压力室检定设备的升级改造

夏旭春

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

压力室检定设备的升级改造

夏旭春

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

我公司压力室开展压力表、变送器的检定，检定设备为活塞式压力计。由于压力表中残留的酸碱介质，使压力计管路密封腐蚀。通过增加手动气压源检定装置，并对检定装置的密封性进行改造，降低了维修量，提高了工作效率。

压力室；检定；活塞压力计；台式手动气压源；耐腐蚀性；密封性；改进

我公司压力室检定依据JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程，每年开展压力表、变送器入库及周期检定约1 500台套，每年节约检定费用10万元。在公司设备维护停车时每天检定设备约200台套，检定任务非常艰巨，因此检定设备的好坏直接影响职工劳动强度大小和检定效率高低。

1 压力室检定设备的现状及问题

压力室开展检定范围是0.04～60 MPa，检定设备主要是0.04～0.6 MPa、0.1～6 MPa 0.05级沈阳福润德仪器制造有限公司制造的SHJ系列活塞压力计和1～60 MPa 0.05级YS-600二等活塞压力计，检定介质是变送器油或蓖麻油无腐蚀性液体。

活塞式压力计是基于帕斯卡定律产生的一种压力标准器，其工作原理是当进油阀处于开启状态下，可通过加压手轮为管路系统填充介质；当进油阀处于关闭状态下，活塞式压力计便成为一个密闭的压力系统，再通过加压手轮为这一密闭的系统进行压力控制。

活塞压力计的工作原理如图1。

1.砝码 2.砝码托盘 3.测量活塞 4.活塞筒 5、7、12.切断阀 6.标准压力表 8.进油阀手轮 9.油杯 10.进油阀 11.被校压力表 13.工作液 14.工作活塞 15.手摇泵 16.丝杆 17.加压手轮图1 活塞式压力计示意图

如图1所示，在整个工作进程中活塞式压力计将遵循流体静力学平衡原理稳定工作。当在砝码托盘上添加或减少砝码后，系统的压力会随之发生变化。要使管路系统的压力与砝码托盘及其连接件和当时所承载的标准砝码的质量总和的作用力平衡，还需通过手摇加压手轮为系统升压(降压)操控，使砝码托盘升(降)到指定位置。处于这种状态下的系统压力就是一个标准的压力值。这一压力量值的准确程度将完全取决于活塞系统的有效面积和专用砝码的质量精度。如果需要解除系统的密闭状态，只要通过手摇加压手轮将系统压力下调到砝码托盘的初始位置后，缓慢开启油杯针阀即可。在循环检定过程中变压器油在装置中循环使用。

经8个月使用活塞压力计管路系统出现加压手轮动力不足问题，经多次打压仍不能实现1.6 MPa压力表满量程检定。对0.6 MPa压力点开展保压试验，打压至1 MPa保压10 min后，观察5 min每分钟下降超0.1 MPa，已无法满足下降不超过0.06 MPa的保压要求；对6 MPa压力点开展保压试验，打压至10 MPa保压不足3 min。保压试验表明：活塞压力计密封性能下降已无法满足检定要求。

将整套设备拆开发现：手摇泵、丝杠和活塞筒内壁出现凹陷、铜制接头及橡胶圈受腐蚀变形、止逆阀堵塞，加压手轮不断加压导致丝杠受腐蚀严重已无法使用。

原因分析：活塞压力计手摇泵、丝杠和活塞筒均是铸铁材质，我单位周期检定的压力表多用于酸、碱管道压力监测，弹簧管中残留酸、碱介质检定时与变压器油接触，变压器油回流腐蚀整个检定设备，活塞压力计密封性能破坏严重。

在维护过程中，拆装活塞压力计、管路系统中变压器油完全置换并清洗2次，人工成本浪费严重；测量设备频繁检修工作效率降低，检定人员劳动强度增大，更换丝杠费用高达5 000元。每年周期检定压力表约1 000台套，充分考虑人工成本、维修费用等因素，现有活塞压力计不能满足压力表周期检定的需要，所以改进检定设备势在必行。为此，反复试验、多次进行解体维修，最终确定从手动气压源及检定装置的密封性进行全面改造。

