DB43 599-2010 水泵综合测试系统安全技术要求与验收规范.pdf

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1、DB43/599 2010 I 目 次 前言 1 范 围 1 2 规范性引用文件 1 3 测试系统的基本参数 1 4 安全要求 2 5 技 术 条 件 6 6 试 验 方 法 8 7 培训 9 8 验收文件 9 DB43/599 2010 II 前 言 本标准 的 第4 章 为强 制性 的，其 余为 推荐 性的 。 本标准 按 照GB/T 1.1-2009 给出 的规 则起 草。 本标准 由湖 南省 机械 行业 管理办 公室 提出 。 本标准 由湖 南省 机 械 行业 管理办 公室 归口 。 本标准 主要 起草 单位: 中 南林业 科技 大学 机电 工程 学院、 湖南 省水 力机 械质 量监督

2、 检验 授权 站。 本标准 参加 起草 单位 ： 湖 南省机 械行 业标 准化 中心 、 衡 阳市 朝阳 泵业 有限 公 司、 长沙 佳能 通用 泵业 有限公 司。 本标准 主要 起草 人： 张奇 志、马 庆勇 、初 海波 、汪 华、李 芸、 刘旭 、 蔡华 。 DB43/5992010 1水泵综合测试系统安全技术要求与验收规范 1 范围 本标准规定了用于出厂试验和第三方检测的水泵综合测试系统（以下简称测试系统）的安全要求、 技术条件、试验方法、培训及验收。 本标准适用于以常温清水为流体介质的测试系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期

3、的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 32142007 水泵流量的测定方法 GB/T 32162005 回转动力泵水力性能验收试验 1 级和2 级 GB 5226.12008 机械安全 机械电气设备第 1 部分：通用技术条件 GB/T 127852002 潜水电泵试验方法 GB/T 15706.12007 机械安全 基本概念与设计通则 第 1部分：基本术语、方法学 GB/T 15706.22007 机械安全 基本概念与设计通则 第 2部分：技术原则与规范 GB 502312009 机械设备安装工程施工及验收通用规范 JJG 103

4、7 涡轮流量计 3 测试系统的基本参数 表 1 测试系统的基本参数 基本参数 单位 数据(或代号） 说明 电机功率 kW P P为水泵的驱动功率 水箱（水池）容积 m 3 / 按最大流量设计 调速范围 r/min 9002 500 电压表量程 V 0150 电流表量程 A 0100 温度计量程 0 150 压力表量程 MPa / 按实际情况确定 真空表量程 MPa -0.10 转速表量程 r/min 03000 流量计量程 m 3 /h / 按实际情况确定 注：以上仪表包括传感器。 DB43/5992010 2 4 安全要求 4.1 总则 4.1.1 基本要求 4.1.1.1 安全防护措施的设

5、计和选择应考虑测试系统的类型、应用及与其他相关设备的关系，该设计 和选择应该适合正在进行的工作，并且使得运行、设定、维护及故障查找要求设备布局紧凑时，也能安 全操作。 4.1.1.2 选择安全防护措施应考虑与操作安装有关的各种危险情况。在设计或选择合适的安全防护措 施之前，必须识别各种危险及评价有关风险。 4.1.1.3 预防偶然事故的技术措施应遵循下述两条基本原则: a） 自动测试期间安全防护空间内无人； b） 当安全防护空间内有人进行操作、维护等工作时，应消除危险或至少降低危险。 4.1.1.4 上述两条基本原则还应包括： a） 设立安全防护空间； b） 测试系统的设计，应使绝大多数作业在

6、安全防护空间外完成； c） 要预设安全补偿措施，以防有人闯入安全防护空间。 4.1.2 安全分析 4.1.2.1 进行安全分析应该： a） 对于考虑到的(包括估计需要出、入或接近危险区）应用，确定所要求的任务； b） 识别(包括与每项任务有关的故障和失效方式等）危险源； c） 评价风险； d） 考虑把风险降低到可接受程度的安全对策； e） 选择与所要求的任务及可接受的危险程度相一致的安全防护措施； f） 评价已达到的整体安全水平，并保证可接受。 4.1.2.2 危险源可能由测试系统本身产生，也可来自周边设备，或来自人与测试系统的相互干扰；如： a） 由于设施失效或产生故障保护设施(如设备、电路

