JJG(鐵道)193-2017《機車車輛專用壓力表》部分條款探討
1 引言
機車車輛專用壓力表檢定規程JJG (鐵道) 193-2017適用于專用壓力表的首次檢定、后續檢定和使用中的檢查。筆者在西安某儀表公司 (以下簡稱公司) 從事專用壓力表的檢定工作多年, 從JJG (鐵道) 193-2007的實施到JJG (鐵道) 193-2017實施, 經過多次實際操作和驗證, 認為其中部分條款的規定不妥或與實際情況不相符。經過對這些條款的比對, 從個人的角度出發給出了意見和建議。
2 部分條款探討
2.1 第3.5條輕敲位移
檢定規程第3.5條規定:輕敲表殼前與輕敲表殼后, 專用壓力表的示值變動量應不大于表1所規定的最大允許誤差絕對值的1/2。
在該條描述中“輕敲表殼”是一個很籠統、模糊的概念, 實際操作時“輕敲”是指用什么工具還是人手指敲擊就可以, 至于“輕”到什么程度, 在表殼的什么位置敲擊均未明確規定, 給使用者帶來困惑。
針對以上的問題, 我們查閱了國家對壓力表檢測的相關標準, 其中GB/T 1227-2017《精密壓力表》第4.7條規定“在測量范圍的任何位置上, 用手指輕敲 (使指針能自由擺動) 儀表外殼時, 指針指示值的變動量應不大于基本誤差限絕對值的1/2。”此標準中的規定基本解決了前面的問題, 具有可操作性。
輕敲的工具是指用手指, 輕敲的程度是指能使指針能自由擺動, 至于敲擊的輕重程度, 只要指針能自由擺動即可, 輕敲的位置為“測量范圍的任何位置上”, 在測量范圍以外是不可以的。如圖1所示, 輕敲的范圍是指刻度盤上0kPa～1600kPa所對應的外殼位置。
圖1 雙針壓力表外形圖 下載原圖
2.2 第5.1.4條檢定用工作介質
檢定規程5.1.4條規定:工作介質為潔凈的空氣或無毒、無害和化學性能穩定的其他氣體。
而在JJG (鐵道) 193-2007中對工作介質的規定為“液體或清潔的空氣”按照2017版的最新規定, 檢定用的工作介質只能是氣體, 對于此項變更白文件的引言中也沒有特別說明為什么取消了液體的工作介質, 對于我們使用者來說, 生產和檢定過程中一直是在使用變壓器油, 期間也使用過氣體, 但是在使用氣體過程中出現了許多問題。
第一, 檢測用氣體壓力來源, 這對很多企業來說是一個不小的問題, 公司的壓力氣站設計為1.6MPa, 為了安全起見壓力氣站一般都設計在比較偏僻、遠離工作區的區域, 這樣氣體到達工作區域就需要經過很長的管道傳輸, 在傳輸過程中壓力損失極大, 該公司1.6MPa氣壓到達生產區域時基本上衰減到0.6MPa左右, 已經不能用于壓力表的檢測了。后來又購買了兩種氣壓生產儀, 一種手壓式的, 壓力需要人工按壓, 十分費勁, 操作不便。另一種是電動式的, 但是產生壓力緩慢, 耽誤生產。后來又考慮采用氮氣瓶, 這個成本低廉, 但是又涉及環境安全問題未能采用。
第二, 檢測的準確性問題, 第3.6條“指針偏轉平穩性”中規定“在標稱范圍內, 指針偏轉應平穩, 無跳動或卡針現象”。但是在用氣體的檢測過程中, 氣壓的平穩性很難控制, 如若某塊壓力表在某一位置存在卡滯問題, 但是在氣壓大時就很容易沖過去而很難發現。如果工作介質使用液壓油時就可避免這一問題, 通過勻速施加壓力, 指針可以平穩偏轉, 當有卡滯問題時能夠及時發現。
第三, 在公司實際操作中采用液體檢測過的儀表在使用過程中未出現過任何的質量問題。
基于上述三方面的問題考慮, 該檢定規程2017版工作介質取消液體不妥, 為了該檢定規程的廣泛使用, 工作介質建議增加液體。
2.3 第5.3.3條示值誤差
檢定規程5.3.3條b) 規定:檢定時, 從零位開始均勻緩慢地加壓至第一個檢定點 (按標準器示值) , 然后讀取被檢專用表的示值 (按分度值1/5估讀, 下同) 并進行記錄, 接著用手輕敲壓力表外殼, 再讀取被檢專用壓力表的示值并進行記錄;如此依次在所選取的檢定點進行檢定直至標稱范圍上限, 切斷壓力源, 耐壓3min后, 再依次逐點進行降壓檢定直至零位;升壓輕敲前、后和降壓輕敲前、后被檢專用壓力表示值與標準器示值之差即為該檢定點的示值誤差。
而在JJG (鐵道) 193-2007檢定規程6.4.3.2條示值誤差中規定:壓力表的示值檢定應對400kPa、500kPa、600kPa點和其他標有數字的分度線進行。檢定時逐漸平穩地升壓, 當示值達到測量上限后, 切斷壓力源, 耐壓3min, 然后按原檢定點平穩地降壓逆序回檢。
關于本條款有以下兩點需要進一步探討:
圖2 精密壓力表 (標準表) 下載原圖
1) 檢定點示值標準
第一, 最小刻度示值的問題
按照JJG (鐵道) 193-2017檢定規程要求, 是在加壓到標準表的示值時讀取被檢測表的讀數, 我們從圖1可以看到, 1.5級壓力表的每小格為20kPa, 按照規程要求“按分度值1/5估讀”則讀數間隔為4kPa。按照檢定規程要求對400kPa、500kPa、600kPa處規定的最大允許誤差為±10kPa, 而實際讀數誤差為4kPa, 這就占去了最大允許誤差的40%, 這樣會使得檢測過程中出現的誤判現象大大增加。
