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, 具有結構簡單, 使用方便, 測量準確, 制造成本低等優點, 廣泛的應用于工農業生產、人民生活、國防建設、科學實驗等領域。壓力表的規格和種類多、數量大、使用的環境多樣化。壓力表往往被使用在“重要崗位”上, 對容器的壓力進行監測, 保證設備的安全運行, 是關鍵性的儀表, 在使用中具有重要的意義。正確的使用、維護、校準、檢定壓力表, 使壓力表處于良好的技術狀態, 是一項十分重要工作。計量檢定壓力表是依據計量法規, 科學判定壓力表符合技術性能要求的方法。計量檢定規程是計量檢定壓力表的技術法規, 計量檢定規程規定了檢定壓力表的計量器具、技術條件、檢定方法、檢定數據的處理、檢定周期等內容。通過長期實踐發現, 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, 可以依據法規和使用情況, 由管理部門、行業、使用者規定檢定周期或校準時機, 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備的問題。科學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;二是經濟原則, 即在確保可靠的基礎上, 減少資源的消耗。檢定周期長, 將可能遺失一些發現不符合技術要求壓力表的機會, 結果是可靠性下降;檢定周期過短, 不斷的進行嚴格的技術活動, 將帶來社會各種資源的消耗、甚至是浪費。科學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約。檢定壓力表包括壓力表的流轉、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設備的運行, 也會造成不同程度的經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、壓力設備的損壞、系統故障等不良后果。在有條件的情況下, 科學的延長壓力表的計量檢定、校準周期, 反而能有效的提高壓力表的使用可靠性、節省社會資源。
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, 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 設計制造缺陷
彈簧管式壓力表設計比較成熟, 問題主要出現在制造工藝和材料的選擇方面, 選用材料不合適可導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、流程不規范可導致零件加工、裝配精度不合要求, 壓力表量值不穩定, 達不到設計目標和預期壽命。
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計范圍、齒輪嚙合運動超出極限、輪齒承受應力超過安全范圍, 指針敲擊止銷引起示值偏差、指針松動或指針孔與中心軸表面磨損, 嚴重時會造成壓力表損壞。
2.4 環境振動
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生預期之外的磨損, 導致壓力表機械機構連接部分出現不同情況的移位、損傷, 使壓力表偏出零位, 指針松動, 轉動部分間隙變大, 彈性元件老化, 破壞壓力表的基本性能, 降低壓力表的壽命, 嚴重時在短時間內造成壓力表損壞。
2.5 環境溫度
壓力表長時間工作在高溫環境中測量高壓力, 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。產生壓力表量值的漂移, 嚴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境中使用或測量腐蝕性介質, 可使壓力表的金屬部分受到腐蝕, 破壞壓力表的金屬結構, 使彈簧管銹蝕穿孔, 改變壓力表零件的初始表面狀態和聯接 (接觸) 方式。破壞壓力表的基本性能, 嚴重時損壞壓力表。
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, 國家已經制定了國家標準JJG 52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表計量》檢定規程。該標準對國內生產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, 經過驗證性能穩定的、設計了可靠性結構的、用于特殊場合的、用于專用設備的、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標準對檢定周期的規定。同時通過大量的計量檢定統計數據證明, 在壓力表質量較好的情況下, 該項國家標準規定的檢定周期在普遍意義上偏短, 不利于壓力表、安裝有壓力表設備的正常使用, 在一定程度上造成浪費。
人們已經習慣了使用現有的國家標準、及其規定的檢定周期, 改變這種習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, 難以按照國家標準規定的檢定周期對壓力表進行計量檢定, 大量的實踐結果表明, 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、標準在實際工作中不能得到有效落實;二是在技術層面上延長檢定周期是科學、可行的。為了解決問題, 可以通過大量壓力表的檢定結果、數據, 作為確定壓力表檢定周期的支撐;也可以使用恰當的方法保證延長檢定周期的可靠性。根據壓力表的用途、使用環境、使用要求, 將壓力表分類管理, 分別制定檢定周期, 滿足可靠性和經濟性、實用性的要求;選擇性能穩定的壓力表, 使用在不便于檢定周期較短的場所。對于不同的使用方式, 國家標準難以面面俱到, 通常是進行普遍意義的規范。但是對于具體的情況、行業、部門等內部卻可以進行規范, 或是制定行業、部門的法規, 使其具有法規依據。
4 延長壓力表檢定周期的方法
延長檢定周期應科學、穩妥, 把握住可靠性原則與經濟性原則的相互平衡, 重要的測量, 可靠性優先, 測量要求低的, 經濟性優先。采用與實際情況相符合的方法, 科學、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 統計法
該方法是對大量的壓力表的檢定、校準數據統計, 以可靠性為目標, 分析數據, 確定壓力表的檢定周期。這種方法需要數據量大, 數據采集持續的時間長, 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, 其結果不宜推廣。
4.2 可靠性設計法
該方法是對于一個壓力測量對象, 設計多種、多個測量, 相互核查, 提高測量可靠性, 進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。如果采用經過篩選的優質壓力表, 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, 技術要求低。
4.3 篩選法
該方法是篩選出性能穩定的高品質的壓力表, 在使用中延長檢定周期。這種方法是針對目前壓力表產品質量不高的問題, 選擇優質產品, 運用在關鍵部位, 同時延長檢定周期。首先選擇產品質量高的制造商的產品, 對于新壓力表進行一年的穩定性考核, 篩選出性能符合要求的壓力表進行使用。在一年的考核時間里, 進行不少于三次檢定測試, 挑選量值穩定, 漂移小的壓力表, 適當延長檢定周期使用, 如檢定周期為一年。目前產品質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。
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;對于測量準確度要求較高但有可靠性結構設計的壓力表、對于測量準確度要求不高的壓力表, 檢定周期為12個月;對于測量準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, 可不進行周期檢定, 發生故障進行更換。
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由相應的法規予以頒布, 使之具有法治性和可操作性。
5 結束語
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。目前有些部門已經在管理法規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;在行業內部規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鍵是壓力表的可靠性, 壓力表的可靠性關鍵是產品的質量, 只有提升壓力表的產品質量, 才能有效的促進檢定周期的延長, 提高社會的效率。
