水锤吸纳器行业标准

PAGE12PAGE11前言《水锤吸纳器》是一种使用在输水管路中,设有永久性密封的充气压力气囊、能及时响应水锤压力增量并进行缓冲的水管防护装置,最大限度的削弱和避免因水锤造成对输水管网及供水设施的破坏,有效的保证供水安全。《水锤吸纳器》结构简单、安装方便、造价低，为解决诸多的给(供)水领域普遍因发生水锤而遭受破坏的疑难问题提供有效、实用性极佳的安全供水装配。本标准是首次编制的城镇建设行业标准。本标准在编制过程中，参考了PDI-WH2012006《水锤吸纳器》和ASSA1010-2004《水锤吸纳器的性能要求》两个美国协会(学会)标准。本标准附录A、附录B、附录C均为资料性附录本标准由建设部标准定额研究所提出。本标准由建设部给水排水产品标准化委员会归口。本标准起草单位：佛山市南海永兴阀门制造有限公司、北京市永泉腾达阀门科技有限公司、中国建筑金属结构协会给水排水设备分会。本标准起草人：陈键明、陈坤明、虞之日、王光杰、张延蕙。水锤吸纳器1范围本标准规定了水锤吸纳器(以下称吸纳器)的结构形式、产品型号、要求、试验方法、检验规则、标志、产品说明书、包装、贮运等内容。本标准适用于公称通径15mm～400mm、公称压力不大于1.6MPa、水温0℃～70℃2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T196普通螺纹基本尺寸GB/T197普通螺纹公差GB/T528硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T1047管道元件的公称通径GB/T1048管道元件的公称压力GB/T3098紧固件机械性能GB/T3280不锈钢冷轧钢板GB/T3512硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验GB/T7306.255º密封管螺纹第二部分圆锥内螺纹与圆锥外螺纹GB/T7759硫化橡胶热塑性常温、高温和低温压缩永久性变形测定GB/T9112钢制管法兰类型与参数GB/T9124钢制管法兰技术条件GB/T9969.1工业产品使用说明书总则GB/T12220通用阀门标志GB/T12225通用阀门铜合金铸件技术条件GB/T12230通用阀门奥氏体钢铸件技求条件GB/T13927通用阀门压力试验GB/T16589硫化橡胶分类橡胶材料GB/T17219生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准HG/T3091橡胶密封件给排水管及污水管道用接口密封圈材料规范JB/T308阀门型号编制方法JB/T79289通用阀门供货要求PDI-WH201·2006水锤吸纳器(WaterHammerArresters)－THEPLUMBINGANDDRAINAGEINSTITUTEASSE1010－2004水锤吸纳器性能要求－美国卫生工程协会3术语和定义下列术语和定义适用于本标准：3.1水锤吸纳器是一种通过长期密封气囊的缓冲，能削弱、减衰给水管路中发生水锤时的压力增量，使管路和设施免遭破坏的水力防护装置。3.2缓冲气囊容积吸纳器壳体所包络并能长期密封的空腔，其大小等于内存气体的体积。3.3无压缓冲气囊气体压力为零的缓冲气囊，构成该气囊的壳体上无充气塞。3.4压力缓冲气囊气体压力为最高工作压力0.9倍的缓冲气囊，构成该气囊的壳体上设有充气塞。。3.5最高工作压力在正常工作条件下吸纳器进口端最高压力,若会发生波动,应视波动的最高峰值为最高工作压力。3.6预置充气压力向长期保持密封气囊内气体充注的压力，其量值为最高工作压力的0.9倍。