低温贮槽、槽车测量内筒液位的仪器,国内、国外普遍采用的是机械式双波纹管差压计,此差压计适合在大的静态压力下、相对小的动态变压下使用。其特点是:
(1)全机械式,不需用电源。
(2)性能可靠,基本不用维护。(3)读值直观,能反应贮罐内液位全过程:满罐、零位、液位现状,一目了然。
(4)能短时承受单向受压冲击。但不希望出现此情况,因为单向受压将使仪表受损。仪表故障大都由单向受压造成。
1998年以前,这种仪表全部依靠国外进口。但进价十分昂贵,而且在国内没有专门维修点,一旦损坏,给用户带来诸多不便及一定的经济损失。
1998年,我们参照国外产品,自行设计研制CYJ-1双波纹管差压计。经国家计量部门监测,精度达到2·5级,当年就提供用户, 2000年共销售500多只, 2001年共销售837只。产品供应多家国内大型低温设备制造公司以及普莱克斯、厦门林德、梅塞尔等国外公司。
目前, CYJ-1双波纹管差压计早期产品故障率约在8%~10%左右。对于有故障的产品,我们逐一进行解剖分析,找出故障之所在,并研究解决办法,使产品质量取得明显提高。
1 漏液问题
此项故障发现在2000年中期。当时,在退回的产品中,存在漏液现象的占60%。据悉,国外产品漏液问题也是始终存在的,有时还比较严重。
漏液的物理现象是:在差压计内部,高低压波纹管之间充填着一种清洁、无腐蚀性的工作溶液,该溶液在-40℃时不会结冰。从接头密封可靠性来说,本差压计薄弱点是扭力管(由2·4mm、δ0·1mm铍青铜制成)端部的焊接点。为保证扭力管的弹性不丧失,只能采用熔点在200℃以下的低熔点焊料。这种焊料能保证真空气密,但机械强度不高。
差压计在工作时,扭力管作0°→8°的圆周运动,其作用力约1kg。特别是在单向受压时,巨大的静压使波纹管作激烈的水平运动,扭力管的受力将大大超过1kg。在这种情况下,一小部分焊点承受不了这个冲击,致使密封破坏,内部的工作液就由此漏出。后我们实施了一种新的工艺,难题终于被解决了。到2001年底,我们只发现1~2只差压计有漏液现象。2 波纹管进气问题
此故障的物理现象是:差压计工作时高低压罩内部充满着巨大的贮槽静态压力,在液态二氧化碳下可达2MPa。气体有可能通过波纹管法兰与中心板之间的橡胶圈进入波纹管内部。由于漏入气体的气压作用,使高压波纹管产生永久变形。其时仪表指针停置于刻度盘中间位置不再回零,整个产品就失去测量功能。据统计,该故障占总故障的30%。
解决方法:隔断高、低压罩与波纹管之间的通路。加大波纹管法兰,使压力罩与法兰相连接。而不是现在的与中心板相连接。
3 扭力管引出线与钟表支架片连接强度不牢
在差压计工作时,单向受压的巨大冲击力造成连接松动,致使差压计指针跌至零位以下的支柱上,差压计因而丧失功能。钟表是差压计的重要元件,其功能为放大作用。它将扭力管引线工作时0°→8°的圆周运动放大至0°→270°,通过差压计指针在表盘上直接显示。该故障占总故障的40%。
解决方法:改进钟表材料强度、连接结构及制作工艺,并设计一种试验方法,验证改进后的钟表与引线的连接强度足以抗拒单向受压的冲击力。
采取上述措施后,差压计的质量上了一个大台阶,故障率由8%~10%下降至3%~4%。
本文作者：茅庆业
