摘 要:通過對三年間在用壓力儀表的監(jiān)督抽查,統(tǒng)計彈性元件式壓力表、
壓力變送器等壓力類儀表常見不合格原因, 找到壓力儀表在生產(chǎn)、購買、運輸或使用過程中可能存在的問題,將這些問題的表象與其后面可能產(chǎn)生的原因進行分析匯總,促進合理有效地使用壓力表,改變不合理的習慣或方法,減少壓力表的報廢率,達到降本增效,提高壓力儀表壽命及計量器具管理水平的目的。
1 對 3 年間壓力表監(jiān)督抽查初檢不合格情況進行了統(tǒng)計,統(tǒng)計圖如表 1 所。
從表 1 中可以看出,3 年共抽檢壓力表 746 臺件,其中初檢合格 639 塊,不合格 107 塊,初檢合格率為 86 %。在不合格的 107 塊中,有 80 塊示值超差的壓力表經(jīng)調(diào)修后合格 67 塊,不合格 13 塊。#終 746 塊壓力表中,合格706 塊,不合格 40 塊。調(diào)修后壓力表合格率為 95%。不合格壓力表不合格原因分布如圖 1。在 40 塊不合格的壓力表中,耐振壓力表21塊不合格,一般壓力表17塊不合格,壓力變送器 2 塊不合格。
2 通過對壓力表的檢測,結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實際,對其產(chǎn)生不合格的原因進行了如下分析:
2.1 壓力表在檢定前shou先要按照檢定規(guī)程要求進行外觀檢查。外觀檢查中要求“連接件應無明顯的毛刺和損傷”。而實際情況是許多壓力表絲扣磨損或損壞。產(chǎn)生這些問題主要由以下原因:
(1)絲扣質(zhì)量不過關(guān)。在檢測的過程中,有些外觀檢查合格的大壓量壓力表突然從接頭中迸出。仔細觀察迸出的壓力表絲扣,絲扣會出現(xiàn)螺旋狀的脫落或磨平。主要原因是絲扣材質(zhì)硬度不夠,無法承壓。壓力表絲扣的材質(zhì)目測一般為銅質(zhì)或不銹鋼,一般情況下絲扣能夠承受的壓力為壓力表測量上限與安全系數(shù)的積。
(2)壓力表絲扣直徑的達不到要求。大于標準,則壓力表不能正常的旋入接頭;小于標準,則壓力表會出現(xiàn)漏油的情況,尤其是只依靠齒牙頂與接頭接觸時,在超過承受壓力后,會嚴重損傷絲扣,或直至壓力表從接頭中迸出,造成人、物的損傷。因此,按照壓力表的不同型號、不同的螺紋型式,在 Q/SH1025 0890—2013 表 3 中按照 GB/T 15756-1995《普通螺紋極限尺寸》給出了普通螺紋尺寸代號、大徑、極限尺寸;按照 GB/T 12716-2002《60°密封管螺紋》的規(guī)定給出了NPT螺紋的尺寸代號和基準平面內(nèi)的大徑;按照GB/T7307-2001《55°非密封管螺紋》的規(guī)定給出管螺紋的尺寸代號、大徑、大徑公差。如表 2 所示。
(3)絲扣與接頭應是緊密配合,但是生產(chǎn)現(xiàn)場部分接頭本來是有瑕疵的,已經(jīng)出現(xiàn)變形、磨損等現(xiàn)象,但未引起使用人員的注意,將絲扣硬上到接頭上,導致絲扣損壞。
(4)絲扣與接頭有普通螺紋的,還有英制的和美制的。在使用過程中未能加以注意而將絲扣硬上到不合適的接頭上,導致絲扣磨損、變形。
2.2 彈性元件式壓力表不能平穩(wěn)的升降壓力,表盤、指針、表殼等變形、靠蹭、卡跳等現(xiàn)象產(chǎn)生時,應注意以下問題:
(1)壓力表在使用的時候,需要將壓力表接頭與連接絲扣緊密配合,防止產(chǎn)生氣體或液體的泄露,但是,壓力儀表在裝卸的過程中,操作人員未使用專用工具,如同時使用2 把扳手等進行操作,而是用手用力順時針或逆時針扳動表殼,尤其是對于彈性元件式壓力表易導致表殼、表盤、針軸等變形,并產(chǎn)生指針卡跳或各種靠擦現(xiàn)象,用力過大時甚至直接將機杼掰斷。