4结构形式4.1吸纳器的连接吸纳器采用法兰连接和螺纹连接两种形式，连接法兰应符合GB/T9112和GB/T9124标准要求；连接螺纹应符合GB/T7306.2标准要求。4.2吸纳器的整体结构吸纳器的整体结构形式参见附录A，允许采用符合本标准要求的其他结构形式。5产品的型号5.1型号的编制水锤吸纳器型号的编制参照JB/T308，由字母和数字组成。表示方法如下:PXNQ____PXNQ阀体材质—P：不锈钢公称压力—MPa数×10公称通径—mm密封副材料—橡胶X连接形式—法兰4；内螺纹1；外螺纹2水锤吸纳器采用55º密封管螺纹连接吸纳器相对应通径见表1。表1连接螺纹与通径对应表连接螺纹规格(in)对应的通径(mm)连接螺纹规格(in)对应的通径(mm)1/2151-1/4323/4201-1/2401252505.2型号示例与陈述型号为XNQ4X-100-10P的水锤吸纳器陈述为：阀体为不锈钢、公称压力为1.0MPa、公称通径为100mm、密封副材料为橡胶、法兰连接的水锤吸纳器。型号为XNQ2X-25-10P的水锤吸纳器陈述为：阀体为不锈钢、公称压力为1.0MPa、公称通径为25mm、密封副材料为橡胶、1”6要求6.1公称通径应符合GB/T1047的规定。6.2公称压力应符合GB/T1048的规定。6.3两端连接螺纹应符合GB/T7306.2的规定。6.4连接法兰应符合GB/T9112和GB/T9124的规定。6.5标记方法应符合GB/T12220的规定。6.6紧固件应符合GB/T3098，螺纹的基本尺寸和公差应符合GB/T196和GB/T197的规定。6.7不锈钢铸件应符合GB/T12230奥氏体钢铸件技求条件要求6.8不锈钢冲压件材料应符合GB/T3280的规定。6.9铜铸件应符合GB/T12225铜合金铸件技术条件要求。6.10主要零件材料见表2,若零件材料被代用时，其机械性能不应低于表2所规定材料的机械性能。有饮用水卫生要求时，与水接触的零件材料应符合GB/T17219的规定。表2主要零件材料表主要零件材料名称牌号壳体、闷头、法兰、螺纹连接接头以及与阀体固定连接或焊接的零件镍基合金不锈钢0Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2活塞不锈钢、青铜或满足设计要求非金属材料0Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuAl9Mn2、ZCuAl10Fe3密封圈或密封件丁腈橡胶、三元乙丙橡胶NBR、FKM胶胆夹布橡胶FAB紧固件镍基合金不锈钢1Cr18Ni9Ti6．11强度6.11.1壳体壳体不锈钢应厚薄均匀、内外光洁，焊接件的焊缝应与内、外表面齐平。壳体应满足GB/T13927规定方法作静水压试验，试验压力为常温下公称压力值的2倍，持压不少于5mim，无渗漏、冒汗、及可见性变形，对不合格的壳体不应采用补焊、锤击等方法进行处理。活塞与胶胆的多孔衬套应与壳体作等同的强度试验。6.11.2活塞密封圈和胶胆橡胶材料应符合6.12条要求，在正常工作环境下，维持正常工作6.11.3密封性能1活塞结构吸纳器一侧通大气，另一侧施加1.1MPa的压缩气体，持压2h，施压端的压力应无可见性下降；交换另一侧重复作上述等同试验，施压端的压力应无可见性下降。2胶胆结构吸纳器a)胶胆结构无压气囊吸纳器封堵两端，向胶胆内腔施加0.5MPa的压缩气体或注入0.6MPa压力水，持压2h，胶胆内的压力应无可见性下降。b)胶胆结构压力气囊吸纳器向胶胆内腔注水排除空气，并施压至1.1MPa，持压2h。胶胆内的压力应无可见性下降，缓冲气囊内不应有积水、增重现象。6.12橡胶件应符合GB/T16589硫化橡胶分类橡胶材料要求。物理性能应符合表3、表4规定。