中美氣體滅火設備標準對比

(中國船舶重工集團公司 第七二六研究所,上海 201108)

在出口項目中，一般依照國內標準要求，對氣體滅火設備提出試驗項目、試驗參數等技術要求，在項目實施中會選用符合國外標準的設備。因此，會出現依照國外標準檢驗的設備是否能滿足中國國家標準要求，以及是否需要按照國內標準重新檢驗所有技術參數的問題。

氣體滅火設備多樣，涉及國內標準多達20多篇[1]，以比較有代表性的化學滅火劑滅火設備(FM-200、哈龍滅火設備等)標準進行對比，主要對GB25972[2]與UL2166[3]、FM5600[4]標準的試驗項目和試驗參數進行對比。考慮到美國FM、UL認證機構認可度和權威度較高，因此，以國家標準作為比較基礎，將氣體滅火設備劃分為五類設備(壓力容器、瓶組及閥件、非金屬部件、啟動部件、噴頭及設計軟件)，針對這五類設備，在試驗項目、試驗參數兩個方面，分別對比UL、FM認證機構標準與國家標準的測試科目類型、測試要求、檢驗要求等試驗要求之間的差異。

1 美國標準介紹

美國UL、FM認證機構在消防設備壓力容器方面的標準都參照DOT標準執行。在氣體滅火設備方面中、美參照標準見表1。

美國保險商實驗室(underwriter laboratories Inc,UL)認證在美國屬于非強制性認證，主要檢測和認證產品安全性能。

表1 中、美氣體滅火設備標準

美國工商業保險公司(factory mutual,FM)結合了保險和工程技術服務，通過工程技術服務來提供資產防損的解決方案，對可能引起火災的任何事物都很敏感。

美國交通部(united stated department of transportation,DOT)的認證是一個自認證過程，由廠家按照公布的法規自行確定產品是否符合標準，認證過程中由企業對數據負責，DOT不監督測試過程。市場監管非常嚴格，美國相關機構每年定期進行抽檢,一旦發現不符合，處罰很嚴厲。

2 壓力容器標準對比

GB25972無縫鋼瓶規定引用[5]、GB5099[6]標準執行，焊接鋼瓶應用GB150、GB5100[7]標準執行，美國UL和FM標準規定壓力容器參考DOT標準執行，分別為DOT3AA[8]和DOT4BW[9]。

2.1 無縫鋼瓶

GB5099進行的試驗和檢驗項目有：拉伸試驗(包括抗拉強度、屈服應力和伸長率)、沖擊試驗、冷彎試驗、壓扁試驗、硬度測定、金相試驗、底部解剖、無損探傷、水壓試驗、氣密試驗、爆破試驗、疲勞循環試驗。

DOT-3AA(無縫鋼瓶標準)進行的試驗和檢驗項目有：拉伸試驗(包括抗拉強度、屈服應力、伸長率和斷而收縮率)、壓扁試驗、硬度測定、無損探傷、水壓試驗和氣密試驗、爆破試驗[10]。

在試驗參數方面，GB5099規定水壓試驗是公稱工作壓力的1.5倍，保壓1 min，壓力表針不回降，殘余變形率不大于3%；氣密性試驗是公稱工作壓力的1.5倍，瓶體不應出現泄漏；爆破檢測壓力值為不低于公稱工作壓力的2.55倍。而DOT-3AA規定強度試驗和氣密性實驗的試驗壓力為公稱工作壓力的5/3倍，爆破壓力為公稱工作壓力的3倍。

和GB85099比較，DOT3AA減少了沖擊試驗、金相試驗、底部解剖試驗試驗，但是在水壓試驗、爆破試驗的壓力等級要求方面高于國內。

2.2 焊接鋼瓶

GB5100規定[11]具體要求如下。

1)材料要求:鋼瓶主體材料化學成分和力學性能的驗證試驗。

2)焊接工藝試板力學性能試驗：拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗。

3)焊縫射線檢測：主體縱環焊縫射線檢測。

4)母材和焊接接頭力學性能試驗：進行母材拉力試驗、焊接接頭拉力、彎曲和沖擊試驗。

5)尺寸檢驗:測厚和結構尺寸檢查。

6)水壓試驗：試驗壓力為1.5倍公稱工作壓力，公稱容積小于或等于150 L的鋼瓶，至少為30 s，對公稱容積大于150 L的鋼瓶，保壓時間為1～3 min。

7)氣密性試驗：試驗壓力為公稱工作壓力，保壓1～3 min。

8)爆破試驗：在鋼瓶工作壓力1.5倍下，容積殘余變形率不大于10%；鋼瓶爆破壓力實測值不應小于3倍的公稱工作壓力且不小于5 MPa。

9)疲勞試驗：對封頭凸面承壓的鋼瓶，進行12 000次循環疲勞試驗驗證。

在DOT4BW標準中，在設計、材料、焊接工藝評定、工藝、尺寸檢驗方面都有要求，與國家標準差別不大。但是在水壓試驗、爆破試驗方面規定，所有鋼瓶都必須進行至少2倍公稱工作壓力的水壓試驗，且無缺陷顯示；以不超過500只(含500只)連續生產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，應無爆破現象。

