(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司 第七二六研究所,上海 201108)

在出口項(xiàng)目中，一般依照國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)氣體滅火設(shè)備提出試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)參數(shù)等技術(shù)要求，在項(xiàng)目實(shí)施中會(huì)選用符合國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。因此，會(huì)出現(xiàn)依照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)的設(shè)備是否能滿足中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，以及是否需要按照國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)重新檢驗(yàn)所有技術(shù)參數(shù)的問(wèn)題。

氣體滅火設(shè)備多樣，涉及國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)多達(dá)20多篇[1]，以比較有代表性的化學(xué)滅火劑滅火設(shè)備(FM-200、哈龍滅火設(shè)備等)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，主要對(duì)GB25972[2]與UL2166[3]、FM5600[4]標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比?？紤]到美國(guó)FM、UL認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)可度和權(quán)威度較高，因此，以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)作為比較基礎(chǔ)，將氣體滅火設(shè)備劃分為五類(lèi)設(shè)備(壓力容器、瓶組及閥件、非金屬部件、啟動(dòng)部件、噴頭及設(shè)計(jì)軟件)，針對(duì)這五類(lèi)設(shè)備，在試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)參數(shù)兩個(gè)方面，分別對(duì)比UL、FM認(rèn)證機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試科目類(lèi)型、測(cè)試要求、檢驗(yàn)要求等試驗(yàn)要求之間的差異。

1 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)介紹

美國(guó)UL、FM認(rèn)證機(jī)構(gòu)在消防設(shè)備壓力容器方面的標(biāo)準(zhǔn)都參照DOT標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在氣體滅火設(shè)備方面中、美參照標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室(underwriter laboratories Inc,UL)認(rèn)證在美國(guó)屬于非強(qiáng)制性認(rèn)證，主要檢測(cè)和認(rèn)證產(chǎn)品安全性能。

表1 中、美氣體滅火設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)工商業(yè)保險(xiǎn)公司(factory mutual,FM)結(jié)合了保險(xiǎn)和工程技術(shù)服務(wù)，通過(guò)工程技術(shù)服務(wù)來(lái)提供資產(chǎn)防損的解決方案，對(duì)可能引起火災(zāi)的任何事物都很敏感。

美國(guó)交通部(united stated department of transportation,DOT)的認(rèn)證是一個(gè)自認(rèn)證過(guò)程，由廠家按照公布的法規(guī)自行確定產(chǎn)品是否符合標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)證過(guò)程中由企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)，DOT不監(jiān)督測(cè)試過(guò)程。市場(chǎng)監(jiān)管非常嚴(yán)格，美國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)每年定期進(jìn)行抽檢,一旦發(fā)現(xiàn)不符合，處罰很?chē)?yán)厲。

2 壓力容器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

GB25972無(wú)縫鋼瓶規(guī)定引用[5]、GB5099[6]標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，焊接鋼瓶應(yīng)用GB150、GB5100[7]標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，美國(guó)UL和FM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓力容器參考DOT標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，分別為DOT3AA[8]和DOT4BW[9]。

2.1 無(wú)縫鋼瓶

GB5099進(jìn)行的試驗(yàn)和檢驗(yàn)項(xiàng)目有：拉伸試驗(yàn)(包括抗拉強(qiáng)度、屈服應(yīng)力和伸長(zhǎng)率)、沖擊試驗(yàn)、冷彎試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)、硬度測(cè)定、金相試驗(yàn)、底部解剖、無(wú)損探傷、水壓試驗(yàn)、氣密試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)、疲勞循環(huán)試驗(yàn)。

DOT-3AA(無(wú)縫鋼瓶標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行的試驗(yàn)和檢驗(yàn)項(xiàng)目有：拉伸試驗(yàn)(包括抗拉強(qiáng)度、屈服應(yīng)力、伸長(zhǎng)率和斷而收縮率)、壓扁試驗(yàn)、硬度測(cè)定、無(wú)損探傷、水壓試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)[10]。

