 817：2008《Sanitary tapware - Mechanical mixing valves (PN 10) -General technical specifications》標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)靈敏度的檢測(cè)方法基本上是一致的，但還是有一些差別。

檢測(cè)方法：

水嘴手柄開啟至流量最大狀態(tài)，將手柄操作裝置運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)為0.5°/s或0.8 mm/s，使水嘴手柄在整個(gè)溫度控制范圍內(nèi)從冷水端移動(dòng)到熱水端，再從熱水端返回到冷水端。繪制兩條混合水溫(T)與水嘴手柄末端位移或轉(zhuǎn)動(dòng)角度(G)的函數(shù)曲線，如圖2所示。從得到的曲線確定混合水溫〔Tm=(Tc+Th)/2〕在( Tm-4 ℃)至(Tm+4 ℃)之間變化時(shí)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)值G1和G2，取G1和G2兩個(gè)值中的較小值。

混合水溫(T)與水嘴手柄末端位移或轉(zhuǎn)動(dòng)角度(G)的函數(shù)曲線見圖2。

圖2混合水溫(T)與水嘴手柄末端位移或轉(zhuǎn)動(dòng)角度(G)的函數(shù)曲線

雖然兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在檢測(cè)方法上基本一樣，但還是存在一些差別，在EN 817:2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了在水嘴靈敏度試驗(yàn)之前，應(yīng)按照水嘴流量調(diào)節(jié)器的流量等級(jí)更換符合ISO 2822:4標(biāo)準(zhǔn)中的液阻，然后進(jìn)行試驗(yàn)。

另外，在EN 817:2008標(biāo)準(zhǔn)中還要求：If there is any doubt about the curve, repeat the test manually, with the appliance mounted in its normal installation position and compare the results. The most favourable result is used.(如果對(duì)測(cè)試中靈敏度曲線存在質(zhì)疑，可以在相同的測(cè)試條件下進(jìn)行人工測(cè)試，比較兩次的檢測(cè)結(jié)果，選取測(cè)試數(shù)據(jù)較好的作為結(jié)果)，我們認(rèn)為test manually是“檢測(cè)人員手動(dòng)測(cè)試，不使用自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備”。陶瓷片密封水嘴控制裝置見圖3。

圖3 陶瓷片密封水嘴控制裝置

圖4 陶瓷片密封閥芯

這兩個(gè)要求在GB 18145-2014標(biāo)準(zhǔn)中卻沒有規(guī)定和說明，給水嘴更換標(biāo)準(zhǔn)的液阻，使得水嘴的出水流量、流速和出水形狀一致性比較穩(wěn)定，對(duì)于測(cè)試過程中出水水溫的測(cè)試準(zhǔn)確度起到很好地作用；增加人工手動(dòng)測(cè)試過程，與設(shè)備自動(dòng)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行比較，能夠客觀地反映出對(duì)水嘴靈敏度的真實(shí)情況。同時(shí)建議GB 18145-2014標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)將這兩個(gè)要求增加進(jìn)去。

2.2 控制裝置及半徑的測(cè)定

2.2.1 控制裝置

控制裝置指的是其控制水嘴開啟、水流大小以及水溫的部件，是由水嘴的陶瓷片密封閥芯和手柄或手輪組成，如圖3、圖4所示。

2.2.2 控制裝置半徑測(cè)定

陶瓷片密封水嘴靈敏度的測(cè)試，與控制裝置半徑的長(zhǎng)度有著非常密切的關(guān)系。準(zhǔn)確測(cè)量出陶瓷片密封水嘴控制裝置半徑長(zhǎng)度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的判定很重要，如何正確理解控制裝置半徑以及測(cè)量，我們對(duì)此進(jìn)行了研究。

首先，陶瓷片密封水嘴控制裝置半徑應(yīng)在其手柄打開狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量；其次就是測(cè)量的位置，應(yīng)是陶瓷片密封水嘴的陶瓷片閥芯的圓心到手柄末端的距離為其半徑。圖5是GB 18145-2014和EN 817:2008標(biāo)準(zhǔn)中給出的示意圖。

圖5 陶瓷片密封水嘴控制裝置半徑示意圖

圖6 控制裝置半徑

圖5標(biāo)準(zhǔn)中的示意圖對(duì)控制裝置的半徑給出了說明，但沒有很清楚地表明其控制裝置半徑與陶瓷片閥芯之間的關(guān)系，所以我們通過對(duì)陶瓷片密封水嘴結(jié)構(gòu)圖分析，對(duì)其控制裝置半徑進(jìn)行了說明，見圖6、圖7。從圖6中的水嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以看出，將水嘴手柄打開到最大位置，其控制裝置半徑為閥芯中心到手柄末端的距離(實(shí)際測(cè)量值為41.8 mm)。

圖7 控制裝置半徑

3 影響水嘴靈敏度的因素

通過對(duì)陶瓷片密封水嘴產(chǎn)品的研究以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解，其靈敏度好與壞與水嘴本身結(jié)構(gòu)、裝配尺寸等有很大關(guān)系。主要影響因素有：

1)水嘴手柄的長(zhǎng)度，手柄長(zhǎng)度過長(zhǎng)不僅影響水嘴外觀，也會(huì)對(duì)陶瓷洗面器使用產(chǎn)生妨礙；

2)水嘴閥芯的設(shè)計(jì)，通常水嘴閥芯冷熱最大旋轉(zhuǎn)角度為90 °～ 120 °,設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)角度越大，靈敏度會(huì)越好，但過大的旋轉(zhuǎn)角度會(huì)使得手柄開啟角度過大，影響水嘴正常使用；

3)閥芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其陶瓷片的冷熱水進(jìn)水孔徑大小、孔徑圓度、孔間距、槽口的形狀等因素都會(huì)對(duì)水嘴靈敏度有影響；

4)水嘴閥體閥座基面與閥芯之間配合尺寸和配合間隙對(duì)水嘴靈敏度有影響。

4 結(jié)語及建議

通過對(duì)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的研究，比較了國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)水嘴靈敏度技術(shù)要求和檢測(cè)方法的相同與不同之處。給出了陶瓷片密封水嘴“靈敏度”的定義和示意圖，并對(duì)控制裝置及半徑進(jìn)行了研究，給出了測(cè)量控制裝置半徑的圖例。

建議對(duì)GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)行修訂時(shí)，參考EN 817:2008《Sanitary tapware-Mechanical mixing valves (PN 10) -General technical specifications》標(biāo)準(zhǔn)，并在檢測(cè)方法中增加：

1)陶瓷片密封水嘴靈敏度測(cè)試中更換標(biāo)準(zhǔn)的液阻，保證測(cè)試過程中水嘴出水狀態(tài)穩(wěn)定性；

2)陶瓷片密封水嘴靈敏度測(cè)試，允許進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試，與自動(dòng)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行比較；

3)標(biāo)準(zhǔn)中給出“靈敏度”定義；

4)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)水嘴控制裝置半徑的測(cè)量給出詳細(xì)的示意圖。