Объяснение давления в пожарном шланге: рабочее давление, испытательное давление и потери на трение

Экипаж атакует линию атаки шириной 1-3/4 дюйма. На панели насоса отображается давление 150 фунтов на квадратный дюйм, встроенный манометр возле сопла показывает 95 фунтов на квадратный дюйм, а пожарный, удерживающий линию, все еще называет поток мягким. Ничего не сломано. Давление в 55 фунтов на квадратный дюйм, находящееся между этими двумя манометрами, представляет собой потери на трение, и это объясняет большинство случаев, когда шланговая система работает неэффективно, даже если каждая деталь прошла проверку.

Сначала краткий ответ: давление в пожарном шланге — это номер системы, а не номер шланга. Линия обеспечивает полезный поток только тогда, когда рабочее давление, потери на трение, давление в сопле и номинальное давление муфт и переходников совпадают. Упустите один из них, и самый слабый компонент станет пределом всей сборки.

Цифры давления, которые путаются

Пять терминов давления встречаются почти в каждом разговоре о характеристиках шлангов, и они обычно используются так, как будто означают одно и то же.

Рабочее давление в сравнении с испытательным давлением

Рабочее давление соответствует номинальному режиму непрерывной работы. Испытательное давление — это периодическое рабочее давление, применяемое в течение короткого периода времени в контролируемых условиях. Они не взаимозаменяемы, и если рассматривать их как одно число, возникает большая путаница.

Современный шланг часто рассчитан на давление от 300 до 400 фунтов на квадратный дюйм в рубашке, в то время как нормальное рабочее давление на линии атаки составляет от 100 до 150 фунтов на квадратный дюйм на сопле. Этот разрыв намеренен. Это дает оболочке и оборудованию достаточно места, чтобы без сбоев выдерживать скачки напряжения, гидравлические удары и случайные перекручивания.

Тестирование услуг значительно превышает этот нормальный диапазон. Для шлангов диаметром 1-1/2 дюйма и 1-3/4 дюйма испытательное давление часто ограничивается значением около 300 фунтов на квадратный дюйм, главным образом потому, что изломы, которые остаются незамеченными при более низком давлении, выше этой точки становятся действительно опасными. Последствия легко не заметить: длина, рассчитанная на рабочее давление 150 фунтов на квадратный дюйм, подвергается давлению примерно в два раза больше, чем в испытательном отсеке, и все, что на ней защелкнуто, навинчено или закреплено, должно выдерживать такое же давление. Муфта с номиналом ниже, чем у рубашки, превращает узел на 300 фунтов на квадратный дюйм в узел на 150 фунтов на квадратный дюйм, независимо от того, что написано на этикетке шланга.

Потери на трение: почему показания насоса и форсунки расходятся

Потери на трение — это давление, потребляемое просто при проталкивании воды через шланг. Это самая большая причина, по которой показания панели насоса не соответствуют тому, что на самом деле получает форсунка.

Формула поля: FL = C x Q в квадрате x L, где Q — расход в сотнях галлонов в минуту, а L — длина в сотнях футов. Значение C отражает диаметр и футеровку: примерно 150 для шланга диаметром 1 дюйм, около 15,5 для шланга диаметром 1–3/4 дюйма и около 2 для шланга диаметром 2–1/2 дюйма.

Проработанный пример делает арифметику конкретной. Возьмите 200 футов шланга диаметром 1-3/4 дюйма, пропускающего 150 галлонов в минуту, в комбинированное сопло, которому требуется давление 100 фунтов на квадратный дюйм на входе. Потери на трение составляют 15,5 x 1,5 x 1,5 x 2, или около 70 фунтов на квадратный дюйм. Добавьте требования к соплу плюс небольшой допуск на потери в приборе, и насос должен создавать давление примерно от 175 до 180 фунтов на квадратный дюйм, чтобы поддерживать давление 100 фунтов на квадратный дюйм на наконечнике. Пропустите те же 150 галлонов в минуту через шланг диаметром 2-1/2 дюйма, и потери на трение упадут примерно до 9 фунтов на квадратный дюйм, именно поэтому линии подачи имеют большие размеры, а линии атаки остаются короткими.

Расчеты — это оценки, а не измерения. Тестирование расхода — это то, что подтверждает, что шланг, насос, приборы и насадка работают вместе как одна система, а калиброванный манометр Пито или расходомер — единственный способ узнать, соответствуют ли цифры вашему устройству.

В местах потери давления и закупорки внутри муфт и переходников.

Муфты способствуют потерям на трение, а также определяют предельное давление в сборе, однако листы выбора часто фокусируются только на шланге. Пять деталей определяют, как муфта будет вести себя под давлением.

• Диаметр водного пути. Муфта номинального диаметра 2-1/2 дюйма с ограниченным отверстием увеличивает потери на трение по всей линии.
• Внутренняя отделка. Грубые отливки и несоосные прокладки увеличивают турбулентность, которая проявляется в потере давления при высоком расходе.
• Номинальное давление. Номинальное значение муфты должно соответствовать рабочему давлению шланга или превышать его, а не наоборот.
• Уплотняющая поверхность. Материал прокладки и сжатие определяют давление, при котором соединение начинает плакать.
• Метод блокировки. Защелкивающиеся и резьбовые соединения ведут себя по-разному при повышении давления и протягивании троса.

