中美气体灭火设备标准对比

(中国船舶重工集团公司 第七二六研究所,上海 201108)

在出口项目中，一般依照国内标准要求，对气体灭火设备提出试验项目、试验参数等技术要求，在项目实施中会选用符合国外标准的设备。因此，会出现依照国外标准检验的设备是否能满足中国国家标准要求，以及是否需要按照国内标准重新检验所有技术参数的问题。

气体灭火设备多样，涉及国内标准多达20多篇[1]，以比较有代表性的化学灭火剂灭火设备(FM-200、哈龙灭火设备等)标准进行对比，主要对GB25972[2]与UL2166[3]、FM5600[4]标准的试验项目和试验参数进行对比。考虑到美国FM、UL认证机构认可度和权威度较高，因此，以国家标准作为比较基础，将气体灭火设备划分为五类设备(压力容器、瓶组及阀件、非金属部件、启动部件、喷头及设计软件)，针对这五类设备，在试验项目、试验参数两个方面，分别对比UL、FM认证机构标准与国家标准的测试科目类型、测试要求、检验要求等试验要求之间的差异。

1 美国标准介绍

美国UL、FM认证机构在消防设备压力容器方面的标准都参照DOT标准执行。在气体灭火设备方面中、美参照标准见表1。

美国保险商实验室(underwriter laboratories Inc,UL)认证在美国属于非强制性认证，主要检测和认证产品安全性能。

表1 中、美气体灭火设备标准

美国工商业保险公司(factory mutual,FM)结合了保险和工程技术服务，通过工程技术服务来提供资产防损的解决方案，对可能引起火灾的任何事物都很敏感。

美国交通部(united stated department of transportation,DOT)的认证是一个自认证过程，由厂家按照公布的法规自行确定产品是否符合标准，认证过程中由企业对数据负责，DOT不监督测试过程。市场监管非常严格，美国相关机构每年定期进行抽检,一旦发现不符合，处罚很严厉。

2 压力容器标准对比

GB25972无缝钢瓶规定引用[5]、GB5099[6]标准执行，焊接钢瓶应用GB150、GB5100[7]标准执行，美国UL和FM标准规定压力容器参考DOT标准执行，分别为DOT3AA[8]和DOT4BW[9]。

2.1 无缝钢瓶

GB5099进行的试验和检验项目有：拉伸试验(包括抗拉强度、屈服应力和伸长率)、冲击试验、冷弯试验、压扁试验、硬度测定、金相试验、底部解剖、无损探伤、水压试验、气密试验、爆破试验、疲劳循环试验。

DOT-3AA(无缝钢瓶标准)进行的试验和检验项目有：拉伸试验(包括抗拉强度、屈服应力、伸长率和断而收缩率)、压扁试验、硬度测定、无损探伤、水压试验和气密试验、爆破试验[10]。

在试验参数方面，GB5099规定水压试验是公称工作压力的1.5倍，保压1 min，压力表针不回降，残余变形率不大于3%；气密性试验是公称工作压力的1.5倍，瓶体不应出现泄漏；爆破检测压力值为不低于公称工作压力的2.55倍。而DOT-3AA规定强度试验和气密性实验的试验压力为公称工作压力的5/3倍，爆破压力为公称工作压力的3倍。

