소화전

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배경

소화전은 화재 진압을 목적으로 물 공급에 접근할 수 있도록 하는 지상 연결입니다. 물 공급은 거리에 매설된 수도 본관에 연결된 소화전의 경우처럼 가압되거나 근처 연못이나 수조에 연결된 소화전의 경우처럼 가압되지 않을 수 있습니다. 모든 소화전에는 소방 호스를 연결할 수 있는 하나 이상의 콘센트가 있습니다. 급수에 압력이 가해지면 소화전에도 물의 흐름을 조절하는 하나 이상의 밸브가 있습니다. 소화전에 충분한 물을 제공하기 위해 소화전의 크기는 분당 약 250갤런(분당 945리터)의 최소 유량을 제공하지만 대부분의 소화전은 훨씬 더 많은 양을 제공할 수 있습니다.

지하수 시스템의 출현으로 개발된 소화전의 필요성. 그 이전에는 쉽게 접근할 수 있는 공공 우물이나 연못에서 물을 얻었습니다. 1600년대에 영국 런던에서는 속이 빈 통나무를 파이프로 사용하여 지하수 시스템을 설치하기 시작했습니다. 불이 났을 때 소방관들은 거리를 파고 나무 파이프에 구멍을 뚫어야 했습니다. 나중에 소방관이 물을 쉽게 얻을 수 있도록 통나무 파이프를 따라 미리 뚫린 구멍에 나무 플러그를 일정한 간격으로 삽입했습니다. 이것은 여전히 ​​때때로 소화전을 지칭하는 데 사용되는 화재 플러그라는 용어를 발생시켰습니다.

도시가 성장함에 따라 수도 시스템도 성장했습니다. 더 큰 시스템은 압력이 증가함을 의미했으며 썩어가는 나무 통나무를 대체하기 위해 주철 파이프를 깔았습니다. 필라델피아의 새로운 급수 시스템이 1801년에 운영을 시작했을 때, 그것은 63개의 집과 여러 양조장에 서비스를 제공했을 뿐만 아니라 화재 방지를 위한 37개의 지상 소화전을 가지고 있었습니다. 뉴욕시 최초의 소화전은 1817년 소방관이었던 조지 스미스에 의해 설치되었습니다. 그는 Frankfort Street에 있는 자신의 집 앞에 그것을 현명하게 찾았습니다.

1906년 샌프란시스코를 황폐화시킨 지진과 화재 이후, 도시는 여전히 사용 중인 광범위한 비상 급수 시스템을 설치했습니다. 표준 압력 수도 본관에 연결된 7,500개 이상의 소화전 외에도 시스템에는 저수지와 언덕에 위치한 2개의 탱크가 포함되어 도시 전체에 거의 1,400개의 고압 소화전을 공급합니다. 또한 샌프란시스코 만에서 물을 끌어올 수 있는 2개의 해수 펌핑 스테이션과 도시의 소방선이 소화전 시스템으로 펌핑할 수 있도록 해안가를 따라 5개의 추가 연결부가 있습니다. 최종 방어선으로서 이 도시에는 가압되지 않은 소화전과 연결된 150개 이상의 지하 수조가 있습니다. 소방 펌프는 단단한 흡입 호스를 이러한 소화전에 연결하고 진공을 만들어 물통에서 물을 끌어낼 수 있습니다.

오늘날 한 지역에서 소화전의 크기와 위치는 화재 예방 정도뿐만 아니라 화재 보험료에도 영향을 미칩니다. 많은 도시 지역에서 낮은 화재 플러그는 첫 번째 불꽃과 수백만 달러의 화재 손실 사이에 서 있는 모든 것입니다.

소화전의 종류

가압 소화전에는 습식 배럴과 건식 배럴의 두 가지 유형이 있습니다. 습식 배럴 설계에서 소화전은 가압 수원에 직접 연결됩니다. 소화전의 상부 또는 배럴은 항상 물로 채워져 있으며, 각 배출구에는 배럴 측면에서 튀어나온 줄기가 있는 자체 밸브가 있습니다. 건식 배럴 설계에서 소화전은 지하 소화전 하부의 메인 밸브에 의해 가압 수원과 분리됩니다. 상부 섹션은 메인 밸브가 소화전의 상단 또는 보닛을 통해 위로 뻗어 있는 긴 스템을 통해 열릴 때까지 건조한 상태를 유지합니다. 콘센트에 밸브가 없습니다. 건식 배럴 소화전은 일반적으로 겨울 온도가 32°F(0°C) 아래로 떨어지면 소화전이 얼지 않도록 하는 데 사용됩니다.

