电气助理工程师论文弹性元件式压力表基础知识

所属栏目:工业设计论文 发布日期:2014-07-14 16:37 热度:

  弹性元件式压力表(以下简称压力表)是测量液体、气体及真空压力的专用仪表,以其成本低廉、测量范围广、示值直观、安装维修方便等优点,在工业生产企业中得到了广泛的应用,被誉为是“安全的眼睛”.

  摘要:本文介绍了弹性元件式压力表的基础知识及一些检定修理技巧,帮助使用人员掌握其相关知识和工作原理,以便更好的对其进行使用、检定和维护。

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  一、基础知识

  1.作用和意义

  它的准确性和可靠性直接关系到安全生产、产品质量等诸多方面,因此广大压力表使用管理人员应该掌握相应的知识,加深对其工作原理的了解,具备一定的压力表检定和修理技术,以更好的保证压力表的正常运行。

  2.基本分类

  按精度等级分类,一般压力表可分为:1.0级、1.6(1.5)级、2.5级和4级;精密压力表可分为:0.06级、0.1级、0.16级、0.25级、0.4级;

  按测量压力的种类的不同,可分为压力表、真空表、压力真空表、微压表、气压表、绝压表等;

  按所用的弹性敏感元件分类,可分为弹簧管式、螺旋弹簧管式、膜片式、膜盒式和波纹管式等。

  按构造用途分类,电接点压力表、远传压力表、不锈钢压力表、耐震压力表、隔膜压力表等。

  3.压力表的构造与工作原理

  压力表主要由进压口、敏感元件(即弹性元件,如弹簧管)、传动放大机构(机芯、连杆等)、扇形齿轮、游丝、指针、表盘及表壳组成,其工作原理是利用弹性元件在被测压力作用下产生了相应的弹性形变,这种形变的大小与所测的压力值成一定的线性关系,再通过连杆、扇形齿轮等传动放大机构,带动机芯转动相应的角度,使得固定于机芯上的指针发生偏转,在刻有压力刻度线的表盘上指示处被测的压力。

  4.压力表的使用选型

  在选择使用何种压力表的时候,应更具测量范围、现场环境情况或工艺要求,结合不同种类压力表的特点和作用,合理的选择压力表的型号种类。

  首先所测压力的范围应该在所选用压力表上限的1/3~2/3之间,这样可以保证压力表的弹性元件处在最佳的伸展能力上,也可以使得所测量值处在最好的测量精度上;在锅炉、罐体上使用的压力表,有些安装位置较高,表盘直径较小的仪表已经不方便观察示值,可以选择表盘直径大的压力表,以免影响读数;当现场环境比较恶劣,普通压力表的表壳容易生锈和腐蚀,可选用不锈钢压力表;如使用地点震动较大,普通压力表的零配件容易被震松,可选用带有硅油等减震液体的耐震压力表;如使用点所测压力的波动和压力冲击较大,可选用带有压力限流阀的耐震压力表;如所测压力介质的腐蚀性较大或介质容易凝结堵塞压力表弹簧管,可选用法兰式的隔膜压力表,使压力表不直接接触所测介质;在测量特殊气体如氧气、乙炔、氨气或可燃气体的压力时,需选用对应各种气体专用的压力表,因这些压力表的分度盘均带有对应于各自所测气体种类的特殊颜色标记,使得检定人员在进行压力表检定时,便于区分;如出于工艺或安全生产要求,需要压力表传输触发电信号,以达到控制压力限值的目的,可选用电接点压力表。