7、、元器件)移动或拆卸；可能是： 1） 保护设施（如设备、电路、元器件）移动或拆卸； 2） 动力源或配电系统失效或故障； 3） 控制电路、装置或元器件失效或故障。 b） 机械部件运动引起夹挤或撞击；可能是： 1） 部件的自身运动； 2） 与测试系统的其他部件或工作区内的其他设备相连的部件运动。 c） 储能；可能是： 1） 在运动部件中； 2） 在流体动力部件中。 d） 动力源； e） 噪声、振动、冲击； f） 电磁、静电干扰； g） 人因差错；可能是： 1） 设计、制造； DB43/5992010 3 2） 安装和试运行(包括通道、照明和噪声)； 3） 功能测试； 4） 应用和使用； 5） 组装

8、(包括管道搬运)； 6） 故障查找和维护； 7） 安全操作规程。 h） 辅助部件的移动、搬运或更换； i） 其它存在的系统安全因素。 4.1.3 风险评价 测试系统的尺寸、能力和用途各有不同，因而，会存在不同种类和不同程度的危险。应评价测试系 统在安装、操作、使用、故障查找和维修时的风险，并应符合 GB/T 15706.12007 中第 5 章的相关要 求。在测试系统工作的情况下，当需要接近运动部件时应特别小心。 4.1.4 安全措施选择对策 安全措施由设计阶段的安全措施和要求操作者实施的安全措施构成。 安全防护包括采用安全防护装 置、警示方式及安全操作规程等，并应符合 GB/T 15706.

9、1-2007 中第4 章的相关要求。 4.2 基本设计要求 4.2.1 安全失效 4.2.1.1 测试系统在设计、制造和使用中应考虑到某个元部件(电气、电子、机械、液压）发生不可预 见的失效时，安全功能应不受影响；若受影响时，测试系统仍应处于安全状态。安全功能至少应包括如 下方面: a） 紧急停机和安全停机； b） 联锁防护装置。 4.2.1.2 控制功能的失效应符合 GB 5226.12008 中9.2 的要求。 4.2.2 电气设备 测试系统电气设备的应用应符合 GB 5226.12008 中4.34.7 的要求。 4.2.3 电源 电源及接地(保护接地）要求应符合 GB 5226.120

10、08 中4.3、8.2 的要求。 4.2.4 电源隔离 测试系统应有与其供电电源隔离的装置，该装置应设在无人身伤害危险之处，且具有断路或开路功 能。供电电源切断装置应符合 GB 5226.12008中 5.3 的规定。 4.3 测试系统的设计和安全防护 4.3.1 基本要求 测试系统的制造应符合本条和 4.2的要求。 4.3.2 设计 DB43/5992010 4 4.3.2.1 测试系统的设计应使操作、维护的人员得到恰当的安全保护，为确保测试系统与预期运行状 态相一致，应判明所有环境条件。 4.3.2.2 风险评价应规定所需最小安全空间之外的附加空间，以确定安全防护空间。 4.3.2.3 控

11、制柜应安装在安全防护空间外。当控制柜安装在安全防护空间内时，控制柜定位和安装应 符合本标准中有关安全防护空间内人员的安全要求。 4.3.2.4 测试系统设计应避免其运动部件与其它固定物体和运动物体之间的夹挤和碰撞。布局应按下 述方式设计，即运动部件和周围环境中的物体之间(如结构支柱、隔栅、防护栏、电源线等）要有足够 的安全间距。为完成本身工作的相关设备(如工具、仪器、管路等）可不受此规则约束。 4.3.2.5 测试系统应按下列要求设计和制造或进行安全防护： 动力源失效不引起水锤或发生危险； 由流体负载累计产生的静力和动力应在测试系统负载能力和动态响应范围之内。 4.3.2.6 测试系统布置应考

