一般压力表

1.产品概述

一般压力表被广泛应用于石油、化工、冶金、机械制造、航空航天、锅炉、压力容器等行业。具有结构简单、安全可靠、维护方便、指示清晰、价格低廉等特点。

一般压力表由测量系统(包括接头、弹簧管和传动机构等)、指示部分(包括指针和表盘)和外壳部分(包括表壳、罩圈和表玻璃等)组成。当弹性元件(弹簧管)在被测介质压力的作用下,使弹簧管的末端产生相应的弹性形变,其形变的大小与作用压力成一定的线性关系,借助于拉杆通过扇形齿轮传动机构的转动并予放大,由固定于齿轮轴上的指针将被测的压力在分度盘上指示出来。

一般压力表按弹性元件结构形状可分为单圈弹簧管式、螺旋弹簧管式、膜片式、膜盒式、波纹管式;按测压性质可分为压力表、压力真空表、真空表、高压表、超高压压力表;按安装方式可分为直接安装式、凸装式、嵌装式、径向安装式、轴向安装式;按使用场合可分为隔膜式压力表、不锈钢压力表、抗震压力表、焊接切割类压力表(氧气压力表、乙炔压力等)、氨压力表、工程机械用压力表、内燃机用压力表、船用压力表、轮胎压力表;按附加装置和功能可分为电接点压力表、远传压力表、双针双管压力表、双针单管压力表、记录式压力表等。

2.产品监管介绍

一般压力表是列入《中华人民共和国依法管理的计量器具目录(型式批准部分)》的计量器具,也是列入《中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录》的计量器具之一。生产企业需要取得制造计量器具许可证方能生产和销售。

2013年,压力表生产企业按照国家标准GB/T1226—2010《一般压力表》和国家计量检定规程JJG 52—1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》进行生产、检定。其主要技术指标与国际建议一致。

3.产品标准情况分析

GB/T 1226—2010《一般压力表》国家标准是现行推荐性标准,代替的历次版本为2001版和1986版。与2001版相比,主要变化为增加了安装尺寸的要求、扩大了仪表的测量范围、修改了超压性能试验要求、修改交变负荷性能试验要求等几项。该版本的技术要求与OIML R101— 1991国际建议的技术要求一致。

在2013年一般压力表产品质量国家监督抽查中使用的规程版本为1999版的JJG 52—1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》国家计量检定规程。JJG 52—1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》国家计量检定规程已被JJG 52—2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》国家计量检定规程所代替,JJG 52—2013于2013年6月24日发布,2013年12月24日实施。2013版与1999版相比,涵盖了JJG 573—2003《膜盒压力表》的内容、细化检定条件、理顺检定项目和检定方法的顺序等几项,技术要求一致。抽查使用的1999版的技术指标要求与GB/T 1226—2010国家标准一致。

4.产品质量指标分析

(1)指示装置

该项目是表明一般压力表的表盘、机芯、游丝、指针等安装是否牢固;表盘上刻线是否符合要求等。属于标识判定。

国家推荐性标准GB/T 1226—2010规定了其技术要求。

(2)外观

该项目规定了一般压力表的外形、标志、读数部分、分度值和准确度等级标志等具体要求。属于标识判定。

国家计量检定规程JJG 52—1999(强制性)规定了具体内容。

(3)示值误差、回程误差、轻敲位移、指针偏转平稳性

这4个项目是确认在示值检定的一个压力循环过程中,一般压力表是否符合准确度等级的要求。属于实物判定。

国家计量检定规程JJG 52—1999(强制性)规定了具体技术要求和检定方法。属于实物判定。

以上4个项目不合格,主要是由于生产工艺不符合标准要求或产品零部件没有达到技术要求等原因造成的。

(4)超压和抗运输环境性能

这2个项目为环境适应性项目。在超压试验和抗运输环境性能试验后示值误差、回程误差、轻敲位移和指针偏转平稳性等四个项目仍应符合要求。

国家推荐性标准GB/T 1226—2010规定了具体的技术要求和试验方法。属于实物判定。

5.质量现状分析

(1)总体分析

从近3年监督抽查的统计中可以看出企业销售额和企业规模都存在两极分化现象,大型企业年销售额最高可达9 500万元,而小型企业销售额最低仅几万元,实力差距悬殊。一般压力表生产企业的硬件条件和软件条件都存在非常大的差异,大型企业资金雄厚、设备先进、市场占有率逐年提高,产品质量较为稳定;小型企业数量众多、生产设备落后、成本压力较大,企业很难获得长远发展,产品质量相对较差。

