Brandslangdruk uitgelegd: werkdruk, testdruk en wrijvingsverlies

Een bemanning bestormt een aanvalslijn van 1-3/4 inch. Het pomppaneel geeft 150 psi aan, de inline-meter bij het mondstuk geeft 95 psi aan, en de brandweerman die de lijn vasthoudt, noemt de stroom nog steeds zacht. Er is niets kapot. De 55 psi tussen deze twee meters is wrijvingsverlies en verklaart de meeste gevallen waarin een slangsysteem ondermaats presteert, ook al heeft elk onderdeel de inspectie doorstaan.

Eerst het korte antwoord: de brandslangdruk is een systeemnummer, geen slangnummer. Een lijn levert alleen een bruikbare stroom als de werkdruk, het wrijvingsverlies, de spuitmonddruk en de drukwaarde van de koppelingen en adapters allemaal op één lijn liggen. Mis je er één, dan zet het zwakste onderdeel het plafond voor de hele montage.

De drukcijfers die door elkaar raken

In bijna elk gesprek over slangprestaties komen vijf druktermen ter sprake, en ze worden routinematig gebruikt alsof ze hetzelfde betekenen.

Werkdruk versus testdruk

De werkdruk is een continubedrijfswaarde. Testdruk is een incidentele belasting die gedurende een korte periode onder gecontroleerde omstandigheden wordt toegepast. Ze zijn niet uitwisselbaar, en door ze als één enkel getal te behandelen ontstaat er veel verwarring.

Moderne slangen hebben vaak een nominale druk tussen 300 en 400 psi aan de mantel, terwijl de normale werkdruk op een aanvalslijn rond de 100 tot 150 psi aan het mondstuk ligt. Die kloof is opzettelijk. Het geeft de jas en de hardware de ruimte om pieken, waterslag en zo nu en dan een knik te absorberen zonder problemen.

Servicetests gaan ver boven die normale band. Voor slangen van 1-1/2 inch en 1-3/4 inch wordt de testdruk vaak afgetopt rond de 300 psi, grotendeels omdat knikken die bij lagere druk onopgemerkt blijven boven dat punt echt gevaarlijk worden. Het gevolg is gemakkelijk over het hoofd te zien: een lengte met een werkdruk van 150 psi wordt onder druk gezet tot ongeveer twee keer die in de testruimte, en alles wat erop is vastgemaakt, van schroefdraad is voorzien of erop is geklemd, moet dezelfde druk overleven. Een koppeling met een lager vermogen dan de mantel verandert een 300 psi-samenstel in een 150 psi-samenstel, ongeacht wat het slanglabel zegt.

Wrijvingsverlies: waarom de pompmeter en de mondstukmeter het niet eens zijn

Wrijvingsverlies is de druk die wordt verbruikt door simpelweg water door de slang te duwen. Het is de grootste reden dat de aflezing op het pomppaneel niet overeenkomt met wat het mondstuk feitelijk ontvangt.

De veldformule is FL = C x Q kwadraat x L, waarbij Q de stroom in honderden gallons per minuut is en L de lengte in honderden voet. De C-waarde weerspiegelt de diameter en de voering: ongeveer 150 voor een slang van 1 inch, ongeveer 15,5 voor een slang van 1-3/4 inch en bijna 2 voor een slang van 2-1/2 inch.

Een uitgewerkt voorbeeld maakt de rekenkunde concreet. Neem 60 meter slang van 1-3/4 inch met een snelheid van 150 gpm in een combinatiemondstuk dat 100 psi nodig heeft bij de inlaat. Het wrijvingsverlies is 15,5 x 1,5 x 1,5 x 2, of ongeveer 70 psi. Voeg daar de mondstukvereiste aan toe plus een kleine vergoeding voor apparaatverliezen, en de pomp moet ongeveer 175 tot 180 psi produceren om 100 psi aan de punt te behouden. Voer dezelfde 150 gpm door een slang van 2-1/2 inch en het wrijvingsverlies daalt tot ongeveer 9 psi, wat precies de reden is waarom de aanvoerlijnen ruim bemeten zijn en de aanvalslijnen kort worden gehouden.

Berekeningen zijn schattingen, geen metingen. Flowtesten bevestigen hoe de slang, pomp, apparaten en mondstuk samenwerken als één systeem, en een gekalibreerde pitotmeter of flowmeter is de enige manier om te weten of de cijfers op uw apparaat standhouden.

Waar druk verloren gaat en afgedekt wordt in koppelingen en adapters

Koppelingen dragen bij aan wrijvingsverlies en bepalen ook het drukplafond van het samenstel, maar selectiebladen richten zich vaak alleen op de slang. Vijf details bepalen hoe een koppeling zich onder druk gedraagt.

• Diameter van de waterweg. Een nominale 2-1/2 inch koppeling met een beperkte boring verhoogt het wrijvingsverlies over de gehele lijn.
• Interne afwerking. Ruwe gietstukken en verkeerd uitgelijnde pakkingen zorgen voor turbulentie, die zich manifesteert als drukverlies bij hoge doorstroming.
• Drukklasse. Het koppelvermogen moet gelijk zijn aan de werkdruk van de slang of deze overschrijden, en niet andersom.
• Afdichtend gezicht. Pakkingmateriaal en compressie bepalen de druk waarbij een verbinding begint te huilen.
• Vergrendelingsmethode. Vergrendelde en schroefdraadverbindingen gedragen zich anders zodra de druk stijgt en de lijn wordt gesleept.