表3丁腈橡胶件的物理机械性能表序号试验项目参数1硬度(shoroA)65±52拉伸强度(MPa)≥15.23拉断伸长率(%)≥3504耐1号标准油(100℃±2℃拉伸强度变化率(%)≤-25伸长变化率(%)≤-45硬度变化度-15～15体积变化率-10～55压缩永久变形(100℃±2℃≤25表4三元乙丙橡胶件的物理机械性能表序号试验项目参数1硬度(shoroA)65±52拉伸强度(MPa)≥15.23拉断伸长率(%)≥4004热空气老化后(100℃±2℃拉伸强度变化率(%)≤-20伸长变化率(%)≤-40硬度变化度≤+10压缩永久性变形(%)≤306.13缓冲气囊容积6.13.1无压缓冲气囊的最小容积不应小于表5规定a)无充气塞无压缓冲气囊吸纳器结构图见附录A图A7、图A8。b)并应符合下列参数：DN≤2”,工作压力≤0.4MPa,平均流速≤3m/sc)表5中最小气囊容积是指该组工况参数下，在吸纳水锤压力时所需的最小缓冲气囊容积示例值，不一定代表单件产品的最小气囊容积及其与公称通径对应关系。生产企业可参考表5,根据实际情况确定通径和高度所构成的容积及安装数量。表5无充气塞吸纳器缓冲气囊最小容积表管道通径1管道长度(m)工作压力(MPa)流速(m/s)吸纳器最小气囊容积(cm3)气囊宜采用尺寸通径×高度(mm)inmm1/21580.2312020×3801/215300.4386740×6903/420150.41.518725×3803/420600.23148150×755125300.41.525932×325125150.2355232×6851-1/432150.43172450×8801-1/240600.21.5134650×6851-1/240150.43251865×760250300.23515480×102525080.43249365×750250600.41.5454580×905注：1)表5参数来源于PDI－WH201-2006标准中表1数据,对美制单位改换成公制单位而成。2)气囊宜采用尺寸通径×高度(mm)为单件吸纳器的最小容积，是本标准修改后数据。6.13.2压力压力缓冲气囊最小容积示例值参见附录B，且不应小于下列公式计算值。……(1)式中:V1—缓冲气囊最小容积(m3)；ρ—水的密度(1000kg/m3)；A—水管过流断面截面积(m2)；L—输水管总长(m)；V—介质平均流速(m/s)μ—预压系数,μ=1.1；k—气体绝热指数,k=1.4；P1—最高工作压力(MPa)；P2—水锤时最高峰值压力(MPa)，取P2≤1.5P1。将上述μ、ρ、k值及单位代入(1)式得：（m3）……(2)6.14吸纳性能a)对于无压气囊的吸纳器，水锤时所产生的最高压力峰值经吸纳器缓冲吸纳之后，其最高压力峰值不大于表6规定，吸纳后最大压力峰值允许不大于最高工作压力的2.5倍。表6无压气囊吸纳器吸纳性能表装置代号管道通径(mm)管道长度(m)最高工作压力(kPa)平均流速(m/s)水锤时最大压力峰值(kPa)吸纳后最大压力峰值(kPa)※AA1515.24001.217241034A1515.2400327601034B2015.2400327601034C2515.2400327601034D3215.2400327601034E4015.2400327601034F5015.2400327601034注:1.表6参数来于PDI－WH201-2006中表3和ASSE1010－2004中表1,对原美制单位换算成公制单位而成。2.※AA栏用于对测试装置的校验。3.压力传感误差±14kPa，最高工作压力测试误差±3.5kPa，最大压力峰值测试误差±70MPa。