延長壓力表檢定周期的一種方法
彈性元件式壓力表是測量流體壓力的儀表, 具有結(jié)構(gòu)簡單, 使用方便, 測量準(zhǔn)確, 制造成本低等優(yōu)點, 廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活、國防建設(shè)、科學(xué)實驗等領(lǐng)域。壓力表的規(guī)格和種類多、數(shù)量大、使用的環(huán)境多樣化。壓力表往往被使用在“重要崗位”上, 對容器的壓力進(jìn)行監(jiān)測, 保證設(shè)備的安全運行, 是關(guān)鍵性的儀表, 在使用中具有重要的意義。正確的使用、維護(hù)、校準(zhǔn)、檢定壓力表, 使壓力表處于良好的技術(shù)狀態(tài), 是一項十分重要工作。計量檢定壓力表是依據(jù)計量法規(guī), 科學(xué)判定壓力表符合技術(shù)性能要求的方法。計量檢定規(guī)程是計量檢定壓力表的技術(shù)法規(guī), 計量檢定規(guī)程規(guī)定了檢定壓力表的計量器具、技術(shù)條件、檢定方法、檢定數(shù)據(jù)的處理、檢定周期等內(nèi)容。通過長期實踐發(fā)現(xiàn), 未列入國家強制檢定目錄的壓力表、有專門管理的壓力表、一般使用中的壓力表, 可以依據(jù)法規(guī)和使用情況, 由管理部門、行業(yè)、使用者規(guī)定檢定周期或校準(zhǔn)時機, 其檢定周期可以超過6個月, 甚至更長, 以解決目前壓力表存在的檢定周期短、檢定工作量大、頻繁拆裝損壞壓力表及其設(shè)備的問題?？茖W(xué)管理壓力表檢定周期, 提高壓力表的使用可靠性, 降低資源的浪費。
1 延長檢定周期的必要性
壓力表檢定周期是一項重要技術(shù)要求, 一般由兩方面因素確定其計量檢定周期, 一是可靠原則;二是經(jīng)濟原則, 即在確?？煽康幕A(chǔ)上, 減少資源的消耗。檢定周期長, 將可能遺失一些發(fā)現(xiàn)不符合技術(shù)要求壓力表的機會, 結(jié)果是可靠性下降;檢定周期過短, 不斷的進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)活動, 將帶來社會各種資源的消耗、甚至是浪費?？茖W(xué)合理的確定計量檢定周期, 能保證壓力表使用的可靠性、同時保持社會資源的高效節(jié)約。檢定壓力表包括壓力表的流轉(zhuǎn)、檢定測試、原始記錄及其證書的出具等過程。檢定一塊壓力表平均使用時間約為30 min, 一個檢定小組每天工作8h, 每個工作日僅能檢定壓力表16塊。不但檢定壓力表需要時間, 同時大量的壓力表頻繁拆卸、安裝也消耗了大量的人力和物力, 有時還必須停止相關(guān)設(shè)備的運行, 也會造成不同程度的經(jīng)濟損失和實際工作的不便, 由于壓力表頻繁拆裝, 可能造成壓力表的損壞、壓力設(shè)備的損壞、系統(tǒng)故障等不良后果。在有條件的情況下, 科學(xué)的延長壓力表的計量檢定、校準(zhǔn)周期, 反而能有效的提高壓力表的使用可靠性、節(jié)省社會資源。
2 影響壓力表可靠性的因素
壓力表的檢定周期與工作可靠性緊密相關(guān), 壓力表工作可靠性因素和引起的后果主要有下面幾個方面。
2.1 設(shè)計制造缺陷
彈簧管式壓力表設(shè)計比較成熟, 問題主要出現(xiàn)在制造工藝和材料的選擇方面, 選用材料不合適可導(dǎo)致彈性材料性能不合要求、機械強度不夠等問題。制造工藝不成熟、流程不規(guī)范可導(dǎo)致零件加工、裝配精度不合要求, 壓力表量值不穩(wěn)定, 達(dá)不到設(shè)計目標(biāo)和預(yù)期壽命。
2.2 長期恒定或交變載荷
壓力表長期加載較大壓力或不斷的加載幅度大、頻率高的交變壓力, 引起彈簧管、游絲的彈性特性逐漸惡化或永久變形;降低彈簧管、游絲的疲勞壽命, 增大機械聯(lián)接的磨損程度。
2.3 沖擊載荷、瞬時卸載