Bij koppelingen komen veldfouten ook het snelst aan het licht. Een pakking die scheef zit, een grendel die niet volledig vastklikt, of een linksdraaiende schroefdraadverbinding, houdt stand bij lage druk en lekt boven de 100 psi. Het is de moeite waard om tien minuten voor elk seizoen te beoordelen hoe een brandslangverbinding correct moet worden aangesloten, en niet alleen na een storing. Waar apparatuur van verschillende normen moet voldoen, zorgen cross-standaard adapters voor de overgang, maar elke adapter introduceert een nieuwe boringwissel en een andere drukwaarde om te controleren.

Grote Storz-brandslangkoppeling Grote Storz-stijl koppeling met gekartelde of geribbelde uiteinden en DIN-maten van 25 tot 300 mm, handig voor het controleren van slangverbindingen vóór het testen op druk. Bekijk Product →

Multi-tand Storz-adapterkoppelingsbereik Adapterkoppelingen verbinden verschillende standaarden en fittingtypes, met aanpasbare configuraties en DIN-combinaties van 150/200 tot 300/400 voor standaardverbindingen. Bekijk Product →

Mondstukken en mondstukreactie

De spuitmonddruk is het doel waarop het hele systeem is afgestemd. Combinatiesproeiers hebben doorgaans een druk van ongeveer 100 psi bij de inlaat nodig om een ​​werkbaar mistpatroon en bereik te produceren. Spuitmonden met gladde boring lopen lager, meestal rond de 50 psi, en zijn veel minder gevoelig voor kleine fouten in de pompinstelling.

Het verhogen van de spuitmonddruk verhoogt ook de spuitmondreactie, en dat aantal is niet theoretisch. De reactiekracht in ponden is ongeveer 0,0505 x stroom in gpm x de vierkantswortel van de spuitmonddruk. Bij 150 gpm en 100 psi komt dat neer op ongeveer 76 pond druk tegen de bemanning. Bij 200 gpm levert dezelfde berekening meer dan 100 pond op, wat ruimschoots meer is dan wat één persoon op een ladder of in een trappenhuis kan vasthouden.

Verstelbare Storz-brandsproeier met meerdere spuitpatronen Verstelbare brandsproeier met rechte straal, mist, ventilatorstraal en watergordijnmodi, plus snelle aan/uit-klepbediening en lichtgewicht terugslagvrije bediening. Bekijk Product →

Dankzij een verstelbaar mondstuk kan de operator de vorm van de stroom tegen het bereik ruilen zonder de pompinstelling te veranderen, maar het drukdoel bij de inlaat blijft hetzelfde. Als de meter bij de spuitmond laag aangeeft, repareer dan eerst de aanvoerzijde in plaats van het patroon verder te openen.

Distributeurs voegen verkooppunten toe en voegen verlies toe

Een distributeur splitst een inkomende lijn in twee, drie of vier uitgaande lijnen, en elke uitlaat heeft zijn eigen wrijvingsverlies en zijn eigen mondstukbehoefte. Een tweewegeenheid die twee 1-3/4 inch-lijnen van 150 gpm voedt, vereist ongeveer tweemaal zoveel water als een enkele lijn, en de toevoerleiding daarachter moet geschikt zijn voor dat totaal, niet voor één tak.

Vergrendelingsversies zijn van belang bij hogere drukken, omdat de grendelbeveiliging en niet de stroomcapaciteit meestal het eerste faalt wanneer een geladen lijn over grind wordt gesleept of om een ​​hoek wordt getrokken.

Specificatie- en aankoopfouten die drukproblemen veroorzaken

• Slang selecteren op werkdruk, terwijl de drukwaarde van de koppelingen, adapters en mondstukken in dezelfde samenstelling wordt genegeerd.
• Nominale omvang behandelen als werkelijke waterweg. Twee koppelingen met dezelfde maat kunnen meetbaar verschillen wat betreft boring- en stroomprestaties.
• Mengstandaarden op één lijn zonder de boringreductie te controleren die elke adapter introduceert.
• Vereisten voor pakkingmateriaal overslaan. Nitril, EPDM en andere verbindingen gedragen zich verschillend over temperatuurbereiken en blootstelling aan chemicaliën.
• Vervangingskoppelingen kopen zonder de testdruk te bevestigen die de slang tijdens gebruik zal ervaren.
• Alleen bestellen op onderdeelnaam, zonder het draadtype, de zithoek of de borgstijl op te geven.

Snelle veldcontroles die drukproblemen vroegtijdig onderkennen

1. Laad de lijn op en loop erover. Pas op voor huilen bij koppelingen, wat meestal een pakking- of zittingprobleem betekent in plaats van een slangprobleem.
2. Inspecteer pakkingen en afdichtingsvlakken vóór elk gebruik op insnijdingen, verharding of zwelling.
3. Controleer de grendeling op kwartslagkoppelingen met de hand en onder druk terwijl de lijn vastzit.
4. Lees de restdruk af tijdens het stromen. Als het sterk daalt naarmate de stroom toeneemt, is het aanbod de beperkende factor.
5. Vergelijk de inlaatmeter van het mondstuk met de waarde op het pomppaneel en noteer het verschil. Een plotselinge verandering in dat aantal wijst op een nieuwe beperking of een falend apparaat.
6. Houd een overzicht bij van de servicetestdata en -drukken voor elke lengte en elke koppelingsconstructie.

De brandslangdruk is een ketting en de ketting is slechts zo sterk als de laagste beoordeling erin. Zorg ervoor dat de werkdruk, het wrijvingsverlies, het spuitmonddoel en de hardwarebeoordelingen consistent zijn, verifieer de cijfers met een flowtest in plaats van een berekening, en de meeste klachten over de zachte stroom verdwijnen voordat iemand de spuitmond bereikt.