自动灭火系统用玻璃球

GB 18428—2001
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001—09—06批准    2002—02—01实施
前    言
本标准的第4章、第5章、第6章内容为强制性，其余为推荐性。
本标准是根据ISO 6182．1：1993《洒水喷头的技术要求和试验方法》及GB 5135—1993《自动喷水灭火系统  洒水喷头的技术要求和试验方法》，针对玻璃球在自动灭火系统中的使用情况而制定的。
本标准由中华人民共和国公安部提出。
本标准由全国消防标准化技术委员会第二分技术委员会归口。
本标准由公安部天津消防科学研究所负责起草。
本标准主要起草人：袁俊荣、张少禹、啜凤英。
1  范围
本标准规定了自动灭火系统用玻璃球的性能要求、试验方法和检验规则等。
本标准适用于自动灭火系统用玻璃球，用于其他消防装置的感温玻璃球也可参照执行。
2  引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB／T 2828—1987  逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)
GB／T 2829—1987  周期检查计数抽样程序及抽样表(适用于生产过程稳定性的检查)
3  定义
本标准采用下列定义。
3．1  静态动作温度  static operating temperature
玻璃球在一定的升温速率下，在液浴中动作时的温度，单位为℃。
3．2  响应时间常数RTI  response time index
是玻璃球灵敏度的一个度量。
表达式：RTI＝гu0.5
式中：RTI——响应时间常数，(m·s)0.5；
г——热反应时间，s；
u——气体流速，m／s。
3．3  快速响应玻璃球  fast response glass bulb
响应时间常数(RTI)小于或等于50(m·s)0.5的玻璃球。
3．4  特殊响应玻璃球  special response glass bulb
响应时间常数(RTI)大于50(m·s)0.5且小于或等于80(m·s)0.5的玻璃球。
3．5  标准响应玻璃球  standard response glass bulb
响应时间常数(RTI)大于80(m·s)0.5且小于或等于350(m·s)0.5的玻璃球。
4  要求
4．1  外观和尺寸
4．1．1  玻璃球外表面不得有损伤，玻璃内部不得有气泡，玻璃球内气泡大小应均匀一致。
4．1．2  玻璃球公称直径的误差不得大于土0．1 mm；玻璃球公称长度的误差不得大于土0．5mm。
4．1．3  玻璃球圆柱体上，应牢固标注产品的型号规格和生产企业标志或商标。
4．1．4  玻璃球公称动作温度与工作液色标应符合表1规定。
表1  玻璃球的工作液色标
公称动作温度／℃
57
68
79
93
100
121
141
163
182
工作液色标
橙
红
黄
绿
绿
蓝
蓝
紫
紫
4．2  静态动作温度
玻璃球的静态动作温度应符合表2规定。
表2  玻璃球的静态动作温度    ℃
玻璃球
公称动作温度
最低
动作温度
80％的样品应在
下列温度前动作
最高
动作温度
57
54
60
63
68
65
71
74
79
75
83
87
93
89
97
101
100
95
105
108
121
116
126
129
141
135
147
149
163
156
170
171
182
175
189
190
4．3  疲劳强度
按5．3进行疲劳试验时，玻璃球不得有任何破损。试验后应进行静态动作温度试验，并应符合4．2规定。
4．4  耐热冲击性能
按5．4进行热冲击试验时，玻璃球不得有任何破损。试验后应进行静态动作温度试验，并应符合4．2规定。
4．5  破碎载荷
玻璃球的平均破碎载荷和破碎载荷误差下限(TL)由生产厂家提出。
注：破碎载荷误差下限(TL)不得低于平均破碎载荷的50％。
按5．5进行试验，测得的平均破碎载荷和破碎载荷误差下限(TL)不得低于生产厂家的公布值。
