JJF(京)97-2022 安全阀在线检测仪校准规范-(高清正版）.pdf

北 京 市 地 方 计 量 技 术 规 范 JJF（京）97-2022 安全阀在线检测仪校准规范 Calibration Specification for Safety Valve Online Testing Instrument 2022-04-08 发布 2022-05-08 实施 北京市市场监督管理局发布 安全阀在线检测仪 校准规范 JJF（京）97-2022 Calibration Specification for Safety Valve Online Testing Instrument 归口单位：北京市市场监督管理局 起草单位：北京市计量检测科学研究院 北京市弗米特测试技术研究所 北京市特种设备检测中心 沙驼特检科技（北京）有限公司 浙江科科检测科技有限公司 本规范委托北京市计量检测科学研究院负责解释 主要起草人 陈 龙（北京市计量检测科学研究院）高建卓（北京市计量检测科学研究院）刘家增（北京市弗米特测试技术研究所）参与起草人 李 宁（北京市特种设备检测中心）汪宁溪（北京市计量检测科学研究院）杨兆海（北京市计量检测科学研究院）马龙飞（北京市计量检测科学研究院）李治涛（沙驼特检科技（北京）有限公司）曹 亮（浙江科科检测科技有限公司）目录 引言.（II）1 范围.（1）2 引用文件.（1）3 术语和定义.（1）3.1 安全阀.（1）3.2 整定压力.（1）3.3 开启点.（1）3.4 开启力.（1）3.5 力传感器.（1）3.6 动态载荷.（1）4 概述.（1）5 计量特性.（2）5.1 基本要求.（2）5.2 测力系统.（3）5.3 位移测量系统.（3）6 校准条件.（3）6.1 环境条件.（3）6.2 校准用计量器具.（3）7 校准方法.（4）7.1 静态载荷测量.（4）7.2 动态载荷测量.（5）7.3 位移测量.（5）8 校准结果表达.（5）9 复校时间间隔.（6）附录 A 安全阀在线检测仪测量结果不确定度评定示例.（7）附录 B 校准证书内页格式及校准原始记录.（11）引言 本规范参照GB/T12241-2021安全阀一般要求，GB/T12242-2021压力释放装置性能试验规范，GB/T12243-2021弹簧直接载荷式安全阀，结合实际使用制定，并依据国家计量技术规范JJF 1071-2010 国家计量校准规范编写规则、JJF 1001-2011通用计量术语及定义、JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示编制。本规范为首次发布。安全阀在线检测仪校准规范 1 范围 本规范适用于力值载荷为300kN以下安全阀在线检测仪的校准。2 引用文件 本规范引用下列文件：GB/T 12241 安全阀一般要求 GB/T12242 压力释放装置性能试验规范 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3 术语和定义 3.1 安全阀 Safety valve 不借助任何外力而利用自身介质的力来排出一定数量的流体，以防止压力超过某个预定安全值的自动阀门。GB/T 12241-2021，术语和定义 3.1 3.2 整定压力 Set pressure 安全阀在运行条件下开始开启的预定压力。GB/T 12241-2021，术语和定义3.3 3.3 开启点 Opening point 安全阀阀瓣离开阀座关闭位置的点。3.4 开启力 Opening force 安全阀阀瓣离开关闭位置时施加力的瞬时值。3.5 力传感器 Force transducer 能感受力并将输入力转换成与其成比例的输出量(通常为电参数)的装置。3.6 动态载荷 Dynamic load 是指安全阀在线检测仪工作时输出的随时间变化的力。4 概述 安全阀在线检测仪用于在安全阀运行状态下对弹簧直接载荷式安全阀整定压力的检测，由测力系统、施力系统和位移测量系统等组成，如下图所示。