压力容器压力试验用压力表误差值控制的规定

0 引言

按TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》及 GB 150.1～150.4—2011《压力容器》有关压力容器压力试验的要求，在试压过程中经常出现所用两个量程相同并且经过校验的压力表指针示值之间的差值(通常称之为“误差值”)。签于这种情况，对压力表误差值控制范围应作相应的规定。

1 压力试验

压力容器产品在制成后，对其安全性、可靠性应以压力试验的方法来保证，压力试验中包括耐压试验和泄漏试验两大类方法。耐压试验可分为液压试验、气压试验及气液组合压力试验三种方法。泄漏试验种类分气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验、氦检漏试验等。上述无论哪种试验方法，其衡量合格指标都是通过压力表指针的示值来确定的，这样对压力表的选用及使用范围等应作明确的规定。

2 压力表的规定

2.1 压力表的选用

压力试验所用压力表(指以大气压力为基准，用于测量正压力的仪表)，应根据压力容器规定的试验压力为最高工作压力选用，其量程在试验压力的2倍左右为宜，且不低于1.5～3倍的试验压力，压力表表盘直径应为100 mm。并且所选的压力表，应与压力容器试压用的介质相适用。

2.2 压力表等级的选用

压力试验所用压力表精确度等级，通常情况下按试验压力p确定。

1.当0.1 MPa≤p＜1.6 MPa 时，压力表精确度等级为2.5级;

2.当 p≥1.6 MPa时，压力表精确度等级为 1.6级;

3.当采用压力真空表(指以大气压力为基准，用于测量正压力和负压力的仪表)时，压力真空表精确度等级为2.5级。

2.3 压力表的使用

按压力表量程在1.5倍～3倍的试验压力之规定，压力表的使用按表1规定的使用范围选取。

表1 压力表使用范围 单位:MPa
Table 1 The control range of the pressure gauges Unit:MPa

注:1)当试验压力超出所列范围时，则根据试验压力，重新选取压力表的量程，并核算试验压力范围;2)压力表经校验合格后加铅封并在有效期内方可使用。

压力表使用示例如下:

示例1:某台压力容器产品图样设计压力为1.9 MPa，要求压力容器制成后做2.38 MPa液压试验，液压合格后再做1.9 MPa气密性试验。同样产品另一用户要求按中国船级社《钢质海船入级规范》，要求压力容器制成后做2.85 MPa液压试验，液压合格后再做1.9 MPa气密性试验。按上述两种要求，选取试压用压力表。

第一种要求:

根据已知条件:液压试验2.38 MPa，气密性试验1.9 MPa。按表1选压力表量程为0～4.0 MPa，该试验压力的范围符合已知条件。

第二种要求:

根据已知条件:液压试验2.85 MPa，气密性试验1.9 MPa。按表1选压力表量程为0～6.0 MPa，该试验压力范围符合已知条件中的液压要求。而气密性试验则不满足该试验压力范围，即压力表量程为0 ～6.0 MPa的下限值为 2.00 MPa，要求气密性试验为1.9 MPa，差值为 2.00 MPa －1.9 MPa=0.1 MPa，超差为0.1 MPa，此时做气密性试验要更换0～4.0 MPa量程的压力表。

3 环境温度的规定

3.1 环境温度

压力容器试压场地的环境温度，对试压用压力表存在一定的影响。多年的实际经验证明，其环境温度应控制在≥5℃ ～≤35℃的温度范围内，当超出此范围时应停止压力试验的操作。

3.2 温度计的使用

衡量试压场地环境温度的基本方法是采用温度计测量其温度。在试压区域内，以4000 mm左右间隔的距离放置两支量程相同并经过校验合格且在有效期内的温度计，温度计的量程应＞0℃。温度计的检测周期为6个月，原则上检测季节宜为每年的11初至下年度的3月未为1个周期，另1个周期为本年度的4月初至10月末。试压场地的温度值取两支温度计读数的平均值。