壓力表測量快速沖擊性壓力、快速將壓力表從較高壓力瞬間降低等類似操作, 可使彈簧管或游絲的彈性變形超出設(shè)計范圍、齒輪嚙合運動超出極限、輪齒承受應(yīng)力超過安全范圍, 指針敲擊止銷引起示值偏差、指針?biāo)蓜踊蛑羔樋着c中心軸表面磨損, 嚴(yán)重時會造成壓力表損壞。
2.4 環(huán)境振動
壓力表安裝在機械振動較大的部位, 會使壓力表機械連接部分產(chǎn)生預(yù)期之外的磨損, 導(dǎo)致壓力表機械機構(gòu)連接部分出現(xiàn)不同情況的移位、損傷, 使壓力表偏出零位, 指針?biāo)蓜? 轉(zhuǎn)動部分間隙變大, 彈性元件老化, 破壞壓力表的基本性能, 降低壓力表的壽命, 嚴(yán)重時在短時間內(nèi)造成壓力表損壞。
2.5 環(huán)境溫度
壓力表長時間工作在高溫環(huán)境中測量高壓力, 會引起材料彈性模量的變化, 加速材料疲勞、蠕變和機械磨損。產(chǎn)生壓力表量值的漂移, 嚴(yán)重時使壓力表量值大大的超出誤差允許范圍。
2.6 腐蝕
壓力表長時間在腐蝕性環(huán)境中使用或測量腐蝕性介質(zhì), 可使壓力表的金屬部分受到腐蝕, 破壞壓力表的金屬結(jié)構(gòu), 使彈簧管銹蝕穿孔, 改變壓力表零件的初始表面狀態(tài)和聯(lián)接 (接觸) 方式。破壞壓力表的基本性能, 嚴(yán)重時損壞壓力表。
3 延長壓力表檢定周期的可行性
彈簧管式壓力表是一般意義上的通用儀表, 國家已經(jīng)制定了國家標(biāo)準(zhǔn)JJG 52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表計量》檢定規(guī)程。該標(biāo)準(zhǔn)對國內(nèi)生產(chǎn)制造的彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中計量檢定具有普遍意義。但是通過實踐證明, 經(jīng)過驗證性能穩(wěn)定的、設(shè)計了可靠性結(jié)構(gòu)的、用于特殊場合的、用于專用設(shè)備的、使用頻度不高的、使用要求不高等的壓力表不適合使用JJG 52—2013標(biāo)準(zhǔn)對檢定周期的規(guī)定。同時通過大量的計量檢定統(tǒng)計數(shù)據(jù)證明, 在壓力表質(zhì)量較好的情況下, 該項國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢定周期在普遍意義上偏短, 不利于壓力表、安裝有壓力表設(shè)備的正常使用, 在一定程度上造成浪費。
人們已經(jīng)習(xí)慣了使用現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)、及其規(guī)定的檢定周期, 改變這種習(xí)慣是一件較難接受的事情。但是, 面對壓力表使用的實踐, 在大量的場合, 難以按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢定周期對壓力表進(jìn)行計量檢定, 大量的實踐結(jié)果表明, 延長檢定周期沒有問題。上述事實說明兩個問題:一是國家的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)在實際工作中不能得到有效落實;二是在技術(shù)層面上延長檢定周期是科學(xué)、可行的。為了解決問題, 可以通過大量壓力表的檢定結(jié)果、數(shù)據(jù), 作為確定壓力表檢定周期的支撐;也可以使用恰當(dāng)?shù)姆椒ūＷC延長檢定周期的可靠性。根據(jù)壓力表的用途、使用環(huán)境、使用要求, 將壓力表分類管理, 分別制定檢定周期, 滿足可靠性和經(jīng)濟性、實用性的要求;選擇性能穩(wěn)定的壓力表, 使用在不便于檢定周期較短的場所。對于不同的使用方式, 國家標(biāo)準(zhǔn)難以面面俱到, 通常是進(jìn)行普遍意義的規(guī)范。但是對于具體的情況、行業(yè)、部門等內(nèi)部卻可以進(jìn)行規(guī)范, 或是制定行業(yè)、部門的法規(guī), 使其具有法規(guī)依據(jù)。