b)对于压力气囊的吸纳器，水锤时所产生的最高压力峰值经吸纳器缓冲吸纳之后,其最高压力峰值应不大于最高工作压力的1.5倍。7试验方法7.1外观检验通过目测或通用量具，对公称通径、两端连接螺纹、连接法兰、壳体标记及外观等项进行检验，应分别符合6.1条、6.2条、6.3条、6.4条、6.5条及6.11.1条规定。7.2材料a)主要金属零件材料应符合表2规定，橡胶件应符合表3、表4规定。b)紧固件机械性能应符合6.6条规定。c)不锈钢铸件、不锈钢冲压件及铜铸件材料应分别符合6.7条、6.8条、6.9条规定。d)橡胶件材料应符合6.12条要求，机械性能满足表5、表6要求。对于上述零件的材料质量可由零件制造(供应)商提供材质、性能合格证明书，必要时可以按相关标准进行抽样检验。抽样数可由使用方或质量监督部门按实际情况决定。7.3强度试验a)活塞结构吸纳器缓冲气囊通大气，向进口端注水排除空气，并施压至公称压力的2倍，持压不少于5min，应符合6.11.1条要求。然后再将进口端通大气，向缓冲气囊内注水排除空气，并施压至公称压力的2倍，持压不少于5min，应符合6.11.1条要求。试验后应清除缓冲气囊内的积水。b)胶胆结构有压气囊吸纳器装好胶胆和多孔衬套后，向缓冲气囊内注水排除空气，并施压至公称压力的2倍，持压不少于5min，应符合6.11.1条要求，试验后应清除缓冲气囊内的积水。c)胶胆结构无压气囊吸纳器封堵两端，向胶胆内腔施加0.8MPa的压力水，持压不少于5min，应符合6.11.1条要求。7.4密封性能试验a)活塞结构吸纳器缓冲气囊通大气，向进口侧施加1.1MPa的压缩气体，持压2h，施压端的压力应无可见性下降；交换另一侧重复作上述等同试验，施压端的压力应无可见性下降，并皆应符合6.11.3条要求。b)胶胆结构无压气囊吸纳器封堵两端，向胶胆内腔施加0.5MPa压缩气体或注入0.6MPa压力水，持压2h，应符合6.11.3条要求。c)胶胆结构压力气囊吸纳器向胶胆内腔注水排除空气，并施压至1.1MPa，持压2h。应符合6.11.3条要求。7.5吸纳性能试验7.5.1吸纳性能试验装置参见附录C7.5.21）装置既可作关阀水锤也可作停泵水锤试验，若用户或国家质量监督检测机构无特殊要求，对于产品型式试验只要求作关阀水锤试验。2)试验介质:清水;温度:常温。3)相关试验参数的定义域a)最高工作压力P1≤0.5MPa;b)平均流速v=2m/s;c)试验装置应承载不小于2.5MPa瞬变压强的冲击;d)仪表能及时响应并承载瞬变压强的冲击，测压仪表误差±4kPa、传感器误差±14kPa、总压力误差±70kPa。e)直接水锤时最高压力峰值定义为2.2P1＜Pmax≤（P1+10-6ρav）。式中：Pmax－直接水锤时最高压力峰值（MPa）P1－最高工作压力（P1≤0.5MPa）ρ－水的密度(1000kg/m3)a－压力波波速（输水管为钢管时a=1200m/s;选用聚丙稀管时a=435m/s。）v－介质平均流速(2m4)快速关阀时间与输水管长度为了人为的获得峰值压强最大的直接水锤,应采用快速关闭阀门,关阀全程时间T为:式中:L1、L2－分别为上、下游试验水管长度(m);企业可根据测试场地长度决定试验水管总长L1＋L2,快速关闭阀全程关阀时间与试验水管总长和管子材质有关。若以L1＋L2≥50m示例，对于钢制输水管要获得直接水锤,快速关闭阀全程关阀时间应T≤0.08秒(80毫秒),对于聚丙稀输水管T≤0.22秒(220毫秒)附录C图示中采用了一个U型管的试验管路，实践中也可采用多个U型管组成。试验管路应以支架予以固定，尤其是端部的支架应配有地脚螺栓固定，以保证水击安全。警示：无论什么形式的管路都应设置排气装置，并能足以证明试验时水管是被水所充实的。