破碎载荷误差的计算按正态分布进行。对所有玻璃球的99％正态分布的置信系数为0．99。
4．6抗低温性能
4．6．1  按5．6进行低温试验时，玻璃球不得有任何破损。
4．6．2  玻璃球应能承受—40℃土2℃，24h低温存储试验，不得损坏。试验后玻璃球的静态动作温度应符合4．2规定。
4．7  环境温度的适应性
玻璃球在低于公称动作温度16℃土1℃，但最低不得低于49℃的环境中试验90d，不得出现任何损坏。试验后，玻璃球的静态动作温度应符合4．2规定。
4．8  动态响应性能(灵敏度)
玻璃球的响应等级由生产厂家提供。
标准、特殊和快速响应玻璃球按5．9进行试验时，快速响应玻璃球响应时间常数(RTI)应小于或等于50(m·s)0.5，特殊响应玻璃球响应时间常数(RTI)应大于50(m·s)0.5且小于或等于80(m·s)0.5，标准响应玻璃球响应时间常数(RTI)应大于80(m·s)0.5且小于或等于350(m·s)0.5。对于快速及标准响应玻璃球，最大和最小RTI的所有数据均应在规定的数值范围内；特别响应玻璃球，平均RTI值应在50(m·s)0.5至80(m·s)0.5之间，且任一值不得小于40(m·s)0.5或大于100(m·s)0.5。
4．9  功能
按5．10进行功能试验时，玻璃球应在3min内爆破，且碎片长度不得超过玻璃球公称长度的75％。
4．10  光褪色
按5．11进行光褪色试验，玻璃球的工作液色标不得发生明显变化。
4．11  残余颜色
按5．12进行残余颜色试验，玻璃球内的填充液挥发后，不得有颜色存留在玻璃球内壁上。
5  试验方法
5．1  对照技术文件检验玻璃球的外观、尺寸和标志，应符合4．1规定。
5．2  静态动作温度试验
试验环境温度应为(20±5)℃，试验在液浴中进行。公称动作温度不大于79℃的玻璃球，采用水浴(蒸馏水)；公称动作温度79℃以上的玻璃球，采用油浴(与公称动作温度适宜的油品)。液浴温度应均匀，试验区内温度偏差不得超过土0．5℃，温度测量应采用不低于二级的标准玻璃温度计。
将50只玻璃球样品置于液浴中，以低于20℃／min的速率从室温升温到低于公称动作温度(20土2)℃。保持10min后，以0．4～0．7℃／min的速率升温，直至样品全部动作。结果应符合4．2规定。
试验中若出现一只玻璃球不符合要求，应另抽取加倍数量的样品重新试验。全部样品应符合4．2规定。
5．3  疲劳强度试验
试验环境温度应为(20±5)℃，试验在液浴中进行。公称动作温度不大于79℃的玻璃球，采用水浴(蒸馏水)。公称动作温度79℃以上的玻璃球，采用油浴(与公称动作温度适宜的油品)。将样品置于试验容器中，以低于20℃／min的速率从室温升温到低于公称动作温度(20±1)℃，然后以1℃／min的速率逐渐升温，直至玻璃球内气泡消失或低于公称动作温度5℃为止。立即将样品从液浴中取出，保持玻璃球密封尖端朝下，在空气中自然冷却，直至玻璃球内部气泡重新出现。
每一样品重复上述试验8次，试验结果应符合4．3规定。
5．4  热冲击试验
试验在液浴中进行。试验开始前，玻璃球应处于(20±5)℃的环境温度中不少于2h。试验时，将玻璃球浸入低于公称动作温度(10±2)℃的液浴中，保持5min后取出，使玻璃球密封尖端朝下，立即浸入(10±1)℃水中。试验结果应符合4．4规定。
5．5  破碎载荷试验
将玻璃球以适当的方式固定在支撑元件之间，支撑元件由玻璃球生产厂家提供。
沿玻璃球纵向轴线方向均匀地施加载荷，直至玻璃球发生爆破。载荷增加的速率不得超过275N／s。用于测量破碎载荷的设备的最大偏差不得超过测量值的土1％。
至少取25只试样进行本项试验，生产厂家可以要求使用更多的试样进行试验，以取得精确的测量结果。
使用测量得到的数据计算破碎载荷的平均值和标准偏差、破碎载荷误差下限。标准偏差(S)按公式(1)确定。
┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉(1)
式中：S——标准偏差，N；
x——破碎载荷平均值，N；
xi——每次测得的破碎载荷值，N；
n——试样个数。
