劉 敏

(大連冷凍機(jī)股份有限公司，遼寧大連沙河口西南路888號(hào) 116033)

0 引言

按TSG R0004—2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及 GB 150.1～150.4—2011《壓力容器》有關(guān)壓力容器壓力試驗(yàn)的要求，在試壓過程中經(jīng)常出現(xiàn)所用兩個(gè)量程相同并且經(jīng)過校驗(yàn)的壓力表指針示值之間的差值(通常稱之為“誤差值”)。簽于這種情況，對壓力表誤差值控制范圍應(yīng)作相應(yīng)的規(guī)定。

1 壓力試驗(yàn)

壓力容器產(chǎn)品在制成后，對其安全性、可靠性應(yīng)以壓力試驗(yàn)的方法來保證，壓力試驗(yàn)中包括耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)兩大類方法。耐壓試驗(yàn)可分為液壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)及氣液組合壓力試驗(yàn)三種方法。泄漏試驗(yàn)種類分氣密性試驗(yàn)、氨檢漏試驗(yàn)、鹵素檢漏試驗(yàn)、氦檢漏試驗(yàn)等。上述無論哪種試驗(yàn)方法，其衡量合格指標(biāo)都是通過壓力表指針的示值來確定的，這樣對壓力表的選用及使用范圍等應(yīng)作明確的規(guī)定。

2 壓力表的規(guī)定

2.1 壓力表的選用

壓力試驗(yàn)所用壓力表(指以大氣壓力為基準(zhǔn)，用于測量正壓力的儀表)，應(yīng)根據(jù)壓力容器規(guī)定的試驗(yàn)壓力為最高工作壓力選用，其量程在試驗(yàn)壓力的2倍左右為宜，且不低于1.5～3倍的試驗(yàn)壓力，壓力表表盤直徑應(yīng)為100 mm。并且所選的壓力表，應(yīng)與壓力容器試壓用的介質(zhì)相適用。

2.2 壓力表等級的選用

壓力試驗(yàn)所用壓力表精確度等級，通常情況下按試驗(yàn)壓力p確定。

1.當(dāng)0.1 MPa≤p＜1.6 MPa 時(shí)，壓力表精確度等級為2.5級;

2.當(dāng) p≥1.6 MPa時(shí)，壓力表精確度等級為 1.6級;

3.當(dāng)采用壓力真空表(指以大氣壓力為基準(zhǔn)，用于測量正壓力和負(fù)壓力的儀表)時(shí)，壓力真空表精確度等級為2.5級。

2.3 壓力表的使用

按壓力表量程在1.5倍～3倍的試驗(yàn)壓力之規(guī)定，壓力表的使用按表1規(guī)定的使用范圍選取。

表1 壓力表使用范圍 單位:MPaTable 1 The control range of the pressure gauges Unit:MPa

壓力表使用示例如下:

示例1:某臺(tái)壓力容器產(chǎn)品圖樣設(shè)計(jì)壓力為1.9 MPa，要求壓力容器制成后做2.38 MPa液壓試驗(yàn)，液壓合格后再做1.9 MPa氣密性試驗(yàn)。同樣產(chǎn)品另一用戶要求按中國船級社《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》，要求壓力容器制成后做2.85 MPa液壓試驗(yàn)，液壓合格后再做1.9 MPa氣密性試驗(yàn)。按上述兩種要求，選取試壓用壓力表。

第一種要求:

根據(jù)已知條件:液壓試驗(yàn)2.38 MPa，氣密性試驗(yàn)1.9 MPa。按表1選壓力表量程為0～4.0 MPa，該試驗(yàn)壓力的范圍符合已知條件。

第二種要求:

根據(jù)已知條件:液壓試驗(yàn)2.85 MPa，氣密性試驗(yàn)1.9 MPa。按表1選壓力表量程為0～6.0 MPa，該試驗(yàn)壓力范圍符合已知條件中的液壓要求。而氣密性試驗(yàn)則不滿足該試驗(yàn)壓力范圍，即壓力表量程為0 ～6.0 MPa的下限值為 2.00 MPa，要求氣密性試驗(yàn)為1.9 MPa，差值為 2.00 MPa －1.9 MPa=0.1 MPa，超差為0.1 MPa，此時(shí)做氣密性試驗(yàn)要更換0～4.0 MPa量程的壓力表。

3 環(huán)境溫度的規(guī)定

3.1 環(huán)境溫度

壓力容器試壓場地的環(huán)境溫度，對試壓用壓力表存在一定的影響。多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明，其環(huán)境溫度應(yīng)控制在≥5℃ ～≤35℃的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)超出此范圍時(shí)應(yīng)停止壓力試驗(yàn)的操作。

3.2 溫度計(jì)的使用

衡量試壓場地環(huán)境溫度的基本方法是采用溫度計(jì)測量其溫度。在試壓區(qū)域內(nèi)，以4000 mm左右間隔的距離放置兩支量程相同并經(jīng)過校驗(yàn)合格且在有效期內(nèi)的溫度計(jì)，溫度計(jì)的量程應(yīng)＞0℃。溫度計(jì)的檢測周期為6個(gè)月，原則上檢測季節(jié)宜為每年的11初至下年度的3月未為1個(gè)周期，另1個(gè)周期為本年度的4月初至10月末。試壓場地的溫度值取兩支溫度計(jì)讀數(shù)的平均值。

3.3 溫度影響

溫度影響(指當(dāng)環(huán)境條件的其他參數(shù)均保持在參比時(shí)，由于溫度參數(shù)的變化影響引起的誤差)是導(dǎo)致壓力表誤差的重要因素，參比工作條件的環(huán)境溫度為20±5℃。