가압되지 않은 소화전은 항상 건식 배럴 설계입니다. 소방 펌프가 진공을 적용할 때까지 상단 부분은 물로 채워지지 않습니다.

원자재

소화전 배럴은 일반적으로 주철 또는 연성 철로 성형됩니다. 일부 철제 습식 배럴 소화전은 부식을 방지하기 위해 내부 표면에 에폭시 코팅이 되어 있습니다. 다른 습식 배럴 소화전은 청동으로 성형됩니다. 소화전 보닛은 일반적으로 배럴과 동일한 재료로 만들어집니다. 건식 배럴 소화전 설계의 밸브 스템은 강철입니다. 습식 배럴 소화전의 밸브 스템은 일반적으로 실리콘 청동으로 만들어집니다.

소화전 배출구는 청동으로 성형되었습니다. 배럴이 주철 또는 연성 철인 경우 청동 콘센트가 배럴에 끼워집니다. 배럴이 청동인 경우 콘센트는 배럴의 일부로 주조됩니다. 콘센트 캡은 청동, 주철 또는 플라스틱일 수 있습니다.

밸브 시트, 씰 및 개스킷은 스티렌 부타디엔, 클로로프렌, 우레탄 및 부타디엔 아크릴로니트릴을 포함한 다양한 합성 고무로 만들어집니다. 패스너는 아연 도금 강철 또는 스테인리스 강철일 수 있습니다.

소화전은 배송되기 전에 프라이머 페인트를 칠합니다. 소화전 설치시 외부 표면은 외부 등급 페인트로 코팅됩니다.

디자인

미국에서 가압 소화전의 기본 설계 및 구성은 소화전 크기, 작동 압력, 배출구 수 및 기타 요구 사항에 대한 일반 표준을 설정하는 AWWA(American Water Works Association)에서 정의합니다. 무가압 소화전은 공용성을 유지하기 위해 도시나 소방서 내의 가압 소화전과 동일한 디자인일 수도 있고, 밸브가 없는 단순한 마개가 있는 파이프 디자인일 수도 있다.

소화전의 본체를 배럴 또는 상부 스탠드파이프라고 합니다. 한 조각으로 구성될 수도 있고 두 조각으로 구성될 수도 있습니다. 두 조각으로 만든 경우 콘센트가 있는 위쪽 부분을 헤드라고 하고 아래쪽 부분을 스풀이라고 합니다. 이 용어는 정확하지 않으며 제조업체마다, 도시마다 다릅니다.

소화전 배출구에는 일반적으로 소방 호스 커플링과 짝을 이루는 수나사형 NST(National Standard Threads)가 있습니다. 호스 노즐 또는 연결부라고도 하는 더 작은 배출구는 2.5인치 NST입니다. 증기선 노즐 또는 연결부라고도 하는 더 큰 배출구는 4인치 또는 4.5인치 NST입니다. 배출구 캡은 짧은 길이의 체인으로 소화전 본체에 고정됩니다. 호스 연결 및 증기선 연결이라는 용어는 1800년대로 거슬러 올라갑니다. 현대식 소방 장치가 출현하기 전에는 단일 호스 라인을 가압 소화전의 작은 배출구에 직접 연결하여 사소한 화재를 진압하는 경우가 많았습니다. 화재가 더 크면 증기선이라고 하는 증기 동력 펌프가 더 큰 소화전 배출구에서 물을 가져와 여러 호스 라인으로 펌핑했습니다.

소화전 밸브는 금속 스템을 돌려 작동됩니다. 각 스템의 소화전 외부에서 돌출된 부분은 오각형 모양으로 작동 너트라고 합니다. 이 5면 너트를 돌리려면 특수 렌치가 필요하며 무단 사용을 방지하는 데 도움이 됩니다. 일부 소화전에서 작동 너트는 줄기 위로 미끄러지는 별도의 조각입니다. 이렇게 하면 너트가 사용으로 인해 마모된 경우 교체할 수 있습니다.

