自動噴水滅火系統水霧噴頭的性能要求和試驗方法介紹

中華人民共和國公共安全行業標準          GA33－92
1  主題內容與適用範圍
    本標準規定了水霧噴頭的技術要求、試驗方法、檢驗規則和標誌要求。
    本標準適用于自動噴水滅火系統中的開式水霧噴頭。
2  術語
        2．1  水霧噴頭
    在一定的水壓力作用下，將水流分解為小於1mm以下的水滴噴出的噴頭。
        2．2  霧化
    水霧噴頭噴出的水霧形成圍繞噴頭軸心線擴展的圓錐體，其錐頂角為水霧噴頭的霧化角。
        2．3  離心霧化
    當水流進入噴頭後，被分解成沿內壁運動而具有離心速度的旋轉水流和具有軸向速度的直水流，兩股水流在噴頭內匯合，然後以其合成速度由噴口噴出而形成霧化。
        2．4  撞擊霧化
    水流與濺水盤撞擊而形成霧化。
3  水霧噴頭的分類、規格、型號
        3．1  A型水霧噴頭
    進水口與出水口成一定角度的離心霧化噴頭。
        3．2  B型水霧噴頭
    進水口與出水口在一條直線上的離心霧化噴頭。
        3．3  C型水霧噴頭
    由於撞擊作用而產生霧化的噴頭。
        3．4  水霧噴頭的規格
3．4．1  水霧噴頭以其公稱工作壓力（0．35MPa）時的流量作為主參數，A型和B型水霧噴頭的規格和接管螺紋見表。
               表1  A型、B型水霧噴頭的規格和接管螺紋
規格（L卅min） 接管螺紋（in）
22 ZG 1/2  3/4
30 ZG 1/2  3/4
40 ZG 1/2  3/4
50 ZG 1/2  3/4
63 ZG 1/2  3/4
80 ZG  3/4   1
100 ZG  3/4   1
125 ZG  3/4   1
160 ZG  3/4   1
220 ZG1
300 ZG1
400 ZG1  3/2
3．4．2  C型水霧噴頭的規格包括：40、50、63、80 、 100 、 125 、 160 、200L/min八種規格，其接管螺紋為ZG1/2"，ZG3/4"。
3．4．3  水霧噴頭的霧化角有七種規格。即：30°、45°、60°、90°、120°、150°、180°。
        3．5  水霧噴頭的型號
3．5．1  水霧噴頭的型號由類、組、特徵代號、設計順序代號規格、 霧化角等部分組成，形成如下：
                       □ □　 □    □ 　□—□—□
                     ─┬─    ┬　┬　 ┬　┬　┬
                         │        │　│　 │　│　└──霧化角
　　　　  　   │　　│　│ 　│　└────規格
　　　　 　    │　　│　│　 └──────設計順序代號
　　　　   　  │　　│　└────────特徵代號
　　　　  　   │　　└──────────組代號
　　　　  　   └─────────────類代號
其中：類代號 用 ZS表示。指自動噴水滅火系統。
         組代號用 T表示，指噴頭。
         特徵代號，用W表示，指水霧噴頭。
         設計順序代號，用大寫英文字母A，B、C…表示，指A型、B型、C 型及其他類型水霧噴頭規格，即為表1的要求。
         霧化角，為3．4．3條的要求。
3．5．2  型號舉例
    ZSTWA－50－120
    表示用於自動噴水滅火系統的規格為50L卅min，霧化角120°的A型水霧噴頭。
4  技術要求
        4．1  流量特性
4．1．1  水霧噴頭的流量特性按5．2條進行試驗。
4．1．2  流量特性係數K值按式1計算：
                   K=Q/(10P)^1/2                      ………………………………(1)
式中：Q---流量，L卅min;
      P——壓力，MPa。
4．1．3  噴頭在其公稱工作壓力下（0．35MPa）的流量應符合表2的要求。
                                表2
規格  流量（L卅min）
22 22±2
30 30±2
40 40±3
50 50±3
63 63±4
80 80±4
100 100±6
125 125±10
160 160±12
200 200±15
220 220±18
300 300±20
400 400±30
        4．2  霧化角
    噴頭按5．3條進行試驗，其霧化角應滿足下列要求。