在試驗(yàn)參數(shù)方面，GB5099規(guī)定水壓試驗(yàn)是公稱(chēng)工作壓力的1.5倍，保壓1 min，壓力表針不回降，殘余變形率不大于3%；氣密性試驗(yàn)是公稱(chēng)工作壓力的1.5倍，瓶體不應(yīng)出現(xiàn)泄漏；爆破檢測(cè)壓力值為不低于公稱(chēng)工作壓力的2.55倍。而DOT-3AA規(guī)定強(qiáng)度試驗(yàn)和氣密性實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)壓力為公稱(chēng)工作壓力的5/3倍，爆破壓力為公稱(chēng)工作壓力的3倍。

和GB85099比較，DOT3AA減少了沖擊試驗(yàn)、金相試驗(yàn)、底部解剖試驗(yàn)試驗(yàn)，但是在水壓試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)的壓力等級(jí)要求方面高于國(guó)內(nèi)。

2.2 焊接鋼瓶

GB5100規(guī)定[11]具體要求如下。

1)材料要求:鋼瓶主體材料化學(xué)成分和力學(xué)性能的驗(yàn)證試驗(yàn)。

2)焊接工藝試板力學(xué)性能試驗(yàn)：拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)。

3)焊縫射線檢測(cè)：主體縱環(huán)焊縫射線檢測(cè)。

4)母材和焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)：進(jìn)行母材拉力試驗(yàn)、焊接接頭拉力、彎曲和沖擊試驗(yàn)。

5)尺寸檢驗(yàn):測(cè)厚和結(jié)構(gòu)尺寸檢查。

6)水壓試驗(yàn)：試驗(yàn)壓力為1.5倍公稱(chēng)工作壓力，公稱(chēng)容積小于或等于150 L的鋼瓶，至少為30 s，對(duì)公稱(chēng)容積大于150 L的鋼瓶，保壓時(shí)間為1～3 min。

7)氣密性試驗(yàn)：試驗(yàn)壓力為公稱(chēng)工作壓力，保壓1～3 min。

8)爆破試驗(yàn)：在鋼瓶工作壓力1.5倍下，容積殘余變形率不大于10%；鋼瓶爆破壓力實(shí)測(cè)值不應(yīng)小于3倍的公稱(chēng)工作壓力且不小于5 MPa。

9)疲勞試驗(yàn)：對(duì)封頭凸面承壓的鋼瓶，進(jìn)行12 000次循環(huán)疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證。

在DOT4BW標(biāo)準(zhǔn)中，在設(shè)計(jì)、材料、焊接工藝評(píng)定、工藝、尺寸檢驗(yàn)方面都有要求，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)差別不大。但是在水壓試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)方面規(guī)定，所有鋼瓶都必須進(jìn)行至少2倍公稱(chēng)工作壓力的水壓試驗(yàn)，且無(wú)缺陷顯示；以不超過(guò)500只(含500只)連續(xù)生產(chǎn)的成品鋼瓶為一批隨意抽取一只鋼瓶做4倍工作壓力的水壓試驗(yàn)，應(yīng)無(wú)爆破現(xiàn)象。

在試驗(yàn)項(xiàng)目方面中美差別不大，但是在水壓試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)要求方面，DOT標(biāo)準(zhǔn)要求比GB5100高。

3 關(guān)于瓶組及閥件

中美標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表2。

表2 瓶組及閥件試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)對(duì)比

從試驗(yàn)項(xiàng)目上，UL、FM試驗(yàn)項(xiàng)目較多，增加了長(zhǎng)時(shí)間泄漏測(cè)試、30天泄漏測(cè)試項(xiàng)目、沖擊試驗(yàn)，其中單獨(dú)規(guī)定了安全閥動(dòng)作試驗(yàn)，雖然GB25972沒(méi)單獨(dú)規(guī)定容器安全閥動(dòng)作壓力，但是相應(yīng)的壓力容器標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定。

從試驗(yàn)參數(shù)方面，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工作可靠性試驗(yàn)是500次，而GB25972規(guī)定是100次；UL、FM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定耐鹽霧腐蝕試驗(yàn)時(shí)間是240 h，而GB25972是24 h；并且，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)的1年期長(zhǎng)時(shí)間泄漏測(cè)試、30天溫度循環(huán)泄漏測(cè)試，比國(guó)內(nèi)24 h的溫度循環(huán)測(cè)試要求高。同時(shí)，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)還增加了10g加速度5 000次的沖擊試驗(yàn)。從試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)方面看，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)明顯高于GB25972要求。

