基于在線計量的艦船壓力表接頭改進設計
針對船用壓力表拆卸檢定帶來的故障增多等問題,提出了在線計量的思路,設計了一種具有在線計量功能的接頭,給出了在線計量的檢定項目，可 為開展同類工作提供借鑒。
壓力表是反應管路或密閉腔體壓力的儀表，是保證 設備運行安全的必備儀表。如某型艦有專門人員時刻觀 察顯示鍋爐上爐筒壓力的壓力表，當其數值超過某一固 定值時需要停爐，以保證鍋爐安全。若該表正向超差,會 出現艦員在鍋爐正常運行時停爐的情況，影響設備的使 用和艦船的運行;反之，若該表負向超差，會出現上爐筒 壓力達到固定值但沒有停爐的情況,會危及鍋爐安全甚 至會導致爆炸危及艦船和艦員安全。為切實發(fā)揮壓力表 作用，必須定期計量使其數值準確、可靠。
最常用的拆卸儀表送到計量技術機構檢定和合格備 件替換的方法存在增加設備和儀表故障概率、艦船在用 率降低的弊端。因此,必須要積極探討在線計量方法,研 究在線計量設備。本文針對這一問題，提出了壓力表接 頭的改進設計。
1.壓力表接頭現狀
當前，在役艦船壓力表接頭主要有兩種（見圖1和 圖2),都不具備實施在線計量的條件。
接頭1的上部安裝有壓力表,下部與壓力源管路連通,具 有與壓力源管路通斷的功能。當旋轉開關處于水平狀態(tài)時,壓力表與壓力源管路連接斷開,此時可以將壓力表拆 下。當旋轉開關處于垂直狀態(tài)時，壓力表與壓力源管路 連通,壓力表顯示壓力源壓力。
接頭2的上部安裝壓力表，中間管路安裝泄壓管，下 部與壓力源管路連通，具有壓力過高泄壓以及與壓力源 管路通斷的功能。當上部旋鈕順時針旋到底時壓力表與 壓力源管路斷開連接，可以將壓力表拆下。當下部旋鈕 順時針旋轉到底、上部旋鈕沒有順時針旋轉到底時,可以 將管路壓力降到指定的壓力值，確保管路壓力處于工作 限內。
2.壓力接頭改進設計
將壓力接頭改為三通閥(見圖3),其結構示意圖如圖4.
三通閥A端與壓力源管路相連,B端與壓力表相連, C端為內螺紋接口，C端一般與泄壓管路相連。通過轉 動旋鈕，可以使三通閥內的閥芯處于不同位置，進而使三 通閥的不同端口相通。
在正常工作時，閥芯在位置1處,壓力源管路與壓力 表直接相連,壓力表顯示壓力源的壓力。
當管路壓力過高時,轉動旋鈕使閥芯處于位置3,壓 力源管路和泄壓管相連，開始泄壓;繼續(xù)轉動旋鈕,使閥 芯處于位置4,壓力表與壓力源管路相連,在壓力指示的 情況下瀉壓；當管路壓力達到規(guī)定要求時繼續(xù)轉動旋鈕， 使閥芯處于位置2處，壓力源管路斷開,停止瀉壓；繼續(xù) 轉動旋鈕,使閥芯處于位置1,壓力表正常顯示壓力源管 路壓力。
當對壓力表顯示的管路壓力有懷疑時，轉動旋鈕使 閥芯處于位置2；卸掉泄壓管，安裝經過檢定合格的標準 表;轉動旋鈕使閥芯處于位置4,壓力源管路與標準表、 壓力表相連，比對兩塊儀表顯示數值。如果符合要求，轉 動旋鈕使閥芯處于位置2卸掉標準表，安裝泄壓管；轉 動旋鈕使閥芯處于位置1,壓力表和壓力源管路相連，正 常顯示壓力源管路壓力。如果不符合要求，轉動旋鈕使 閥芯處于位置2,卸掉標準表和壓力表；安裝泄壓管和合 格的同型號壓力表；轉動旋鈕，使閥芯處于位置1,壓力 表和壓力源管路相連,正常顯示壓力源管路壓力。