12、虑操作员执行与测试系统有关的手动操作(如管路的安装）时的安全。 4.3.2.7 动力关闭时，测试系统或任何辅助设备不应发生危险。 4.3.2.8 测试系统应设有便捷的急停装置，急停后，重新启动测试系统时，手动操作和复位应在安全 空间外进行。 4.3.2.9 微机控制的测试系统应具有防止由任何其他场所启动测试系统而产生危险状况的有效手段。 4.4 安全防护装置 4.4.1 防护装置 4.4.1.1 固定防护装置应符合下列要求： a） 能经受预定操作的和环境的作用力； b） 除通过与联锁或现场相连的通道外，应阻止由别处进入安全防护空间； c） 永久固定，只有借助工具方可拆卸； d） 无锐边和凸出部

13、分，其本身不应产生危险。 4.4.1.2 联锁防护装置应按下述原则设计、安装和调整： a） 防护装置未作用时， 联锁可防止测试系统自动操作； 防护装置起作用时不应重新启动自动操作， 重新启动应在控制台上谨慎进行； b） 危险消除前防护装置锁定在闭路状态(具有防护锁定的联锁防护） ， 或是当测试系统正在工作时， 一旦防护装置开路，即发出停机或急停指令(联锁防护） 。 4.4.1.3 构成危险因素的电、液等设备应备有固定防护罩或外壳；测试系统操作期间不得打开和卸下 防护罩。打开和卸下时要求使用工具。 4.4.2 警示方式 测试系统应设有警示标牌，可兼用下述警示方式，但不能替代安全防护装置。 4.4

14、.2.1 应设警示隔栏，以阻止人员无意中进入安全防护空间。 4.4.2.2 应设警示信号装置，以给接近或处于危险中的人员提供可识别的视听信号。安全防护空间以 光信号告警时，为使接近安全防护空间的人员都能看到光信号，应设置足够的器件。声音报警装置应具 有比环境噪声等级更高的独特的警示声音。 4.4.3 控制 4.4.3.1 操作控制器件应按 GB 5226.12008中10.210.6的要求进行布置、标识和保护，以防出现DB43/5992010 5 意外的或偶然的失误操作。 4.4.3.2 手动操作急停器件应符合 GB 5226.12008 中10.7的要求。测试系统应有与外部急停装置、 安全防

15、护装置相连接的措施或与急停电路联锁。测试系统启动之前，应手动复位急停电路。急停电路自 动复位时不应启动任何运动。由于急停或动力源故障引起逻辑判别错误或存储状态丢失，则必须在逻辑 或存储顺序复位后再开始操作。 4.4.3.3 当采用安全停止电路时，测试系统应将安全防护装置和联锁装置与该电路相连接。启动前， 驱动器动力源的复位时不应引起测试系统的任何动作，并应符合 GB 5226.12008中 9.2 的要求。 4.4.3.4 应采用带键的或带标志的电连接器，以免失配引起测试系统危险运动。若电连接器分离或破 裂可能引起测试系统危险运动，则应在设计制造时采取保护措施。 4.4.3.5 对于测试系统使

16、用中的某些阶段(如调试运行阶段、清洁和维护阶段） ，在不可能设计出能完 全消除所有危险的防护装置时、或某安全防护装置暂停使用时，应制定操作规程。 4.4.3.6 联锁装置恢复，其本身不应重新启动自动操作。重新启动应在安全防护空间外操作。 4.5 使用和维护 4.5.1 基本要求 本章规定了水泵综合测试系统的调试、操作、故障查找和维护时的安全要求；与测试系统(特别是 与人员）有关的每一步操作。操作者还应确保提供使用和维护的安全防护措施，操作者应确保测试仪器 与测试系统的可靠连接。 4.5.2 故障查找 故障查找应满足以下要求： a） 故障查找人员要经过批准和培训； b） 制定安全操作规程，使安全

