压力表
压力表是物理学上的压强,即单位面积上所承受压力的大小。以大气压力为基准,用于测量小于或大于大气压力的仪表,用于计量流体(气体、液体)压力的仪表。
绝对压力:以绝对压力零位为基准,高于绝对压力零位的压力。
正压:以大气压力为基准,高于大气压力的压力。
负压(真空):以大气压力为基准,低于大气压力的压力。
差压:两个压力之间的差值。
表压:以大气压力为基准,大于或小于大气压力的压力
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。机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管(波登管),膜片,膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。所测量的压力一般视为相对压力。一般相对点选为大气压力。弹性元件在介质压力作用下产生的弹性变形,通过压力表的齿轮传动机构放大,压力表就会显示出相对于大气压的相对值(或高或低)。在测量范围内的压力值由指针显示,刻度盘的指示范围一般做成270度。耐震压力表的壳体制成全密封结构,且在壳体内填充阻尼油,由于其阻尼作用可以使用在工作环境振动或介质压力(载荷)脉动的测量场所。带有电接点控制开关的压力表可以实现发讯报警或控制功能。带有远传机构的压力表可以提供工业工程中所需要的电信号(比如电阻信号或标准直流电流信号)。隔膜表所使用的隔离器(化学密封)能通过隔离膜片,将被测介质与仪表隔离,以便测量强腐蚀、高温、易结晶介质的压力。压力表的弹性元件机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管(波登管)、膜片、膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。敏感元件一般是由铜合金、不锈钢或由特殊材料制成弹簧管(波登管)分为C型管、盘簧管、螺旋管等型式。一般采用冷作硬化型材料坯管,在退火态具有很高的塑性,经压力加工冷作硬化及定性处理后获得很高的弹性和强度。弹簧管在内腔压力作用下,利用其所具有的弹性特性,可以方便地将压力转变为弹簧管自由端的弹性位移。弹簧管的测量范围一般在0.1MPa~250MPa膜片敏感元件是带有波浪的圆形膜片,膜片本身位于两个法兰之间,或焊接在法兰盘上或其边缘夹在两个法兰盘之间。膜片一侧受到测量介质的压力。这样膜片所产生的微小弯曲变形可用来间接测量介质的压力。压力的大小由指针显示。膜片与波登管相比其传递力较大。由于膜片本身周围边缘固定,所以其防振性较好。膜片压力表可达到很高的过压保护(比如膜片贴附在上法兰盘上)。膜片还可以加上保护镀层以提高防腐性。利用开口法兰、冲洗、开口等措施可用膜片压力表测量粘度很大、不清洁的及结晶的介质。膜片压力表的压力测量范围在1600Pa~2.5MPa。膜盒敏感元件由两块对扣在一起的呈圆形波浪截面的膜片组成。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微压,并具有一定程度的过压保护能力。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。膜盒压力表的压力测量范围在250Pa~60000Pa。
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。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,请在表后面留出至少10mm的空间,不要改造或塞住溢流孔。除标准指针外,其他指针也是可选的。(零调指针最大值指针或设定指针)请在选型表中列出
1、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;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。
