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了解什么是压力表?

作者:管理员 来源:本站 浏览数:5640 发布时间:2015/6/2 23:08:32

 

了解什么是压力表

压力表(英文名称:pressure gauge)是指以弹性元件为敏感元件,测量并指示高于环境压力的仪表,应用极为普遍,它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。尤其在工业过程控制与技术测量过程中,由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性,使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。

中文名 

压力表

外文名 

pressure gauge

作    用 

测量并指示高于环境压力的仪表

行    业 

工业

目录

1选用原则

2使用注意

3主要分类

4工作原理

5主要构造

6基本术语

7常见类型

8安装方式

9测量上限

10量程选择

11准确度等级

12质量要求

13检修维护

14常见问题

15防腐措施

1选用原则

压力表的选用应根据使用工艺生产要求,针对具体情况做具体分析。在满足工艺要求的前提下,应本着节约的原则全面综合地考虑,一般应考虑以下几个方面的问题:

1、类型的选用

仪表类型的选用必须满足工艺生产的要求。例如是否需要远传、 

自动记录或报警;被侧介质的性质(如被测介质的温度高低、粘度大小、腐蚀性、脏污程度、是否易燃易爆等)是否对仪表提出特殊要求,现场环境条件(如湿度、温度、磁场强度、振动等)对仪表类型的要求等。因此根据工艺要求正确地选用仪表类型是保证仪表正常工作及安全生产的重要前提。

例如普通压力表的弹簧管多采用铜合金(高压的采用合金钢),而氨用压力表弹簧管的材料却都采用碳钢(或者不锈钢),不允许采用铜合金。因为氨与铜产生化学反应,会爆炸,所以普通压力表不能用于氨压力测量。

氧气压力表与普通压力表在结构和材质方面可以完全一样,只是氧用压力表必须禁油。因为油进人氧气系统易引起爆炸。所用氧气压力表在校验时,不能像普通压力表那样采用油作为工作介质,并且氧气压力表在存放中要严格避免接触油污。如果必须采用现有的带油污的压力表测量氧气压力时,使用前必须用四氯化碳反复清洗,认真检查直到无油污时为止。

2、测量范围的确定

为了保证弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作,在选择压力表量 

程时,必须根据被测压力的大小和压力变化的快慢,留有足够的余地,因此,压力表的上限值应该高于工艺生产中可能的最大压力值。根据“化工自控设计技术规定”,在测量稳定压力时,最大工作压力不应超过测量上限值的2/3;测量脉动压力时,最大工作压力不应超过测量上限值的1/2;测量高压时,最大工作压力不应超过测量上限值的3/5。一般被测压力的最小值应不低于仪表测量上限值的1/3。从而保证仪表的输出量与输人量之间的线性关系

根据被测参数的最大值和最小值计算出仪表的上、下限后、不能以此数值直接作为仪表的测量范围。我们在选用仪表的标尺上限值时,应在国家规定的标准系列中选取。中国的压力表测量范围标准系列有:-0.1-0.06,0.15;0-1,1.6,2.5,4,6,10X10" MPa(其中n为自然整数.可为正、负值)。

3、精度等级的选取

根据工艺生产允许的最大绝对误差和选定的仪表最程、计算出仪表允许的最大引用误差,在国家规定的精度等级中确定仪表的精度。一般来说,所选用的仪表越精密,则测量结果越精确、可靠。但不能认为选用的仪表精度越高越好,因为越精密的仪表一般价格越贵,操作和维护越费事。

选用举例:

1、用于测量黏稠或酸碱等特殊介质时,应选用隔膜压力表、不锈钢 

弹簧管、不锈钢机芯、不锈钢外壳或胶木外壳。

按其所测介质不同,在压力表上应有规定的色标,并注明特殊介质的名称,氧气表必须标以红色“禁油”字样,氢气用深绿色下横线色标,氨用黄色下横线色标等等。

2、靠墙安装时,应选用有边缘的压力表;直接安装于管道上时,应选用无边缘的压力表;用于直接测量气体时,应选用表壳后面有安全孔的压力表。出于测压位置和便于观察管理的考虑,应选择表壳直径的大小。