在試驗項目方面中美差別不大，但是在水壓試驗、爆破試驗要求方面，DOT標準要求比GB5100高。

3 關于瓶組及閥件

中美標準的試驗項目見表2。

表2 瓶組及閥件試驗項目和試驗參數對比

從試驗項目上，UL、FM試驗項目較多，增加了長時間泄漏測試、30天泄漏測試項目、沖擊試驗，其中單獨規定了安全閥動作試驗，雖然GB25972沒單獨規定容器安全閥動作壓力，但是相應的壓力容器標準有規定。

從試驗參數方面，UL、FM標準規定工作可靠性試驗是500次，而GB25972規定是100次；UL、FM標準規定耐鹽霧腐蝕試驗時間是240 h，而GB25972是24 h；并且，UL、FM標準的1年期長時間泄漏測試、30天溫度循環泄漏測試，比國內24 h的溫度循環測試要求高。同時，UL、FM標準還增加了10g加速度5 000次的沖擊試驗。從試驗項目和試驗參數方面看，UL、FM標準明顯高于GB25972要求。

4 關于非金屬部件/元件

非金屬部件包括連接軟管、釋放軟管等，中美標準試驗項目和試驗參數見表3。

表3 非金屬部件/元件試驗項目和試驗參數對比

在試驗項目方面，UL、FM標準比GB25972增加了耐紫外線和水測試、彈性測試檢測項目；在試驗試驗參數方面，GB25972老化試驗在140 ℃溫箱內進行240 h，而UL、FM標準規定過了在100 ℃溫箱內進行180天，且UL、FM標準還規定了720紫外線老化試驗和3 000次循環彎曲試驗。試驗項目和參數，UL、FM標準比GB25972標準要求高。

5 關于啟動部件

中美標準試驗項目和試驗參數見表4。

在試驗項目方面，UL、FM標準增加了電動部分啟動電壓測試、先導啟動的時間偏差，從細節方面限定了啟動部件的電氣性能、聯動性能。在試驗參數方面，UL、FM標準的耐鹽霧腐蝕試驗更苛刻。

6 關于噴嘴和計算軟件

噴嘴試驗項目及參數對比見表5。

表5 噴嘴試驗項目及參數對比

從試驗項目和試驗參數對比來看，UL、FM標準與GB25972差異不大。但是FM、UL標準除了對設備有相關試驗要求，還對設計軟件有要求，國內標準未對設備廠商的設計軟件進行要求。

在設計軟件方面，UL、FM都要求進行設計軟件測試，要求設備廠商提供邊界極限參數，如最大/最小噴放時間、最大/最小管路流速、三通頭的最大/最小流量分流等。在設備廠商提供的邊界極限參數內，利用設備廠商的設計工具能精確預測釋放時間、噴嘴壓力及每個噴嘴滅火劑分配情況。

除了軟件功能方面要求，還對軟件精度進行了要求，要求預測值與實測值相比，噴放時間誤差在±1 s以內、滅火劑分配的誤差在±10%以內、噴嘴壓力誤差在±10%以內、每個滅火劑噴放重量與實際測量的誤差的標準偏差不超過5%。

7 結論

在試驗項目種類、試驗參數要求方面，FM、UL標準的要求高于GB25972標準。同時，UL、FM標準更加側重可靠性要求，如500次動作試驗、非金屬部件的3 000次循環彎曲試驗等，并且UL、FM標準要求設備廠商提供設計軟件及邊界參數，并對設計軟件的功能、性能進行了要求，進一步在軟件設計層面提高了設計可靠性。

因此，獲得FM、UL認證的氣體滅火設備，可以滿足國內標準要求，在工程項目中，可以根據實際需要，按照國內標準要求對設備的檢驗試驗項目進行考量。同時，FM、UL標準在可靠性方面檢驗方法及檢驗要求，值得國內同行借鑒。