ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ
И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
(ВНИИФТРИ)

МЕТОДИКА

ПОВЕРКИ И АТТЕСТАЦИИ ОБРАЗЦОВЫХ
МАНГАНИНОВЫХ МАНОМЕТРОВ
СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ВЫСОКИХ
ДАВЛЕНИЙ

МИ 131-77

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва - 1978

РАЗРАБОТАНА Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ)

Директор В.К. Коробов

Руководитель темы Ю.А. Атанов

Исполнитель Е.М. Иванова

ПОДГОТОВЛЕНА К УТВЕРЖДЕНИЮ Сектором Госиспытаний и стандартизации

Руководитель сектора И.И. Турунцова

Исполнитель И.Ш. Ганфон

УТВЕРЖДЕНА Научно-техническим советом ВНИИФТРИ 24 ноября 1976 г. (протокол № 12)

СОДЕРЖАНИЕ

Настоящая методика распространяется на манометры сопротивления образцовые с чувствительным элементом из манганина 1-го разряда класса точности 0,2; 2-го разряда классов точности 0,4 и 0,6 с верхним пределом измерения 16000 кгс/см² (1600 МПа) и 2-го разряда класса точности 0,6 с верхним пределом измерения 25000 кгс/см² (25000 МПа) и устанавливает методы и средства их первичной и периодических поверок.

1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

1.1. При проведении поверки должны выполняться следующие операции:

1.2. При поверке следует применять следующие средства поверки:

установку высокого давления УВД-16000 на диапазон давлений 2000 - 16000 кгс/см² (200 - 1600 МПа);

манометр грузопоршневой - рабочий эталон РЭ-16000 на диапазон давлений 1000 - 16000 кгс/см² (100 - 1600 МПа) со средним квадратическим отклонением S₀ ≤ 6⋅10^-5;

манометр образцовый грузопоршневой МОП-16000 на диапазон давлений 1000-16000 кгс/см² (100 - 1600 МПа) 1-го разряда класса точности 0,1;

манометр образцовый грузопоршневой МОП-16000 на диапазон давлений 1000 - 16000 кгс/см² (100 - 1600 МПа) 1-го разряда класса точности 0,2;

манометр образцовый грузопоршневой МОП-25000 на диапазон давлений 2500 - 25000 кгс/см² (250 - 2500 МПа) 1-го разряда класса точности 0,2;

насосную станцию высокого давления НСВД-2500 с верхним пределом давления 2500 кгс/см² (250 МПа) или установку насосную гидравлическую регулируемую УНГР-2000 с верхним пределом давления 2000 кгс/см² (200 МПа);

мост постоянного тока низкоомный МОД-61 класса точности 0,05 по ГОСТ 7165-66;

нуль-индикатор типа микровольтмикроамперметра фотокомпенсационного постоянного тока Ф116 по ГОСТ 5.730-71;

термостат типа ТС-16А на диапазон температур 20 - 90 °С с погрешностью регулирования температуры не более ±0,2 °С;

омметр по ГОСТ 8038-60;

ампервольтомметр типа Ц435 по ГОСТ 10374-74;

электропаяльник мощностью 50 Вт по ГОСТ 7219-69;

термометр с нижним пределом измерения не более 15 °С, верхним пределом - не менее 30 °С и с ценой деления не более 0,5 °С по ГОСТ 2045-71, ГОСТ 215-73.

1.3. Средства измерений, кроме грузопоршневых манометров, могут быть заменены другими, вновь разработанными или находящимися в применении, соответствующими заменяемым средствам по пределам измерения и точности.

1.4. Средства измерений, применяемые при поверке, должны быть поверены в органах государственной или ведомственной метрологической службы и аттестованы в установленном порядке.

2. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

2.1.1. Температура окружающего воздуха должна находиться в пределах 20 ± 5 °С.

2.1.2. Окружающий воздух не должен содержать примесей, агрессивных по отношению к средствам поверки.

2.1.3. Поверяемый манометр должен находиться при температуре 25 ± 0,2 °С.

2.1.4. Среда, в которой находится поверяемый манометр, должна быть неэлектропроводной. Недопустимо попадание на чувствительный элемент и электроввод манометра электропроводящей рабочей жидкости грузопоршневого манометра.

2.1.5. Изменение давления в системе должно быть плавным, без резких перепадов. Скорость изменения давления не должна превышать 400 кгс/(см²⋅с) [40 МПа/с].

2.1.6. Должны отсутствовать тряска, вибрации, удары.

3. ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

3.1. Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

3.1.1. Канал камеры поверяемого манометра тщательно протереть безворсовой тряпкой по ГОСТ 5351-77, смоченной бензином, и дважды промыть чистым бензином по ГОСТ 8505-57 или по ГОСТ 443-76, ГОСТ 462-68, ГОСТ 1012-72, ГОСТ 3134-52, причем бензин должен свободно протекать через канал под тяжестью собственного веса. Расход бензина должен быть не менее двух объемов канала камеры.