2使用注意

1、仪表必须垂直:安装时应使用17mm扳手旋紧, 

不应强扭表壳;运输时应避免碰撞;

2、仪表使用宜在周围环境温度为-25~55℃;

3、使用工作环境振动频率<25HZ,振幅不大于1mm;

4、使用中因环境温度过高,仪表指示值不回零位或出现示值超差,可将表壳上部密封橡胶塞剪开,使仪表内腔与大气相通即可;

5、仪表使用范围,应在上限的1/3~2/3之间;

6、在测量腐蚀性介质、可能结晶的介质、粘度较大的介质应加隔离装置;

7、仪表应经常进行检定(至少每三个月一次),如发现故障应及时修理;

8、仪表自出厂之日起,半年内若在正常保管使用条件下发现因制造质量不良失效或损坏时,由该公司负责修理或调换;

9、需用测量腐蚀性介质的仪表,在订货时应注明要求条件。

3主要分类

压力表种类很多,它不仅有一般(普通)指针指示型,还有数字型;不仅有常规型,还有特种型;不仅有接点型,还有远传型;不仅有耐振型,还有抗震型;不仅有隔膜型,还有耐腐型等。压力表系列完整。它不仅有常规系列,还有数字系列;不仅有普通介质应用系列,还有特殊介质应用系列;不仅有开关信号系列,还有远传信号系列等等,它们都源于实践需求,先后构成了完整的系列。压力表的规格型号齐全,结构型式完善。从公称直径看,有Φ40mm、Φ50mm、Φ60mm、Φ75mm、Φ100mm、Φ150mm、Φ200mm、Φ250mm等。从安装结构型式看,有直接安装式、嵌装式和凸装式,其中嵌装式又分为径向嵌装式和轴向嵌装式,凸装式也有径向凸装式和轴向凸装式之分。直接安装式,又分为径向直接安装式和轴向直接安装式。其中径向直接安装式是基本的安装型式,一般在未指明安装结构型式时,均指径向直接安装式。轴向直接安装式考虑其自身支撑的稳定性,一般只在公称直径小于150mm的压力表上才选用。所谓嵌装式和凸装式压力表,就是我们常说的带边(安装环)压力表。轴向嵌装式既轴向前带边、径向嵌装式是指径向前带边、径向凸装式(也叫墙装式)是指径向后带边压力表。从量域和量程区段看,在正压量域分为微压量程区段、低压量程区段、中压量程区段、高压量程区段、超高压量程区段,每个量程区段内又细分出若干种测量范围(仪表量程);在负压量域(真空)又有3种负压(真空表);正压与负压联程的压力表是一种跨量域的压力表。其规范名称为压力真空表,也有称之为真空压力表。它不但可以测量正压压力,也可测量负压压力。压力表的精度等级分类十分明晰。常见精度等级有4级、2.5级、1.6级、1级、0.4级、0.25级、0.16级、0.1级等。精度等级一般应在其度盘上进行标识,其标识也有相应规定,如“①”表示其精度等级是1级。对于一些精度等级很低的压力表,如4级下的,还有一些并不需要测量其准确的压力值,只需要指示出压力范围的,如灭火器上的压力表,则可以不标识精度等级

压力表按其测量精确度:可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级0.05级;一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4. 0级。

压力表按其测量基准:压力表按其指示压力的基准不同, 

分为一般压力表、绝对压力表不锈钢压力表、差压表。一般压力表以大气压力为基准;绝压表以绝对压力零位为基准;差压表测量两个被测压力之差。

压力表按其测量范围:分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值;压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值;微压表用于测量小于60000 Pa的压力值;低压表用于测量0~6MPa压力值;中压表用于测量10~60MPa压力值;

压力表按其显示方式:分为指针压力表,数字压力表。

压力表按其使用功能分:压力表按其使用功能不同可分为就地指示型压力表和带电信号控制型压力表。

一般压力表、真空压力表、耐震压力表、不锈钢压力表等都属于就地指示型压力表,除指示压力外无其他控制功能。

带电信号控制型压力表输出信号主要有:

1、开关信号(如电接点压力表)

2、电阻信号(如电阻远传压力表)

3、电流信号(如电感压力变送器,远传压力表,压力变送器等)

压力表按测量介质特性不同可分为:

1、一般型压力表:一般型压力表用于测量无爆炸、不结晶、不凝固对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力;

2、耐腐蚀型压力表:耐腐蚀型压力表用于测量腐蚀性介质的压力,常用的有不锈钢型压力表、隔膜型压力表等;

3、防爆型压力表:防爆型压力表用在环境有爆炸性混合物的危险场所,如防爆电接点压力表,防爆变送器等。

4、专用型压力表。

按照压力表的用途分:可分为普通压力表、氨压力表、氧气压力表、电接点压力表、远传压力表、耐振压力表、带检验指针压力表、双针双管或双针单管压力表、数显压力表、数字精密压力表等。

4工作原理

压力表通过表内的敏感元件(波登管、膜盒、波纹管)的弹性形变,再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针,引起指针转动来显示压力。

5主要构造

溢流孔:若发生波登管爆裂的紧急情况的时候, 

内部压力将通过溢流孔向外界释放,防止玻璃面板的爆裂。注:为了保持溢流孔的正常性能,需在表后面留出至少10mm的空间,不能改造或塞住溢流孔。

指针:除标准指针外,其他指针也是可选的。

玻璃面板:除标准玻璃外,其他特殊材质玻璃,如强化玻璃,无反射玻璃也是可选的。

性能分类:普通型(标准)、蒸汽用普通型(M)、耐热型(H)、耐振型(V)、蒸汽用耐振型(MV)耐热耐振型(HV)。

处理方式:禁油/禁水处理 在制造时除去残留在接液部的水或油。

外装指定:壳体颜色除标准色以外,需特别注明。

节流阀(可选):为了减小脉动压力,节流阀安装在压力入口处。

6基本术语

1、正压与负压

2、相对压力与绝对压力

3、真空度

4、压力的表示方法

压力有两种表示方法:一种是以绝对真空作为基准所表示的压力,称为绝对压力;另一种是以大气压力作为基准所表示的压力,称为相对压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力,故相对压力也称表压力。当绝对压力小于大气压力时,可用容器内的绝对压力不足一个大气压的数值来表示。称为“真空度”。它们的关系如下:

绝对压力=大气压力+相对压力

真空度=大气压力—绝对压力

中国法定的压力单位为Pa(N/㎡),称为帕斯卡,简称帕。由于此单位太小,因此常采用它的10^6倍单位MPa(兆帕)。

7常见类型

波登管压力表:波登管敏感元件是弯成圆形, 

截面积显椭圆形的弹性C形管。测量介质的压力作用在波动管的内侧,这样波登管椭圆截面会趋于圆形截面。由于波登管微小变形,形成一定的环应力。此环应力会使波登管向外延伸。由于弹性波登管头部没有固定,其就会产生小小变形,其变形的大小取决于测量介质的压力大小。波登管的变形通过机芯间接地由指针显示测量介质的压力。

膜盒压力表:膜盒敏感元件由两块连接在一起的显圆形波浪的膜片组成。测量 介质的压力作用在膜盒腔内侧,由此所产生的变形可用来间接测量介质的压力。压力值的大小由指针显示。膜盒压力表一般用来测量气体的压力,并能测量微压、过压保护在一定程度上也是可以的。当几个膜盒敏感元件叠在一起后会产生较大的传递力来测量极微小的压力。

防爆压力表:防爆压力表适合用在易燃易爆的场合,它和普通压力表不同,防爆压力表的要求更高,首先是安全系数高不高,防爆压力表的种类很多,如何选择适合自己的压力表,这就要全盘考虑了。防爆压力表按防爆系数分:本安防爆压力表和隔爆压力表。安性能分:电接点防爆压力表、指针式防爆压力表,数字显示防爆压力表。