  5.压力表安装使用注意事项

  压力表在安装前,首先要保证压力表的安装后可以方便清晰的观察到压力表的示值,压力测量口应取在所测介质能保持平稳压力的位置,如管道上有其他仪表,如热电偶、流量计等,压力测量口应取在这些仪表之前;取压的管路应尽量保持直线,不要形成弯曲的状态,且管路应尽量短,以避免压力延迟,影响仪表灵敏度;要根据取压口接口螺纹的规格选择合适的压力表螺纹接口,如M20×1.5,误选不同规格的螺纹接口,会在安装时造成设备损坏,更可能会造成压力泄露,带来不必要的损失;安装时需使用合适的扳手进行安装,切忌简单粗暴的用手直接拧动压力表,这样会使压力表的表壳产生变形,影响压力表示值的准确性;安装后接口处仍然不牢靠的压力表,可以裹上生料带,加上垫片,重新安装;安装法兰式压力表,要选择合适的法兰以及连接螺钉,在法兰中间也要加上合适的垫片,以防止压力泄露。

  二、压力表检定修理技巧

  1.压力表的检定注意事项

  (1)氧气压力表的禁油问题

  氧气压力表是专用测量氧气压力的压力表,因为高浓度的氧气具有很强的氧化性,在富氧环境中,再加上高压的情况下,油脂非常容易产生燃烧甚至发生爆炸。因此,氧气压力表特别要在分度盘上标注红色“禁油”的标志,氧气表名称下也要标注天蓝色的横线。检定人员在进行检定工作时,也要特别注意对氧气压力表的禁油工作,压力介质可以采取清洁的水或空气;现在有些进口的氧气压力表,在外形上与我国的压力表有所差别,有的并没有特殊的标记,但会有英文的 “oxygen”(氧气)的字样,检定人员一定要注意识别,避免不慎当做普通压力表检定;另外一些特殊的企业,比如制药厂、化学实验室等,由于工艺或设备的要求,对其压力表检定时也必须禁油。

  如果不慎在氧气压力表检定时没有禁油,或发现有油脂存在的其他情况,在有条件的情况下,为了安全起见,可以更换新表。如要进行祛油脂工作,须使用四氯化碳进行清洗,将四氯化碳用注射器注入弹簧管内,经过来回晃动,再甩出。洗后要再次进行无油脂检查,方法是将纯净的温开水注入弹簧管内,经过多次晃动,将水甩入盛有清水的器具内,如水面上没有彩色的油影则认为没有油脂,如仍有油脂存在,则重复清洗,直至最终确认无油脂。

  (2)检定点的选择

  根据JJG 52-2013 《弹性元件式一般压力表、压力真空表及真空表检定规程》的规定,在进行示值误差检定时,应选择标有数字的分度线的压力值作为检定点,但在选择压力真空表检定点时,则要注意其真空部分检定点的选取是要根据正压部分压力测量上限值来确定的,当压力测量上限为(0.3~2.4)MPa时,只要疏空时指针能够指向真空方向即可,不要求做示值的检定,有很多测量上限在0.4以下的压力真空表,比如(-0.1~1.5)MPa、(-0.1~2.4)MPa,其原始记录上,仍然写着真空部分的检定值,这是不符合检定规程的,或者说是多此一举的;压力测量上限为0.15MPa时,真空部分选择两个检定点,一般可选择在真空压力上限的50%和90%左右;压力测量上限为0.06MPa时,真空部分选择三个检定点,一般可选择在真空压力上限的30%、60%和90%左右。   (3)压力表连接问题

  在进行压力表检定时,首先要将压力表与压力校验仪的接口连接,这里要选择合适的螺纹,现在压力表生产厂家众多,螺纹接口的规格呈现多样化,常见的型号有 M20×1.5、M10×1、M14×1.5等,还有些执行国际标准的压力表接口,如G1/4、1/2NPT、ZG3/8等, NPT是指美国标准的60度锥管螺纹,G是指55度非螺纹密封管螺纹,ZG代表管锥,1/4、1/2等代表螺纹的直径,单位是英寸,如果选择错误的螺纹接头,强行用扳手上紧,很容易损坏接头和被检压力表的螺纹,所以计量技术机构应备有尽量齐全的压力表转接头,现在有些厂家也已经做出了一种“万能”接头,利用可以伸缩的夹嘴夹住压力表螺纹,用针管状的通压管路将压力介质通入压力表,可以有效的解决大部分的压力表接头问题。如果虽然螺纹接头选择正确,但由于压力表的螺纹损坏,在检定时连接不紧,造成漏压,可根据情况用锉刀磨平损坏的螺纹,再将压力表重新连接,观察漏压现象是否消除。如螺纹损坏情况严重,企业继续在设备上使用可能会造成严重的安全事故,应判定不合格,更换新表。

