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6 试验方法
6.1 总体要求
6.1.1 灭火试验
应开展CAF灭B类火试验。应在规定的泡沫释放时间内灭火,且在灭火后的观察期内不应复燃。
6.1.2 试验大气条件
6.1.2.1 测试过程中若无特殊说明,样品均应在GB/T2421规定的标准大气条件下稳定后测试,试验条件规定如下:
——温度:15℃~35℃;
——相对湿度:25%~75%;
——气压:86kPa~106kPa。
6.1.2.2 在标准大气条件下,每次试验的温度和湿度应基本恒定。
6.1.3 试验工作条件
6.1.3.1 如果试验方法要求试样(如喷嘴或混合器)需独立测试,则将试样连接至符合制造商数据要求的水及泡沫液供给系统中。除非试验方法中另有规定,否则应用于试样的固定式压缩空气泡沫系统的参数都应设置在制造商指定的数据范围内,并保证参数在整个试验过程中基本恒定。每个参数的所选值通常为标称值或规定范围的平均值。
6.1.3.2 应在试验报告(见第7章)中给出使用的供水和泡沫液详情。
6.2 压缩空气泡沫灭火试验
6.2.1 如图1所示,灭火试验的油盘为正方形,由最小厚度为4.8mm的钢板制成。内部尺寸应为2160mm×2160mm,深度至少为305mm。所有钢板表面之间呈90°,并应连续无缝焊接。油盘的上边缘应通过外部连接的38mm角钢进行加固,角钢的最小厚度为4.8mm。通过在油盘的顶边连续焊接阳角实现盘与角的连接,这样可以保证角钢支架的上表面与油盘顶部紧密相接,同时保证角钢的另一支架紧密地依靠在油盘外壁。角钢的支架应通过大约12mm长的定位焊缝连接到盘上,定位焊缝的间距大约为50mm。如果需要,能在加强角下方安装油盘排水接头和把手。如果最小截面厚度均达到或者超过要求,则允许采用其他等效结构。
6.2.2 灭火试验中,油盘应放置在平面上或在该平面上方不超过305mm的位置,如果油盘放到此高度,则应使用连续裙板,以防止试验期间油盘下方的空气循环。
6.2.3 应使用正庚烷作为测试燃料。油盘放平后,倒入厚度50mm的正庚烷。然后加入水以提高正庚烷的液位,保证油面距油盘上沿高度至少203mm。对于水溶性燃料,不能通过水调整燃料的高度。因此,如果制造商不希望以高于203mm的自由盘壁高度进行试验,可使月较浅的油盘。
6.2.4 试验应该在室内或无风、无降水的室外进行。同时,环境空气、泡沫混合液和燃料的温度在10℃~32℃。
6.2.5 泡沫混合液应通过泡沫液与水定量混合的方式制备,既可以使用预混溶液,也可以通过使用合适的比例混合设备连续混合制备。体积测量、称重或流量测量设备应具有足够的精度,以确保混合比在规定值的±5%范围内。如果采用电导率测量法直接测量体积、质量或流量以确定混合比,则应使用附录B的程序确定电导率与混合比的相互关系。
6.2.6 在测试中使用的释放装置和供给强度应由制造商选择。除非在较低的供给强度下进行了额外的成功灭火试验,对于非水溶性燃料所使用的供给强度不应高于1.63L/(min·㎡),对于醇、酮类水溶性燃料所使用的供给强度不应高于2.3L/(min·㎡)。对于特殊的燃料或保护对象,检测机构能够授权采用更高的供给强度进行试验验证。
6.2.7 压缩空气泡沫灭火试验应使用4个喷嘴进行,喷嘴安装在制造商规定的最大方形间距上,并以制造商建议的最小供给强度进行。喷嘴的高度应为制造商规定的最小值。如果系统规定的不是正方形间距,则应采用制造商给定的最大的不对称覆盖面积进行另外一系列测试。在对试验结果进行审查后,还应在制造商建议的最大安装高度下对泡沫液、硬件、安装布置中最差的组合进行测试。应在制造商指定混合比下对每种泡沫进行试验。
