液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)禁油壓力表量值傳遞方法
簡(jiǎn)要介紹了液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)用禁油壓力表量值傳遞方法和量傳所采用的計(jì) 量標(biāo)準(zhǔn)，分析了影響禁油檢定的主要因素，提出了實(shí)現(xiàn)禁油檢定的對(duì)策和措施。
1.引言
液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)正在研制的新一代液 體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。在該發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，壓力測(cè)點(diǎn) 多，而且是關(guān)鍵參數(shù)。參加試車的壓力表按被測(cè) 介質(zhì)不同可分為禁油壓力表和無需禁油的一般壓 力表，禁油壓力表主要用于液氧系統(tǒng)的壓力測(cè) 量，要求在每次試車中所測(cè)得的壓力量值不僅準(zhǔn) 確可靠、而且要絕對(duì)‘禁油”。本文主要介紹禁 油壓力表量值傳遞方法和實(shí)現(xiàn)禁油檢定的方法、 措施。
2.壓力量值傳遞方法
圖1是禁油壓力表量值傳遞圖，表示量值傳 遞與標(biāo)準(zhǔn)溯源關(guān)系。下面分別介紹禁油壓力表的 工作原理、禁油、量值傳遞方面的情況。
多數(shù)禁油壓力表都是指氧壓表，用于管道或 容器中液氧或氣瓶里面氧氣的壓力測(cè)量。測(cè)量時(shí) 利用彈簧管受壓后產(chǎn)生的形變，通過一套齒輪機(jī) 構(gòu)帶動(dòng)指針將液氧系統(tǒng)管道中壓力的變化在表盤 的刻度上反應(yīng)出來，便于操作人員根據(jù)所測(cè)得的 壓力量值的大小來控制閥門，以完成試驗(yàn)所必要 的操作程式。
為了保障液氧系統(tǒng)的安全，禁油壓力表所測(cè) 得的量值不僅要準(zhǔn)確反應(yīng)液氧管道中的壓力量 值，而且還要絕對(duì)‘禁油”。我國(guó)計(jì)量法規(guī)定壓 力表屬于強(qiáng)檢項(xiàng)目，以保證量值的統(tǒng)一，被測(cè)禁 油壓力表的量值通過壓力計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)向上能溯 源到國(guó)家基準(zhǔn)，向上是溯源；反之，國(guó)家基準(zhǔn)將 標(biāo)準(zhǔn)壓力量值通過壓力計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)向下又能傳 遞到被測(cè)禁油壓力表上，向下是量值傳遞，這個(gè) 工作都要通過禁油壓力表計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)來上下傳遞完成。
3.禁油壓力表禁油檢定方法
建立禁油壓力表量值傳遞標(biāo)準(zhǔn)以完成禁油壓 力表的量值統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)禁油檢定。圖2是禁油壓 力表禁油檢定框圖。
通過二等氣體活塞壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置與壓力表 氧氣表兩用校驗(yàn)儀組合成禁油壓力表計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)， 實(shí)現(xiàn)禁油檢定，完成禁油壓力量值傳遞工作。
3.1二等氣體活塞壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置
