倒流防止器止回閥緊閉性能檢測方法探討

蔣威

（國家閥門產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（福建），福建 泉州 362800）

市政供水管網(wǎng)在為末端用戶輸送生活飲用水的過程中，容易受到不同程度的二次污染，而回流污染是導致市政供水管網(wǎng)水質(zhì)二次污染的主要原因之一[1-2]。為了保障人民飲用水健康與安全，倒流防止器已被廣泛應用到市政供水管網(wǎng)系統(tǒng)中。與普通止回閥相比，倒流防止器防回流污染的可靠性、安全性更高[3]。倒流防止器能嚴格限定管道中水單向流動并在任何工況下防止管道下游的介質(zhì)回流，有效地阻斷回流污染，以達到保護供水水質(zhì)安全的目的[4-5]。

倒流防止器主要由進水止回閥、出水止回閥和中間腔上的排水器等組成。其進水和出水止回閥的緊閉性能是倒流防止器隔斷安全性的重要指標之一，是指倒流防止器的進水止回閥和出水止回閥從閥瓣開啟狀態(tài)到回座關閉并建立密封時，在其止回閥前后沿閥瓣開啟方向的剩余壓差值[6-8]。本文將介紹倒流防止器產(chǎn)品標準對其進水止回閥和出水止回閥緊閉性能的要求和檢測方法，另外提出兩種不同的檢測方法，并探討三種檢測方法的優(yōu)缺點和操作注意事項。

1 倒流防止器分類及其緊閉性能要求

根據(jù)GB 50015—2019 標準附錄A，生活飲用水回流污染的危害程度根據(jù)終端用水工況，分為低危污染、中危污染和高危污染三個等級[9]。

目前市面上常用的倒流防止器產(chǎn)品主要有雙止回閥倒流防止器、減壓型倒流防止器和低阻力倒流防止器三種類型。三種倒流防止器的產(chǎn)品標準、結構特點、適用范圍和緊閉性能指標如表1 所示。

2 緊閉性能檢測方法

2.1 通過測量透明管液位高度的方法換算壓差

表1 所列三個類型的倒流防止器產(chǎn)品標準均提供了利用測量透明測壓管液位高度來測定進水止回閥和出水止回閥緊閉性能的方法。其中CJ/T 160—2010 和GB/T 25178—2020 規(guī)定透明測壓管不小于DN 10，JB/T 11151—2011 規(guī)定透明測壓管不小于DN 20。透明測壓管上口開敞通大氣，其試驗裝置原理如圖1 所示。

試驗系統(tǒng)主要由進水閥、透明測壓管、進口檢測閥、中間腔檢測閥、出口檢測閥、被測倒流防止器以及相關管路附件等組成。檢測步驟如下：

（1）進水止回閥緊閉性能

如圖1 a 所示，將透明測壓4 的下口用軟管與被測倒流防止器的進口檢測閥5 連通，開啟中間腔檢測閥6 和出口檢測閥7 通大氣，通過進水閥1、2 向倒流防止器的進水腔內(nèi)緩慢注水，觀察透明測壓管內(nèi)液位上升，排凈進水腔和中間腔內(nèi)空氣。待中間腔檢測閥有水流出時，關閉進水閥。觀察透明測壓管內(nèi)液位下降并最終停止，測量透明管液位至中間腔檢測閥出口的垂直距離，換算成壓差，應符合表1 規(guī)定。

圖1 通過測量透明管液位高度的方法Fig.1 Detection method measured by measuring the height of the liquid level of the transparent tube

表1 倒流防止器分類及其緊閉性能要求Table 1 Classification of backflow preventers and their drip tightness requirements

（2）出水止回閥緊閉性能

如圖1 b 所示。將透明測壓管4 的下口用軟管與被測倒流防止器的中間腔檢測閥6 連通，關閉進口檢測閥5，開啟出口檢測閥7 通大氣，通過進水閥1、2 向倒流防止器的中間腔內(nèi)緩慢注水，觀察透明測壓管內(nèi)液位上升，排凈中間腔和出口腔內(nèi)空氣。待出口腔檢測閥有水流出時，關閉進水閥。觀察透明測壓管內(nèi)液位下降并最終停止，測量透明管液位至出口腔檢測閥出口的垂直距離，換算成壓差，應符合表1 規(guī)定。

2.2 通過千帕表測量的方法

通過千帕表測量倒流防止器緊閉性能的試驗裝置原理如圖2 所示。試驗系統(tǒng)主要由壓縮氣源、減壓閥、截斷閥、進水閥、排水閥、穩(wěn)壓罐、千帕表、進口檢測閥、中間腔檢測閥、出口檢測閥、被測倒流防止器以及相關管路附件等組成。

圖2 通過千帕表測量的檢測方法Fig.2 Detection method measured by kilopascal meter

檢測步驟如下：

（1）進水止回閥緊閉性能

將千帕表11 與被測倒流防止器的進口檢測閥12連通，開啟中間腔檢測閥13 和出口檢測閥14 通大氣，通過壓縮氣源1、減壓閥2 和截斷閥3 向穩(wěn)壓罐內(nèi)充入合適的壓力（不應超過千帕表8 和11 的量程），關閉截斷閥3；通過截斷閥10 向倒流防止器的進水腔內(nèi)緩慢注水，待中間腔檢測閥13 有水流出，排凈進水腔和中間腔內(nèi)空氣，觀察千帕表11 示數(shù)下降并最終穩(wěn)定，讀取其數(shù)值即為進水止回閥緊閉性能正向壓差，應符合表1 規(guī)定。