  2.压力表的常用修理技巧

  (1)表针不在零位

  零点出现超差现象,可以将压力表垂直放置,起针后取下表盘,调整游丝使其松紧适度后,在零点重新订针,这里要注意,如果表盘上有止销的,要在紧靠止销的外部订针,然后将指针拨到止销内侧,这时指针须紧靠止销;如果没有止销的,可直接在零点重新对准订针。

  (2)固定的误差

  即在所有的检定点误差都是统一的正值或负值,且偏离大小是一个固定的值,这使只需将压力回到第一个检定点,起针后重新对准订针,重新进行检定,基本即可消除误差。

  (3)线性误差

  在各个检定点的误差仍然是统一的正值或负值,但大小不再固定,而是一个成线性比例递增或递减的趋势,这样的情况可以通过移动示值调节螺钉予以解决,当误差呈线性比例递增时,可用平口螺丝刀将示值调节螺钉向右下侧移动;当误差呈线性比例递减时,可将示值调节螺钉向左上侧移动,移动的距离视误差的大小而定,重新订针后基本可消除误差。有很多初学者经常说记不住该向右下还是左上移动,这时可以想象一下,把右下当成是向外移动,把左上当成是向内移动,当误差是正值时,需要调节螺钉离中心越远越好,才能减小示值,当误差是负值时,则需要调节螺钉离中心越近越好,来增大示值。

  (4)非线性误差

  非线性误差是指各个检定点的误差正负比例不成规则的情况,就是我们通常说的前快后慢或者前慢后快,这一般是由于初装时扇形齿轮与小齿轮的初始啮合位置不当引起的,可以松开夹板上的固定螺钉,重新旋转机芯,使得啮合达到合适的位置,当示值前快后慢时,需要顺时针旋转机芯;当示值前慢后快时,则需要逆时针旋转机芯。这种情况一般并不能一次性解决问题,有时需要经过多次反复的调整才能消除。另外,指针轴杆弯曲变形,会使得指针转动偏心,也会造成非线性误差,当指针轴杆弯曲变形时,须用尖嘴钳将其夹正,再用手转动中心齿轮,通过指针轴在圆心内转动查看轴杆是否已经扶正;再者就是上面提到过的表壳变形的情况,当表壳变形时,可以立刻查看压力表背面,重点查看背面三根固定支撑杆的螺钉是否在同一平面上,这样可以快速判断是否由于此种情况引起非线性误差,如果不在同一平面上,我们可以松开这三根螺钉,取下表壳,用锤子以适度的力量敲打凸面处,使得表壳恢复平整。

  通过上述几种发放的调整修理后,一般可以解决普通压力表中的大部分情况,当然还有其它的误差情况,比如轻敲位移过大、回程误差过大、扇形齿轮缺齿等,很多都是由于内部元件的老化磨损产生的,可以通过调整游丝,调节内部连杆结合的松紧度,或直接更换零部件等方法解决。总之,“实践是检验真理的唯一标准”,压力表检定人员一定要多动手,勤动脑,到工作实践去中总结属于自己的一套调修方法,这样才能又好又快的处理好压力表的故障,提高检定工作的效率。

  参考文献:

  [1]JJG 52-2013 《弹性元件式一般压力表、压力真空表及真空表》

文章标题:电气助理工程师论文弹性元件式压力表基础知识

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