防爆电接点压力表:防爆电接点压力表的隔爆外壳具有良好的隔爆性能,因此防爆电接点压力表对在正常工作过程中由于火花或电弧的影响,除了能承受壳体内部的爆炸性气体混合物在一旦引起爆炸时产生的爆炸压力外,并能有效地阻止由此产生的热能向外顺利传播,而只能在壳体内部沿着隔爆接合面的微小缝隙处缓慢地向外扩散。这时,传至壳体外部的瞬间温度已降低到爆炸性气体混合物的燃点温度以下,故不会导致传爆。

防爆数字(指针)显示压力表:精度高、高稳定性,误差≤1%, 内电源、微功耗、不锈钢外壳,防护坚固,美观精致。防爆数字显示压力表广泛应用于石油、化工、冶金、电站等工业部门或机电设备配套中测量有爆炸危险的各种流体介质的压力。

真空压力表:真空压力表用于测量对钢,铜及铜合金无腐蚀作用,无爆炸危险的不结晶,不凝固的液体,气体或蒸汽介质的压力或负压。耐震真空压力表表用于振动和压力有波动下,测量无腐蚀,无结晶的介质的负压。电接点压力真空表和电接点真空表用于对铜及铜合金无腐蚀作用,无爆炸危险的非结晶、不凝固的液体,气体等介质的(压力)和负压的测量,当压力达到预定值时,借助接点装置,能接通或断开控制电路,同时发出电信号。

真空压力表的分类:

真空压力表是以大气压力为基准,用于测量大于和小于大气压力的仪表。 

耐震真空压力表作为耐震压力表的一个分类,用于振动和压力有波动下,测量无腐蚀,无结晶的介质的负压。

电接点真空压力表和电接点真空表铜及铜合金无腐蚀作用,无爆炸危险的非结晶不凝固的液体,气体等介质的(压力)和负压。

不锈钢压力真空表用于测量对不锈钢316,316L及0Crl8Ni12MO2Ti无腐蚀作用的液体,气体介质的压力和负压,全不锈钢对环境有更强的耐蚀能力。

耐酸压力真空表用于测量硝酸及碱类液体介质的压力和负压;耐酸真空表用于测量硝酸及碱类液体的负压。

8安装方式

压力表国家标准《一般压力表》GB/T1226-2001中第4.1.2仪表按螺纹 

接头及安装方式分为:直接安装压力表、嵌装(盘装)压力表、凸装(墙装)压力表。

1、压力表的安装位置应符合安装状态的要求,表盘一般不应水平放置,安装位置的高低应便于工作人员观测。

2、压力表安装处与测压点的距离应尽量短,要保证完好的密封性,不能出现泄漏现象。

3、在安装的压力表前端应有缓冲器;为便于检验,在仪表下方应装有切断阀;当介质较脏或有脉冲压力时,可采用过滤器、缓冲器和稳压气等。

9测量上限

1、压力表测量上限值的大小是根据弹簧管外廓尺寸、 

刚度和非线性条件设计的,测量上限值有1×10n、1.6×10n、2.5×10n、4×10n、6×10n五种系列,n是正整数、负整数或零。

2、数字压力表压力范围:-100kPa ~ 2kPa ~ 260MPa。

3、压力表低于1/3 量程部分准确度较低,不宜使用。选择测量上限时,为了保证压力表安全可靠地工作,维持其使用寿命,一般应大于最高使用压力的 1/3。

4、选择使用范围时,按负荷状况的通用性,应选用全量程的 1/3 ~ 2/3 为宜,因为这一使用范围准确度较高,且在平稳、波动两种负荷下均可使用。使用范围最高不得超过度盘满刻度的3/4。

10量程选择

1、为了保证压力表弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作,压力表量程的选择不仅要根据被测压力的大小,而且还应考虑被测压力变化的速度,其量程需留有足够的余地。使用压力表测量稳定压力时,最大工作压力不应超过量程的2/3;

2、使用压力表测量脉动压力,最大工作压力不应超过量程的1/2;

3、使用压力表测量高压时,最大工作压力不应超过量程的3/5。为了保证测量准确度,最小工作压力不应低于量程的1/3。按此原则,根据被测最大压力算出一个数值后,从压力表产品目录中选取稍大于该值的测量范围。

