劉棟材

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

室內(nèi)消火栓是水消防系統(tǒng)重要的設(shè)備，主要用于火災(zāi)時(shí)的滅火。室內(nèi)消防栓使用時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)閥桿和閥瓣升降，改變閥瓣與閥座之間的密封性。閥瓣與閥座之間密封降低后，在壓力作用下消防水從消火栓內(nèi)噴出，手輪是實(shí)現(xiàn)消火栓閥瓣開關(guān)的重要零部件。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)消火栓手輪的要求存在不明確甚至相互矛盾之處，市場(chǎng)上的消火栓手輪質(zhì)量存在使用不符合規(guī)范要求的材料，對(duì)消火栓在火災(zāi)時(shí)使用存在隱患。統(tǒng)一消火栓手輪的設(shè)計(jì)參數(shù)，提高消火栓配置的手輪質(zhì)量對(duì)于提升消火栓的可靠性有重要的意義。

1 關(guān)于手輪材料的要求

現(xiàn)行設(shè)計(jì)圖集對(duì)手輪材質(zhì)的要求與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不符，具體如下文所述。

1.1 材料要求不統(tǒng)一

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3445-2005《室內(nèi)消火栓》[1]（以下簡(jiǎn)稱：GB3445）第5.6條對(duì)于室內(nèi)消火栓手輪的型號(hào)和尺寸要求直接引用JB/T1692。而JB/T1692明確手輪使用材料為材料為牌號(hào)為QT 400—17的球墨鑄鐵[2]，但JB/T1692已于2008年7月被JB/T 93-2008《閥門零部件 扳手、手柄和手輪》[3]替代。根據(jù)“凡是不注明日期的引用文件，其最新版本適合用于本標(biāo)準(zhǔn)”的原則，應(yīng)引用B/T1692的最新替代版本JB/T 93-2008（以下簡(jiǎn)稱：JB93/T）。JB/T 93的第4.1條明確手輪使用材料為球墨鑄鐵或可鍛鑄鐵，或性能不低于以上材料的其他材料，具體牌號(hào)如表1所示。國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集15S202《室內(nèi)消火栓安裝》（以下簡(jiǎn)稱：圖集15S202）第62頁(yè)：SNW65-III、SNZW65-III旋轉(zhuǎn)型減壓穩(wěn)壓消的主要部件名稱及材質(zhì)列表中標(biāo)明手輪的材質(zhì)為“灰鑄鐵”[4]。

表1 傘形手輪和平行手輪使用材料要求Table1 Requirementsfor handwheels material

根據(jù)鑄鐵牌號(hào)結(jié)構(gòu)各字段含義，可知JB93/T對(duì)手輪材質(zhì)性能最低要求為：抗拉強(qiáng)度不能低于330 MPa，伸長(zhǎng)率不低于8%。

1.2 三種鑄鐵關(guān)鍵性能參數(shù)的差異

灰鑄鐵組織里的石墨形態(tài)以片狀存在，片狀石墨割裂基體引起應(yīng)力集中，因此灰鑄鐵的強(qiáng)度低，脆性大，塑性低，力學(xué)性能較差。球磨鑄鐵組織里的石墨是以球狀存在的，球形石墨對(duì)基體的割裂作用降到最低，應(yīng)力集中作用最小，故其強(qiáng)度很高，可以充分發(fā)揮基體的性能，且有一定的塑性和良好的韌性。而可鍛鑄鐵的石墨形態(tài)很細(xì)小，均散分布，力學(xué)性能較好，與鑄鋼可媲美。因此灰鑄鐵的塑性和力學(xué)性能要差于球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT9439-2010《灰鑄鐵件》將灰鑄鐵分為HT100至HT3508個(gè)牌號(hào)，對(duì)應(yīng)的抗拉強(qiáng)度Rm(強(qiáng)制性值)（min）及伸長(zhǎng)率如表2所示[5]。

表2 灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率Table2 Tensilestrength and elongation of Gray cast iron

通過(guò)表2可知，現(xiàn)有灰鑄鐵所有牌號(hào)中的抗拉強(qiáng)度不能完全滿足球墨鑄鐵的技術(shù)參數(shù)，僅有HT350與牌號(hào)為KTH330KTH350的可鍛鑄鐵的抗拉強(qiáng)度參數(shù)基本相同。但在伸長(zhǎng)率方面，灰鑄鐵僅為0.3%～0.8%，與球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵的8%～18%存在一個(gè)數(shù)量級(jí)的差異。顯然將灰鑄鐵與與球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵混用是不合適的，因此圖集15S202中將手輪材質(zhì)定為灰鑄鐵不合適，應(yīng)以GB3445為準(zhǔn)。

2 關(guān)于手輪公差的要求

現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)手輪公差等級(jí)的要求不統(tǒng)一，具體如下文所述。

2.1 公差等級(jí)的要求不統(tǒng)一

GB3445第5.6條：“手輪的型式和尺寸應(yīng)符合JB/T1692的規(guī)定。手輪直徑應(yīng)符合表4的規(guī)定。其尺寸的公差應(yīng)符合GB/T1804 v級(jí)的規(guī)定。手輪輪緣上應(yīng)明顯地鑄出表示開關(guān)方向的箭頭和字樣”。

JB/T 93在手輪結(jié)構(gòu)形式圖中對(duì)手輪的孔的公差標(biāo)記為H11，第4.2.2條規(guī)定：“未注公差尺寸的公差等級(jí)按GB/T1804-2000中規(guī)定的m級(jí)精度”。