圖 3 是二等氣體活塞壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置構(gòu)成 圖，由二等氣體活塞壓力計(jì)、高壓氣瓶、減壓器 和高壓軟管組成。該標(biāo)準(zhǔn)裝置壓力測(cè)量范圍：0? 6MPa;精度等級(jí)：0.05級(jí);工作介質(zhì)為高壓氮 氣。該裝置由3臺(tái)不同量程的二等氣體活塞壓力 計(jì)組合成。高壓氣瓶將高壓氮?dú)馔ㄟ^JRG4L高壓 軟管輸送到減壓器降壓后，通過JRZ6L高壓軟管 輸送到二等氣體活塞壓力計(jì)，完成對(duì)禁油壓力表 的禁油檢定和量值傳遞任務(wù)。
3.2壓力表氧氣表兩用校驗(yàn)儀
圖4是壓力表氧氣表兩用校驗(yàn)儀，它與配套 的一系列精密壓力表組合成一套禁油壓力表標(biāo)準(zhǔn)裝置,精度：0.25級(jí),壓力測(cè)量范圍：0? 40MPa,檢定介質(zhì)為純凈水。可以向量程在0? 40MPa范圍內(nèi)、精度在1級(jí)以下的禁油壓力表進(jìn) 行量值傳遞。
4.影響禁油檢定的主要因素
（1）禁油壓力表周檢時(shí)表內(nèi)含油
或許因?yàn)榻蛪毫Ρ碛糜诜墙蛵徫?span>，或許 因?yàn)槭褂貌划?dāng)或運(yùn)輸方式不慎，造成本該禁油的 壓力表卻帶油周檢，若不仔細(xì)就會(huì)導(dǎo)致禁油壓力 表標(biāo)準(zhǔn)裝置被含油被檢表污染。
（2）運(yùn)輸不當(dāng)造成禁油壓力表含油
使用單位將禁油壓力表與含油一般壓力表混 放送檢，造成禁油壓力表被油表污染。
（3）禁油壓力表儲(chǔ)存不當(dāng)含油。
由于使用單位儲(chǔ)存壓力表的方式不正確，造 成禁油壓力表含油。譬如：有些單位將壓力表儲(chǔ) 放在貨架上，上層放含油壓力表，下層放禁油壓 力表，含油壓力表內(nèi)空出的油液通過架板縫隙滲 透到下層禁油壓力表上，造成禁油壓力表被油污 染。
（4）禁油壓力表使用不當(dāng)含油。
禁油壓力表本應(yīng)該用于禁油崗位，但使用單 位常?；煊?，即禁油壓力表用于非禁油崗位，造 成禁油壓力表被污染含油，造成質(zhì)量安全隱患。
（5）含油壓力表當(dāng)作禁油壓力表使用。
由于管理不嚴(yán)格，將含油壓力表清洗后作禁 油壓力表使用。
（6）壓力表氧氣表兩用校驗(yàn)儀雖有兩級(jí)油水 隔離器實(shí)現(xiàn)禁油檢定，但由于水臺(tái)子自身技術(shù)上的局限性，油水串液的隱患始終存在。
（7）二等氣體活塞壓力計(jì)氣路系統(tǒng)被油污染
二等氣體活塞壓力計(jì)雖用氮?dú)庾鳉庠矗?/span> 于活塞桿與活塞筒之間是用變壓器油實(shí)現(xiàn)密封 的，故而二等氣體活塞壓力計(jì)氣路系統(tǒng)仍然存在 被油污染的隱患。
5.實(shí)現(xiàn)禁油檢定的對(duì)策和禁油效果
5.1對(duì)策
對(duì)壓力量值傳遞中影響禁油檢定的七個(gè)因素 所采取的方法是預(yù)防為主，有針對(duì)性地采取對(duì)策 及措施。
（1）依據(jù)計(jì)量法規(guī)定，量值傳遞工作必須依 據(jù)相關(guān)專業(yè)的國(guó)家檢定規(guī)程。禁油壓力表必須依 據(jù)彈簧管一般壓力表檢定規(guī)程（JJG52- 1999)和 標(biāo)準(zhǔn)器操作規(guī)程來完成其禁油情況下的示值校準(zhǔn) 工作。
（2）對(duì)新驗(yàn)收的禁油壓力表嚴(yán)格把關(guān)，依照 國(guó)家檢定規(guī)程的要求，認(rèn)真做好禁油壓力表的檢 前無油脂檢查工作，徹底杜絕冒牌禁油壓力表蒙 混過關(guān)，避免污染禁油壓力表標(biāo)準(zhǔn)裝置，并給試 車現(xiàn)場(chǎng)造成質(zhì)量和安全隱患，對(duì)不合格的禁油壓 力表徹底退貨。
（3）對(duì)于周檢前發(fā)現(xiàn)的含油禁油表或本身含 油卻要求禁油的一般壓力表，前者根據(jù)使用情況 酌情處理或報(bào)廢處理。后者請(qǐng)使用者根據(jù)自己使 用情況自己先把含油的壓力表清洗干凈，再依據(jù) 檢定規(guī)程規(guī)定的方法，作無油脂檢查合格，再進(jìn) 行壓力量值傳遞工作。