(2)壓力表質(zhì)量不過關(guān)。彈性元件式壓力表的表殼通過螺絲固定在機杼后部,機芯固定在機杼前方,表盤固定在表殼上,各部件相互關(guān)聯(lián)。彈性元件式壓力表常用的外殼材質(zhì)一般有 08F 冷軋板噴黑塑、ST13 冷軋板噴黑塑、304 不銹鋼、316 不銹鋼、聚丙烯、銅、鑄鋁、塑料鍍鉻等,可以看出這些材質(zhì)越往后越軟,也越難以承載較大的力量,價格區(qū)別也很大。壓力表的機杼一般為整體成型的鑄鐵,材質(zhì)較硬,無柔韌性,當外力大于材料強度極限后便容易斷裂。對于質(zhì)量較差的壓力表,用力扳動表殼的同時,表盤、機杼、機芯相互擠壓,相互影響,不但表殼、表盤變形,并發(fā)生指針靠擦表盤的現(xiàn)象,而且會影響示值的準確性,直至壓力表遭到破壞,F(xiàn)在許多技能鑒定考試中,將壓力表的安裝與拆卸作為考試項目,相關(guān)部門也制定了作業(yè)指導書,就需要操作人員能夠按照要求堅決執(zhí)行。
2.3 壓力儀表指針(示值)不在零位,應考慮以下問題:
(1)在儀表運輸過程中產(chǎn)生的顛簸;儀表搬運、裝卸過程中的震動、摔落等,使指針與零位限位裝置發(fā)生碰撞,引起指針指示端位移或指針與針軸相對位置位移,都能導致壓力表示值變動,很有可能使指針高出或低于零位。當然,部分壓力儀表指針在零位,而其示值已有較大變動,不經(jīng)過檢測手段是不能夠發(fā)現(xiàn)的。
(2)游絲紊亂、銹蝕或彈性差導致指針不再零位。
造成游絲紊亂的原因可能有三種,一是壓力表運輸或搬運過程中,受到較大振動,游絲有可能掛在扇形齒輪上。二是安裝位置不正確,如壓力表不是垂直安裝,而是水平或傾斜安裝,在放游絲的情況下,由于游絲的自重產(chǎn)生下垂,使游絲掛在扇形齒輪上。三是壓力表在使用中大大超過了其量程,造成游絲隆起過高,扇齒會將游絲攪亂。
機芯的齒輪在運行中,扇形齒輪和中心齒輪的齒牙間是有一定間隙的,游絲產(chǎn)生的反作用力矩,使齒輪在運動過程中保證中心齒輪和扇形齒輪嚙合時的緊密接觸,使指針運轉(zhuǎn)平穩(wěn),輕敲位移時示值不變。當儀表泄壓后幫助指針返回零位,緊靠盤止釘或在零位分度線內(nèi)。無論是游絲紊亂還是游絲銹蝕或彈性差的時候,反力矩小,因此指針無法回到零位。
(3)壓力表的示值超差,導致指針不在零位。
當壓力表示值呈現(xiàn)成比例的負超差時,壓力表實際測量范圍小于標定范圍,因此無法滿量程分布,造成指針不在零位。
2.4 在壓力儀表示值誤差較大,帶有回程誤差,且?guī)в蟹蔷性超差時,應注意以下問題:
(1)彈簧管質(zhì)量不過關(guān)。市場上#低有 10 元左右一塊的壓力表,這類壓力表的彈簧管因彈性后效、彈性遲滯、殘余變形等非彈性效應,導致壓力儀表的示值誤差、回程誤差嚴重超差。
當在彈性元件上加負荷停止或完全卸荷后,彈性元件不是立即完成相應的變形,而是經(jīng)過一段時間后,才能恢復到原有的形狀和尺寸,這種現(xiàn)象就叫做彈性元件的彈性后效。加在彈性元件上的負荷,在彈性極限范圍內(nèi)進行緩慢變化時,負荷特性曲線與卸載特性曲線不重合的現(xiàn)象統(tǒng)稱為彈性元件的彈性遲滯。彈性元件的彈性后效和彈性遲滯往往是同時產(chǎn)生的,由于他們的存在,造成了
彈簧管壓力表的示值誤差,因此在設計和制造彈簧管壓力表時,在知道了相應材質(zhì)彈簧管的比例極限后,選用較大的安全系數(shù)和對彈性材料進行熱處理等方法,把彈性后效和彈性遲滯減少到#小程度。另外,彈性元件在壓力作用下產(chǎn)生變形,當壓力除去后,彈性元件不能恢復到原來的形狀,這種變形叫塑性變形。彈性元件在交變載荷作用下,容易產(chǎn)生微小的應力而疲勞,在除去負荷后,不能恢復到原來的形狀,這種變形叫疲勞變形。彈性元件持續(xù)地承受負荷,也會產(chǎn)生疲勞,當除去負荷后,彈性元件不能恢復到原來的形狀,這種變形叫彈性元件的蠕變。這三種變形總稱為彈性元件的殘余變形,這種變形將導致壓力表示值失準或示值不穩(wěn)定等現(xiàn)象。這種示值失準或不穩(wěn)定是經(jīng)過一段時間使用后積累起來的。因此在 GB/T1226—2010《