2 增加手动气压源检定装置

压力检定设备分为液体和气体两种压力传导媒介，液体压力传导耐腐蚀性差，维护费用高不能满足我单位周期检定的需要。气压源设备是集真空、气压两种发生源于一体的真空压力信号发生器，由手压泵、增压泵、压力调节及正负压转换阀、压力输出五部分构成，可为校验压力(差压)变送器、精密压力表、普通压力表、其它压力仪器仪表提供压力源，适用于现场作业及实验室检定。

台式手动气压源作为气压源设备的一种，具有结构体积小、重量轻、造压范围大(0.1～6 MPa)、疏空度高、配套数字压力表精度等级高(可达0.05级)等特点，整套设备购置费用不足1万元，性价比高，能够满足我单位压力表周期检定的需要。整个检定装置由数字压力表和压力表校验器组成，使用空气作为压力传导媒介，空气通过进气阀进入装置内部，检定完毕时通过卸压阀排出，节省成本，环保卫生；检定装置内部管路选用不锈钢材质，耐腐蚀性强；如有酸碱腐蚀性介质，关闭进气阀打开卸压阀反复按加压泵将腐蚀物直接排出，清洗工作量小；台式手动气压源检定利用标准数字压力计控压，无需搬运标准砝码，工人工作量减轻，检定效率高；检定装置与被检表采用M20×1.5内螺纹自锁接头连接，替代了扳子减轻工作量，操作简单方便。

3 气压源检定装置密封性改善

3.1 压力密封存在的问题

台式手动气压源检定装置的压力采用O型圈挤压密封，O型圈是一种界面形状为圆形的橡胶圈，是液压气动中最广泛的密封件。O型圈与被检表密封面贴合时，产生的初始形变压力大于密封应力时将不会泄露，实现自密封则整个检定装置密封性好，检定操作简单，省时省力；但是在使用过程中发现，被检表密封面水线的直径尺寸不同，深浅不一，当O型圈直径大小与被检表水线直径接近时出现偏心现象，造成O型圈被拉伸、变细，与被检表接触面积较小，密封方式由“线密封”变成“点密封”，最终导致泄漏影响正常检定。台式手动气压源O型圈的密封方式对被检表水线制作标准要求较高，否则无法达到密封满意状态，但是各个厂家压力表水线的直径尺寸不统一，导致了检定时经常碰到泄露密封不严的情况，影响检定速度，降低工作效率，频繁更换O型圈，维护成本增加。

3.2 压力密封由“线”到“面”的改进

经过多次试验发现：采用环状弹性橡胶垫片替代O型圈可以很好的解决密封问题。环状弹性橡胶垫片增加了与被检表接触面积，拧紧后形成凹凸密封面，解决了被检压力表不同直径水线导致密封不严的问题。经验证厂家对密封改进方案非常认可，并根据手动气压源连接口径制作相应的橡胶垫片。这一创新建议的实施，手动气压源的密封性更好，大大提高了检定效率。创新改造如图2。

图2 手动气压源的密封

4 设备改造前后对比

改造之前，活塞压力计管路腐蚀严重，漏油情况时有发生，故障率高，每年维修费用高达1万元。检定设备无故障时每名检定人员一天能完成20块压力表检定，高压检定效率更低，检定人员劳动强度大；检定变送器时变送器油浪费严重。

改造后增加台式手动压力源一次购置成本1万元，两台设备分类可同时开展检定，提高了工作效率；设备密封性O型圈到弹性橡胶垫片的改造后检定设备密封性更好；精密压力表控压替代标准砝码，检定人员劳动强度大大降低，每组检定人员每天可完成50块压力表检定任务，工作效率提高2倍；检定变送器时用空气替代变送器油导压，节约成本的同时，卫生环保；改造完成后压力室检定系统实现了全覆盖、高效率的检定目标。

[1] 张华，赵文柱.热工测量仪表[M]．北京：冶金工业出版社，2013

[2] 陈国利.精密压力表检定中常见问题[J].品牌与标准化，2011(02)

[3] 刘健.浅析压力表检定及常见问题的处理[J].计量与测试技术，2013(2)

[4] JJG52-2013 弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程[S]

TQ056.1

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1005-8370(2017)04-39-03

2017-06-05

夏旭春(1982—)，女，华北理工大学2015级在职研究生。唐山三友化工股份有限公司纯碱分公司设备部工程师。