（4）要求使用單位采取有效措施，將禁油壓 力表與一般壓力表隔離或分裝后再送檢。
（5）使用單位對(duì)閑置的禁油壓力表應(yīng)該與一 般壓力表隔離存放，或?qū)⒔蛪毫Ρ矸胖秘浖艿?/span> 最上層，含油的一般壓力表放置其下層。
（6）由于各種原因，使用單位常常存在這樣 的現(xiàn)象，禁油壓力表用于非禁油崗位，一般壓力 表卻用于禁油崗位。使用的混亂導(dǎo)致禁油壓力表 不能專表專用，造成污染，導(dǎo)致隱患。針對(duì)該現(xiàn) 象應(yīng)加強(qiáng)計(jì)量管理工作，制定經(jīng)濟(jì)處罰制度，提高使用者的計(jì)量、安全、質(zhì)量意識(shí)。
（7）由于市場(chǎng)上買不到試車所需要的某些參 數(shù)的禁油壓力表，權(quán)且將含油壓力表清洗后當(dāng)作 禁油壓力表使用，這始終存在質(zhì)量安全隱患。如 果能夠引進(jìn)美國(guó)便攜式儀表清洗系統(tǒng)3646就能 從根本上解決禁油壓力表甚至壓力傳感器的除油 清洗問題，徹底消除質(zhì)量安全隱患。
該系統(tǒng)由美國(guó)KNC公司制造，專門用于清 洗儀表內(nèi)部殘存的固體顆粒、油污以及附著的污 染物。如壓力表、傳感器以及一端封死的儀表。 特別適合于航空航天以及計(jì)量校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室使用。
（8）壓力表氧氣表兩用校驗(yàn)儀的油水串液的 隱患宜采取以下方法預(yù)防為主：
①對(duì)被檢儀表，先給彈簧管內(nèi)注滿清水，再 安裝進(jìn)行示值校準(zhǔn)。
②安裝被檢儀表前，先檢查氧氣表接頭處水 樣是否含油，確定無油再安裝被檢儀表。
壓力表氧氣表兩用校驗(yàn)儀加壓工作前，先檢 查油杯油量，若低于標(biāo)定的油位，嚴(yán)禁給油杯加 油，應(yīng)從氧氣表接頭處向隔離器內(nèi)注入清水，將 隔離器里油液壓回油杯至標(biāo)定的油位方可進(jìn)行工 作。
針對(duì)二等氣體活塞壓力計(jì)活塞密封油液對(duì)其 氣路系統(tǒng)存在的污染隱患，應(yīng)定期用清洗劑對(duì)氣 路系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，工作時(shí)打開排污閥，工作后關(guān) 閉油杯閥。
5.2禁油效果
長(zhǎng)期以來，由于采取了有針對(duì)性的預(yù)防措施 與對(duì)策，并從制度管理上加以保障，使禁油壓力 表量值傳遞計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在1995年以來所有的試驗(yàn) 中，避免了以上七個(gè)因素帶來的直接影響，在禁 油壓力表量值傳遞工作中取得了十分良好的禁油 效果，經(jīng)壓力標(biāo)準(zhǔn)量傳過的禁油壓力表從未在試
車中出現(xiàn)質(zhì)量安全事故。
6.結(jié)束語
隨著航天技術(shù)日新月異的發(fā)展，面對(duì)日益頻 繁的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)，禁油要求越來越高，通過一定 手段、方法及預(yù)防措施可以滿足禁油檢定，但遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不能滿足今后發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的發(fā)展需要。目前要 實(shí)現(xiàn)禁油壓力表更高禁油檢定要求，簡(jiǎn)便有效的 辦法是引進(jìn)美國(guó)便攜式儀表清洗系統(tǒng)3646和阿 美特克PPCE便攜式壓力校準(zhǔn)儀，基本可以滿足 某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的需要。