其中测力系统由力传感器和数据采集终端构成；施力系统由施力装置（施力缸和施力泵）和机械夹具构成；位移测量系统由位移传感器和数据采集终端构成。G/T 12243-2021，范围1(4)(5)(6)(3)(2)(1)图1 安全阀在线检测仪工作结构示意图（1）安全阀；（2）施力缸；（3）机械夹具；（4）力传感器；（5）数据采集终端；（6）施力泵 其工作原理是：通过机械夹具把被测安全阀、测力系统和施力装置连接起来，利用施力装置施加力，当施加力值和安全阀本身介质压力产生的力值之和大于安全阀弹簧的预紧力时，安全阀开启；小于安全阀弹簧的预紧力时，安全阀闭合。由测力系统采集终端显示力值时间曲线或位移时间曲线并得出安全阀的开启力，再进一步计算整定压力。GB/T12242-2021，试验方法6.2.2 5 计量特性 5.1 基本要求 5.1.1 测力系统数据采集终端显示应清晰，应同时显示压力单位 MPa 和力值单位 N或 kN。5.1.2 测力系统应具有清零的功能，力值的零点调节范围应大于由自带附件重力产生的最大零点变化，可显示保存静态载荷和动态载荷。5.1.3 施力系统的机械夹具应确保力传感器、施力装置与安全阀入口保持同一轴线。机械夹具应有防止失稳弹出、断裂抛甩等的安全防护结构。5.1.4 施力系统的施力装置应确保可缓慢稳定加载，在施加或卸除试验力的过程中力的指示应平稳，不应有冲击、停滞和异常跳变。5.2 测力系统 5.2.1 静态载荷：静态载荷力值的计量特性应满足表 1 要求。表 1 静态载荷力值计量特性 级别 技术指标 z(%FS)q(%)R(%)(%)0.3 0.1 0.3 0.3 0.9 0.5 0.2 0.5 0.5 1.5 1.0 0.5 1.0 1.0 3.0 说明 z零点漂移；q进程示值相对误差；R示值重复性相对误差；示值进回程相对误差。5.2.2 动态载荷 动态载荷力值示值相对误差不大于1.0%。5.3 位移测量系统 安全阀在线检测仪配套的位移测量系统由位移传感器和数据采集终端构成，其分辨力应不低于 0.01 mm，示值误差不大于0.02 mm。6 校准条件 6.1 环境条件 实验室内温度应在（223）范围内，相对湿度不超过 65%。实验室内应无影响测量的灰尘、振动、气流、腐蚀性气体和强磁场。安全阀在线检测仪及校准用计量标准器具在室内恒温时间不少于 1 h。6.2 校准用计量器具 校准项目和校准用计量器具见表 2，并允许使用满足要求的其它测量标准器具及设备进行校准。表 2 校准项目和校准用计量器具 序号 校准项目 校准用主要计量器具 参考技术指标 1 静态载荷力值 力标准机、砝码 0.1%2 动态载荷力值 安全阀在线检测仪标准装置 0.3 级 3 位移传感器 光栅式指示表检定仪、量块 U=1 m (k=2)7 校准方法 检查安全阀在线检测仪各个系统，活动部件运动应平稳、灵活，无卡滞、跳动和爬行等现象；紧固部件作用有效、可靠；可调部分应满足测量要求。仪器可正常开启，预热时间符合产品说明书的要求，明确没有影响校准计量特性的因素后再进行校准。7.1 静态载荷测量 7.1.1 安装安全阀在线检测仪，并调整至工作状态，数据采集装置清零，测量 15 min时的零点漂移示值。7.1.2 对测力系统力传感器施加标准力值，额定负荷的保持时间应为 30 s1 min，卸荷至零负荷后，等待至少 30 s。额定负荷的预加载，不少于 3 次。7.1.3 校准的初级负荷一般为额定负荷的 10%20%，校准点应均匀分布，一般不少于 5 点（通常为额定负荷的 20%，40%，60%，80%，100%）。对于多量程力传感器，应分别对各量程的额定负荷进行多点校准。7.1.4 对数据采集终端清零后逐级施加递增负荷，加载至指定负荷保持 30 s，读取显示值，直到额定负荷。此过程连续进行 3 次。根据送检单位的要求，需要进行回程校准的力传感器在加载至满量程后按负荷递减顺序逐点进行回程值校准，直至零负荷，保持 30 s 后读取零点示值，连续校准 3 次。