壓力表計(jì)量檢定中常見問題分析

武 鑫，林 晨，王曉波，高靖波，王亞欣

（北京市豐臺(tái)區(qū)計(jì)量檢測(cè)所，北京 100071）

0 引言

壓力計(jì)量檢定工作中一般都采用統(tǒng)一的壓力計(jì)量器來完成。壓力表作為一種具有高敏感彈性元件的壓力檢定儀器，在實(shí)際的應(yīng)用中有很多的注意事項(xiàng)。壓力表為計(jì)量檢定提供了良好條件，同時(shí)也對(duì)技術(shù)人員提出了更高的要求。研究壓力表計(jì)量檢定中的問題對(duì)于優(yōu)化壓力計(jì)量檢定質(zhì)量和提高計(jì)量檢定效率有著重要的意義。

1 壓力表概述

1.1 工作原理

壓力表是通過表內(nèi)的波登管、膜盒、波紋管等敏感元件的彈性形變和表內(nèi)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)壓力形變傳導(dǎo)工作的。壓力形變最終傳導(dǎo)給壓力表指針，指針通過傳動(dòng)與儀表上對(duì)應(yīng)的數(shù)字來顯示壓力[1]。

1.2 主要構(gòu)造

壓力表主要由指針、溢流孔、玻璃面板、節(jié)流閥等元件構(gòu)成。指針用于指示壓力形變的值，溢流孔用于釋放壓力，預(yù)防玻璃板面在壓力環(huán)境下發(fā)生爆裂，節(jié)流閥用于控制和減小脈動(dòng)壓力。

1.3 應(yīng)用原則

1.3.1 遵循類型原則

壓力表根據(jù)屬性可分為不同類型。常見的壓力表有耐熱型、蒸汽用耐熱型、蒸汽型、耐振型、蒸汽用耐振型、普通型幾種，不同的壓力表有著不同的應(yīng)用范圍。為了確保壓力表計(jì)量檢定精準(zhǔn)性和安全性，壓力檢定人員在計(jì)量檢定的過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際的壓力檢定需求和環(huán)境選擇合適的壓力表。此外，壓力表的應(yīng)用應(yīng)符合安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。不同的壓力表功能和屬性不同，在選擇壓力表時(shí)要了解壓力表是否具有自動(dòng)報(bào)警功能、傳遠(yuǎn)功能，可見的介質(zhì)是否符合壓力表安全使用的標(biāo)準(zhǔn)。如計(jì)量檢定的介質(zhì)的腐蝕性、易燃性、易爆性、臟污程度、粘粘程度、溫度等條件，以上條件是否對(duì)選用的這一類型的壓力表造成計(jì)量檢定質(zhì)量和檢定安全性的影響。普通的壓力表多采用合金制成，如合金鋼、合金碳鋼、合金銅等，而與部分介質(zhì)會(huì)發(fā)生生化反應(yīng)，如銅+氨易發(fā)生爆炸，因此銅合金普通壓力表不能應(yīng)用于氨壓力的計(jì)量檢定。還有一些壓力表易發(fā)生氧化反應(yīng)或氧化爆炸，因此工作和存儲(chǔ)時(shí)都要避免接觸油污。如氧氣壓力表，這類壓力表在使用前必須要對(duì)表面的油污采用四氯化碳完全清洗[2]。

1.3.2 遵循測(cè)量范圍原則

所有的壓力表按照生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)都有著規(guī)定的測(cè)量范圍。壓力值計(jì)量檢定人員在實(shí)際環(huán)境中應(yīng)用壓力表時(shí)，一定要循序測(cè)量范圍，在壓力表的彈性變形安全范圍內(nèi)使用。為了確保壓力表的使用安全，建議選擇壓力表時(shí)要預(yù)留一定的壓力范圍，以便于壓力表能滿足壓力環(huán)境的變化。在檢定穩(wěn)定壓力值時(shí)，壓力表最大工作壓力應(yīng)控制在測(cè)量上限的1/2 之內(nèi)，在檢定高壓值時(shí)，壓力表最大工作壓力值應(yīng)控制在測(cè)量上限的3/5 之內(nèi)。在測(cè)量普通壓力值時(shí)，計(jì)量測(cè)定的環(huán)境最小壓力值應(yīng)控制在壓力表正常值的1/3 之內(nèi)。總而言之，選擇壓力表時(shí)要保證壓力表的輸出值與輸入值之間的線性安全關(guān)系，預(yù)留一定的壓力值安全范圍。壓力表實(shí)際應(yīng)用中，一般先根據(jù)被測(cè)參數(shù)的最大值和最小值計(jì)算出儀表的上、下限，然后根據(jù)壓力表儀表盤標(biāo)尺上的限制和國(guó)家相關(guān)規(guī)定中的標(biāo)準(zhǔn)系列預(yù)留壓力表安全范圍。我國(guó)規(guī)定的壓力表的測(cè)量范圍標(biāo)準(zhǔn)系列如下：-0.1、-0.06、0.15、0～1、1.6、2.5、4、6、10×10 MPa[3]。