17、防护空间内人员的危险减至最低。 4.5.3 维护 维护应按规定要求进行，维护程序应考虑设计者的建议。测试系统维修人员应接受安全规程培训； 维护时应对测试系统维修人员进行有效安全保护。 4.5.4 安装、试运行和功能测试 4.5.4.1 本条包括操作前的安装和功能测试的规定和要求。 4.5.4.2 测试系统应按设计要求进行安装。安全防护措施应通过危险分析和风险评价进行鉴定。使用 前，操作者应重新检查安全要求，以确保安全防护装置运行可靠。 4.5.4.3 试运行和功能测试期间，安全防护装置生效前不准许非调试人员进入安全防护空间。 4.5.4.4 测试系统的试运行和测试应遵照说明书进行。安全运行检查

18、包括通电前检查和通电后检查。 4.5.4.4.1 通电前检查内容应包括： a） 测试系统安装正确且稳固； b） 电路连接正确且电源参数(如电压、频率）在规定范围内； c） 其他设施(如水）连接正确，且在规定范围内； d） 周边设备连接正确； e） 已设立安全防护空间； f） 已采用安全防护措施； g） 物理环境符合规定(如照明、噪声等级、温度、湿度等） 。 DB43/5992010 6 4.5.4.4.2 通电后检查内容应包括： a）启动、停机和方式选择(包括联锁开关）等控制装置功能符合预定要求； b）急停及安全停机的电路和装置有效； c）可与外部电源断开和隔离； d）程序功能正常（若有） ；

19、 e）安全防护装置和联锁装置功能正常； f）其他安全防护装置安装就位(如隔栏、警示装置等） 。 5 技术条件 5.1 测试系统的设计、制造应符合本标准及有关标准的规定，并按经规定程序批准的技术文件和图样 制造。测试系统的外购件均应附有产品合格证、说明书和计量检定证书。 5.2 测试系统应能满足水泵的出厂常规性能试验项目的试验功能要求。 5.3 测试系统稳定性应符合 GB/T 15706.22007中 5.2.6 的要求。便于被试件安装操作，测试仪表的 显示应便于观测。 5.4 测试系统同一量重复测量结果之间的变化限度应符合 GB/T 32162005 中表 4 的规定。测试系统 应满足泵标定流

20、量的测试要求，其流量测量误差应在标定泵的标定流量误差范围之内。 5.5 测试系统的系统不确定度的允许值应符合 GB/T 32162005 中表7 的规定。 5.6 总的测量不确定度允许值应符合 GB/T 32162005 中表8 的规定。 5.7 测试系统的水箱内表面应防锈；水池应为混凝土结构。与管道连接件等不得有渗漏现象。 5.8 水泵进、出口与管件的联接部位，采用的弹性密封件、夹紧螺栓或液压夹紧装置，应保证有足够 的夹紧力和良好的密封性能。 5.9 测试系统驱动源与被试水泵的啮合连接部位，应有良好的互换性，并应符合水泵零部件的制造标 准。其安装应符合 GB 502312009中 5.3 的

21、要求。 5.10 测试系统应配备对传动部分及泵轴承进行润滑的装置。 5.11 仪器仪表及管道要求 5.11.1 涡轮流量计应符合 GB/T 3214、JJG 1037 的规定，除涡轮流量计以外，凡符合 GB/T 3216 中对 流量不确定度要求的其他类型的流量仪表亦可使用。 5.11.2 采用涡轮流量传感器的管道安装应符合 GB/T 3214-2007 中附录 A 的要求。 5.11.3 测量进、出口压力可采用压力传感器及配套数字仪表。 5.11.4 进口测压管段应为直管，其内径 d1等于或接近水泵进水管内径 d1/，其长度 L15d1。安装时， 进水测压管轴线应与水泵进水管轴线对直，两者的间

