安全阀校验用压力表误差分析与合理选用
安全阀是一种超压泄放装置,对承压设备起着重要的安全保障作用,校验合格后才能安装使用,对安全阀 冷态离线校验用压力表精度、误差、量程及影响因素等方面进行深层次论述,抓好技术环节,对安全阀校验数据的 准确性具有重要意义。
1.引言
压力表作为安全阀冷态离线校验设备的关键部 件,其精度、量程等直接关系到整定压力、密封试验 压力等数据的判读,也关系到最终校验结论的依据,
目前按国家颁布的安全阀安全技术监察规程进行,
但是对压力表的误差、精度、准确度、量程选用等之 间关系理解存在偏差、混淆不清,因此,有必要进行 分析理清概念,以合理选用。
2.误差分析
2.1人员误差
人员误差主要是由于多方面所引起的,如不正 确的方法引起的误差、思想情绪变化导致的误差 (如精力不集中)、生理缺陷(如视力)引起的误 差等。
2.2错误的操作引起的误差
操作人员对各项规程、标准理解不或主观认知,自行简化操作程序,造成误差;人员与设备的站 位视角不当造成的误差,安全阀校验整定压力升压 速度过快,读数的误差;压力表安装不当造成视角误 差;设备运行维护不到位、气源压力调整不当造成的 误差等。
2.3基本误差、相对误差与绝对误差
基本误差指压力表在正常工作条件下,由于其 本身结构上和制作局限性所造成的误差。如厂家出 厂时,给定的误差即为允许误差,亦为基本误差。
绝对误差为指示值(被检表的示值)与真值(指 标准表的示值即检定用表)的差值,有量纲。相对 误差等于绝对误差/被检表的示值或压力表的量程, 无量纲。也可以这样理解,即绝对误差就是和真实 值的差别,相对误差=绝对误差/被检表示值。如被 检表10 MPa,检定测得结果10.2 MPa,绝对误差是 0.2 MPa,相对误差是2%。
3.精度(精确度)
3.1精密度
计量角度,精密度指在相同条件下,对被测量进 行多次反复测量,测得值之间的一致符合性程度。 从测量误差角度来说,精密度所反映的是测得值的 随机误差。如随机误差小,说明测量重复性好,测量 精密度好。
3.2精确度
精确度指被测量的测得值之间的一致程度以及 与其‘‘真值”的接近程度。从测量误差的角度来说, 精确度是测得值的随机误差和系统误差的综合反 映。精确度是测量的准确度与精密度的总称,在实 际测量中,影响精确度的可能主要是系统误差,也可 能主要是随机误差,当然也可能两者对测量精确度 影响都不可忽略。
3.3 精度
常用的一种精度定义是以满量程的引用误差 (满量程时的相对误差)来代表精度。当然包括了 系统误差与随机误差两个方面,例如常用压力表就 常用精度划分等级。
仪表精确度简称精度。精确度和误差紧密相 关,因为有误差才有精确度概念。仪表精确度简单 理解就是仪表测量值接近真值的准确程度,通常用 相对百分误差(也称相对折合误差)表示。相对百 分误差公式如下:
引用误差(精度)=示值误差(即绝对误差)/仪 表量程x100%
如用一块0~1.6 MPa的压力表整定安全阀的 压力,若要求测量值的绝对误差不大于± 0.02 MPa,则压力表的精度为r =0.02 MPa/ (1.6-0) MPa x 100% = 1.25%,则选用1.0级压力表即可。
公式表明:精度不仅和绝对误差有关,而且和仪 表量程有关。绝对误差大,引用误差就大,精度就 低。如果绝对误差相同,其量程不同,那么量程大的 仪表引用误差就小,仪表精度就高。
4.压力表合理选用
4.1选用原则
主要考虑安全阀整定压力、工作介质性质,兼顾 准确、经济、适用原则,同时应按照《安全阀安全技 术监察规程》有关技术要求选择。
当然,在经济允许情况下,可以选用消除对观察 视角造成读数误差的镜面精密压力表。也可选用双 指针的压力表,当两针重合的视角为正面垂直视角, 会得到最准确的读数,避免读数角度造成误差。
4.2量程选择
主要根据整定压力大小,而且还要考虑整定过 程控制速度,以留有足够的余地。按照《安全阀安 全技术监察规程》规定:压力表量程为安全阀整定 压力的1.5~3.0倍,整定压力在仪表量程的1/3至 2/3范围内。
4.3精度选择
按照《安全阀安全技术监察规程》规定:校验用 压力表精度等级不应低于1.0级。
以整定压力为1.0 MPa安全阀为例,假定量程 相同,表盘直径相同,按照《弹簧直接载荷式安全 阀》标准规定,整定压力允许误差为±0.015 MPa,选 择不同精度压力表,分析测定结果(表1)。
数据分析表明:从上表结果看,在量程相同条件 下,精度等级越高,表明读数越精准,所带来的绝对 误差就越小,人员因素的影响也就越低,安全阀实际 整定压力越接近真值。因此,在明确安全阀整定压 力、确定压力表量程及要求允许误差小的情况下,精 度越高越符合要求。
总之,精度等级1.0级,满足国家技术规范要 求,但较0.4级精度压力表差,因此,结合选用原则, 安全阀校验用压力表精度等级选0.4级及以上为 好。
另外,从目前安全阀校验所使用压力表精度的 分析和技术进步要求,做为特种设备重要安全附件 之一的安全阀,其校验所用压力表精度等级越来越 高是必然趋势。这与我们分析的以0.4级为主,1.0 级逐步淘汰的结果是一致的。相信这一结果在新版 的《安全阀安全技术监察规程》关于安全阀校验所 使用的压力表的要求会得到具体体现。
5.结语
(1)安全阀校验用压力表的量程按照国家技术规 程执行,但精度等级应提高至0.4级及以上,具体选 用应综合考虑量程、精度与整定压力。
⑵校验人员应理清压力表误差起因及精度概 念,合理选用压力表,准确读数与判定。
⑶选用高等级的压力表也能一定程度的减少由 于校验人员本身带来的误差。
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