普通压力表(规范的名称为“一般压力表”)是最基础的压力表类型。其系列完整、结构简单、性能可靠、指示直观、造价低廉,是应用最为广泛的一种压力表。
精密压力表
精密压力表原称标准压力表,从精度等级角度讲,它是压力表的高端产品。规范中将0.4级(包括0.4级)以上精度等级的压力表划归为精密压力表。精密压力表基本上是用于压力量值的传递。随着工业流程中对压力测量精度要求的提升,这种压力表在测量环节的应用量也明显增多。
精密压力表的制造工艺相对复杂,不管是从弹性敏感元件,还是从传动放大机构看,为确保其性能,工艺都十分严谨。除制造精密压力表弹性敏感元件的材料须具有优良的弹性性能外,轧制弹性敏感元件的冷作硬化工艺参数、人工时效和自然时效工艺参数、弹性敏感元件的几何尺寸和形状等都是各制造厂的技术机密。可以说,精密压力表的制造能力代表着制造厂家的压力表水平。精密压力表的量域很广,从-0.1~0MPa至0~100MPa都有产品生产。其中微压表和高压表因其制造难度甚大,产量不高,价格较为昂贵。
2、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、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。
3、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60000Pa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;高压表用于测量100MPa以上压力值。
电接点压力表又细分有单电接点、双电接点和多接点电接点压力表,通过各类电接点来适应不同的操控需求。从电接点压力表的电接点功率方面来看,又有常规电接点压力表、光电式电接点压力表、感应式电接点压力表和磁助式电接点压力表之分,其磁助式电接点压力表是通过磁力辅助来增大电接点的接触力矩,具有相对较高的电接点功率。但,由于磁力对电接点的作用,其电接点的接点信号精度较低。从应对使用环境要求看,又有常规电接点压力表、耐振电接点压力表、耐腐电接点压力表、耐高温电接点压力表、隔膜电接点压力表、防爆电接点压力表之分。其中防爆电接点压力表又细分有隔爆型电接点压力表和安全火花型电接点压力表。
电接点压力表的关键部件是电接点的信号机构,其主要技术指标是电接点信号机构的绝缘电阻和绝缘强度。在电接点压力表的出厂检验时,对电接点的这两个主要技术指标应逐台检验。
由于电接点压力表弹性敏感元件的管端力要同时拖动指示机构和电接点信号机构,加之这种电接点压力表不仅有指示精度要求,还有电接点所发信号的精度要求,所以,电接点压力表的精度等级一般都在0.4级以下。各种电接点压力表的测量范围都很齐全,有真空电接点压力表、低压电接点压力表、中压电接点压力表、高压电接点压力表、微压电接点压力表。其中,微压电接点压力表因其管端力较小,电接点的制造难度较大,因此,很少有厂家生产这种微压电接点压力表。
远传压力表是一种能在感知压力并进行指示的同时,还可远传出一个同步线性信号的压力表。以实现本地测量指示,同步向远程传递压力信号的实践需要。从远传压力表的工作原理看,目前有两种型式。一种是通过传递电阻信号表达压力量值的电阻远传压力表,它的同步压力信号是一个电阻值“Ω”,由此得名电阻远传压力表。一种是采用电流信号传递压力量值的电感远传压力表,通常称之为差动远传压力表,它传递的同步压力信号是一个电流值“mA”。不管是电阻远传压力表,还是电感(差动)远传压力表,它们各自都有自己的派生系列产品。如:各种安装结构形式、各类介质的适应能力、各种环境条件的实用能力的远传压力表。这些远传压力表都可以为二次仪表和单元仪表或执行机构提供标准的电阻信号或电流信号。