    30±5°，45±5°，60±5°,90±5°，120±10°，150±10°，180±10°。
        4．3  水準噴灑性能
    水霧噴頭按5．4條進行試驗，將試驗結果繪成射程－灑水密度曲線和水準噴灑圖，試驗所得結果應不超出標定曲線和資料的±10％。其中灑水密度按式2計算：
                 ρ＝V/（S?t）………………………(2)
式中：ρ--灑水密度，mm卅min；
      V--接水盒中的水量，L；
      S--接水盒的面積，m^2；
      t--灑水時間，min。
        4．4  霧滴直徑
    水霧噴頭按5．5條進行試驗，所測得的水霧霧滴的平均直徑，應小於lmm。
        4．5  灑水分佈性能
4．5．1  水霧噴頭按5．6條進行試驗，水霧噴頭的間距如表3所示
                    表3
霧化角 30° 45° 60° 90° 120° 150° 180°
間距（m） 0.75 1.00 1.50 2.50 3.00 3.50 3.50
4．5．2  在一定流量下，水霧噴頭平均灑水密度按式3計算：
                 ρ平均=Q/D^2…………………………(3)
式中：ρ平均---平均灑水密度，mm卅min；
      Q--規格中所要求的流量，L卅min；
      D--噴頭間距，m。
4．5．3  按5．6條試驗後，應滿足在相應規格所要求的流量下,低於平均灑水密度50％的面積小於10％。
        4．6  耐低溫性能
    水霧噴頭按5．7條進行試驗，水霧噴頭的鍍層和塗層不應出現任何破裂或卷層，且水霧噴頭不應變形或損壞。
        4．7  耐高溫性能
    水霧噴頭按5．8條進行試驗，試驗後，水霧噴頭不應發生影響性能的變形成損壞。
        4．8  耐腐蝕性能
4．8．1  二氯化硫腐蝕
    水霧噴頭按5．9條進行試驗，水霧噴頭各部位應無影響性能的腐蝕與損壞。
4．8．2  鹽霧腐蝕
    水霧噴頭按5．10條進行試驗後，水霧噴頭應無影響性能的腐蝕。
5  試驗方法
    下列各試驗，均在室內進行，除特別注明外，試驗的環境溫度均應為20±5℃。
        5．1  外觀檢測
5．1．1  由全部試驗水霧噴頭中抽取5只水霧噴頭，對照圖紙和技術檔迸行檢查，應符合圖紙和技術檔要求。
5．1．2  目測有無加工缺陷和機械損傷等現象，檢驗水霧噴頭的工藝一致性。
        5．2  流量特性試驗
5．2．1  流量特性試驗裝置如圖2所示，將一隻水霧噴頭（C 型噴頭應從框架間距離最大處去掉框架後）安裝在試驗裝置上，試驗採用淨水，噴口水壓為0．15、0．25．0．35、0．45、0．55、0．65、0．75MPa。
5．2．2  以5．2．1條規定的壓力作兩組試驗，先由低到高，再由高到低進行測試，採用專用水箱和稱重器收集水量並稱重，稱重精度應達到1％， 每次灑水時間不得少於2min。
5．2．3  將所測得的資料按式1進行計算，流量係數K應為計算資料的平均值。
5．2．4  試驗所得的水霧噴頭公稱工作壓力（0．35MPa）B寸的流量應符合4．1．3條的規定。
        5．3  霧化角測量
5．3．1  試驗裝置如圖3所示，將水霧噴頭安裝在試驗裝置的回轉中心線上，並使霧化角頂點位於集水器所在的圓弧的中心。試驗壓力為水霧噴頭的公稱工作壓力（0．35MPa），測試時間不少於1min。
5．3．2  噴水後，由裝置的角度刻度讀出已充水集水器所形成的夾角的角度值，這個值即為霧化角 測量結果應符合4．2條的規定
        5．4  水準噴灑試驗
5．4．1  試驗佈置如圖4所示。沿水霧噴頭軸射方向佈置一排接水盒面積，接水盒面積小於0．5X0．5(m^2)。由接水盒平面至水霧噴頭軸線的距離為2m。 試驗壓力為水霧噴頭的公稱工作壓力(0．35MPa），灑水時間應不少於3min。
5．4．2  測定灑水時間和每個接水盒中的水量，計算出每個接水盒的灑水密度，按4．3條作出曲線。
5．4．3  測定a．H及L值，作出噴灑圖。
        5．5  霧滴直徑的測量
5．5．1  在取樣皿底部均勻塗一層凡士林，加溫化勻，加入10號車用機油，厚度為2－3mm。
5．5．2  將5．5．1條中的取樣皿分別置於水霧噴頭正下方和徑向及周向各兩個不相鄰位置，距水霧噴頭垂直高度1．5m。在公稱工作壓力（0．35MPa）下，水霧噴頭正常工作時取樣，取樣時間小於1s。
5．5．3  取樣後立即用測量顯微鏡觀察，每個取樣皿內測定100個霧滴，測量誤差小於±10μm。然後計算其平均直徑，並應符合4．4條的規定。
        5．6  灑水分佈試驗
