趙玉敏 許翠翠 張?zhí)炝?/p>

0 引言

熱量表的耐久性是影響其使用的重要因素，也是熱量表型式評價中的主要方面。按照JJG 225—2001《熱量表》要求，熱量表在進行型式評價過程中流量傳感器要進行如下條件的耐久性試驗：最大流量為qs并處于流量傳感器需要承受的載熱流體的溫度上限時，試驗持續(xù)時間為300h，耐久性試驗結(jié)束后，在水溫(50±5) ℃下進行示值誤差試驗，試驗結(jié)果符合各相應(yīng)流量點誤差要求。

高溫耐久性試驗是基于如下原理：即受試品在規(guī)定溫度、規(guī)定流量和規(guī)定載熱液體作用下，經(jīng)過規(guī)定時間磨損后，表現(xiàn)出的計量特性與產(chǎn)品標準要求的計量特性是一致的。高溫磨損試驗實際上是確保產(chǎn)品計量性能長期穩(wěn)定的一個檢驗方式，是對產(chǎn)品部件進行老化程度確認的一種有效手段。

高溫磨損是針對元器件、材料和工藝方法進行的，檢驗機械部件耐高溫特性，用于確定元器件、材料及生產(chǎn)工藝的磨損后的計量特性是否滿足要求。其目的不是暴露缺陷，而是確保熱量表在使用壽命周期內(nèi)，對持續(xù)高溫環(huán)境的適應(yīng)能力。

熱量表只有具備長時間無故障地工作的性質(zhì)，才能夠順利完成其作為熱計量貿(mào)易結(jié)算的重要使命。

我院對于高溫耐久性試驗領(lǐng)域里的探索一直在進行，我們記錄熱量表使用前、使用后及耐久性試驗后的計量性能數(shù)據(jù)，通過反復(fù)大量的實驗數(shù)據(jù)對比，分析了耐久性實驗對熱量表計量性能的影響，明確耐久性試驗的必要性。

1 實驗室條件下熱量表的磨損實驗

由于實驗過程時間長、溫度高和流量大等特點，對檢測設(shè)備要求很高，所以目前型式評價的產(chǎn)品，尤其是系列產(chǎn)品，試驗中只抽取一組規(guī)格進行磨損實驗，無法按照要求進行全規(guī)格磨損試驗。

為了深入探索熱量表耐久性試驗的特性，我們針對三只DN20口徑超聲波熱量表進行試驗，實驗水溫85℃，實驗時間300小時。試驗前后數(shù)據(jù)如表1 所示。表中qP為公稱流量；qi為最小流量。

表1 熱量表磨損實驗數(shù)據(jù)對比

由磨損前后數(shù)據(jù)來看，誤差產(chǎn)生了變化，通過反復(fù)實驗發(fā)現(xiàn)實驗后各流量點數(shù)據(jù)一致性很好，經(jīng)分析判斷主要是機械部件加工時局部毛刺處理不好，大流量磨損起到拋光的作用，引起誤差變化，但是，機械部件沒有其它損壞。

2 磨損中出現(xiàn)部件高溫老化現(xiàn)象

下面是耐久性試驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題，DN20超聲波熱量表，介質(zhì)溫度90℃磨損32小時，部件損壞情況如圖1 所示。

圖1

該熱量表在檢測介質(zhì)為85℃高溫下運行30小時后，進行流量數(shù)據(jù)檢測，合格后，轉(zhuǎn)到檢測介質(zhì)為90℃的磨損臺子上進行磨損，預(yù)運行0.5小時左右，壓損瞬間驟升，由原來的18 kPa升到65kPa，出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞現(xiàn)象。

經(jīng)確認，生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品計量性能一直穩(wěn)定，但該部件是外購件，裝配前，沒有進行質(zhì)量檢驗，導(dǎo)致該批次產(chǎn)品耐高溫性差，隨后產(chǎn)品立即招回。

3 熱量表使用一個供暖季后計量性能檢測

熱量表的實際應(yīng)用是檢驗產(chǎn)品計量可靠性的有效途徑，也是變相進行耐久性試驗的一種方式。為此，我們標記了實際應(yīng)用的部分產(chǎn)品，進行實際的耐久性試驗跟蹤分析。

2010年冬天，濟南市首次啟動了大規(guī)模的熱計量試點，對100萬平方米的居民住宅和200萬平方米的公共建筑進行了熱計量。我單位利用這個契機，篩選10只數(shù)據(jù)穩(wěn)定性很好的熱量表，進行跟蹤：實驗運行流量在0.7qp,時間50天×12小時/天=600小時,使用水溫最高62℃，最低39℃,一個供暖季下來，我們對使用后的熱量表進行了跟蹤檢驗，并和使用前進行對比。 詳見表2、表3 、表4。

表2 安裝前,水溫50℃檢測數(shù)據(jù)

續(xù)表

表3 使用后,水溫50℃檢測數(shù)據(jù)

表4 使用前和使用后誤差變化量

一個供暖季下來，10只表的合格率為50%，小流量偏差大，其它各點誤差變化量也不一致，編號為2010010的熱量表機械部件出現(xiàn)了損壞現(xiàn)象。

4 按照標準要求進行高溫磨損試驗的必要性

隨著我院熱量表國家型式評價試驗室計量檢測能力的提升，我院目前已經(jīng)擁有DN15-DN50磨損試驗裝置三套，DN50-DN200磨損試驗裝置一套，可覆蓋DN15-DN200口徑熱量表的高溫磨損試驗，裝置最高試驗溫度可達95℃。熱量表高溫磨損試驗全面啟動，目前各種試驗正在進行中，隨著高溫磨損后的數(shù)據(jù)不斷被測試出來，我們也將通過大量的試驗數(shù)據(jù)和試驗記錄逐漸摸索出熱量表高溫領(lǐng)域里出現(xiàn)的各種問題。

5 結(jié)束語

通過目前大量的試驗可以看出，熱量表高溫下是否具有可靠性不是通過單純的高溫檢測就可以發(fā)現(xiàn)的，更不是計量部門的首檢和企業(yè)的出廠檢驗所能實現(xiàn)的；而供熱計量本身又對熱量表的長期可靠性提出了非?？量痰囊螅瑹崃勘肀仨毦邆漭^高的品質(zhì)，才能確保熱量表的長期可靠使用。

從目前看，熱量表在設(shè)計、加工、安裝和使用各個環(huán)節(jié)都缺乏嚴格的高溫耐久性把關(guān)措施，嚴重影響了熱量表長期可靠性的實現(xiàn)。產(chǎn)品型式評價過程中的高溫磨損試驗，成為驗證熱量表可靠性的有力保證，我們呼吁政府監(jiān)管部門在受理熱量表的行政許可時，應(yīng)對產(chǎn)品的耐久性試驗給予特別關(guān)注，即熱量表在型式評價過程中必須進行高溫耐久性試驗。

[1] 山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.JJG(魯)65—2008熱量表標準裝置[S].2008

[2] OIML R75.1—2002 Heat meters Part 1: General requirements

[3] EN 1434.1—2007 Heat meters Part 1: General requirements

[4] EN 1434.4—2007 Heat meters Part 4: Pattern approval tests

[5] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.JJG 225-2001 熱量表.2001

[6] 王雪寒.應(yīng)用信息化技術(shù)提高計量管理水平.計量技術(shù), 2010(1)