不锈钢压力表是一种采用不锈钢材料制造的压力表。不锈钢压力表又分为常规不锈钢压力表和全不锈钢压力表。常规不锈钢压力表主要用来测量具有腐蚀性的介质压力。全不锈钢压力表是用于在具有腐蚀性成分的环境中测量具有腐蚀性介质的压力。象这类用于测量特定介质的压力表有多种,左图列举的不锈钢压力表仅是其一。还有氨用压力表、氧气压力表、氢气压力表、氯气压力表等等,都是基于特定介质压力测量或环境条件的特定要求,用特定材料和通过特定工艺制造的压力表。
当然,除了一些用于特定介质的外,还有一些专用压力表。如:船用压力表、氟压力表、轮胎压力表等。其中轮胎压力表就是附加了特定的结构功能来满足和方便专用要求的压力表。
隔膜压力表是采用介质隔离方式工作的又一种用于测量特定介质的压力表。隔膜压力表由压力表和隔离装置组合制造而成。制造压力表的材料与被测介质无关,因为压力表的本身并不接触那些特定的介质。它是在被隔离的状态下进行间接测量特定介质压力量值的。因此,这种压力表具有很多优异的特性。它的精度可以较高,它的适应介质对象的范围可以较广,只要选择相应的介质隔离膜片即可。隔膜压力表提供了多种连接结构形式,如:螺纹连接、法兰连接等。其法兰连接又有平法兰、角法兰、工字法兰等。由于隔膜压力表是一种组合制造而成的压力表,所以,它可以提供十分灵活组合方式,大幅度地提高了其选型空间。
双针压力表是指双针双管压力表,是一种较为典型的专用压力表。这种仪表设有两个被测对象接口,可同时接入两个被测对象,由分色指针同时指示出两个被测对象各自的压力。尤其适用于两个需要同时读数比对的测量对象。双针压力表的内部结构也很有特点,它巧妙地将两路测量机构有机结合,且各自独立。这两路独立的测量机构又各自拖动自己的指针,在同一个度盘上指示各自的压力。有效地从示数装置上最大限度地减小了比对误差,明显地提高了两个被测对象的比对读数精度。
还有一种双面压力表,是一种双针双面单管压力表。双面压力表是为满足多方位读数要求设计制造,它只有一个被测对象接口,一套测量机构和特制的传动放大机构,两套示数装置分布在正反两面。这种双面压力表的传动放大机构设计很独特,它可以让您在正反两面获得相同的读数效果。
耐振压力表是一种可在环境振动和介质脉动场合下正常工作的压力表。这种耐振压力表的壳体中均充有阻尼液,用以缓解外部的环境振动,接口处设有阻尼器,脉动介质通过阻尼器予以滤波后才进入弹性敏感元件,以确保耐振压力表的正常工作和观察者的准确读数。
抗震压力表是一种适用于在振动较为强烈的环境中工作的压力表。它兼有耐振压力表的一些耐振机理,并进一步从结构设计方面对其抗震性能予以提升。抗震压力表为适应更高的耐振要求,大多采用转盘式,以增大指示机构的被阻尼性能,最大限度地均衡指示部件在受振状态下的转动惯量。通俗地讲,这种压力表在工作进程中,是通过表盘的转动来指示介质的压力量值的。也有将抗震压力表制成隔膜式和指针式,其抗震性能略低于转盘式抗震压力表。
弹簧管式压力表的精度等级,是以允许误差占压力表量程的百分率来表示的,一般分为0.5、1、1.5、2、2.5、3、4七个等级(锅炉上不用3级和4级),数值越小,其精度越高。例如,表盘量程0~2.5MPa精度2.5级的压力表,它的指针所示压力值与被测介质的实际压力值之间的允许误差,不得超过上2.5MPa×2.5%=±0.0625MPa;当压力表指示压力为0.8MPa时,实际气压在0.7375~0.8625MPa之间。
由此可见,压力表实际误差的大小,不但与精度有关,而且还与压力表的量程大小有关。量程相同时,精度越高(即数字越小),压力表的允许误差越小。精度相同时,量程越大,压力表的误差越大。
1.安装压力表的部位(除与锅筒蒸汽空间直接相连接处必须安装压力表外)
(1)给水调节阀前。
(2)可分式省煤器出口。
(3)过热器出口和主汽阀之间。
(4)再热器出、入口。
(5)直流锅炉启动分离器。
(7)强制循环锅炉锅水循环泵出、入口。
(8)燃油锅炉油泵进、出口。(9)燃气锅炉的气源人口。
2.选用压力表的规定
(1)对于额定蒸汽压力小于2.5MPa的锅炉,压力表精确度不应低于2.5级;对于额定蒸汽压力大于或等于2.5MPa的锅炉,压力表的精确度不应低于1.5级。