5．6．1  試驗室面積大於7×7（m^2），佈置如圖5所示，四隻相同的水霧噴頭按表3規定，成正方形佈置在試驗管網上， 將接水盆密佈在四隻水霧噴頭圍成的正方形保護面積內，接水盒面積小於0．5×0．5（m^2），接水盒口平面距噴口2．5m，如圖6所示，每個水霧噴頭的流量為表2所規定的流量。
5．6．2  每次試驗的灑水時間應不少於3min，測量灑水時間內集水量， 計算每個接水盒測得的灑水密度和整個保護面積的平均灑水密度，試驗結果應符合4．5．3條的規定。
        5．7  低溫試驗
5．7．1  將水霧噴頭置於低溫試驗箱中，箱內溫度應保持在-10±2C，歷時24h。
5．7．2  試驗後．取出水霧噴頭，在室溫下放置24h，然後仔細檢查塗層或鍍層。試驗結果應符合4．6條規定。
        5．8  高溫試驗
    將水霧噴頭直立放入溫度800±20℃的試驗爐中（對鋁材質的噴頭，溫度為600±20℃），受熱15min後，夾住水霧噴頭螺紋部分，取出水霧噴頭，立即浸入溫度為15±1℃的水浴中，待冷卻後進行檢查。試驗結果應符合4．7條規定。
        5．9  二氧化硫腐蝕試驗
5．9．1  試驗在化工腐蝕試驗箱內進行。工作室內每24h加入體積比1％的二氧化硫，在工作室的底部，用平底大口的器皿盛入足夠的蒸餾水，讓其自然揮發，以形成潮濕的環境，工作室內的溫度保持在45±1℃。
5．9．2  將水霧噴頭用支撐架懸吊於工作室的中間部位，在距水霧噴頭5cm的上部加罩，以免工作室頂部凝聚的液滴滴在水霧噴頭上。
5．9．3  本試驗歷時16d，試驗結束後，將水霧噴頭洗淨，並在20±5℃，相對濕度不超過70％的環境中乾燥7d，然後檢查水霧噴頭的腐蝕情況，試驗結果應符合4．8．1條規定。
        5．10  鹽霧腐蝕試驗
5．10．1  試驗在鹽霧腐蝕試驗箱中進行，用20％的食鹽水溶液（重量比)噴射而形成鹽霧。食鹽溶液的比重為1．126－1．157g/cm^3，PH值為6．5－7．2。
5．10．2  將二隻水霧噴頭按正常的安裝形式用支撐架懸掛在試驗箱工作室的中間部位，工作室溫度為35±2℃。應收集從噴頭上滴下的溶液，使其不回流到儲液器中迴圈使用。在工作室內，應至少在兩處收集鹽霧，以便調節試驗時所用的霧化速率和鹽溶液的濃度。對於每80cm^2的收集面積，連續收集16h，每小時應收集到1．0--2．0mL的樸溶液。其濃度(重量比)應為19％-21％。
5．10．3  試驗歷時10d，試驗結束後，取出水霧噴頭，在溫度20±5℃，相對濕度不超過70％的環境中乾燥7d，然後檢查水霧噴頭腐蝕情況，試驗結果應符合4．8．2條規定。
6  檢驗規則
        6．1  出廠檢驗
    出廠產品必須檢驗並符合5．1條要求。
        6．2  型式檢驗
6．2．1  各種類型的水霧噴頭在新產品投產前，必須按本標準規定進行全部專案的檢驗。
6．2．2  有下列情況者，應進行水霧噴頭的型式檢驗。
    a．正式生產後，如結構、材料、工藝有較大改變、可能影響產品性能時；
    b．正常生產時，五年應進行一次型式檢驗；
    c．產品停產超過一年者， 恢復生產時；
    d．產品轉廠生產的試製定型鑒定；
    e．品質監督機構提出進行型式檢驗要求時。
        6．3  判定規則
6．3．1  本標準規定的各項檢驗項目，達到第四章相應條款的技術要求為合格。
6．3．2  送檢水霧噴頭的樣品，按本標準進行檢驗，其檢驗結果，技術要求的第4．1．4．12．4．4條有一條不合格，該批水霧噴頭為不合格。其餘各條檢驗不合格時，可按本標準要求，取加倍數量的水霧噴頭重新檢驗，仍有一條不合格，該批送檢噴頭為不合格。
7  標誌
    水霧噴頭應在明顯部位，作永久性標誌，內容包括：型號（至少包括特徵代號、規格、霧化角）製造廠標、生產年。
                            附錄A
                            霧化角的測量
                            (補充件）
A1 將照像機鏡頭置於安裝水霧噴頭的同一水平面上，取深顏色為背景,試驗壓力為0．35MPa時取像。
A2 在像片上用量角器測量霧化角，測量結果應符合4．2條的規定。
                            附錄B
                        霧滴直徑的測量（方法二）
                            （補充件）
用鐳射霧滴測定儀測量霧滴直徑，其測量結果應符合4．4條的規定。
附加說明：
本標準由中華人民共和國公安部提出。
本標準由公安部消防局歸口。
本標準由公安部天津消防科研所負責起草。