일부 건식 배럴 소화전에는 소화전이 차량과 충돌하는 경우 쉽게 수리할 수 있는 분리 기능이 있습니다. 이 디자인에는 지면 근처의 소화전 배럴에 있는 차단기 링과 소화전 내부의 밸브 스템에 있는 파손 가능한 커플링이 포함됩니다. 충격을 가하면 지하 배관이나 밸브를 방해하지 않고 상부 배럴과 스템이 자유롭게 스냅됩니다.

모든 소화전의 기본 구성 요소는 유사하지만 소화전의 모양은 소화전은 금속 주조 공정을 거쳐 만들어집니다. 일단 제조되면 각 소화전은 물로 채워지고 누출을 확인하기 위해 정격 압력의 두 배까지 가압됩니다. 제조사마다 다릅니다. 일부 소화전에는 돔형 보닛이 있는 고전적인 원형 몸체가 있습니다. 다른 것들은 정사각형 또는 육각형 몸체를 가지고 있습니다. 도시 재개발이 진행 중인 일부 지역에는 낮고 현대적으로 보이는 소화전이 있습니다.

제조
프로세스

소화전을 만드는 것은 주로 금속 주조 공정이며 대부분의 소화전 회사는 다양한 도시 상수도 구성 요소 제조를 전문으로 하는 금속 주조 공장입니다.

다음은 습식 배럴 소화전 제조를 위한 일반적인 작업 순서입니다.

주형 형성

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1 금형의 외부 표면은 패턴이라는 조각으로 형성됩니다. 소화전 패턴을 만들기 위해 소화전의 외부 모양은 컴퓨터에서 3차원으로 생성됩니다. 이 데이터는 레이저 빔을 사용하여 액체 플라스틱을 소화전 모양으로 경화시키는 스테레오 리소그래피 기계에 입력됩니다. 이 강화 플라스틱 조각은 경질 폴리우레탄으로 왼쪽 및 오른쪽 패턴 절반의 여러 복사본을 만드는 데 사용됩니다.

2 몰드의 내부 표면은 코어라는 조각으로 형성됩니다. 소화전 코어를 만들기 위해 소화전의 내부 모양은 캐비티를 형성하기 위해 알루미늄 또는 주철 블록의 두 부분으로 가공됩니다. 두 개의 반쪽은 함께 고정되고 공동은 모래와 플라스틱 폴리머의 혼합물로 채워집니다. 알루미늄 블록이나 주철 블록을 부드럽게 가열하면 폴리머가 모래를 단단하게 만들어 코어를 형성합니다. 그런 다음 블록이 열리고 코어가 제거됩니다. 이 과정을 반복하여 여러 개의 코어를 만듭니다.

배럴 주조

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3 소화전 생산이 시작될 준비가 되면 패턴과 코어가 금형 제작 기계로 가져옵니다. 왼쪽과 오른쪽 패턴은 모래로 채워진 몰드의 두 절반으로 눌러져 소화전 외부 표면 모양의 인상을 형성합니다. 주물 모래는 부서지지 않고 모양을 유지하는 특수 혼합물입니다. 그런 다음 경화된 모래 코어를 측면에 조심스럽게 놓고 짧은 스페이서로 고정하여 코어와 몰드 반쪽 중 하나의 인상 사이에 공동을 형성합니다. 몰드의 나머지 절반을 코어 위에 놓고 몰드를 함께 고정합니다. 이 과정은 각 소화전에 대해 반복됩니다.

4 용융 금속은 게이트라는 입구 통로를 통해 각 금형에 부어집니다. 주입은 금속이 라이저라고 불리는 반대쪽 배출구를 통해 상승하기 시작할 때까지 계속됩니다. 쇳물이 굳으면서 코어모래의 폴리머가 익습니다. 이렇게 하면 폴리머의 온도가 초기 설정점 이상으로 올라가 폴리머가 분해되어 모래가 다시 느슨해집니다. 건식 배럴 및 습식 배럴 소화전의 측면도.

5 주물이 완전히 경화된 후 주형을 분리하고 코어 샌드를 버립니다. 주물은 작은 금속 알갱이로 채워진 수평 실린더에 놓여지고 주물에 부착되었을 수 있는 작은 금속 조각이나 주물사를 제거하기 위해 회전합니다.

6 주조 게이트와 라이저는 연마 절단 톱으로 절단되어 용광로로 되돌아갑니다. 캐스트 배럴은 거친 표면을 제거하기 위해 휴대용 파워 그라인더로 연마됩니다.