從圖2我們可以看到0.25級的精密壓力表的每小格為5kPa, 若按規程要求“按分度值1/5估讀”讀數則讀數間隔為1kPa, 這樣就極大地減少了誤判的可能性。
在JJG (鐵道) 193-2007檢定規程中對檢定點示值以標準表為準還是以被檢測表為準沒有明確規定, 公司以前就是按照JJG (鐵道) 193-2017檢定規程這樣的方法操作的, 但是在檢驗過程中經常會引起爭議, 因為按照1/5估讀就是4kPa, 最后為了減少爭議和誤判, 我們將檢驗要求更改為:將壓力加壓至被檢測表的檢定點然后讀取標準表的示值, 標準表的示值按照按分度值1/5估讀。這樣的結果是大大減少了爭議問題, 同時也減少了誤判的情況。
第二, 表針據盤面的距離及指針寬度問題
標準表 (精密壓力表) 指針距盤面的距離約為0.5mm, 指針寬度約為0.3mm;機車專用壓力表指針距盤面距離約為2mm, 指針寬度約為1.4mm。按照JJG (鐵道) 193-2017檢定規程對被測壓力表讀數時, 當檢測人員的眼睛視線相對指針偏高或偏低對數據的估讀影響均很大, 但如果將被測壓力表加壓至檢測點時, 此處有儀表的刻度線, 調整眼睛的視線則很容易使指針對準刻度線, 這時再去估讀標準表的讀數, 因為標準表指針距盤面只有0.5mm, 且指針寬度只有0.5mm, 所以即使出現視線的偏差, 讀取誤差也相對小很多。
鑒于以上兩點的實踐及分析, 筆者認為將被測表加壓至檢定點然后讀取標準表的示值比較準確。
2) 檢定方法
在2015年8月以前公司的壓力表一直是按照JJG (鐵道) 193-2007檢定規程6.4.3.2條規定進行檢定。每次生產的儀表數量也不大, 示值超差也時常發生, 超差的范圍經常出現在400kPa、500kPa、600kPa此三個檢測點上。但是在2015年7月份公司要出廠60塊1600kPa的壓力表, 這60塊表的生產日期是2017年2月, 入庫時全是檢測合格的產品, 出廠時需要進行復檢, 以確保產品合格出廠, 復檢到第5塊時卻發現有3塊不合格, 于是又復檢了5塊, 仍有2塊不合格, 全部為示值超差, 超差范圍全部在400kPa、500kPa、600kPa處, 具體檢測結果見表1中的“第一次超差實際讀數”。
出現上述問題后, 公司技術人員首先質疑標準表是否超差, 雖然標準表在計量合格期內, 但仍對標準表進行了重新計量, 計量結果標準表完全合格;同時對檢測試驗臺也進行了檢測, 未發現任何故障。于是又再次進行檢測, 首先對前面檢測不合格的儀表進行了第二次的檢測, 結果為5塊全部合格, 檢測結果如表1中的“第二次超差實際讀數”。隨后對其余的壓力表繼續進行檢測, 又再次出現了前面檢測不合格的情況, 筆者感到很困惑, 于是查找有關壓力表的標準, 其中在GB/T 1227-2017《精密壓力表》第5.6.1條基本誤差試驗條款中規定“在儀表試驗前, 由零點平穩地增負荷到測量范圍的上限, 并保持測量上限壓力3min, 然后再均勻緩慢地減負荷至零點, 然后在5min內開始檢測。”從這一規定中我們可以看到, 其要求是首先將壓力加到滿刻度并保持3min后, 減壓至零點, 然后才進行檢測。其附錄B.2說明:檢驗介質為液體時, 應排除彈簧管內的氣體, 以免影響到檢測結果。這樣做的目的是為了排除彈簧內的氣體, 檢測結果就更加準確、可靠。按照這一方法對剩余的壓力表檢測后, 壓力表全部合格, 隨后對公司的壓力表檢驗技術要求參照此項要求進行了修改。
表1 部分壓力表超差檢驗數據 下載原表
機車專用壓力表準確度等級為1.6級, 但在400kPa、500kPa、600kPa處的最大允許誤差要求為±10kPa。一般壓力表的準確度等級最高為1級, 以1600kPa壓力表為例, 其最大允許誤差要求為±16kPa, 所以機車專用壓力表的準確度等級在400kPa、500kPa、600kPa處已經高于一般壓力表1級準確度等級的要求。精密壓力表的準確度等級最低等級為0.4級, 同樣以1600kPa壓力表為例, 0.4級最大允許誤差應為±6.4kPa。按照就高不就低的標準, 筆者認為機車專用壓力表的檢測方法應參照GB/T 1227-2017《精密壓力表》第5.6.1條的規定執行。
3 結語
從上述分析可以看出, JJG (鐵道) 193-2017《機車車輛專用壓力表》的第3.5、5.1.4、5.3.3條存在不妥之處或值得商榷之處, 對該文件的使用人員造成了一定的困惑。提出這些問題意在與廣大同行探討解決方法, 其建議和意見僅為個人觀點, 如有不妥歡迎批評指正。
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