壓力儀表現(xiàn)場計量影響因素分析及解決措施

【摘要】本文針對可能對壓力儀表現(xiàn)場計量產(chǎn)生影響的諸多因素展開論述，根據(jù)實際情況提出科學(xué)合理的解決措施，為壓力儀表現(xiàn)場計量的精確性提供保障。

【關(guān)鍵詞】壓力儀表；現(xiàn)場計量；準(zhǔn)確性

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.06.055

Analysis of Influencing Factors and Solutions for On-site Measurement of Pressure Instruments

YU Peng

（Yangzhou Inspection and Testing Center， Yangzhou 225002， China）

Abstract： This article discusses the many factors that may affect the on-site measurement of pressure instruments， and proposes scientific and reasonable solutions based on the actual situation， providing guarantees for the accuracy of on-site measurement of pressure instruments.

Key words： pressure instrument； On-site measurement； accuracy

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，不同區(qū)域壓力儀器的檢測需求逐漸增多。我國壓力儀表的發(fā)展速度非常快，壓力儀表的種類正在逐步從傳統(tǒng)的通用壓力表向新工藝、新品種、新材料和多功能方向發(fā)展。同時，壓力儀器測量服務(wù)逐漸從實驗室測試轉(zhuǎn)向現(xiàn)場測試[1]。因此，在這種情況下，做好壓力儀表的現(xiàn)場檢測就具有重要的意義?；诖耍疚耐ㄟ^分析環(huán)境溫度、工作介質(zhì)、高度差三個方面的影響因素，對壓力儀表的計量給出相應(yīng)的解決方案，以完善壓力儀表現(xiàn)場計量工作。

1.1環(huán)境溫度的影響

在壓力儀表現(xiàn)場計量工作的開展過程中，環(huán)境溫度是非常重要的一個因素。在工業(yè)儀表中，應(yīng)用范圍最廣且數(shù)量最多的壓力計量器具主要有三種，分別是一般壓力表、壓力真空表和真空表。該操作壓力裝置的基本原理是，柔性敏感元件在壓力下產(chǎn)生柔性變形，并且該變形量的幅度將與施加的壓力具有線性關(guān)系[2]。這時通過將傳動機(jī)構(gòu)放大，在分度盤上充分利用指針將被測壓力明確指示出來。然而，這種彈性元件在受到溫度影響后，便很容易改變其形變量，從而影響到指示壓力的大小。

1.2工作介質(zhì)的影響

氣體介質(zhì)的壓力儀表種類繁多，應(yīng)用廣泛。從安全角度上一般分為可燃（助燃）性和不可燃性氣體介質(zhì)。此類壓力表因為其禁油的特殊性，按照國家檢定規(guī)程規(guī)定必須使用潔凈的空氣或惰性氣體（如氮?dú)猓ζ溥M(jìn)行計量，以防止因介質(zhì)污染而導(dǎo)致事故。例如氧氣壓力表，在現(xiàn)場校準(zhǔn)過程中，嚴(yán)禁將油或者帶有油脂的水作為工作介質(zhì)對其進(jìn)行計量，一旦氧氣壓力表管路內(nèi)部滲入或沾染油脂，與氣瓶內(nèi)的壓縮氧接觸后會急劇氧化，釋放出大量的熱量，當(dāng)溫度達(dá)到油脂的燃點(diǎn)時，在氧氣的助燃下引起燃燒，甚至?xí)l(fā)生爆炸，造成人員和財產(chǎn)損失。

1.3高度差的影響

根據(jù)適用的國家檢定規(guī)程，在測量過程中，壓力儀器應(yīng)放置在與標(biāo)準(zhǔn)裝置壓力點(diǎn)相同的水平。然而，由于不穩(wěn)定性的影響和工作條件的局限性，在壓力儀器工作場的測量過程中，對一些大型現(xiàn)場壓力設(shè)備直接連接和測量時，許多測量儀器和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的壓力點(diǎn)很難在同一水平面上找到，這導(dǎo)致高度差異很大。如圖1所示。

壓力儀表現(xiàn)場檢測的情況較為復(fù)雜，檢測的實際條件與實驗室檢測大相徑庭，如很多壓力儀表難以拆卸，遇到這種特殊情況需要在廠家配合之下進(jìn)行在線檢測，這無形中增加了工作的難度，使工作內(nèi)容更加繁雜，同時還降低了現(xiàn)場壓力標(biāo)準(zhǔn)器檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。所以，在現(xiàn)場壓力儀表檢測的過程中，為了減少壓力儀表現(xiàn)場因素帶來的不良影響，在檢測的環(huán)節(jié)中要注意以下問題。

2.1注意污物排放

在對壓力儀表進(jìn)行現(xiàn)場檢測的過程中，注意將檢測的壓力儀表和相關(guān)設(shè)備管路要完全斷開，通過這種方式可以將壓力儀表內(nèi)部的污物排除出來，接下來連接現(xiàn)場壓力儀表和壓力校驗儀。在進(jìn)行檢測工作之前，盡量使現(xiàn)場壓力儀表內(nèi)部介質(zhì)與檢測用的工作介質(zhì)相同，這樣可以有效避免由于介質(zhì)密度不同而造成的誤差。在壓力儀表檢測時，需要將壓力儀表清洗干凈，壓力儀表在現(xiàn)場完成拆卸之后若是沒有及時清理干凈，壓力儀表上的污物會附著到壓力校驗儀上，壓力儀表內(nèi)部附著的污物會隨著壓力波動，從而導(dǎo)致最終壓力校驗儀的測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