22、距应小于或等于 d1，距水泵连接端 2d1处设置取压 孔。 5.11.5 出口测压管要求如下： a） 水泵出口断面为圆形时，出口测压管段为一直管，其内径 d2 应等于或接近水泵出口断面内径 d2/,其长度 L5d2。 b） 水泵出口断面为非圆形时，出口测压管段为一直管，其内壁断面形状与水泵出口相同，其长度 L25d2“，从非圆形断面过渡到圆形断面的长度 L32d2“。 d 2 “= 2 4s DB43/5992010 7 式中: d2“水泵出口断面计算直径，mm; S2水泵出口断面面积，mm 2 。 c） 出口取压孔的位置离出水口法兰或出水口距离为 2d2或2d 2“。 5.11.6 取压孔中

23、心线应垂直于管的内壁。其结构应符合 GB/T 32162005 中8.4.1的要求。 5.12 测试系统组装时，调压阀、安全阀及其他控制阀，各种控制仪表，均应检测校验，合格后方可组 装。 5.13 测试系统在运转过程中应平稳，各部位无异常噪音、温升及损坏。负荷试验时，应可测量电机的 三相交流电压、电流、功率、电网频率、转速；能满足被试泵的进口压力、出口压力以及流量等参数试 验要求，包括试验所需的各个参数。 5.14 测试系统的调速系统，在空负荷试验时转速波动误差士 2r/min，在负荷试验时，转速波动误差 士 5r/min。 5.15 测试系统精度应达到 GB/T 3216-2005 中 2

24、级和 GB/T 12785-2002 中 2 级精度的要求，系统稳定 可靠，便于操作。 5.16 硬件测试系统应能动态显示被测的各参数（交流电压、电流、功率、频率、电机转速、进口压、 出口压、流量等） 。 5.17 需要利用自动控制系统进行测试时，其微机测试系统应能自动控制外部设备的启动停止以及调 节；可方便地实现计算机自动数据采集、分析处理、合格判断及打印实验数据和曲线（扬程、流量、泵 效率、机组效率、轴功率、汽蚀余量；额定扬程流量、额定流量处扬程、泵性能实测交点；泵实测流量 偏差、扬程偏差、泵效率偏差）等，计算机能够自动采集、分析、打印、数据库管理，便于保存和查询。 5.18 必要时，测试

25、系统能够完成潜水（潜污）水电泵型式试验、小型潜水电泵型式试验、离心泵电测 法（或扭矩法）型式试验和离心泵分析法型式试验。 5.18.1 潜水（潜污）水电泵型式试验宜包括： a） 电机空载试验； b） 电机负载试验（应具备该能力） ； c） 电机温升试验； d） 电机堵转试验； e） 电泵泵性能试验（应具备该能力） ； f） 耐电压、闸间冲击试验。 5.18.2 小型潜水电泵型式试验宜包括： a） 电机空载试验； b） 电机负载试验（应具备该能力） ； c） 电机绕组电阻、温升试验； d） 电机堵转试验； e） 电泵泵性能试验（应具备该能力） 。 5.18.3 离心泵电测法（或扭矩法）型式试验宜

26、包括： a） 电机空载试验（电测法） ； b） 泵性能试验（应具备该能力） ； c） 泵汽蚀试验； d） 振动、噪声、轴温升试验； e） 堵转试验； f） 泄漏试验。 DB43/5992010 8 5.18.4 离心泵分析法型式试验宜包括： a） 电机空载试验； b） 泵性能试验（应具备该能力） ； c） 泵气蚀试验； d） 振动、噪声、轴温升试验。 6 试验方法 6.1 水泵综合测试系统试验项目 试验项目应包括以下内容： a） 测试系统安全技术要求检查； b） 空负荷试验； c） 系统密封性试验； d） 负荷试验； e） 超负荷试验； f）功能试验。 6.2 试验条件 6.2.1 试验用的水