一般壓力表》等文件中對壓力表的交變壓力試驗都明確規(guī)定了交變次數(shù),能完成的交變次數(shù)越多,說明彈簧管的質(zhì)量越好,使用壽命越長。
(2)部分壓力表是有位號的,未將壓力表按裝到正確的位置。大壓量的壓力表裝到壓力較小的管線上,則不能準確的反映實際壓力,小壓量的壓力表安裝到壓力較大的管線上,超出了壓力表的測量范圍,會導致彈簧元件變形,甚至產(chǎn)生崩漏現(xiàn)象,導致壓力表無法繼續(xù)使用。
(3)系統(tǒng)出現(xiàn)故障,瞬時的沖擊壓力或泄壓導致彈性元件變形,此時因采用特殊用途壓力表,如耐震壓力表、帶過壓保護的壓力變送器等。
2.5 壓力表腐蝕導致的不合格。壓力儀表腐蝕主要有表面腐蝕和內(nèi)部腐蝕兩種情況。
(1)壓力表表殼腐蝕嚴重,漆面脫落,殼體生銹;機芯銹蝕,連接件無法正常工作;彈簧管連接焊口處出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象等。此類壓力表主要用在室外,長期風吹雨淋,導致的腐蝕。此時,#好使用不銹鋼殼體,并且泄壓孔應保持密閉狀態(tài),防止雨水、灰塵等進入,銹蝕機芯和焊接口。部分壓力變送器露天安裝,遇到惡劣天氣,如暴雨時,壓力變送器腔體內(nèi)進水,又如,溫度差產(chǎn)生的凝結(jié)水淤積在表殼中無法排出,導致主板電路等的損壞,無法調(diào)試。主要表現(xiàn)為:不通電;無輸出信號;嚴重腐蝕導致的外觀檢查不合格。有些單位已經(jīng)在壓力變送器外面加了一個防護罩,起到防水防塵的作用。
(2)按照具體需要,使用不同用途的壓力表,如用于信號報警、連鎖等作用的電接點壓力表等;氧氣、乙炔、氨氣等各類氣體專用壓力表;用于遠距離指示的遠傳壓力表;各種專用的耐酸、耐硫、耐蝕、防凍、防爆、防水、耐震、高溫高壓等環(huán)境下的壓力表等。尤其是對于測量腐蝕性氣體時可使用非直接接觸介質(zhì)式的帶隔膜的壓力儀表;或根據(jù)測量介質(zhì)的不同,查找壓力表接觸液的材料選擇表,選擇 316不銹鋼、蒙奈爾、哈氏合金、鍍鎳的碳鋼等作為等材料的直接接觸介質(zhì)式壓力儀表。
2.6 由于排氣口上的皮塞不完整或表殼漏油等原因,部分耐震壓力表內(nèi)的耐震液泄漏,起不到減緩震動、沖擊的效果。耐震壓力表排氣口上的皮塞,應盡量保持其完好。不要將皮塞上的尖端剪掉,應用較粗的針在其上扎一個孔,既能使耐震壓力表內(nèi)部不憋壓影響示值,又能有效防止耐震液流出。
3 解決建議
壓力表由于各種因素導致的不合格還有很多種,以上是比較突出的幾種,通過不合格原因的分析,提出對應的解決方法,將能很好的確保壓力儀表的計量準確性及延長使用壽命。因此提出一些建議。
(1)購買有制造計量器具許可證標志及編號的壓力儀表,并做好對廠家的選擇和入庫檢驗工作,購買有質(zhì)量保證的產(chǎn)品,保證壓力表示值準確性和穩(wěn)定性,并能夠提高壓力表的使用壽命;包裝、運輸、取放等應執(zhí)行相關(guān)規(guī)定,輕拿穩(wěn)放;使用或裝卸壓力表應有相應的規(guī)定或操作程序,做到有規(guī)可依,并培訓到位,執(zhí)行有力。
(2)正確選擇及使用壓力儀表。按照工藝要求的用途、安裝方式和環(huán)境情況,選擇合適量程、準確度等級、形狀的壓力表。
(3)根據(jù)壓力表的使用頻繁程度及重要性,在有必要的情況下做好儀表的期間核查工作。確認壓力儀表是否能夠處于正常的工作狀態(tài),發(fā)現(xiàn)任何問題應立刻停止使用,在經(jīng)過檢測或確認合格后方可繼續(xù)使用。
(4)壓力表檢測單位應與使用單位做好溝通工作,對可能出現(xiàn)的問題與現(xiàn)場人員進行交流,對不合格原因進行探討,提出相應的建議,促進改進工作,更好的服務生產(chǎn)單位。