(2)质量问题原因分析

①示值误差项目不合格的情况分析

示值误差的检定结果是通过直接比较标准器的标准压力值与压力表指示值得到的,是一般压力表产品最重要的计量性能指标之一,直接反映被检产品是否可以准确、正常的工作。在企业出厂检验合格的成品中抽取到的样品示值误差被判为不合格,反映出企业对出厂检验、产品质量控制等环节不够重视,计量意识淡薄。

造成示值误差不合格的原因有很多:出厂检验、人员技术能力、零部件质量、装配工艺、弹簧管的材质等方面。从部分企业对不合格原因分析上可以看出,主要集中在人员技术能力和装配工艺上。

因压力表行业是劳动密集型产业,操作人员的技术要求不高,且人员流动性较高,大量企业存在着对人员进行简单的岗位培训后就进行装配调试,操作人员缺乏必要的技术知识,对装配工艺不甚了解,缺少规范性的操作程序,致使压力表的示值误差超差。

示值误差超差的压力表在使用现场会造成安全隐患,直接威胁生产安全、人身安全;如果处置不当,会造成重大责任事故。

②超压项目不合格的情况分析

超压项目是让一般压力表承受标准规定的上限值压力或超过上限值压力一段时间后,再进行示值误差等项目的检验。该项试验主要测试一般压力表产品的核心部件一弹簧管的性能。合格的弹簧管在出厂前必须经过疲劳和老化处理工艺,以消除材料内部的应力对产品计量性能不利的影响。

超压项目不合格主要是工艺处理不到位,弹簧管材质不符合设计要求。部分质量意识淡薄的生产企业基于生产成本考虑,在装配前不进行弹簧管3 000周次的疲劳试验和30min、150%上限压力的快速老化试验,致使压力表在安装调试合格之后经历了自然老化过程,再次检验时,会出现超差现象。

一般压力表根据被测压力的大小采用不同材质的金属制作成弹簧管,中压段一般采用铍青铜、磷铜;高压段采用316L不锈钢,铍青铜是一种钴、镍、铁、铜的一种合金,钻、镍、铁的成分和含量决定了铍青铜的物理特性、化学特性,在进行弯管成型后,物理特性决定了弹簧管是否线性、是否能承受过载压力等;化学特性决定了对接触介质的稳定性。当材质达不到设计要求时,就会出现压力表在使用一段时间后示值不准或寿命缩短。

从抽查的检验项目来看,超压试验就是间接检验弹簧管的质量。企业无论在材料选型、零部件检验、处理工艺、安装调试等方面只要有一项没有做到,就可能会造成样品在超压试验后计量性能不合格。

③抗运输环境性能项目不合格的情况分析

抗运输环境性能是样品在包装的情况下,按国家标准相关规定做跌落和冲击试验,试验结束后样品各项指标均应符合相关要求。

该项目是仪器仪表通用技术要求之一,是检验压力表的装配是否牢固、外包装是否符合标准的要求。抽查中发现有个别压力表在启封后指针脱落、卡住现象,造成无法检验的情况,这也说明了部分企业为了节省外包装的材料费,将常用的泡沫塑料盒改为纸盒或简易包装,在正常运输情况下出现了压力表的损坏现象。如果包装条件符合要求,该项目不合格的产品,大都在零件装配工艺方面存在问题。在运输试验中原本配合精密的零部件出现松动,导致试验后样品指针脱落或偏离零位的情况造成无法检测或计量性能不合格等情况。

该项目不合格会造成生产方的浪费和延误使用方的进度,造成双方不必要的损失。

(3)其他相关情况

一般压力表行业正面临不断整合、兼并、淘汰的阶段,小型企业的生存压力越来越大,大型企业也面临着资金紧缺、人员流动、原材料涨价等实际情况。但对于整个行业的产销应该还处于上升阶段。

部分大型企业正在从技术上突破,对每台压力表进行全自动检定、记录、存档;对生产过程采用更为先进的流水线实现自动化。这些技术上的进步逐渐将压力表行业从以前劳动密集型转化为技术密集型。