5)装置与缓冲气囊容积的匹配试验管路通径、长度和流速应与被测水锤吸纳器的缓冲气囊容积相匹配，这种匹配可认为管内水的总质量、流速与6.13.2条中式(2)计算相匹配，总质量定量为ρAL(A为管子截面积，L为总长)，不同规格的单件产品试验一般应配置不同试验管路。7.5.3试验程序参见附录C7.6抽样a)出厂试验抽样见表7。b)型式试验抽样数按8.3中g)条规定确定。表7出厂试验样本抽样表公称通径(mm)抽样数占供样数的百分比（%）备注15-40015供样数2～10台时抽样数不小于2台供样数11～20台时抽样数不小于3台注1：抽样数不得少于2台（含2台）。注2：抽样数带小数时，应往上修正为整数台。注3：技术质量监督部门抽样时若有另外规定，抽样数可按规定执行.注4：若双方有协议规定，抽样数可按协议执行。8检验规则8.1出厂检验表8检验及试验项目项目出厂检验型式试验要求条款方法条款外观√√6.1,6.3,6.4,6.11.17.1材料—√6.10,6.127.2强度√√6.11.1，7.3密封√√6.11.37.4气囊容积－※6.137.5.25)c.3.11)a)吸纳性能－√6.147.5注：1.“√”表示必做项目，“—”表示不必做项目。2.“※”表示对一种规格产品单件核查设计、实物一致性项目。3.对于紧固件、橡胶件等外购、外协件可提供供应商的质量证书，必要时可抽检。8.2型式试验8.2.1a)新产品试制的定型鉴定；b)批量生产后，有重大设计改进、工艺改变，有可能改变原设计性能时；c)产品停产一年以上，恢复生产时；d)产品正常生产三年时；e)出厂试验方法正确，而试验结果与上次试验有较大差异时；f)国家质量监督检测部门提出型式试验时。g)抽样数量由开发部门、鉴定小组、国家质量监督检测部门确定。8.2.2试验项目试验项目按表8。8.3判定规则8.3.1本标准6.11.1条和8.3.29.标志、产品说明书9.1标志9.1.1在吸纳器壳体外表面的适当位置，应牢固地设有耐锈蚀的产品标牌，并至少包括下列内容：a)制造厂全称；b)产品名称、规格及型号；c)制造编号和出厂日期；d)商标。9.1包装外表面应有以下标志：a)制造厂全称；b)产品名称、规格及型号；c)箱体外形尺寸，长×宽×高(mm)；d)产品件数和质量(kg)；e)装箱日期；f)注意事项(可用符号)。9.2产品说明书的编写应符合GB/T9969.1的要求。10.包装、贮运10.1产品包装宜用箱装，包装材料应能有效地防止在运输过程中产品遭受损伤、遗失附件和文件情况的发生，应符合GB/T79289的要求。10.2每台产品出厂，包装箱内应有下列资料，并封存在能防潮的袋内。a)出厂合格证明书；b)装箱清单；c)产品使用说明书;10.3吸纳器应存放在干燥的室内，堆放整齐，不允许露天放置附录A(资料性附录)水锤吸纳器的结构型式对本附录所列八种结构型式水锤器示意图的说明:A.1按工作元件分类为活塞结构和胶胆结构活塞结构的水锤吸纳器如图1、图2所示，胶胆结构的水锤吸纳器如图3～图8所示。两者都以缓冲囊对水锤的水击力进行缓冲。A.2按气囊分为压力缓冲气囊和无压缓冲气囊，气囊都能长期保持密封。其中图1～图6可以通过专设在壳体上的充气塞向气囊内充注压力气体，形成压力缓冲气囊,预置充气压力为最高工作压力0.9倍的，容积的大小可由本标准第6.13.2条式(2)求得。图7、图8壳体上没设充气塞，为无压缓冲气囊，其容积可参照表(5)查找或计算确定。A.3按连接方式分法兰连接和螺纹连接。法兰连接如图2、图3、图4所示，其余为螺纹连接，法兰和螺纹应符合4.1条规定。