7.1.5 测力系统有关技术指标的计算方法 零点漂移z、进程示值相对误差q、示值重复性相对误差R和示值进回程相对误差按下述公式计算：0dN100%FzF (1)i100%FFqF (2)imaximin100%FFRF (3)ii100%FFF (4)式中：0dF测力系统零点漂移示值，N 或 kN；NF测力系统力传感器工作量程的最大值，N 或 kN；iF三次进程测量结果的平均值，N 或 kN；错误错误!未找到引用源。未找到引用源。iF第i点测量回程，N 或 kN；F施加的标准力值，N 或 kN；imaxF第i点三次进程测量值的最大值，N 或 kN；iminF第i点三次进程测量值的最小值，N 或 kN。7.2 动态载荷测量 7.2.1 动态载荷在传感器量程内、常用加载速率下校准，力值取传感器工作量程的20%80%之间一点。7.2.2 动态载荷的校准依据安全阀在线检测仪的实际检测工况设定。安装安全阀在线检测仪，并调整为工作状态，将测力系统力传感器与安全阀在线检测仪标准装置连接，数据采集终端清零，控制安全阀在线检测仪标准装置以一定速率加载至指定力值，读取数据采集终端示值与动态载荷测量标准装置上的标准值，连续校准 3次，校准结果按公式（2）计算，其示值相对误差不大于1.0%。7.3 位移测量 在位移传感器量程范围内选择 5 个分布均匀的测量点，测量 3 次，取平均值与相应标准值之差为各点示值误差，示值误差按公式(5)计算。错误错误!未找到引用源。未找到引用源。isLL (5)式中：位移传感器示值相对误差，mm；Li位移传感器示值，mm；Ls标准值，mm。8 校准结果表达 经校准的安全阀在线检测仪出具校准证书，测量结果不确定度评定示例见附录A，校准证书内页格式及校准原始记录见附录 B。校准证书应至少包括以下信息：a)标题“校准证书”；b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点（如果不在实验室内进行校准）；d)证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页的标识；e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性的应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对抽样程序进行说明；i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；1)校准结果及其测量不确定度的说明；m)对校准规范的偏离的说明；n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o)校准结果仅对被校对象有效的声明；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。9 复校时间间隔 安全阀在线检测仪复校时间可根据实际使用情况由用户确定，建议复校间隔最长不超过 1 年。附录 A 安全阀在线检测仪测量结果不确定度评定示例 一、安全阀在线检测仪载荷测量结果不确定度评定示例 1 测量方法和过程 在规定环境温度（223）下，采用力标准装置对安全阀在线检测仪进行静态、动态载荷测量。将安全阀在线检测仪力传感器与力标准装置沿受力轴线方向串接，以力标准装置的力值为准，按力的递增方向测量安全阀在线检测仪的各点进程示值；按力的递减方向测量安全阀在线检测仪的各点回程示值。该过程连续进行 3 次，以 3 次示值的算术平均值作为安全阀在线检测仪的校准结果。2 评定模型 安全阀在线检测仪测量结果由数据采集终端直接读取，其评定模型为：1niiFF (A1)式中：F安全阀在线检测仪载荷测量n次结果的平均值；iF安全阀在线检测仪单次载荷测量结果；n测量次数。3 标准不确定度分量的来源和评定 3.1 标准不确定度分量的来源 标准不确定度分量的来源见表A1所示。