6.2.8 对于非水溶性燃料,包括工业级正庚烷,应在释放泡沫之前点燃试验燃料,燃料预燃时间应符合附录C的规定。压缩空气泡沫的释放时间应为5min,并紧接着施加5min的水。由于压缩空气泡沫释放装置通常不是洒水喷头,因此需要再在压缩空气泡沫管网基础上重新布设另一套洒水管网。洒水管网的最小供给强度应为12.2L/(min·㎡)。应测试制造商注明的使泡沫破裂的水的最大供给强度。制造商能在12.2L/(min·㎡)~40.8L/(min·㎡)选择最大供给强度[间隔变化最小值为4.1L/(min·㎡)]。复燃试验和抗烧性能评估应符合附录D中灭火试验设置和泡沫液类型的规定。
对于水溶性燃料,泡沫的释放时间应为5min,但是随后不再施加水。应按照灭火试验设置的规定及泡沫液类型进行复燃试验和抗烧性能的评估(见附录D)。如果不使用预混溶液,则应采用合适的仪器测量水与泡沫液的流量、体积或者质量变化,进而检验泡沫混合液的混合比。
6.2.9 泡沫应完全覆盖油盘表面,且应在泡沫释放结束后完全扑灭火焰。如果释放装置是泡沫-水喷淋喷头,或者是安装在消防洒水系统下的装置,则应继续喷水5min,以检验泡沫覆盖层不能轻易被后面施加的水破坏。水的供给强度应与泡沫一水喷淋的泡沫供给强度一致,最小为8.1L/(min·㎡)
。应按制造商指定的水的最大供给强度进行试验,测试水对泡沫的破坏,水的最大供给强度由制造商在12.2L/(min·㎡)~40.8L/(min·㎡)范围内进行选择[间隔变化最小值为4.1L/(min·㎡)]。测试燃料是水溶性燃料时,不宜单独施加水,因为水与燃料的混合会影响复燃和密封性能评估。所有用于水溶性燃料的泡沫液及混合比都应使用正庚烷燃料进行测试,并进行单独施加水的测试。
6.2.10 抗复燃性能方面,当泡沫释放完成后,在观察期内不应扰动泡沫覆盖层,见附录C。在此期间,采用火把在距离泡沫覆盖层表面25mm以内扫过,燃料不应复燃。复燃试验应在泡沫释放完毕后的1min内以及观察期结束前的1min内进行。复燃试验应持续1min,在该持续时间内,应探测到整个泡沫覆盖层表面,包括角落。火把应由长1.2m钢杆和位于钢杆端部紧密包裹的棉布卷组成,棉布卷直径100mm、长100mm,经正庚烷浸泡过。如果在最小长度为1.2m的钢杆端部配备了非吸气式喷嘴,并能调整产生至少100mm长黄色火焰的丙烷火,则可用其代替上述火把。丙烷容器应位于操作者端,且不应延伸至油盘表面。
6.2.11 抗烧性方面,在观察期结束后,应人为破坏泡沫覆盖层,并在裂缝中重新点燃燃料。裂缝应通过在油盘中放置垂直抗烧管、从抗烧管内移除泡沫覆盖层、重新点燃抗烧管内的燃料以及缓慢移除抗烧管来形成。抗烧管应由0.38mm~1.23mm厚的钢板制造,其内径最小为305mm,长度约为355mm。放置抗烧管时,应放置在泡沫覆盖层最薄弱的角落处,其外表面距离油盘壁约为0.76m。应在不搅动燃料表面的情况下,尽可能彻底清除抗烧管内的泡沫覆盖层。应在抗烧管内的火燃烧1min后,移开抗烧管。随后,在5min观察期内,燃烧裂缝应重新闭合或不超过0.9㎡。
6.2.12 附录C给出了本试验的具体流程时间表。
6.2.13 应在与本试验相同释放条件下采集泡沫样品。应对该泡沫样品进行性能测试。应使用这些泡沫性能参数检验释放装置是否能产生与成功灭火试验中相似的泡沫。对于发泡倍数极低和析液时间很短的泡沫,可能无法精确的测试性能,比如泡沫一水喷淋系统使用普通洒水喷头经常出现这种情况。当在灭火试验中未获得泡沫性能数据时,该试验不能用于证明除试验中实际使用的设备以外的其他设备。