和GB85099比较，DOT3AA减少了冲击试验、金相试验、底部解剖试验试验，但是在水压试验、爆破试验的压力等级要求方面高于国内。

2.2 焊接钢瓶

GB5100规定[11]具体要求如下。

1)材料要求:钢瓶主体材料化学成分和力学性能的验证试验。

2)焊接工艺试板力学性能试验：拉伸试验、弯曲试验、冲击试验。

3)焊缝射线检测：主体纵环焊缝射线检测。

4)母材和焊接接头力学性能试验：进行母材拉力试验、焊接接头拉力、弯曲和冲击试验。

5)尺寸检验:测厚和结构尺寸检查。

6)水压试验：试验压力为1.5倍公称工作压力，公称容积小于或等于150 L的钢瓶，至少为30 s，对公称容积大于150 L的钢瓶，保压时间为1～3 min。

7)气密性试验：试验压力为公称工作压力，保压1～3 min。

8)爆破试验：在钢瓶工作压力1.5倍下，容积残余变形率不大于10%；钢瓶爆破压力实测值不应小于3倍的公称工作压力且不小于5 MPa。

9)疲劳试验：对封头凸面承压的钢瓶，进行12 000次循环疲劳试验验证。

在DOT4BW标准中，在设计、材料、焊接工艺评定、工艺、尺寸检验方面都有要求，与国家标准差别不大。但是在水压试验、爆破试验方面规定，所有钢瓶都必须进行至少2倍公称工作压力的水压试验，且无缺陷显示；以不超过500只(含500只)连续生产的成品钢瓶为一批随意抽取一只钢瓶做4倍工作压力的水压试验，应无爆破现象。

在试验项目方面中美差别不大，但是在水压试验、爆破试验要求方面，DOT标准要求比GB5100高。

3 关于瓶组及阀件

中美标准的试验项目见表2。

表2 瓶组及阀件试验项目和试验参数对比

从试验项目上，UL、FM试验项目较多，增加了长时间泄漏测试、30天泄漏测试项目、冲击试验，其中单独规定了安全阀动作试验，虽然GB25972没单独规定容器安全阀动作压力，但是相应的压力容器标准有规定。

从试验参数方面，UL、FM标准规定工作可靠性试验是500次，而GB25972规定是100次；UL、FM标准规定耐盐雾腐蚀试验时间是240 h，而GB25972是24 h；并且，UL、FM标准的1年期长时间泄漏测试、30天温度循环泄漏测试，比国内24 h的温度循环测试要求高。同时，UL、FM标准还增加了10g加速度5 000次的冲击试验。从试验项目和试验参数方面看，UL、FM标准明显高于GB25972要求。

4 关于非金属部件/元件

非金属部件包括连接软管、释放软管等，中美标准试验项目和试验参数见表3。

表3 非金属部件/元件试验项目和试验参数对比

在试验项目方面，UL、FM标准比GB25972增加了耐紫外线和水测试、弹性测试检测项目；在试验试验参数方面，GB25972老化试验在140 ℃温箱内进行240 h，而UL、FM标准规定过了在100 ℃温箱内进行180天，且UL、FM标准还规定了720紫外线老化试验和3 000次循环弯曲试验。试验项目和参数，UL、FM标准比GB25972标准要求高。

5 关于启动部件

中美标准试验项目和试验参数见表4。

在试验项目方面，UL、FM标准增加了电动部分启动电压测试、先导启动的时间偏差，从细节方面限定了启动部件的电气性能、联动性能。在试验参数方面，UL、FM标准的耐盐雾腐蚀试验更苛刻。

6 关于喷嘴和计算软件

喷嘴试验项目及参数对比见表5。

表5 喷嘴试验项目及参数对比

从试验项目和试验参数对比来看，UL、FM标准与GB25972差异不大。但是FM、UL标准除了对设备有相关试验要求，还对设计软件有要求，国内标准未对设备厂商的设计软件进行要求。

在设计软件方面，UL、FM都要求进行设计软件测试，要求设备厂商提供边界极限参数，如最大/最小喷放时间、最大/最小管路流速、三通头的最大/最小流量分流等。在设备厂商提供的边界极限参数内，利用设备厂商的设计工具能精确预测释放时间、喷嘴压力及每个喷嘴灭火剂分配情况。

除了软件功能方面要求，还对软件精度进行了要求，要求预测值与实测值相比，喷放时间误差在±1 s以内、灭火剂分配的误差在±10%以内、喷嘴压力误差在±10%以内、每个灭火剂喷放重量与实际测量的误差的标准偏差不超过5%。

7 结论

在试验项目种类、试验参数要求方面，FM、UL标准的要求高于GB25972标准。同时，UL、FM标准更加侧重可靠性要求，如500次动作试验、非金属部件的3 000次循环弯曲试验等，并且UL、FM标准要求设备厂商提供设计软件及边界参数，并对设计软件的功能、性能进行了要求，进一步在软件设计层面提高了设计可靠性。

因此，获得FM、UL认证的气体灭火设备，可以满足国内标准要求，在工程项目中，可以根据实际需要，按照国内标准要求对设备的检验试验项目进行考量。同时，FM、UL标准在可靠性方面检验方法及检验要求，值得国内同行借鉴。