1.3.3 遵循精度等級(jí)原則

壓力表計(jì)量檢定應(yīng)用中，對(duì)于壓力表精度等級(jí)的選擇并不是越高越好。一般而言，精度等級(jí)越高的壓力表成本高、可靠性好，同時(shí)維修管理的成本也高。而普通的壓力值計(jì)量檢定中并不是所有的檢定都要求較高的精度值。在選擇壓力表精度等級(jí)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際壓力值計(jì)量檢定的需求而定，并且還要充分考慮壓力表的安全范圍和屬性，要以安全性為前提，在成本、壓力值檢定誤差范圍的基礎(chǔ)上選擇相對(duì)而言精密度更高的壓力表。一般而言，根據(jù)國(guó)家規(guī)定的壓力表生產(chǎn)工藝，允許的最大絕對(duì)誤差、引用誤差、計(jì)算誤差都影響著最終的計(jì)量檢定值，而計(jì)量表的精密度只是其中的影響因素之一。要提高壓力表計(jì)量檢定的精確值，也可以通過加強(qiáng)計(jì)算誤差和引用誤差管理來控制。

1.4 使用注意事項(xiàng)

壓力表是一種高敏感性精密儀器，在實(shí)際的計(jì)量檢定中受環(huán)境和操作條件的影響較多，從而引發(fā)計(jì)量檢定的安全和誤差。因此，使用壓力表計(jì)量檢定時(shí)要加強(qiáng)使用注意事項(xiàng)的管理。常見的注意事項(xiàng)如下：①壓力表安裝要注意垂直，擰緊時(shí)使用17 mm的扳手，不能直接強(qiáng)擰儀表殼；②運(yùn)輸過程中要做好壓力表保護(hù)，預(yù)防磕碰造成機(jī)械性損壞；③任何壓力表的工作環(huán)境要求振動(dòng)頻率控制在25 Hz 以內(nèi)，振幅應(yīng)控制在1 mm 以內(nèi)；④任何壓力表的使用范圍應(yīng)該控制在儀表值上限的1/3～2/3；⑤壓力表在計(jì)量檢定中要避免與粘度較大的介質(zhì)、結(jié)晶介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)、氧化性介質(zhì)的直接接觸，當(dāng)計(jì)量檢定這些介質(zhì)的壓力值時(shí)，必須對(duì)壓力表使用隔離裝置隔離；⑥壓力表在高溫環(huán)境下計(jì)量檢定，儀表方發(fā)生指示針無法歸零或超值問題，應(yīng)放開儀表殼上的橡膠塞對(duì)表盤內(nèi)通氣；⑦壓力表在計(jì)量檢定腐蝕性介質(zhì)時(shí)，采購(gòu)壓力表時(shí)應(yīng)注明使用條件；⑧壓力表需要每隔3 個(gè)月進(jìn)行一次計(jì)量檢定和維護(hù)保養(yǎng)。

2 壓力表計(jì)量檢定中的常見問題

2.1 對(duì)壓力表的認(rèn)識(shí)不足

壓力表屬于精密儀器，計(jì)量檢定需要對(duì)壓力表有著充足的認(rèn)識(shí)，了解每種壓力表的工作原理及故障類型，并有科學(xué)計(jì)量檢定的壓力表的意識(shí)和技術(shù)，才能更好的規(guī)避計(jì)量檢定中的問題，解決壓力表誤差問題。然而事實(shí)情況是大部分壓力表計(jì)量檢定人員缺乏對(duì)壓力表及其計(jì)量檢定的正確認(rèn)識(shí)，在技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)方面都明顯欠缺，影響著計(jì)量檢定的效果[4]。

2.2 計(jì)量檢定人員計(jì)量檢定技術(shù)水平不足

壓力表計(jì)量檢定人員的技術(shù)水平?jīng)Q定著計(jì)量檢定的結(jié)果。目前，我國(guó)的壓力表類型較多，壓力表更新較快，而壓力表計(jì)量檢定技術(shù)人員的技術(shù)更新較慢，部分計(jì)量檢定人員技術(shù)水平偏低，無法滿足高精密等級(jí)壓力表的計(jì)量檢定，自身又缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，因此嚴(yán)重影響著壓力表的計(jì)量檢定質(zhì)量。

2.3 對(duì)計(jì)量檢定工作不重視

壓力表計(jì)量檢定工作是確保壓力表使用安全、控制壓力表檢測(cè)質(zhì)量的前提條件。然而在實(shí)際的壓力表管理中，一部分檢測(cè)人員表現(xiàn)出對(duì)壓力表計(jì)量檢定工作的不重視，疏于對(duì)壓力表的定期計(jì)量檢定和維護(hù)保養(yǎng)，未能及時(shí)了解壓力表存在的或可能發(fā)生的故障，給壓力表安全使用埋下一定的隱患，同時(shí)也影響著壓力值測(cè)量的精準(zhǔn)性。