4 關(guān)于非金屬部件/元件

非金屬部件包括連接軟管、釋放軟管等，中美標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 非金屬部件/元件試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)對(duì)比

在試驗(yàn)項(xiàng)目方面，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)比GB25972增加了耐紫外線和水測(cè)試、彈性測(cè)試檢測(cè)項(xiàng)目；在試驗(yàn)試驗(yàn)參數(shù)方面，GB25972老化試驗(yàn)在140 ℃溫箱內(nèi)進(jìn)行240 h，而UL、FM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定過(guò)了在100 ℃溫箱內(nèi)進(jìn)行180天，且UL、FM標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了720紫外線老化試驗(yàn)和3 000次循環(huán)彎曲試驗(yàn)。試驗(yàn)項(xiàng)目和參數(shù)，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)比GB25972標(biāo)準(zhǔn)要求高。

5 關(guān)于啟動(dòng)部件

中美標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表4。

在試驗(yàn)項(xiàng)目方面，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)增加了電動(dòng)部分啟動(dòng)電壓測(cè)試、先導(dǎo)啟動(dòng)的時(shí)間偏差，從細(xì)節(jié)方面限定了啟動(dòng)部件的電氣性能、聯(lián)動(dòng)性能。在試驗(yàn)參數(shù)方面，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)的耐鹽霧腐蝕試驗(yàn)更苛刻。

6 關(guān)于噴嘴和計(jì)算軟件

噴嘴試驗(yàn)項(xiàng)目及參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表5。

表5 噴嘴試驗(yàn)項(xiàng)目及參數(shù)對(duì)比

從試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)對(duì)比來(lái)看，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)與GB25972差異不大。但是FM、UL標(biāo)準(zhǔn)除了對(duì)設(shè)備有相關(guān)試驗(yàn)要求，還對(duì)設(shè)計(jì)軟件有要求，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)設(shè)備廠商的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行要求。

在設(shè)計(jì)軟件方面，UL、FM都要求進(jìn)行設(shè)計(jì)軟件測(cè)試，要求設(shè)備廠商提供邊界極限參數(shù)，如最大/最小噴放時(shí)間、最大/最小管路流速、三通頭的最大/最小流量分流等。在設(shè)備廠商提供的邊界極限參數(shù)內(nèi)，利用設(shè)備廠商的設(shè)計(jì)工具能精確預(yù)測(cè)釋放時(shí)間、噴嘴壓力及每個(gè)噴嘴滅火劑分配情況。

除了軟件功能方面要求，還對(duì)軟件精度進(jìn)行了要求，要求預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相比，噴放時(shí)間誤差在±1 s以?xún)?nèi)、滅火劑分配的誤差在±10%以?xún)?nèi)、噴嘴壓力誤差在±10%以?xún)?nèi)、每個(gè)滅火劑噴放重量與實(shí)際測(cè)量的誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過(guò)5%。

7 結(jié)論

在試驗(yàn)項(xiàng)目種類(lèi)、試驗(yàn)參數(shù)要求方面，F(xiàn)M、UL標(biāo)準(zhǔn)的要求高于GB25972標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，UL、FM標(biāo)準(zhǔn)更加側(cè)重可靠性要求，如500次動(dòng)作試驗(yàn)、非金屬部件的3 000次循環(huán)彎曲試驗(yàn)等，并且UL、FM標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)備廠商提供設(shè)計(jì)軟件及邊界參數(shù)，并對(duì)設(shè)計(jì)軟件的功能、性能進(jìn)行了要求，進(jìn)一步在軟件設(shè)計(jì)層面提高了設(shè)計(jì)可靠性。

因此，獲得FM、UL認(rèn)證的氣體滅火設(shè)備，可以滿足國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求，在工程項(xiàng)目中，可以根據(jù)實(shí)際需要，按照國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)設(shè)備的檢驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行考量。同時(shí)，F(xiàn)M、UL標(biāo)準(zhǔn)在可靠性方面檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)要求，值得國(guó)內(nèi)同行借鑒。