破碎载荷的误差下限按公式(2)计算，K值根据试样的数量从表3中选取。
TL＝x—K．S┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉(2)
式中：TL——破碎载荷误差下限，N；
X——破碎载荷平均值，N；
K——从表3中选取的K值；
S——根据公式(1)得到的标准偏差。
计算结果应符合4．5规定。
表3  正态分布下的单边误差限K值
n
K
n
K
n
K
10
5.075
17
4.038
24
3.638
11
4.828
18
3.961
25
3.601
12
4.633
19
3.893
30
3.446
13
4.472
20
3.832
35
3.334
14
4.336
21
3.776
40
3.250
15
4.224
22
3.727
45
3.181
16
4.124
23
3.680
50
3.124
5．6  低温试验
将玻璃球安装在试验架上，其受力状态应与玻璃球使用时相同。将玻璃球和试验架置于低温试验箱中，箱内温度为－10℃土2℃，保持24h。其结果应符合4．6．1规定。
5．7  低温储存试验
将样品按产品出厂包装置于低温试验箱中，箱内温度为－40℃土5℃，保持24 h，试验结果应符合4．6．2规定。试验后，还应通过静态动作温度试验。
5．8  环境温度试验
将玻璃球安装在试验架上，其受力状态与玻璃球使用状态相同，试验箱内温度的控制精度应符合表4规定。
将玻璃球置于试验箱内，箱内温度保持在低于公称动作温度11℃，但最低不得低于49℃，每隔7d取出样品检查一次，整个试验历时90d，试验结果应符合4．7规定。本项试验后玻璃球还应通过静态动作温度试验。
表4  试验箱的温度控制精度
试验箱内温度范围
精  度  要  求
100℃
土2℃
100～200℃
土3℃
200～350℃
土5℃
5．9  动态响应试验
5．9．1  试验在风洞试验装置(见图1)上进行。
玻璃球试样装配在专用卡具上称为组件，专用卡具见图2。玻璃球的装配扭矩为0．20N·m土0．03N·m。在下述试验中，风洞试验段气流的方向应与玻璃球的轴线及专用卡具两臂所在的平面垂直。
组件应安装在黄铜固定座上，固定座应保证在每一个独立的试验中，历时55s试验期间的温升不超过2℃(固定座的温升采用热电偶进行测量，将热电偶置于卡具人口中心部的水中，测点位于基座内从内螺纹根部径向向外不超过8mm处)。在每个独立的试验中，如果响应时间超过55s，固定座的温升数值不得超过响应时间(s)的0．036倍。
在组件接口螺纹处缠1至1．5圈的聚四氟带，拧入固定座的力矩为15N·m±3N·m。将每个组件安装在风洞试验段盖板上，并置于温度为20℃土5℃的恒温箱内不少于30min。
试验前应将不少于25mL达到20℃土5℃的水引入组件人口，试验时应在其人口端接0．05 MPa的水压。用精度为土0．01 s的计时装置测量从组件插入风洞到其动作的时间，即响应时间tr。
在试验过程中，风洞试验段(组件部位)的气流及温度按表5选取。为了将组件和风洞壁之间的辐射交换尽量减小，应在设计上保证试验段可将辐射效果限制在RTI计算值的土3％以内。
表5  试验段工作条件
空气温度范围／℃
流速范围／(m／s)
公称工作
温度
标准响应
玻璃球
特殊响应
玻璃球
快速响应
玻璃球
标准响应
玻璃球
特殊响应
玻璃球
快速响应
玻璃球
57～77
191～203
129～141
129～141
2．4～2．6
2．4～2．6
1．65～1．85
79～107
282～300
191～203
191～203
2．4～2．6
2．4～2．6
1．65～1．85
121～149
382～432
282～300
282～300
2．4～2．6
2．4～2．6
1．65～1．85
163～191
382～432
382～432
382～432
3．4～3．6
2．4～2．6
1．65～1．85
注
1  风洞的最大设备期望误差不应超过3％。
2  可通过比较在一个涂黑(高辐射率)的金属试件和一个抛光(低辐射率)金属试件上所进行试验的结果来确定辐射效果。