4、应根据锅炉工作压力来选择,量程刻度的极限值应为工作压力的1.5~3.0倍,最好是2倍。在工业锅炉中,实际情况是锅炉实际运行时的工作压力总是比铭牌上的额定压力要低,工业蒸汽锅炉和热水采暖锅炉均是如此。例如4t/h的蒸汽锅炉,额定压力为1MPa,制造厂如按1.5倍来配备压力表,应配备1.6MPa量程压力表。若用户由于生产工艺需要,实际运行在0.5MPa压力下即能满足工艺要求,这时运行量程,压力表的指针就指在量程的三分之一不到的位置,指针转过的角度很小.即选用的压力表量程太大。

热水锅炉亦是如此,例如采暖锅炉额定压力为0.7MPa,配备压力表应为1MPa或1.6MPa,如配备1MPa的压力表,怕在水压试验时使压力表过载,于是便配备量程为1.6MPa的压力表。实际运行时,只要0.2MPa就能满足采暖要求,压力表的指针指在量程八分之一的位置,很难使人相信压力表的准确性和灵敏性。

5、 为解决上述问题,应采用两种压力表,即在水压试验时,采用锅炉厂按额定压力配备的压力表;

6、在日常运行时按实际工作压力的2倍来配备压力表。如工作压力为0.2MPa,即配用0.4MPa量程的压力表。这样指针在刻度盘中间位置,垂直向上。安全阀的起座压力也是按工作压力来调整,压力表仍有足够的裕度应付超压指示。

11准确度等级

1、压力表的准确度等级是反映被检表与精密表进行比对中, 

指示值与真实值接近的准确程度。它等于最大基本误差绝对值与测量上限比值的百分数,是依据校验中所产生误差的大小来决定的。

2、中国一般工业用压力表共分为4个准确度等级,符合JJG52-1999 《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程对压力表拟定的允许误差。这 4 个准确度等级是 :1 级、 1.6 级、 2.5 级、 4 级。允许误差 (按测量上限的百分数计算) 分别为 ±1%、±1.6%、±2.5%、±4%。

3、中国2005年新的数字压力表检定规程公布实施,符合 JJG875-2005 《数字压力计检定规程》。规定了压力准确度分别为 ±0.01%、±0.02%、±0.05%、±0.1%、±0.2%、±0.5%、±1.0%、±1.6%。

4、合理选择压力表准确度等级的方法,应根据生产工艺、经济实用、检测方法等提出的要求,按被测压力最小值所要求的允许误差来选择准确度等级。

12质量要求

1、一般压力表的弹簧管是具有一定横截面 

形状(常用的有扁平圆和近似椭圆形两种),弯曲成“C”形,而且能满足一定弹性要求的管状弹簧。如果弹簧管太小,就会影响压力表的准确度等级。

2、压力表的示值超过允许误差,就应该调修该表的示值调节螺钉,如果该表没有示值调节螺钉,此表只能判为不合格。

3、压力表表盘分度数字及符号应完整清晰。表盘分度标尺应均匀分布、所包的中心角一般为270°, 压力表的指针应伸入所有分度线内,其指针指示端宽度应不大于最小分度间隔的1/5。指针与分度盘平面间的距离应在1~3mm范围内表壳外径在200mm以上的(包括200mm),其指针与分度盘平面距离应在2~4mm范围内。

4、带有止销的压力表,在无压力或真空时指针应紧靠止销,“缩格”不得超过规定的允许误差。

5、压力表表壳应能保护内部机件不受污染,压力表应装有安全孔,安全孔上需有防尘装置。

6、数字压力表则要看整体结构的合理性、所选取的材质、电子元器件的老化工艺、长期稳定性等。

13检修维护

1、经过一段时间的使用与受压,压力表机芯 

难免会出现一些变形和磨损,压力表就会产生各种误差和故障。为了保证其原有的准确度而不使量值传递失真,应及时更换,以确保指示正确、安全可靠。

2、压力表要定期进行清洗。因为压力表内部不清洁,就会增加各机件磨损,从而影响其正常工作,严重的会使压力表失灵、报废。

3、在测压部位安装的压力表,根据JJG52-1999规定,它的检定周期一般不超过半年。关系到生产安全和环境监测方面的压力表,检定周期必须按照检定规程,只可小于半年;如果工矿条件恶劣,检定周期必须更短。