2.2 兩個(gè)公差等級(jí)的差異

GB/T1804中v級(jí)精度是最粗等級(jí)，m級(jí)精度是中等等級(jí)[6]。H11的精度等級(jí)明顯高于v級(jí)精度。以線性尺寸的極限偏差為例，在手輪直徑120 mm的情況下m級(jí)精度與v級(jí)精度極限偏差數(shù)值的差異如表3所示。

表3 m級(jí)精度與v級(jí)精度極限偏差Table3 Comparison of limit deviationsbetween Mand V level precision

由表3可知對(duì)于直徑120 mm的手輪，m級(jí)精度與v級(jí)精度存在5倍偏差，GB3445中v級(jí)精度的要求過(guò)于寬松，應(yīng)按JB/T 93要求提高至m級(jí)精度。

式中：m為測(cè)量靈敏度(cps/(μg/g))；Ib為背景X射線強(qiáng)度(cps)；t為背景的總測(cè)量時(shí)間(s)。

因此，GB3445第5.6條中關(guān)于手輪其尺寸的公差應(yīng)符合GB/T1804 v級(jí)的規(guī)定是不合適的。建議修改為：“手輪的型式和尺寸及公差應(yīng)符合JB/T93的規(guī)定。手輪直徑應(yīng)符合表4的規(guī)定。手輪輪緣上應(yīng)明顯地鑄出表示開關(guān)方向的箭頭和字樣”。

3 關(guān)于手輪驗(yàn)收的要求

現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)手輪公差等級(jí)的要求不統(tǒng)一，具體如下：

GB3445對(duì)手輪的檢驗(yàn)主要依據(jù)第5.6條的要求，用通用量具測(cè)量手輪各部位尺寸，目測(cè)手輪外表。

JB/T 93除了對(duì)手輪各部位的尺寸有要求，還提供了手輪的參考重量。由于各種材料密度存在差異，通過(guò)檢測(cè)手輪重量這個(gè)參數(shù)，可以防止使用不合格材質(zhì)加工手輪。

4 實(shí)際產(chǎn)品中存在的問題

經(jīng)調(diào)查，部分消火栓生產(chǎn)廠家和經(jīng)營(yíng)單位產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)，為追求經(jīng)濟(jì)利益，違反GB3445的要求，使用鋼板沖壓制作的手輪，降低了消火栓的整體質(zhì)量[7]。

由圖1、2可知鑄鐵手輪與鋼板沖壓手輪的外形存在多處差異。再通過(guò)圖3、4對(duì)比可知，鑄鐵手輪與鋼板沖壓手輪的方孔形式存在差異。鑄鐵手輪方孔與手輪是一體鑄造，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪的力通過(guò)輪輪轂直接傳遞到消火栓的閥桿上。而鋼板沖壓手輪的方孔是利用一截短方管焊接在沖壓件基體上，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪的力首先作用在沖壓件上，再通過(guò)焊縫傳遞到方管，最后由方管作用在閥桿上。而且為便于加工，沖壓件基體的鋼板厚度一般在1 mm左右，方管與沖壓件基體之間的焊接質(zhì)量也比較粗糙。因此，鋼板沖壓手輪在使用的過(guò)程中容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)方管松脫、基體變形的情況。相比與鑄鐵手輪，鋼板沖壓手輪的可靠性大大降低。使用鋼板沖壓成型的手輪存在隱患，如在火災(zāi)情況下不能及時(shí)開啟消火栓，將會(huì)延誤滅火時(shí)機(jī)，釀成更大損失。

圖1 鑄鐵手輪Fig.1 Cast iron handwheels

圖2 鋼板沖壓手輪Fig.2 Steel stampinghandwheels

圖3 鑄鐵手輪方孔細(xì)部Fig.3 Thedetail of cast iron handwheels′ssquare hole

圖4 鋼板沖壓手輪方孔細(xì)部Fig.3 Thedetail of Steel stampinghandwheels′ssquarehole

5 解決辦法

（1）對(duì)于圖集15S202中手輪材質(zhì)與JB/T 93不統(tǒng)一的地方，按照J(rèn)B/T 93的要求進(jìn)行修改。

（2）對(duì)于GB3445中關(guān)于手輪公差的要求與JB/T 93不一致之處，應(yīng)按JB/T 93的要求進(jìn)行標(biāo)注和描述。

（3）對(duì)于實(shí)際產(chǎn)品中存在使用沖壓鋼板替代鑄鐵的情況，建議在GB3445中對(duì)消火栓手輪的質(zhì)量驗(yàn)收引用JB/T 93中手輪的材質(zhì)和參考重量。并在產(chǎn)品認(rèn)證、進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)消火栓手輪使用材質(zhì)和重量的檢測(cè)。

6 結(jié)語(yǔ)

室內(nèi)消火栓是一個(gè)非常基礎(chǔ)，非常普通的消防設(shè)備，其整體質(zhì)量和性能直接影響現(xiàn)場(chǎng)第一時(shí)間對(duì)火災(zāi)的處置效果。在大力提倡提升制造業(yè)整體水平的今天，對(duì)于消火栓手輪的材質(zhì)、基本尺寸的要求應(yīng)更加細(xì)化。對(duì)于消火栓及手輪的質(zhì)量控制措施應(yīng)更能解決實(shí)際存在的問題。