安全閥校驗用壓力表誤差分析與合理選用
安全閥是一種超壓泄放裝置,對承壓設備起著重要的安全保障作用,校驗合格后才能安裝使用,對安全閥 冷態離線校驗用壓力表精度、誤差、量程及影響因素等方面進行深層次論述,抓好技術環節,對安全閥校驗數據的 準確性具有重要意義。
1.引言
壓力表作為安全閥冷態離線校驗設備的關鍵部 件,其精度、量程等直接關系到整定壓力、密封試驗 壓力等數據的判讀,也關系到最終校驗結論的依據,
目前按國家頒布的安全閥安全技術監察規程進行,
但是對壓力表的誤差、精度、準確度、量程選用等之 間關系理解存在偏差、混淆不清,因此,有必要進行 分析理清概念,以合理選用。
2.誤差分析
2.1人員誤差
人員誤差主要是由于多方面所引起的,如不正 確的方法引起的誤差、思想情緒變化導致的誤差 (如精力不集中)、生理缺陷(如視力)引起的誤 差等。
2.2錯誤的操作引起的誤差
操作人員對各項規程、標準理解不或主觀認知,自行簡化操作程序,造成誤差;人員與設備的站 位視角不當造成的誤差,安全閥校驗整定壓力升壓 速度過快,讀數的誤差;壓力表安裝不當造成視角誤 差;設備運行維護不到位、氣源壓力調整不當造成的 誤差等。
2.3基本誤差、相對誤差與絕對誤差
基本誤差指壓力表在正常工作條件下,由于其 本身結構上和制作局限性所造成的誤差。如廠家出 廠時,給定的誤差即為允許誤差,亦為基本誤差。
絕對誤差為指示值(被檢表的示值)與真值(指 標準表的示值即檢定用表)的差值,有量綱。相對 誤差等于絕對誤差/被檢表的示值或壓力表的量程, 無量綱。也可以這樣理解,即絕對誤差就是和真實 值的差別,相對誤差=絕對誤差/被檢表示值。如被 檢表10 MPa,檢定測得結果10.2 MPa,絕對誤差是 0.2 MPa,相對誤差是2%。
3.精度(精確度)
3.1精密度
計量角度,精密度指在相同條件下,對被測量進 行多次反復測量,測得值之間的一致符合性程度。 從測量誤差角度來說,精密度所反映的是測得值的 隨機誤差。如隨機誤差小,說明測量重復性好,測量 精密度好。
3.2精確度
精確度指被測量的測得值之間的一致程度以及 與其‘‘真值”的接近程度。從測量誤差的角度來說, 精確度是測得值的隨機誤差和系統誤差的綜合反 映。精確度是測量的準確度與精密度的總稱,在實 際測量中,影響精確度的可能主要是系統誤差,也可 能主要是隨機誤差,當然也可能兩者對測量精確度 影響都不可忽略。
3.3 精度
常用的一種精度定義是以滿量程的引用誤差 (滿量程時的相對誤差)來代表精度。當然包括了 系統誤差與隨機誤差兩個方面,例如常用壓力表就 常用精度劃分等級。
儀表精確度簡稱精度。精確度和誤差緊密相 關,因為有誤差才有精確度概念。儀表精確度簡單 理解就是儀表測量值接近真值的準確程度,通常用 相對百分誤差(也稱相對折合誤差)表示。相對百 分誤差公式如下:
引用誤差(精度)=示值誤差(即絕對誤差)/儀 表量程x100%
如用一塊0~1.6 MPa的壓力表整定安全閥的 壓力,若要求測量值的絕對誤差不大于± 0.02 MPa,則壓力表的精度為r =0.02 MPa/ (1.6-0) MPa x 100% = 1.25%,則選用1.0級壓力表即可。
公式表明:精度不僅和絕對誤差有關,而且和儀 表量程有關。絕對誤差大,引用誤差就大,精度就 低。如果絕對誤差相同,其量程不同,那么量程大的 儀表引用誤差就小,儀表精度就高。
4.壓力表合理選用
4.1選用原則
主要考慮安全閥整定壓力、工作介質性質,兼顧 準確、經濟、適用原則,同時應按照《安全閥安全技 術監察規程》有關技術要求選擇。
當然,在經濟允許情況下,可以選用消除對觀察 視角造成讀數誤差的鏡面精密壓力表。也可選用雙 指針的壓力表,當兩針重合的視角為正面垂直視角, 會得到最準確的讀數,避免讀數角度造成誤差。
4.2量程選擇
主要根據整定壓力大小,而且還要考慮整定過 程控制速度,以留有足夠的余地。按照《安全閥安 全技術監察規程》規定:壓力表量程為安全閥整定 壓力的1.5~3.0倍,整定壓力在儀表量程的1/3至 2/3范圍內。
4.3精度選擇
按照《安全閥安全技術監察規程》規定:校驗用 壓力表精度等級不應低于1.0級。
以整定壓力為1.0 MPa安全閥為例,假定量程 相同,表盤直徑相同,按照《彈簧直接載荷式安全 閥》標準規定,整定壓力允許誤差為±0.015 MPa,選 擇不同精度壓力表,分析測定結果(表1)。
數據分析表明:從上表結果看,在量程相同條件 下,精度等級越高,表明讀數越精準,所帶來的絕對 誤差就越小,人員因素的影響也就越低,安全閥實際 整定壓力越接近真值。因此,在明確安全閥整定壓 力、確定壓力表量程及要求允許誤差小的情況下,精 度越高越符合要求。
總之,精度等級1.0級,滿足國家技術規范要 求,但較0.4級精度壓力表差,因此,結合選用原則, 安全閥校驗用壓力表精度等級選0.4級及以上為 好。
另外,從目前安全閥校驗所使用壓力表精度的 分析和技術進步要求,做為特種設備重要安全附件 之一的安全閥,其校驗所用壓力表精度等級越來越 高是必然趨勢。這與我們分析的以0.4級為主,1.0 級逐步淘汰的結果是一致的。相信這一結果在新版 的《安全閥安全技術監察規程》關于安全閥校驗所 使用的壓力表的要求會得到具體體現。
5.結語
(1)安全閥校驗用壓力表的量程按照國家技術規 程執行,但精度等級應提高至0.4級及以上,具體選 用應綜合考慮量程、精度與整定壓力。
⑵校驗人員應理清壓力表誤差起因及精度概 念,合理選用壓力表,準確讀數與判定。
⑶選用高等級的壓力表也能一定程度的減少由 于校驗人員本身帶來的誤差。
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