3.3 温度影响

温度影响(指当环境条件的其他参数均保持在参比时，由于温度参数的变化影响引起的误差)是导致压力表误差的重要因素，参比工作条件的环境温度为20±5℃。

当压力表使用的环境温度偏离20±5℃时，压力表的指针示值误差(包括零位置)应不超过式(1)规定的范围。

式中，Δ为试压场地环境温度偏离20±5℃时的示值误差允许值，表示方法与基本误差值相同，%;δ为按表2规定的环境温度为20±5℃时的基本误差限绝对值，%;k为温度影响系数，其值为0.04%/℃;Δt为∣ t2－t1∣，℃;t2为取试压场地环境温度在≥5℃ ～≤35℃范围内的任意值，℃;t1为当t2高于25℃，为25℃，当t2低于15℃，为15℃。

表2 基本误差值
Table 2 The basic error value

4 压力表误差值的规定

依据第2.2节的规定对压力表量程为0～1.0 MPa、0 ～1.6 MPa、0 ～2.5 MPa、0 ～4.0 MPa、0 ～6.0 MPa，按式(1)计算后规定其各量程的误差值。对其他精确度等级及量程的压力表，其误差值的规定按式(1)计算即可。

1.压力表量程为 0 ～1.0 MPa，精确度为 2.5级，基本误差值在≥15℃ ～≤25℃时，为0.05 MPa，其他温度下误差值的判断见表3规定。

表3 误差值控制范围 单位:MPa
Table 3 The control range of the error value Unit:MPa

2.压力表量程为 0 ～1.6 MPa，精确度为 1.6级，基本误差值在≥15℃ ～≤25℃时，为0.0512 MPa，其他温度下误差值的判断见表4规定。

表4 误差值控制范围 单位:MPa
Table 4 The control range of the error value Unit:MPa

3.压力表量程为 0 ～2.5 MPa，精确度为 1.6级，基本误差值在≥15℃ ～≤25℃时，为0.08 MPa，其他温度下误差值的判断见表5规定。

表5 误差值控制范围 单位:MPa
Table 5 The control range of the error value Unit:MPa

4.压力表量程为 0 ～4.0 MPa，精确度为 1.6级，基本误差值在≥15℃ ～≤25℃时，为0.128 MPa，其他温度下误差值的判断见表6规定。

表6 误差值控制范围 单位:MPa
Table 6 The control range of the error value Unit:MPa

5.压力表量程为 0 ～6.0 MPa，精确度为 1.6级，基本误差值在≥15℃ ～≤25℃时，为0.192 MPa，其他温度下误差值的判断见表7规定。

表7 误差值控制范围 单位:MPa
Table 7 The control range of the error value Unit:MPa

压力表使用时误差值判断示例如下:

示例2:某台压力容器产品，图样设计压力为2.1 MPa，要求制成后进行2.31 MPa的气压试验。图1所示为所选的试压用压力表，两支温度计显示试压场地环境温度为6℃。一块压力表指针示值为2.31 MPa，另一块压力表指针示值为2.17 MPa。计算两块压力表误差值是否符合规定。

图1 试压过程压力表
Fig.1 The pressure gauges during pressure test

根据已知条件:

1)液压试验压力为2.31 MPa。压力表量程为0～4.0 MPa，精确度等级为1.6级，所选的压力表符合表1规定。

2)试压场地环境温度为6℃，两块压力表误差值为2.31 －2.17 MPa=0.14 MPa。按式(1)Δ = ±(δ+kΔt)计算;其中 δ按表 2 取 1.6%，k取0.04%/℃，Δt=∣ t2－t1∣，t2为实测环境温度的平均值取6℃，当t2低于15℃，t1取15℃，即Δt=∣t2－t1∣=∣6－15∣=9℃;

将上述有关条件代入式(1)Δ=±(δ+kΔt)=±(1.6%+0.04%/℃ ×9 ℃)= ±1.96%;量程为4.0 MPa，故 Δ =1.96% ×4 MPa ×2=0.1568 MPa。

因误差值为0.14 MPa小于Δ的计算值，所以此误差值在控制范围内。

5 结语

在压力容器试压过程中，通过对压力试验方法的确定，怎样选取所用压力表的量程范围、精确度等级及压力使用的范围做出规定。尤其对压力试验中所选的两块压力表，由于环境温度的影响所造成的误差值，对其如何判断、控制做出明确的规定。为保证压力容器试压过程中按规定操作提供了依据。