В муфтах также быстрее всего проявляются полевые ошибки. Прокладка, установленная криво, защелка, которая не зацепляется полностью, или резьбовое соединение, затянутое левой рукой, будут удерживать низкое давление и давать утечку при давлении выше 100 фунтов на квадратный дюйм. Разбираться в том, как правильно подсоединить пожарный шланг, стоит за десять минут перед каждым сезоном, а не только после поломки. Там, где оборудование разных стандартов должно соответствовать требованиям, переход осуществляется с помощью адаптеров, соответствующих различным стандартам, но каждый адаптер требует другого изменения диаметра отверстия и другого номинального давления, которое необходимо проверить.

Большая муфта для пожарного шланга Storz Большая муфта типа Storz с зубчатыми или ребристыми хвостовыми концами и размерами DIN от 25 до 300 мм, полезна для проверки соединений шлангов перед испытанием под давлением. Просмотреть продукт →

Многозубый адаптер Storz Переходные муфты соединяют различные стандарты и типы фитингов с настраиваемыми конфигурациями и комбинациями DIN от 150/200 до 300/400 для межстандартных соединений. Просмотреть продукт →

Форсунки и реакция форсунок

Давление сопла — это цель, на которую настроена вся система. Комбинированным форсункам обычно требуется давление около 100 фунтов на квадратный дюйм на входе, чтобы создать работоспособную форму тумана и дальность действия. Форсунки с гладким отверстием работают при меньшем давлении, обычно около 50 фунтов на квадратный дюйм, и гораздо менее чувствительны к небольшим ошибкам в настройке насоса.

Повышение давления в сопле также увеличивает реакцию сопла, и это число не является теоретическим. Сила реакции в фунтах равна примерно 0,0505 x расход в галлонах в минуту x квадратный корень из давления в сопле. При скорости 150 галлонов в минуту и ​​давлении 100 фунтов на квадратный дюйм это составляет около 76 фунтов давления на экипаж. При скорости 200 галлонов в минуту тот же расчет дает более 100 фунтов, что намного превышает то, что один человек может удержать на лестнице или на лестничной клетке.

Регулируемое пожарное сопло Storz с несколькими вариантами распыления Регулируемое пожарное сопло с режимами прямой струи, тумана, веерного распыления и водяной завесы, а также быстрое управление клапаном включения/выключения и легкое управление без отдачи. Просмотреть продукт →

Регулируемое сопло позволяет оператору формировать поток в пределах досягаемости без изменения настроек насоса, но целевое давление на входе остается прежним. Если манометр на сопле показывает низкий уровень, сначала зафиксируйте сторону подачи, а не открывайте модель дальше.

Дистрибьюторы открывают торговые точки и увеличивают убытки

Распределитель разделяет одну входящую линию на две, три или четыре исходящие линии, и каждый выход несет свои собственные потери на трение и свои собственные требования к форсункам. Двухходовой агрегат, питающий две линии диаметром 1-3/4 дюйма со скоростью 150 галлонов в минуту каждая, требует примерно вдвое больше воды, чем одна линия, и линия подачи за ней должна быть рассчитана на эту сумму, а не на одну ветку.

Варианты с запиранием имеют значение при более высоких давлениях, поскольку безопасность защелки, а не пропускная способность, обычно выходит из строя в первую очередь, когда заряженную линию тянут по гравию или заворачивают за угол.

Ошибки в спецификациях и покупках, которые создают проблемы с давлением

• Подбор шланга по рабочему давлению без учета номинального давления муфт, переходников и патрубков в одном узле.
• Рассматривать номинальный размер как фактический водный путь. Две муфты, обозначенные одинаковым размером, могут существенно отличаться по диаметру отверстия и характеристикам потока.
• Смешивание стандартов на одной линии без проверки уменьшения диаметра отверстия, которое обеспечивает каждый адаптер.
• Пропуск требований к материалу прокладки. Нитрил, EPDM и другие соединения ведут себя по-разному в зависимости от диапазона температур и химического воздействия.
• Покупка сменных муфт без подтверждения испытательного давления, которое шланг будет испытывать при эксплуатации.
• Заказ осуществляется только по названию детали, без указания типа резьбы, угла посадки или типа фиксации.

Быстрые проверки на месте, позволяющие выявить проблемы с давлением на ранней стадии

1. Зарядите линию и идите по ней. Следите за запотеванием муфт, что обычно означает проблему с прокладкой или седлом, а не со шлангом.
2. Перед каждым использованием проверяйте прокладки и уплотнительные поверхности на предмет порезов, затвердевания или вздутий.
3. Проверьте зацепление четвертьоборотных муфт вручную под давлением с закрепленной линией.
4. Считайте остаточное давление во время потока. Если он резко падает по мере увеличения потока, ограничивающим фактором является предложение.
5. Сравните показания датчика на входе форсунки с показаниями на панели насоса и запишите разницу. Внезапное изменение этого числа указывает на новое ограничение или неисправное устройство.
6. Записывайте даты сервисных испытаний и давления для каждой длины и каждого узла муфты.

Давление в пожарном рукаве представляет собой цепь, и прочность цепи зависит от самого низкого номинала в ней. Убедитесь, что рабочее давление, потери на трение, целевые параметры сопла и характеристики оборудования совпадают друг с другом, проверьте цифры с помощью теста расхода, а не расчета, и большинство жалоб на мягкий поток исчезнут еще до того, как кто-либо достигнет сопла.