3.2 安全阀在线检测仪引入的标准不确定度（）u F 2222222123456()u Fuuuuuu 222222r()1.64 32 32 32 336pbISRrHu F(A2)式中：R安全阀在线检测仪载荷测量示值重复性；r测力系统载荷示值分辨力；rZ载荷回零差；Sb载荷稳定性；Ip内插误差影响；H滞后。备注：此处的测量示值重复性和数据采集装置示值分辨力，二者取其大。表 A1 标准不确定度分量一览表 项目 不确定度来源 符号 半宽度 分类 分布 分布因子ki 标准不确 定度 标准不确 定度符号 安 全 阀在 线 检测 仪 载荷 示 值（）u F 示值重复性 R 1.64R A 均匀 3 1.64 3R u1 分辨力 r 2r B 均匀 3 2 3r u2 回零差 rZ 2rZ B 均匀 3 2 3rZ u3 力值稳定性 Sb 2bS B 均匀 3 2 3bS u4 内插误差影响 Ip Ip B 均匀 3 3pI u5 滞后 H H B 三角 6 6H u6 力 标 准装置（）u F 示值误差 b b B 均匀 3 b3 u7 3.3 力标准装置引入的标准不确定度7u 安全阀在线检测仪测力系统静态载荷采用力标准装置测量，动态载荷采用 0.3级安全阀在线检测标准装置测量。力标准装置示值误差引入的标准不确定度分量如下：b7=3（）uu F (A3)4 合成标准不确定度 2222222rb1.64 32 32 32 3363pbcISRrHu (A4)5 扩展不确定度 U=kuc（k=2）(A5)二、安全阀在线检测仪位移测量结果不确定度评定示例 1 测量方法 在环境温度（223），采用 3 等量块（U=0.10m+110-6ln）作为标准台阶高度，用位移传感器测量量块的台阶高度，测得值与量块实际值之差作为测量结果。2 测量模型 isLL (A6)式中：位移传感器示值误差，mm；Li位移传感器示值，mm；Ls量块实际值，mm。式（A6）中，Li、Ls之间互为独立，其灵敏系数与方差分别为：2222isis()()()cuu Lu LLL (A7)由于2ii()1CC LL，2ss()-1CC LL，所以 22i()()()csuu Lu L (A8)3 标准不确定度分量的来源与评定 3.1 位移传感器引入的标准不确定度u(Li)位移传感器引入的标准不确定度包括位移传感器测量的重复性和示值分辨力，如式（A9）所示 222i()1.64 32 3RruL (A9)3.2 标准器引入的标准不确定度u(Ls)（1）3 等标准量块中心长度扩展不确定度u1(Ls)为（0.10 m+110-6 Ls）。置信概率P=0.99，覆盖因子k=2.63。（2）量块线膨胀系数=(11.51)10-6-1。假定其在=(11.51)10-6-1范围内均匀分布，且被测量块温度t与标准温度 22的偏差不超过 3，则：2s()=(20)/3su LL t 标准器引入的标准不确定度为：2221s2s()()()su LuLuL (A10)4 合成标准不确定度的计算 由于Li、Ls之间彼此独立不相关，因此合成标准不确定度为：22i()()()csuu Lu L (A11)5 扩展不确定度的确定 U=kuc（k=2）(A12)附录 B 校准证书内页格式及校准原始记录 校 准 结 果 力值（位移）校准 传感器量程 静态载荷校准 校准结果 校准点（）实测示值（）示值相对误差（%）不确定度U（）动态载荷校准 校准结果 校准点（）实测示值（）示值相对误差（%）不确定度U（）校准原始记录(供参考)委托单位 单位地址 联 系 人 联系电话 仪器型号 制 造 厂 出厂编号 设备编号 环境温度 环境湿度 技术依据 校准日期 力值（位移）校准 传感器量程 静态载荷校准 校准结果 校准点（）进程示值（）平均值（）示值相对误差（%）回程示值（）进回程差（%）不确定度 动态载荷校准 校准结果 校准点（）进程示值（）平均值（）示值相对误差（%）回程示值（）进回程差（%）不确定度 备注:标准器:其它：校准员 校验员