4 延長壓力表檢定周期的方法
延長檢定周期應(yīng)科學(xué)、穩(wěn)妥, 把握住可靠性原則與經(jīng)濟性原則的相互平衡, 重要的測量, 可靠性優(yōu)先, 測量要求低的, 經(jīng)濟性優(yōu)先。采用與實際情況相符合的方法, 科學(xué)、合理的制定壓力表檢定周期。下面簡單介紹幾種延長壓力表檢定周期的方法。
4.1 統(tǒng)計法
該方法是對大量的壓力表的檢定、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計, 以可靠性為目標(biāo), 分析數(shù)據(jù), 確定壓力表的檢定周期。這種方法需要數(shù)據(jù)量大, 數(shù)據(jù)采集持續(xù)的時間長, 按照檢定周期6個月推算, 一般需要3～5年。由于受到樣本局限性的限制, 其結(jié)果不宜推廣。
4.2 可靠性設(shè)計法
該方法是對于一個壓力測量對象, 設(shè)計多種、多個測量, 相互核查, 提高測量可靠性, 進(jìn)而延長檢定周期的方法。例如在一個測量點上安裝2個壓力表, 同時測量一個壓力值。每6個月檢定1只壓力表, 輪流檢定2只壓力表, 這樣壓力表的檢定周期就是12個月。如果采用經(jīng)過篩選的優(yōu)質(zhì)壓力表, 可將檢定周期延長到24個月, 即2年檢定1只壓力表, 輪流檢定2只壓力表。這種方法簡單, 實用性強, 技術(shù)要求低。
4.3 篩選法
該方法是篩選出性能穩(wěn)定的高品質(zhì)的壓力表, 在使用中延長檢定周期。這種方法是針對目前壓力表產(chǎn)品質(zhì)量不高的問題, 選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品, 運用在關(guān)鍵部位, 同時延長檢定周期。首先選擇產(chǎn)品質(zhì)量高的制造商的產(chǎn)品, 對于新壓力表進(jìn)行一年的穩(wěn)定性考核, 篩選出性能符合要求的壓力表進(jìn)行使用。在一年的考核時間里, 進(jìn)行不少于三次檢定測試, 挑選量值穩(wěn)定, 漂移小的壓力表, 適當(dāng)延長檢定周期使用, 如檢定周期為一年。目前產(chǎn)品質(zhì)量較好的壓力表的壽命約為5～8年, 正常使用的壓力表檢定周期為一年較為適當(dāng)。
4.4 分類法
該方法是將壓力表按照使用的重要性、可靠性要求進(jìn)行分類管理, 強制檢定的壓力表檢定周期為6個月;對于測量準(zhǔn)確度要求較高但有可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計的壓力表、對于測量準(zhǔn)確度要求不高的壓力表, 檢定周期為12個月;對于測量準(zhǔn)確度要求較低的壓力表, 檢定周期為18～24個月;對于只作為壓力指示的壓力表, 可不進(jìn)行周期檢定, 發(fā)生故障進(jìn)行更換。
壓力表檢定周期的確定有各種方法, 但是壓力表檢定周期應(yīng)由相應(yīng)的法規(guī)予以頒布, 使之具有法治性和可操作性。
5 結(jié)束語
使用中的壓力表, 有些每年使用時間不足100 h, 有些連續(xù)使用;有些對于測量要求較高, 有些對于測量要求較低, 所以均按照6個月作為檢定周期是不合理的。目前有些部門已經(jīng)在管理法規(guī)中提出了按照使用頻度確定檢定周期;對壓力表先考核后使用;在行業(yè)內(nèi)部規(guī)定壓力表不同的檢定周期等措施。延長壓力表檢定周期的關(guān)鍵是壓力表的可靠性, 壓力表的可靠性關(guān)鍵是產(chǎn)品的質(zhì)量, 只有提升壓力表的產(chǎn)品質(zhì)量, 才能有效的促進(jìn)檢定周期的延長, 提高社會的效率。