2.2注意禁油設(shè)備

在對壓力儀表進(jìn)行檢測的過程中，同時要注意到壓力儀表是不是禁油設(shè)備。由于介質(zhì)存在差異，不但會對儀表帶來不可逆的損壞，甚至在后續(xù)使用過程中還會存在引起爆炸的隱患。因此在檢測的過程中有必要對壓力校驗儀、外設(shè)模塊以及增壓泵進(jìn)行禁油處理，此外可以通過介入水油分離器，來保障壓力校驗儀與壓力儀表的正確禁油使用。在進(jìn)行壓力儀表的檢測中若是出現(xiàn)了不可避免的惡劣環(huán)境，像易燃易爆的場所需要檢測，那就需要根據(jù)檢測所在地的防爆標(biāo)志、防爆接線以及防爆參數(shù)等防爆要求，正確選擇相應(yīng)的壓力校驗儀、隔離欄和安全欄等開展壓力儀表現(xiàn)場計量檢測工作，避免造成人員傷亡。

2.3注意檢測指標(biāo)

現(xiàn)場儀表種類較多，部分較復(fù)雜的生產(chǎn)車間的壓力系統(tǒng)大多是以壓力傳感器連接數(shù)顯示系統(tǒng)或者壓力變送器與數(shù)控儀表的組合方式出現(xiàn)。進(jìn)行現(xiàn)場計量檢測需要提前停止現(xiàn)在儀表的工作并靜止2個小時以上，使被檢儀表達(dá)到規(guī)范中要求的環(huán)境濕度，避免環(huán)境因素帶來檢測結(jié)果差異。現(xiàn)場壓力校驗儀基本附帶了其他功能，在現(xiàn)場計量檢測時可以根據(jù)設(shè)備的說明以及廠家具體要求的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整與修正壓力儀表顯示數(shù)值，可以在一定程度上補(bǔ)償環(huán)境造成的誤差。

3.1合理控制環(huán)境溫度

通過從這個實例便能夠清晰地看出：在所選用一般壓力表的準(zhǔn)確度等級為1.6級，且溫度為40℃的條件下，示值所呈現(xiàn)的誤差為±0.88 MPa，這樣便遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了正常檢定條件下所允許產(chǎn)生的基本誤差±0.64 MPa。因此，應(yīng)該高度重視現(xiàn)場檢定條件下環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的影響。尤其是在現(xiàn)場環(huán)境溫度不甚理想的狀況下，計算過程更要嚴(yán)格按照溫度附加誤差來進(jìn)行，這樣便能夠有效保證被測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[4]。

3.2優(yōu)化工作介質(zhì)

油是壓力儀表和儀器工作的重要介質(zhì)，所以根據(jù)國家檢定規(guī)程的規(guī)定，應(yīng)合理應(yīng)用無腐蝕性的液體。因此，該行業(yè)使用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備載體通常是皮脂油、變壓器油或油和變壓器油的混合物。因此，對于以石油為重要工作介質(zhì)的現(xiàn)場壓力儀器，不同類型石油介質(zhì)引起的雜質(zhì)影響不同。同時，也要注意以下情況，如使用腐蝕性航空液壓油（藍(lán)色航空油和紫色航空油）作為操作介質(zhì)，通常這種介質(zhì)的腐蝕性較強(qiáng)，對人體具有較大的傷害性。

3.3合理控制高度差

根據(jù)上述計算公式便能夠清晰地看出，當(dāng)壓力值因高度差而作出調(diào)整后，測量儀器與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之間的高度差也會同受影響。除此之外，不同類型的工作介質(zhì)也會對壓力值產(chǎn)生直接影響。在相同高度差的影響下，變壓器的油壓和水壓的正值大于操作介質(zhì)，而空氣介質(zhì)的壓力校正值可直接忽略。因此，為避免受到高度差的影響，需要嚴(yán)格按照驗證法規(guī)JJG 875—2005的規(guī)定，將介質(zhì)高度差導(dǎo)致的額外驗證誤差控制在允許壓力誤差1/8的范圍之內(nèi)，以便使工作介質(zhì)的液體壓力校正值在高度差僅為0.2 m的影響下直接達(dá)到可接受數(shù)值壓力測量誤差的1/8。因此，在以液體為操作介質(zhì)的壓力儀器的現(xiàn)場測量過程中，針對因高度差所引起的附加壓力值也要予以正確識別與校正。在測量低精度壓力儀器和以氣體為操作介質(zhì)的場時，高度差影響可忽略。

總之，在壓力儀器的現(xiàn)場測量過程中，應(yīng)考慮現(xiàn)場所有的環(huán)境因素，然后應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)條件降低環(huán)境影響，以確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時，通過合理選擇工作介質(zhì)，可以更好地降低現(xiàn)場壓力測量儀器存在的潛在風(fēng)險，以確?，F(xiàn)場設(shè)備、產(chǎn)品和人員的安全，特別是在現(xiàn)場能測得有效壓力值的情況下，可以大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，從而逐步促進(jìn)壓力測量技術(shù)的更好發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]麻少旭，趙彩平.影響壓力儀表現(xiàn)場計量的因素及解決對策分析[J].中國質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)報，2022（1）：43-45.

[2]冼志勇.壓力儀表現(xiàn)場檢校工作無紙化的設(shè)計與應(yīng)用[J].中國計量，2020（7）：96-98.

[3]黨學(xué)坤.現(xiàn)場儀表系統(tǒng)常見故障分析[J].自動化應(yīng)用，2017（5）：131-132，136.

[4]李紅.壓力儀表現(xiàn)場檢測方法的研究與探討[J].科協(xié)論壇（下半月），2009（9）：28-29.

【作者簡介】

於鵬，男，1994年出生，助理工程師，學(xué)士，研究方向為力學(xué)、流量、壓力。

（編輯：侯睿琪）