（2）出水止回閥緊閉性能

將千帕表11 與被測倒流防止器的中間腔檢測閥13 連通，關閉進口檢測閥12，開啟出口檢測閥14 通大氣，按（1）所示步驟排凈中間腔和出口腔內(nèi)空氣，出口檢測閥14 有水流出，觀察千帕表11 示數(shù)下降并最終穩(wěn)定，讀取其數(shù)值即為出水止回閥緊閉性能正向壓差，應符合表1 規(guī)定。

2.3 通過壓差計測量的方法

通過壓差計測量緊閉性能的實驗裝置原理如圖3所示。試驗系統(tǒng)主要由進水閥、壓差計、進口檢測閥、中間腔檢測閥、出口檢測閥、泄放閥、被測倒流防止器以及相關管路附件等組成。

圖3 通過壓差計測量的方法Fig.3 Detection method measured by differential pressure gauge

檢測步驟如下：

（1）進水止回閥緊閉性能

如圖3 a 所示。將壓差計9 兩端與被測倒流防止器的進口檢測閥4 和中間腔檢測閥5 連通，通過進水閥1 和2 向倒流防止器的進水腔內(nèi)緩慢注水，關閉出水閥10，開啟進口檢測閥4、中間腔檢測閥5、出口檢測閥6 和泄放閥7、8，排凈進水腔、中間腔和管路中的空氣，待泄放閥7、8 出口有水流出時，關閉泄放閥7、8 和出口檢測閥6，然后關閉進水閥；觀察壓差計上讀數(shù)，應符合表1 規(guī)定。

（2）出水止回閥緊閉性能

如圖3 b 所示。將壓差計兩端與被測倒流防止器的中間腔檢測閥5 和出口檢測閥6 連通，通過進水閥1 和2 向倒流防止器的進水腔內(nèi)緩慢注水，關閉出水閥10，開啟進口檢測閥4、中間腔檢測閥5、出口檢測閥6 和泄放閥7、8，排凈中間腔、出水腔和管路中的空氣，待泄放閥7、8 出口有水流出時，關閉泄放閥7、8 和進口檢測閥4，然后關閉進水閥；觀察壓差計上讀數(shù)，應符合表1 規(guī)定。

3 檢測方法對比和注意事項

（1）2.1 節(jié)通過測量透明管內(nèi)液位與出口液位高度差的方法測量進、出水止回閥回座正向壓差，2.2和2.3 可直接讀取千帕表或壓差計上示數(shù)測量壓差，從試驗原理上均能快速、準確地測量所需數(shù)值。

（2）采用2.1 節(jié)方法進行檢測時，透明測壓管需豎直安裝。為了滿足高壓差工況的檢測需求，透明測壓管必須足夠高，如減壓型倒流防止器進水止回閥正向壓差要求大于20 kPa，測量時其液位差需2 米以上。更高的壓差需要更高的透明測壓管，試驗占用空間更大且透明測壓管安裝定位困難。在壓差值不確定的情況下，無法確定所需透明測壓管的高度，試驗裝置有一定的局限性。在測量液位高度差時容易受設備安裝垂直度、測量定位和測量方向等原因影響，人為因素造成的測量誤差較大。

（3）采用2.2 節(jié)方法進行檢測時，為了減小測量誤差，應采用精度等級0.4 級以上的千帕表。穩(wěn)壓罐為試驗系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓力源，可以有效地減小檢測過程中水沖擊和流體慣性造成的測量誤差。由于千帕表量程較小，為了防止檢測過程超壓造成千帕表損壞或人員傷害，應先通過減壓閥2、截斷閥4 和排水閥6 將穩(wěn)壓罐內(nèi)壓力嚴格控制在千帕表量程以內(nèi)，再打開截斷閥10 向被測倒流防止器供水。

（4）采用2.3 節(jié)方法進行檢測時，壓差計能直觀地顯示被測止回閥兩端壓差，其分辨率應為0.1 kPa以內(nèi)。在試驗時，壓差計應水平安裝，并通過泄放閥7、8 盡量排凈腔內(nèi)和管路中的空氣，提高試驗結果的準確性。

4 結論

為了防止回流污染，倒流防止器產(chǎn)品已被廣泛應用于市政供水管網(wǎng)系統(tǒng)中，而進水和出水止回閥的緊閉性能是倒流防止器隔斷安全性的重要指標之一。文獻 [1-3]均提供了利用測量透明測壓管液位高度差的方法來測量倒流防止器的緊閉性能。本文另外介紹了利用千帕表和壓差計來測量的方法，并探討三種檢測方法的優(yōu)缺點和操作注意事項。通過透明測壓管的方法測量時應做好安裝定位，采用更科學的測量方法測量液位高度差，減小人為因素對測量結果的影響；采用千帕表和壓差計的方法測量時，對儀表的精度要求較高，操作時要注意壓力變化，避免超量程使用千帕表和壓差計。