(2)压力表应根据工作压力选用。压力表表盘刻度极限值应为工作压力的1.5~3.0倍,最好选用2倍。
(3)压力表表盘大小应保证司炉人员能清楚地看到压力指示值,表盘直径不应小于100mm。
3.压力表除在选用时应符合有关技术标准的要求外,其校验和维护也应符合国家计量部门的规定。压力表装用前应进行校验并注明下次的校验日期。压力表的刻度盘上应划红线指示出工作压力。装用后每半年至少校验一次,校验后应封印。
4.装设压力表的要求(1)应装设在便于观察和吹洗的位置,并应防止受到高温、冰冻和振动的影响
(2)压力表与锅筒之间应装有存水弯管,存水弯管用钢管时,其内径不应小于10mm(见图3—5)。
压力表与筒体之间的连接管上应装有三通阀门,以便吹洗管路、卸换、校验压力表。汽空间压力表上的三通阀门应装在压力表与存水弯管之间,其三通阀门在各个位置的作用如下:
1)当压力表通过存水弯管直接连接锅筒时是正常工作位置。
2)压力表与锅筒隔开,直通外界大气时,是检查压力表的位置,如压力表正常,指针回零。
3)锅炉与压力表隔断,蒸汽直通外界时,是冲洗存水弯管的位置。
4)当压力表、锅筒、外界均隔断不通时,是积存冷凝水的位置。冲洗存水弯管后,应在此位置停留一定时间(约5min左右),使存水弯管中的蒸汽冷凝成水,起水封闭的作用,保护压力表,然后再把三通阀门开到正常位置。
5)当压力表、锅筒、旁通管(先装好标准压力表)均互通时,是校验压力表的位置。此时,两块压力表指示的数值相差不得超过规定值。
5.压力表的停用(在下列情况之一时)
(1)有限止钉的压力表在无压力时,指针转动后不能回到限止钉处;没有限止钉的压力表在无压力时,指针离零位的数值超过压力表规定允许误差。
(2)表面玻璃破碎或表盘刻度模糊不清。
(3)封印损坏或超过校验有效期限。
(4)表内泄漏或指针跳动。
(5)影响压力表指示准确的其他缺陷。
1、常检查导压管线、阀门、接头及焊接等处有无泄漏。仪表指针因为被测介质瞬间脉冲加大,将指针冲到止档下面,另外仪表扇型齿再工作一段时间会出现磨损现象
2、定点定时进行巡回检查,检查仪表的完整性,保持仪表的清洁特别应检查压力表的指示值。仪表指针,在管道或设备卸压后不会零位
3、在泵出口处的压力表,为了防止压力表受瞬时冲击超压而损坏,在启动泵时,应先将压力表前的阀关死,待启动泵后才缓缓开启阀门。
4、对记录式压力表应定期更换记录纸和添加记录墨水
压力表的常见故障及其发生原因和排除方法列于下表
| 常见故障 | 发生故障的原因 | 排除故障的方法 |
| 指针不动 | (1)压力表和存水弯管之间装有阀门,阀门关闭 (2)三通阀门位置不正确 (3)三通阀门或存水弯管堵塞 (4)弹簧管与支架的焊口有裂纹渗漏 (5)压力表下列缺陷:指针与中心轴松动;指针卡住;扇形齿轮与小齿轮脱开 | (1)将阀门拆除,更换为三通阀门 (2)将三通阀门打开至正确位置 (3)用蒸汽吹洗通道,如不行则拆下清洗 (4)取下压力表修理,更换新表 (5)更换新表 |
| 指针不回零位 | 1)三通阀门位置不准确 (2)存水弯管、三通阀门被堵塞 (3)弹簧弯管失去弹性 (4)压力表的游丝失去弹性或脱落 (5)指针弯曲或卡住 (6)压力表的调整螺丝松动 | 1)调整至准确位置 (2)用蒸汽吹洗,若无效则更换 (3)(4)(5)(6)更换压力表 |
| 指针跳动 | (1)游丝损坏或紊乱 (2)中心轴两端弯曲 (3)弹簧管与拉杆结合的铰轴不活动 (4)压力表内齿轮传动有阻碍 (5)有高频振动影响 (6)存水弯管或三通阀门局部被阻塞 | 1)(2)(3)(4)更换压力表
(5)消除振源 (6)吹洗并检查衬垫位置是否正确 |
| 表内漏 | 1)弹簧管裂纹渗漏 (2)弹簧管与支撑座焊接不良有泄漏 (3)表壳与玻璃板密封失效 | (1)(2)(3)更换压力表 |
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