6.3 压缩空气泡沫性能测定
6.3.1 应测试泡沫液以规定混合比产生的泡沫的发泡倍数和25%析液时间(该泡沫液混合比已成功进行了灭火试验),以建立基准值和用于评估拟与该泡沫一起使用的所有释放装置的有效性。
6.3.2 应采用泡沫收集器收集泡沫样品,进行泡沫性能测试。典型的泡沫收集器如图2所示,包括一个光滑的金属、塑料或木质挡板,该挡板固定在支架上,与地面呈45°。应将喷射到收集器表面的泡沫引流到挡板下面的接收器中。应避免泡沫混合液过度溢出,以防止泡沫在接收器中搅动。
6.3.3 应使用两个泡沫接收器,接收器为1600mL~2000mL的量筒。每个接收器应在试验之前称重,记录其皮重。接收器的具体大小并不重要,只要准确测量体积,并保证其刻度最大为25%析液体积的0.1倍。
6.3.4 泡沫喷放应稳定在预设的混合比和流量下。泡沫应在泡沫收集器上自由下滑,在样品收集的时候泡沫呈均匀、稳定的状态。
6.3.5 每个接收器都应充满泡沫样品,应在泡沫充满接收器之后开始计时。
6.3.6 应观测并每隔15s记录一次每个接收器底部的液体高度。在液体超过量筒体积的1/10或所有的泡沫都变成了液体(这两种情况看哪个先发生就按照哪个进行)之后,应至少再继续记录数据30s。如果25%析液时间超过了5min,那么记录的数据间隔可以提高到30s。
6.3.7 应彻底擦拭泡沫接收器外壁面并重新称重。应通过用最终质量减去皮重来计算每个接收器内泡沫的净重。
6.3.8 应将每个接收器用水彻底冲洗干净并重新装泡沫混合液,此泡沫混合液和之前用来产生泡沫样品的泡沫混合液的混合比相同。重装的接收器应重新称重,减去皮重之后得到溶液的净重。或者,如果泡沫混合液的密度已确定到可接受的精度水平,则能根据溶液的密度和接收器体积计算泡沫混合液的质量。
6.3.9 发泡倍数应通过每个接收器的泡沫混合液总净重除以泡沫总净重进行计算。
6.3.10 25%析液时间应通过拟合最佳的时间-(每个接收器)采集数据曲线,并计算析出25%接收器体积的溶液的时间,从而确定出25%析液时间。该过程能通过电子表格程序自动进行处理。应采用电子数据制表软件绘制收集泡沫混合液体积一时间曲线,并拟合数据的最佳曲线,获取曲线公式和它的相关系数R2。如果相关系数大于或等于0.95,则应使用该公式计算接收器内泡沫析出总重的25%溶液所用的时间,称为样品的“25%析液时间”。如果相关系数小于0.95,则应重复测试,直到获取的数据拟合曲线能够达到可接受的精度。应取两个接收器数值的平均值并记录,且确定其用于后续比较的25%析液时间。
6.4 压缩空气泡沫释放装置
6.4.1 当试验使用相同泡沫液和混合比时,释放装置应产生进行过成功灭火试验(如6.2所描述)的泡沫,或者应产生与成功灭火泡沫相近性能的泡沫。
6.4.2 应按照6.2对释放装置进行测试,以证明其具备产生扑灭B类油盘火泡沫的能力。
6.4.3 当按照6.3进行测试时,如果释放装置和成功灭火试验中的释放装置是相同类型的,并能证明产生性能基本相同的泡沫,则可免除灭火试验。
6.5 压缩空气泡沫产生与比例混合
6.5.1 压缩空气泡沫流量
应在规定的最大和最小水压条件下,测量所有尺寸的混合装置对每种指定的泡沫液的压缩空气泡沫流量。当混合装置具有比例混合功能时,需要测试所有的尺寸的比例混合性能,以验证在制造商规定的供给压力范围内所有泡沫液混合比的准确性。应在制造商规定的最低温度下进行重复试验,但不应高于1.7℃。在上述试验中测得的压缩空气泡沫流量应满足或超过生产商规定的各尺寸混合装置的能力。