27、泵应检验合格，宜采用标定泵。 6.2.2 试验介质用清水，试验水温为常温。 6.2.3 测试系统电气控制装置、供电电源应该确认无误，各部件外观检查应无异常现象。 6.3 试验内容 6.3.1 安全技术检查 测试系统安全技术检查采用目测等方法进行。 6.3.2 空负荷试验 将标定泵装夹在规定的试验工位上与驱动电机、传动系统控制系统连接。泵的进、出水口先不与管 道连接，装夹后进行空负荷运转试验，试验时按泵的标定转速调速运转，调速系统应能按不同试验工况 调定转速，运转过程中测试系统应运转平稳，无任何异常现象，试验应符合 5.12、5.13 的要求。 6.3.3 系统密封性试验 将标定泵与测试系统管道

28、连接、装夹、密封后进行运转，将泵出口压力调整至标定泵出口压力的 150%，历时5min。目测各管道零部件静结合面处应无渗漏现象。 6.3.4 负荷试验 6.3.4.1 在规定标定泵的入口真空度，出口压力调整为标定值的情况下运转，进行调速系统稳定性试 验。 试验转速范围为标定转速的 40%120%，在规定范围均匀间隔选取 4 种转速进行运转试验（转速数 为 100 的整倍数） 。 按不同工况转速，分别运转 30s，转速的波动误差应符合 5.13 的规定。 DB43/5992010 9 6.3.4.2 进行流量试验时，启动测试系统的传动系统带动泵做负荷运转，观测泵起动后出水时间，进 行泵的入口真空

29、度、出口压力的调整，测量标定转速下的满载流量。 试验过程中，调速系统从低速至标定转速后，泵的压力应逐渐升压至标定压力，运转 5min 后，开 始测量满载流量。 标定泵在规定的转速、压力情况下运转，每次测得的流量与泵标定流量误差应符合 5.5 条的要求。 同一工位流量测试不少于 3 次，其重复性精度（变化限度）应符合 5.4条的要求。重复性误差按下式计 算。 e=（Q max (或 Q min ）-Q p ）/ Q p 100% 式中： e水泵试验工位重复性误差； Qmax规定的压力、转速、时间条件下测定的一次流量最大值； Qmin规定的压力、转速、时间条件下测定的一次流量最小值； Qp规定的压

30、力、转速、时间条件下测定的数次(3 次以上）流量值的平均值。 6.3.4.3 超负荷试验时在泵的标定转速下，将泵的出口压力调整到标定压力的 1.25倍，驱动水泵连续 运转，运转不少于 30min，带有调压阀的泵，应关闭调压阀，测试系统运转过程中不允许有异常现象。 6.3.4.4 采用标定泵进行功能试验，应按照泵产品标准的出厂性能试验项目及方法和规程中规定的试 验项目及方法进行功能试验，试验结果应符合有关规定。 7 培训 使用单位应保证对测试系统操作、维护人员进行培训，并持证上岗。培训内容应包括： a） 学习适用的安全规程标准和安全建议； b） 指派任务的明确定义； c） 用于完成指派任务的所有

31、控制装置及其功能的识别和说明； d） 识别与指派任务有关的危险； e） 指定的安全防护措施包括从识别危险开始的安全操作规程； f） 保证安全防护装置和联锁装置正常功能的测试方法和其他方法。 8 验收文件 8.1 测试系统验收时，至少应包括下列文件： a） 检验合格证； b） 计量检定证书； c） 使用说明书。其内容应包括: 试运行； 操作； 启动步骤； 维护。 8.2 上述说明书应包括各种控制和不同运行状态下避免危险的安全措施及适用范围，主要内容是： a） 一份清晰的、 全面的测试系统安装使用说明书(包括安装及与外部电源连接的系统安装说明书)； b） 可预见危险状态及避免危险的说明； DB43/5992010 10 c） 安全防护装置、互有作用的功能件及具有危险状态，特别是具有相互作用的装置的联锁防护装 置说明书(包括接线图)； d） 标定泵的全套试验记录； e） 使用人员的岗前培训记录，培训合格证明。