图中R-n、Rc-n分别表示螺纹密封的圆锥外螺纹和内螺纹可供企业选择,n宜小于2”图A2法兰连接活塞式水锤吸纳器1-挡套2-连接法兰3-密封圈4-活塞5-壳体6-封头7-压力表组件8-充气塞组件9-气囊A.4安装分类：图1、图2、图图A2法兰连接活塞式水锤吸纳器1-挡套2-连接法兰3-密封圈4-活塞5-壳体6-封头7-压力表组件8-充气塞组件9-气囊图图A1螺纹连接活塞式水锤吸纳器1-连接螺母2-挡套3-密封圈4-活塞5-壳体6-充气塞组件7-压力表组件8-封头9-气囊图图A4法兰连接胶胆式水锤吸纳器1-压盖2-闷头3-壳体4-充气塞5-压力表组件6-胶胆7-多孔衬套8-缓冲气囊9-紧固螺10-连接法兰图图A3法兰连接胶胆式水锤吸纳器1-连接法兰2-紧固螺钉3-闷头4-壳体5-缓冲气囊6-压力表组件7-充气塞组件8-胶胆9-多孔衬套附录A(续页)(资料性附录)水锤吸纳器的结构型式图图A5螺纹连接胶胆式水锤吸纳器1-连接螺母(纹)2-压块3-紧固螺钉4-闷头5-壳体6-胶胆7-多孔衬套8-充气塞组件9-压力表组件10-缓冲气囊图图A6螺纹连接胶胆式水锤吸纳器1-连接螺纹2-压块3-紧固螺钉4-闷头5-壳体6-缓冲气囊7-压力表组件8-充气塞组件9-胶胆10-多孔衬套11-连接螺母图图A8螺纹连接胶胆式水锤吸纳器1-连接螺纹(母)2-壳体3-胶胆4-缓冲气囊5-弹簧6-闷头图图A7螺纹连接胶胆式水锤吸纳器1-连接螺母2-弹簧3-胶胆4-缓冲气囊5-壳体6-连接螺纹附录B(资料性附录)压力缓冲气囊最小容积示例值B.表:压力缓冲气囊吸纳器的最小容积示例值序号管路通径D(mm)管路总长L(m)工作压力P1(MPa)流量(m3/h)平均流速v(m/s)有压气囊最小容积V1m3Cm3115100.51.9130.000040741220150.53.39330.0001085109325200.55.3030.0002261226432250.58.68530.0004630463540250.513.57230.0007237724650300.521.20630.00135621356765400.529.8652.50.00212252123880500.545.2392.50.004019740209100550.570.6862.50.0069083690810125600.5110.432.50.01177381177411150600.5159.0432.50.01695641695612200650.5282.7432.50.03265763265813250700.5441.7862.50.05495225495214300800.5508.93820.05787945787915350900.5692.72120.088627388627164001000.5904.77920.1286208128621B.1附录中V1是指该组工况参数下，在吸纳水锤压力时所需的最小缓冲气囊容积示例值，不代表单件产品的最小气囊容积及其与公称通径对应关系。生产企业应根据不同工况，至少有一组优选工况参数来对应某规格单件产品的最小缓冲气囊容积。B.2附录中在计算压力缓冲气囊最小容积时取P2=1.5P1，各企业可根据实际工况要求选取与最高工作压力不同倍数，但P2不宜大于P1的1.5倍。B.3产品完成后应将缓冲气囊内气体充注至最高工作压力0.9倍，充注气体可采用干燥氮气或大气。对于胶胆作敏感元件的吸纳器,缓冲气囊容积要同时考虑其大小、形状足以保证胶胆的最大扩张。B.4附录中对缓冲气囊容积大小的验证，采用6.13.2条中(2)式计算式中:V1—压力缓冲气囊最小容积(m3)；A—水管过流断面截面积(m2)；L—输水管总长(m)；v—介质平均流速(m/s)；P1—最高工作压力(MPa)；P2—水锤被吸纳后最高峰值压力(MPa)，取P2=1.5P1。附录C(