2.4 計(jì)量檢定方法不規(guī)范

壓力表計(jì)量檢定需要依照國(guó)家規(guī)定的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、程序科學(xué)實(shí)施。目前，我國(guó)的壓力表計(jì)量檢定步驟存在著不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}，檢測(cè)人員在執(zhí)行計(jì)量檢定工作時(shí)按照規(guī)定程序操作，因此就會(huì)出現(xiàn)操作不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}。這是影響計(jì)量檢定結(jié)果發(fā)生失誤的重要原因之一。

3 解決壓力表計(jì)量檢定問題的有效策略

3.1 提高對(duì)于壓力表計(jì)量檢定的重視

對(duì)于計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)而言，首先要提高對(duì)于壓力表計(jì)量檢定的重視度，加強(qiáng)對(duì)于測(cè)量人員的專業(yè)培訓(xùn)，普及新型壓力表的知識(shí)，提高測(cè)量人員對(duì)于壓力表計(jì)量檢定的認(rèn)識(shí)。其次，要采購(gòu)或引進(jìn)先進(jìn)的壓力表計(jì)量檢定設(shè)備，應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)量檢定技術(shù)對(duì)壓力表進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和計(jì)量檢定的操作。對(duì)于相關(guān)部門而言，要對(duì)單位的壓力表定期組織計(jì)量檢定和不定期的抽查性計(jì)量檢定，并做好壓力表計(jì)量檢定操作的記錄，分析壓力表的安全屬性和檢測(cè)失誤的原因，為后期的維護(hù)保養(yǎng)做好基礎(chǔ)[5]。

3.2 提升測(cè)量人員計(jì)量檢定技術(shù)水平

提升測(cè)量人員的技術(shù)水平是確保壓力保計(jì)量檢定質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，相關(guān)單位要定期組織員工學(xué)習(xí)壓力表計(jì)量檢定的知識(shí)和技術(shù)，學(xué)習(xí)安全常識(shí)。檢測(cè)技術(shù)人員要自覺的學(xué)習(xí)和更新壓力表計(jì)量檢定的理論及技術(shù)，多與有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量人員交流學(xué)習(xí)，了解壓力表計(jì)量檢定中易忽略的操作問題，并不斷的改善計(jì)量檢定操作，提高壓力表計(jì)量檢定的質(zhì)量和效率。

3.3 加強(qiáng)壓力表計(jì)量檢定管理監(jiān)督

壓力表的計(jì)量檢定失誤影響著壓力表的使用安全與測(cè)量精度，對(duì)于不同領(lǐng)域工業(yè)機(jī)械化壓力表的應(yīng)用效果有著嚴(yán)重的影響[6]。為了控制和預(yù)防壓力表計(jì)量檢定失誤的出現(xiàn)，應(yīng)該制定相關(guān)的法律法規(guī)和管理制度約束檢測(cè)人員的行為，提升檢測(cè)人員的責(zé)任意識(shí)。特別是行業(yè)或企業(yè)內(nèi)部應(yīng)該制定壓力表計(jì)量檢定監(jiān)督管理制度，設(shè)置計(jì)量檢定質(zhì)量核查部門，由技術(shù)專業(yè)水平較高、責(zé)任心較強(qiáng)的技術(shù)人員擔(dān)任監(jiān)督核查工作，確保計(jì)量檢定工作的萬無一失。

3.4 規(guī)范壓力計(jì)量檢定的流程、步驟及標(biāo)準(zhǔn)

目前，國(guó)家應(yīng)該盡快的完善和規(guī)范壓力表計(jì)量檢定的流程、步驟、標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)傳統(tǒng)的壓力計(jì)量檢定操作中不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤?，?jiǎn)化計(jì)量檢定的流程，細(xì)化計(jì)量檢定關(guān)鍵技術(shù)的步驟和標(biāo)準(zhǔn)，以供檢測(cè)人員計(jì)量檢定操作參考。對(duì)于現(xiàn)有的計(jì)量檢定步驟中不符合現(xiàn)有的壓力表計(jì)量檢定的內(nèi)容，應(yīng)該以新型壓力表為依據(jù)，更換計(jì)量檢定的操作內(nèi)容，使壓力表計(jì)量檢定操作從范圍向具體化轉(zhuǎn)變。

4 結(jié)語

隨著工業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化的發(fā)展，環(huán)境壓力的研究成為工業(yè)領(lǐng)域研究的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。壓力環(huán)境在采暖供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、油氣管道、汽車系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域都廣泛存在，而壓力計(jì)量檢定也成為相關(guān)領(lǐng)域運(yùn)行管理、維護(hù)保養(yǎng)的重要技術(shù)。壓力表的構(gòu)造、屬性決定不同壓力表有著不同的應(yīng)用原則和使用注意事項(xiàng)，因此，需要對(duì)壓力表計(jì)量中出現(xiàn)的問題加強(qiáng)重視。