7 소화전에 2피스 배럴이 있는 경우 / 헤드와 스풀을 별도로 주조, 연마 및 마감 처리합니다. 소화전이 주철 또는 연성 철로 만들어진 경우 배출구는 주조, 연마 및 청동으로 별도로 마감됩니다.

배럴 및 밸브 가공

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8 전체 소화전은 선반에 세로로 고정되고 얕은 동심 홈이 하단 플랜지면에 절단됩니다. 이렇게 하면 소화전이 장착될 때 플랜지가 개스킷에 대해 밀봉될 수 있습니다. 이 지점에서 플랜지 볼트 구멍을 뚫거나 선적 직전에 뚫을 수 있습니다.

9 배럴이 투피스 디자인인 경우 헤드 하단에는 내부에 NPT(National Pipe Taper) 나사산이 절단되어 있고 스풀 상단에는 외부에 NPT 나사가 절단되어 있어 두 개의 결합할 조각. 헤드는 NPT 나사산 영역의 한 면에 드릴로 뚫고 두드려서 잠금 고정 나사를 고정합니다.

10 소화전 또는 헤드(2피스 디자인인 경우)는 더 큰 배출구의 중심선을 따라 선반에서 십자형으로 재배치됩니다. 고정물이라고 하는 회전 부품은 소화전을 제자리에 고정하고 소화전이 회전할 때 균형을 제공합니다. 선반은 밸브 디스크를 위한 부드러운 안착 표면을 제공하기 위해 배출구 주위에 배럴의 내부 표면을 경사지게 합니다. 밸브 스템 인서트의 개구부는 드릴 및 나사산이 있습니다. 마지막으로 배출구 또는 배출구 구멍이 나사산으로 연결됩니다. 이 프로세스는 각 콘센트에 대해 반복됩니다.

11 밸브 스템, 밸브 스템 인서트 및 밸브 디스크 홀더는 별도로 기계가공되고 나사산이 있습니다.

소화전 조립

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12 상부 밸브부터 시작하여 밸브 스템 위에 오링 씰이 배치되고 스템이 스템 인서트에 끼워집니다. 스템의 안쪽 끝이 스템 삽입 구멍을 통해 밀어지고 디스크 홀더, 고무 디스크 및 잠금 너트가 배럴 내부에 도달하여 스템에 나사산으로 끼워지고 고정 나사로 제자리에 고정됩니다. 그런 다음 스템 인서트가 배럴에 끼워지고 교체 가능한 작동 너트가 스템의 바깥쪽 끝 위로 미끄러져 너트로 제자리에 고정됩니다. 이 프로세스는 각 밸브에 대해 반복됩니다.

13 배럴이 2피스 디자인인 경우 오링은 스풀의 나사 부분 위로 미끄러지고 조립된 헤드는 오링을 밀봉하기 위해 나사로 조입니다. 나사산은 고정 나사로 제자리에 고정됩니다.

소화전 테스트

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14 AWWA 표준에 따르면 청동 소화전은 150psi(1,034kPa), 연성 철 소화전은 250psi(1,723kPa) 정격이어야 합니다. 각 소화전에는 물이 채워지고 정격 압력의 2배로 가압되어 누출 여부를 확인합니다.

배송 준비

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15 소화전의 압력 테스트 후 배출구 캡과 체인을 부착하고 플라스틱 보호 장치를 하단 플랜지 위로 미끄러지게 하고 소화전 배럴의 외부에 프라이머 페인트를 칠합니다.

품질 관리

들어오는 모든 자재는 필수 사양을 충족하는지 확인하기 위해 검사됩니다. 여기에는 주물을 만드는 데 사용된 원료의 분광 분석이 포함됩니다. 주물사의 수분 함량은 주조 공정에 매우 중요하며 모든 주조 작업 전에 확인합니다. 일련의 주물을 가공할 때 나머지 주물을 가공하기 전에 첫 번째 조각이 적절한 치수인지 확인합니다.

미래

가까운 장래에 도시 경관에서 소화전이 사라질 가능성은 거의 없습니다. 물은 여전히 ​​가장 비용 효율적인 화재 진압제이며 소화전은 여전히 ​​물을 즉시 공급할 수 있는 가장 비용 효율적인 방법입니다. 소방서와 납세자 모두 전략적으로 배치된 대용량 소화전이 화재 보험료를 크게 줄일 수 있다는 사실을 깨닫기 때문에 소화전의 중요성이 커질 것입니다.