6.5.2 压缩空气泡沫的覆盖面积
每个喷嘴的有效覆盖面积应通过指定的流量在指定覆盖区域内已知尺寸的油盘中收集泡沫测量。这些测试应使用压缩空气泡沫产生试验中的最高和最低发泡倍数,以及规定的最小喷嘴高度。在整个规定的覆盖范围内,应达到规定的最低供给强度。
6.5.3 压缩空气泡沫流体力学性能
由于压缩空气泡沫系统将泡沫以完全发泡的状态从产生装置输送到释放装置,制造商应通过测试最严格的规定平衡管道布置,或在不平衡系统设计方法的规定限值下进行测试,证明其预测释放装置流量的能力。在这些测试中,应测量所有释放点的流量和泡性能,并将其与成功灭火试验中的流量和泡沫性能进行比较。
6.5.4 适用性和耐用性
系统应在其所有操作模式下进行试验,并且应以制造商指定的方式进行操作。应用所有可能的输入组合,并且得到指定的响应。对每种组合要取得成功的结果,至少应进行3次试验。部件应在最高和最低安装温度、水压、气压和其他指定的极限操作范围内正常运转。
6.5.5 气体承压组件
所有需要耐压并且需要加压运输的部件均应满足我国交通运输的相关要求或者等同的安装管辖相关标准规定。应验证气瓶的安装符合其设计标准。应按照适用的标准、材料的物理化学性质数据以及相关结构细节图纸(如壁厚和材料等)进行设计计算。所有的承压组件在耐压测试压力下不应泄漏,并且在此压力的5/3时或两倍的泄压设置时不应损坏,这两个压力以较高者为准。对于需要带压运输的压力容器,由30s耐压压力导致的永久的体积膨胀不应超过总膨胀的10%。
6.5.6 耐用性
在额定条件下循环工作500次后,所有的活动部件不应出现故障、泄漏或运行特性的明显改变。
6.5.7 喷嘴材质
在经受6.6的盐雾腐蚀测试后,喷嘴不应出现影响其水力或者机械性能的腐蚀。任何包含活动部件的喷嘴在此项测试后如表现出运动阻力增大,则应在最低泡沫输送压力条件下重新测试,以保证其仍然能覆盖指定的区域。
6.5.8 喷嘴的耐冲击性
喷嘴从0.75m高处以不同冲击方向跌落到混凝土表面时,不应对其水力和机械性能产生不利影响。任何包含活动部件的喷嘴在此项测试后如表现出运动阻力增大,则应在最低泡沫输送压力条件下重新进行测试,以保证其仍然能覆盖指定区域。
6.6 盐雾腐蚀
6.6.1 系统组件在20%盐雾(试验用氯化钠溶解于蒸馏水中)中暴露240h,不应出现影响功能的损坏。
6.6.2 选择的测试样品应代表所有材料组合和配置。试验方法按照GB/T 25208-2010中第11章的要求和本文件6.6.1的规定。测试后的样品应保证功能正常,且不应有腐蚀、电偶效应、标识缺损,或影响功能的防护涂料剥落。允许内部材料无实质腐蚀的表面褪色。
6.7 热冲击
6.7.1 暴露在保护空间内的组件如摆动消防炮、喷嘴及其他释放装置,在系统启动前受热应保持功能正常。具体的功能应根据特定组件进行合适的定义。
6.7.2 组件应连接至1.21MPa的供水系统。
6.7.3 组件应放置在6.2中灭火试验油盘的边缘上方,其布置应能保护油盘。应提供可持续6min燃烧的足够深度正庚烷燃料。暴露在火中的前1min,组件应是干燥的,然后应再供水5min。
6.7.4 测试完成后,组件应能正常运转。温度降回到室温时,应检查样品是否有损坏,不应出现影响功能的损坏。
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