當(dāng)壓力表使用的環(huán)境溫度偏離20±5℃時(shí)，壓力表的指針示值誤差(包括零位置)應(yīng)不超過式(1)規(guī)定的范圍。

式中，Δ為試壓場地環(huán)境溫度偏離20±5℃時(shí)的示值誤差允許值，表示方法與基本誤差值相同，%;δ為按表2規(guī)定的環(huán)境溫度為20±5℃時(shí)的基本誤差限絕對值，%;k為溫度影響系數(shù)，其值為0.04%/℃;Δt為∣ t2－t1∣，℃;t2為取試壓場地環(huán)境溫度在≥5℃ ～≤35℃范圍內(nèi)的任意值，℃;t1為當(dāng)t2高于25℃，為25℃，當(dāng)t2低于15℃，為15℃。

表2 基本誤差值Table 2 The basic error value

4 壓力表誤差值的規(guī)定

依據(jù)第2.2節(jié)的規(guī)定對壓力表量程為0～1.0 MPa、0 ～1.6 MPa、0 ～2.5 MPa、0 ～4.0 MPa、0 ～6.0 MPa，按式(1)計(jì)算后規(guī)定其各量程的誤差值。對其他精確度等級及量程的壓力表，其誤差值的規(guī)定按式(1)計(jì)算即可。

1.壓力表量程為 0 ～1.0 MPa，精確度為 2.5級，基本誤差值在≥15℃ ～≤25℃時(shí)，為0.05 MPa，其他溫度下誤差值的判斷見表3規(guī)定。

表3 誤差值控制范圍 單位:MPaTable 3 The control range of the error value Unit:MPa

2.壓力表量程為 0 ～1.6 MPa，精確度為 1.6級，基本誤差值在≥15℃ ～≤25℃時(shí)，為0.0512 MPa，其他溫度下誤差值的判斷見表4規(guī)定。

表4 誤差值控制范圍 單位:MPaTable 4 The control range of the error value Unit:MPa

3.壓力表量程為 0 ～2.5 MPa，精確度為 1.6級，基本誤差值在≥15℃ ～≤25℃時(shí)，為0.08 MPa，其他溫度下誤差值的判斷見表5規(guī)定。

表5 誤差值控制范圍 單位:MPaTable 5 The control range of the error value Unit:MPa

4.壓力表量程為 0 ～4.0 MPa，精確度為 1.6級，基本誤差值在≥15℃ ～≤25℃時(shí)，為0.128 MPa，其他溫度下誤差值的判斷見表6規(guī)定。

表6 誤差值控制范圍 單位:MPaTable 6 The control range of the error value Unit:MPa

5.壓力表量程為 0 ～6.0 MPa，精確度為 1.6級，基本誤差值在≥15℃ ～≤25℃時(shí)，為0.192 MPa，其他溫度下誤差值的判斷見表7規(guī)定。

表7 誤差值控制范圍 單位:MPaTable 7 The control range of the error value Unit:MPa

壓力表使用時(shí)誤差值判斷示例如下:

示例2:某臺(tái)壓力容器產(chǎn)品，圖樣設(shè)計(jì)壓力為2.1 MPa，要求制成后進(jìn)行2.31 MPa的氣壓試驗(yàn)。圖1所示為所選的試壓用壓力表，兩支溫度計(jì)顯示試壓場地環(huán)境溫度為6℃。一塊壓力表指針示值為2.31 MPa，另一塊壓力表指針示值為2.17 MPa。計(jì)算兩塊壓力表誤差值是否符合規(guī)定。

圖1 試壓過程壓力表Fig.1 The pressure gauges during pressure test

根據(jù)已知條件:

1)液壓試驗(yàn)壓力為2.31 MPa。壓力表量程為0～4.0 MPa，精確度等級為1.6級，所選的壓力表符合表1規(guī)定。

2)試壓場地環(huán)境溫度為6℃，兩塊壓力表誤差值為2.31 －2.17 MPa=0.14 MPa。按式(1)Δ = ±(δ+kΔt)計(jì)算;其中 δ按表 2 取 1.6%，k取0.04%/℃，Δt=∣ t2－t1∣，t2為實(shí)測環(huán)境溫度的平均值取6℃，當(dāng)t2低于15℃，t1取15℃，即Δt=∣t2－t1∣=∣6－15∣=9℃;

將上述有關(guān)條件代入式(1)Δ=±(δ+kΔt)=±(1.6%+0.04%/℃ ×9 ℃)= ±1.96%;量程為4.0 MPa，故 Δ =1.96% ×4 MPa ×2=0.1568 MPa。

因誤差值為0.14 MPa小于Δ的計(jì)算值，所以此誤差值在控制范圍內(nèi)。

5 結(jié)語

在壓力容器試壓過程中，通過對壓力試驗(yàn)方法的確定，怎樣選取所用壓力表的量程范圍、精確度等級及壓力使用的范圍做出規(guī)定。尤其對壓力試驗(yàn)中所選的兩塊壓力表，由于環(huán)境溫度的影響所造成的誤差值，對其如何判斷、控制做出明確的規(guī)定。為保證壓力容器試壓過程中按規(guī)定操作提供了依據(jù)。

［1］TSG R0004—2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程［S］.

［2］GB 150.1 ～150.4—2011 壓力容器［S］.

［3］NB/T 47012—2010(JB/T 4750)制冷裝置用壓力容器［S］.