压力表行业每年需要消耗大量的铜、钢、铁、铝等金属原材料,有些企业为了节约成本,零部件的尺寸被一再缩减,甚至用小表机芯做成大表,致使压力表质量难以过关,使用寿命大大缩短。造成原材料的巨大浪费,形成产业的恶性循环。

对于压力表行业来说,如何提高原材料质量来保证压力表产品达到设计要求、使用要求、延长寿命是行业进入良性循环的基础。

6.消费指南

压力表是以大气压力为零点,测量无爆炸危险、不结晶、不凝固及对钢及铜合金不起腐蚀作用的液体、气体或蒸汽所在空间的正压力、负压力。在物理学中称为压强,即单位面积上所承受的力。压力的单位是帕斯卡(Pa),常用单位为MPa或kPa。

压力表广泛应用于工业生产、过程控制、环境监测等领域,针对消费者建议在设计、选型时应注意以下几点:

(1)压力表产品的选择

首先要选择有制造计量器具许可证号(CMC标志)的产品;可以保证产品的生产、检验受到政府的监管。其次可以选用在行业中有一定知名度、影响力和口碑较好企业的产品。

(2)压力表类型的选择

压力表根据被测介质不同,需要选择不同类型的压力表,有些通过压力表的名称就能知道它的使用范围,例如:氧气压力表用于氧气压力的测量、乙炔压力表用于乙炔气体的压力测量、氨压力表测量氨气压力、船用压力表适用于各种类型的船舶、轮胎压力表可以测量汽车轮胎、飞机轮胎的压力等;在不同行业中压力表的选择也有所不同,例如:医药行业、食品行业一般使用隔膜式全不锈钢压力表,避免压力表内部元件接触到过程介质而造成污染,化工行业一般选用防腐材质的压力表,石油行业会选取耐高温的压力表,铁路上会采用耐振压力表,内燃机行业会采用专用的内燃机压力表等。选取的原则是要考虑接触介质的化学性质、介质温度、环境条件、压力波动度等实际工况。

(3)压力表量程的选择

压力表使用的是引用误差来表示准确度等级,所以在压力表量程1/3以下部分相对误差较大,不宜使用,压力表量程高于3/4部分,如果长时间使用,会使弹簧管过早产生残余变形或蠕变,降低仪表的准确度,也不宜使用。一般使用在压力表量程的1/4~3/4处。例如,某管道常用压力为0.9MPa,那么就应该选取测量上限为1.6 MPa的压力表,而不是选用测量上限为1 MPa的压力表。

针对使用者应注意以下几点:

(4)压力表的安装

压力表安装前要根据被测液体介质温度高低选择不同的压力表连接方式。压力表内部连接有锡焊、铜焊、丝扣连接等方式,一般低于180℃选锡焊,高于180℃选铜焊或死扣连接的压力表。压力表应垂直安装在易于观察、便于维护的位置上,倾斜度一般不大于30°,并力求与测量点保持同一水平,以免带来指示误差,若压力表安装位置与测压点位置垂直相距很大时,应进行液柱高度引起的压力差修正。

当压力表测量蒸汽压力时,压力表下端应装有环形管,环形管连接压力表部分充满水,测量过程中由水来传递蒸汽压力。

压力表一般安装在带有阀门控制的端口上,在系统正常使用时只要关闭阀门就能对压力表进行更换、维护,保证系统连续工作。

(5)压力表的日常使用维护

压力表在日常使用时缓慢开关阀门,使压力慢慢上升或下降到工作位置,不要使指针突然上升或下降。

压力表在日常使用中如果发现被测压力脉动较大,可以在压力表前级安装阻尼装置,或者更换为表盘内充油的耐振压力表,提高压力表的使用寿命。

压力表使用时应不定期进行检查,可以关闭阀门检查压力表指针是否归零;可以观察压力变化时指针是否有跳针现象;防爆孔保护膜是否脱落、表盘是否腐蚀或玻璃破碎等情况,保证压力表能正常运行。

(6)计量管理的要求

压力表在安装使用之前,根据计量器具相关管理规定,送至有资质的机构进行检定或校准;在使用中,应严格按规定进行使用中检定或校准,保证产品的可靠运行。