3  选择的空气温度应在试验段保持恒定。在整个试验过程中，当空气温度范围在129～141℃时，控温精度为土1℃，对于其他空气温度范围，控温精度为士2℃。
4  选择的空气流速应保持恒定。在整个试验过程中，当流速在1．65～1．85m／s和2．4～2．6m／s范围时，控制精度为土0．03m／s；当流速在3．4～3．6m／s范围时，控制精度为土0．04m／s。
5．9．2  及丁／值的计算
PTI／值的计算如公式(3)所示。
┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉(3)
式中：tr——玻璃球的响应时间，s；
u——风洞试验段根据表5而确定的实际气流速度，m／s；
△Tea——玻璃球的平均静态动作温度一环境温度，℃；
△Ta——风洞试验段实际气体温度一环境温度，℃。
5．10  功能试验
应对10只玻璃球试样进行试验。
试验时，将玻璃球安装在固定装置上(如喷头)，放入空气温度为450℃土50℃的试验箱中，试验结果应符合4．9的规定。
5．11  光褪色试验
应对10只玻璃球试样进行试验。
将玻璃球置于距离日光灯管100mm土10mm处，灯管的功率为40W，进行90d照射试验。试验后目视检查颜色变化，其结果应符合4．10的规定。
5．12  残余颜色试验
应对10只玻璃球试样进行试验。
将玻璃球用适当的方法打开(如打破玻璃球尖端)，开口应足够大以使玻璃球内的液体挥发。将其存放在20℃土5℃的环境中，直至玻璃球内的液体全部挥发，目视检查玻璃球内壁，其结果应符合4．11的规定。
6  检验规则
6．1  检验分类
6．1．1  出厂检验
出厂检验的项目为4．2、4．5、4．8。
6．1．2  型式检验
6．1．2．1  型式检验的项目为第4章的全部项目。
6．1．2．2  有下述情况之一者，应进行该产品的型式检验。
a)正式生产后，如结构、材料、工艺任何一项有较大改变，可能影响产品性能时；
b)正常生产时，每三年应进行一次型式检验；
c)产品停产超过一年者，恢复生产时；
d)产品转厂生产的试制定型鉴定；
e)国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。
6．2  组批
相同材料、相同工艺、连续生产的玻璃球为一个批次。
6．3  抽样
样品的抽取按GB／T 2828和GB／T 2829有关规定进行。试验程序和样品数量见图3。
6．4  判定规则
6．4．1  出厂检验
出厂检验的全部项目都合格，则判定该批产品出厂检验合格。若有一项不合格，则该批产品为不合格。
6．4．2  型式检验
各种型号、规格的玻璃球，按本标准规定的各项检验项目进行检验，达到第4章相应条款的要求为合格。若4．2、4．5、4．8中有一项不合格，则判定该批产品不合格。若4．3、4．4、4．6、4．7、4．9中有一项不合格，允许加倍抽样检验，仍出现不合格，则判定该批产品不合格。其余各项中，若有一项不合格，可判该批产品为合格；若有二项以上(包括二项)不合格，则判定该批产品不合格。
7  使用说明和产品数据单
7．1  玻璃球产品应有产品说明书，产品说明书中至少应标有产品的特性、用途和使用说明。
7．2  玻璃球产品应有产品数据单，产品数据单应包括以下内容：
a)型号；
b)响应等级；
c)公称动作温度和色标；
d)公称直径；
e)公称长度；
f)平均破碎载荷；
g)破碎载荷误差下限(TL)；
h)玻璃球支撑元件的装配图(至少应包括玻璃球公称直径、公称长度以及支撑直径的尺寸、材料的硬度、材料表面质量和安装尺寸)。
破碎载荷误差下限(TL)不得低于平均破碎载荷的50％。
8  包装、贮存和运输
8．1  样品应采用适当的形式独立包装，每只玻璃球占据一个位置。包装盒内应有产品合格证、说明书和产品数据单。包装箱外宜标有生产厂家、产品批号或生产日期、公称动作温度、公称直径、执行标准号以及易碎品标志等。
8．2  产品应贮存在通风干燥处，贮存温度应在－10～45℃范围内。
8．3  产品在运输中应采取适当的措施，以防止有可能由于磕碰、颠震等造成的损坏。