4、测压部位介质波动大,使用频繁,准确度要求较高,以及对安全因素要求较严的,可按具体情况将检定周期适当缩短。

以下4种11类压力表需要强制检定:

1、用于安全防护的压力表需强制检定。包括以下7类:

1)锅炉主气缸和给水压力部位的测量;

2)固定式空压机风仓及总管压力的测量;

3)发电机、气轮机油压及机车压力的测量;

4)医用高压灭菌器、高压锅压力的测量;

5)带报警装置压力的测量;

6)密封增压容器压力的测量;

7)有害、有毒、腐蚀性严重介质压 

力的测量。(如:弹簧管压力表、电远传和电接点压力表)。

2、用于安全防护的风压表需强制检定。即:矿井中巷道风压、风速的测量。(如:矿用风压表、矿用风速表)。

3、用于安全防护的氧气表需强制检定。包括以下2类:

1)在灌装氧气瓶过程中氧气监控压力的测量;

2)在工艺过程中易爆、影响安全的氧气压力的测量。

4、用于医疗卫生的氧气表需强制检定。即医院输氧用浮标式氧气吸入器和供氧装置上氧气压力的测量。

14常见问题

压力表是由接头,弹簧管,机芯几个主要部件构成。 

压力表的焊接主要有铅锌焊接,白银焊接,氩弧焊接,特种焊接等等,仪表的单簧管正常工作是10万次。其工作原理是通过弹簧管变形,机芯(扇型齿与中心齿轮工作)带动指针在面版的刻度上显示被测介质压力。

压力表在使用过程中常见的三个问题:

1、压力表扇型齿轮工作一段时间会出现磨损现象;

2、压力表测压系统受到被测介质瞬间超压冲击,使指针回不到零位或者冲到限制钉下面;

3、仪表指针,在系统卸压后不回零位。

解决压力表常见问题的三个方法:

1、增加扇型齿轮接触面宽度,增大接触面(即加大齿轮模数),以达到抗磨损增加使用寿命的目的;

2、在仪表的机芯上加装限位块,测压系统在受到瞬间冲击时使机芯的圆柱齿轮和扇型齿轮不容易脱扣,解决压力表受到冲击压力后指针不回零或者指针被冲到限位钉后面的问题;

3、冲击压力测量系统关小压力表下面的阀门。

15防腐措施

外壳的防腐:

1、使用环境有腐蚀性气体等建议外壳采用不锈钢外壳或者外壳喷涂四氟,以便延长压力表使用寿命;

2、使用环境湿度高建议外壳提高防护等级,以防外部水气进入表内,提高压力表使用寿命。

接液部分防腐:

1、对一般腐蚀介质,如果不锈钢弹性元件能耐1~2年的腐蚀,则可选用一般的不锈钢压力表,安装时,导压管要短,必要时缓冲盘管改用缓冲罐,以防杂质堵塞。

2、如果介质对不锈钢及铜有旨腐蚀,可将缓冲罐改用隔离罐,加入耐腐蚀的隔离液。隔防液的种类可根据被测介质的性质选用,但要求使用半年以上不变质为好。若普通隔离液都不能适用时,可用氟氯油作隔离液,但价格很贵,因此隔离罐要做得小,拆装时要回收氟油重复使用。

3、可采用隔膜式压力表,目前有含钼不锈钢、哈氏合金及钽片,膜片与弹道管之间用甲基硅油传送压力,最小量程可做到0~100kPa,如果膜片材料还不耐腐,则可加一层F46(聚全氟乙丙烯)膜片,但仪表灵敏底有所降低。也可直接用F46作隔离膜片,但要注意介质的渗透性,对高温及禁油类介质传递液可选用氟油。

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