當儀表到達有效期時,轉動旋鈕使閥芯處于位置2; 卸掉泄壓管,通過軟管接入壓力泵，其中壓力泵上安裝有 標準表;標準表經過壓力泵、軟管、三通閥C端和B端與 壓力表相連,按照檢定規(guī)程要求完成的在線計量。如果 壓力表合格,卸掉軟管，安裝泄壓管；轉動旋鈕使閥芯處 于位置1,壓力表和壓力源管路相連，正常顯示壓力源管 路壓力。如果不合格,卸掉軟管和壓力表;安裝泄壓管和 合格的同型號壓力表；轉動旋鈕,使閥芯處于位置1,壓 力表和壓力源管路相連,正常顯示壓力源管路壓力。
3.壓力表在線計量的方法
3.1在線計量的項目
根據GJB2819 -97〈艦船用壓力表通用規(guī)范》的驗收 要求，結合JJG49 -2013《彈性元件式一般壓力表、壓力 真空表和真空表》,確定在線計量的項目及要求如下。
(1)零點
①帶止銷的壓力表,指針應緊靠在止銷上；
②無止銷的壓力表,指針應位于零點刻度內。
(2)指針運轉平穩(wěn)性
在測量過程中,壓力表的指針不應有跳動和停滯現象。
(3)示值基本誤差
示值基本誤差5,不超過規(guī)定的示值誤差限,計算公 式如下：
A, - A .,
5, =-^- x100% (1)
1 R
式中:5,一示值基本誤差，％ ；
A,一第i次檢驗示值,MPa;
A一標準值,MPa;
R一量程，MPa。
(4)輕敲位移
在測量范圍內的任何位置上，用手指輕敲表殼（使 指針能自由擺動）,指針指示值的變動量不應大于示值 基本誤差限絕對值的50%。
(5)來回差
壓力表示值的來回差不應大于示值基本誤差限的絕 對值。
(6)溫度影響
在使用環(huán)境溫度偏離（20 ±5) °C時，壓力表的示值 誤差（包括零點）不應大于規(guī)定的范圍：
A = ± (5 + kAt) (2)
式中:A—壓力表使用環(huán)境溫度偏離（20 ±5) C時的 示值誤差限,％ ;
5—示值基本誤差限的絕對值,% ;
At =1 t2 - tj I, °C ； h一實際使用溫度,C ;
t,—當t2高于25C時^為25C,當t2低于15C時^ 為 15C ;
&一溫度系數,0. 04%/C。
3.2在線計量的方法
按照JJG49 -2013要求，對標有數字的標度值分別 進行零點、指針運轉平穩(wěn)性、示值誤差、輕敲位移、來回差 進行檢驗。當所有項目均符合規(guī)定要求時,艦船壓力表 判定為合格。其中，當環(huán)境溫度不在（20 ±5) C范圍時， 示值誤差限按照公式(2)計算。
3.3在線計量的注意事項
選用的標準表絕對誤差絕對值應不大于被檢壓力表 絕對誤差絕對值的1/4,同時要能在當前溫度下保證精度。
要根據被檢壓力表的工作介質選定多臺壓力泵或者 使用具有進、出壓力表介質隔離功能的壓力泵,確保后續(xù)檢定的壓力表不會受之前檢定壓力表工作介質的影響。 如檢定油介質壓力表后再檢定水介質壓力表時,水介質 壓力表中不會出現油。
檢定時要將壓力表內的介質排空，避免介質以及污 物隨同壓力波動,進入到壓力校驗儀的測量系統中，污染 壓力傳感器和造壓機構，堵塞或阻塞內部壓力管路,磨損 或劃傷密封構件,影響壓力校驗儀的測量準確度或使其 不能正常工作，甚至損壞。
在計量時,要確保標準表的高度要與被檢壓力表處 于同一高度。
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