3.1.2. Промытую камеру с помощью резьбового соединения присоединить к установке высокого давления с соответствующим образцовым поршневым манометром (см. табл. 1).

3.1.3 С помощью омметра проверить электрическую изоляцию электроввода в камеру. Электроввод считается годным к употреблению, если сопротивление изоляции не менее 100 МОм.

3.1.4. Хорошо зачищенные и облуженные концы чувствительного элемента манометра припаять припоем ПОС 90 или 61 по ГОСТ 1499-70 с бескислотным флюсом к конусу и корпусу электроввода. Время контакта электропаяльника с конусом не должно превышать 5 с.

3.1.5. Залить в канал камеры бензин Б-70 по ГОСТ 1012-72.

3.1.6. Электроввод с чувствительным элементом поместить в камеру и закрыть резьбовой пробкой. После этого проверить ампер-вольтомметром электрическое сопротивление манометра - оно должно быть близким к номинальному.

3.1.7. Определить с помощью моста постоянного тока сопротивление подводящих проводов R_п.п, осуществляющих электрический контакт манометра с измерительной схемой.

Припаять подводящие провода припоем ПОС 90 или ПОС 61 по ГОСТ 1499-70 с бескислотным флюсом к корпусу камеры и выводу конуса электроввода.

Уравновесить мостовую схему и проверить тщательность присоединения подводящих проводов осторожным подергиванием в местах пайки. При этом указатель нуль-индикатора не должен отклоняться от положения равновесия.

3.1.8. Закрыть камеру толстостенным стальным защитным кожухом, прикрепив его к несущей панели УВД-16000 для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала.

3.1.9. Проверить герметичность системы и предварительно опрессовать манометр. Для этого создать предельное давление и после 10 мин выдержки снизить давление до атмосферного.

Герметичность считается полной, если в резьбовых соединениях камеры, предварительно протертых насухо, не появляется жидкость и при предельном давлении скорость опускания колонки с грузами поршневого манометра не превышает установленной.

3.1.10. В случае отсутствия герметичности сделать следующее:

а) снизить давление в системе до атмосферного;

б) выяснить причину утечки давления и устранить ее;

в) снять камеру с установки и на насосной станции выпрессовать маслом корпус электроввода с чувствительным элементом;

г) проверить на электровводе и витках чувствительного элемента отсутствие капель электропроводящей рабочей жидкости грузопоршневого манометра.

3.1.11. При наличии на электровводе и витках чувствительного элемента капель электропроводящей рабочей жидкости грузопоршневого манометра сделать следующее:

а) промыть бензином корпус электроввода и чувствительный элемент манометра;

б) отпаять чувствительный элемент от электроввода;

в) электроввод тщательно промыть горячей водой по ГОСТ 2874-73 (температура воды должна быть не ниже 70 °С), высушить при температуре 110 - 120 °С на воздухе, проверить качество электроизоляции по п. 4.1.3;

г) чувствительный элемент тщательно промыть горячей водой, просушить на воздухе при комнатной температуре;

д) канал камеры манометра промыть два - три раза горячей водой и подготовить к работе по п. 3.1.1;

е) резьбовые соединения камеры и ниппеля грузопоршневого манометра протереть насухо тряпкой, смоченной бензином.

3.1.12. Камеру манометра необходимо термостатировать при 25 ± 0,2 °С. Стабилизацию температуры контролируют по неизменности начального сопротивления манометра R₀ при атмосферном давлении.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

4.1. При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие поверяемых манометров следующим требованиям:

а) манометр, представленный для периодической поверки, должен иметь свидетельство о предыдущей поверке. Манометр, проходящий первичную поверку (при выпуске из производства или после ремонта), должен иметь паспорт с отметкой ОТК предприятия-изготовителя о проведении приемо-сдаточных испытаний на соответствие требованиям технических условий. Для манометров разового (партией или единичного) выпуска нестандартизованных, узкоотраслевого специального назначения должны быть представлены официально заверенные результаты испытаний манометров на стабильность электросопротивления при атмосферном давлении (п. 4.4.2);

б) на каркасе чувствительного элемента должен быть нанесен заводской номер;

в) спираль чувствительного элемента не должна иметь вмятин, разрывов, касания витков.

4.2. При опробовании должно быть установлено соответствие электрической схемы следующим требованиям:

а) стрелка нуль-индикатора выставлена на нулевую отметку, и проведена коррекция нуля на рабочем диапазоне;

б) декадные переключатели моста свободно и плавно перемещаются;

в) цена деления шкалы нуль-индикатора для 100-омного манометра должна быть не ниже 1⋅10^-4 Ом/мм.

4.3. Определение метрологических параметров.

4.3.1. Манометры поверяют методом непосредственного сличения с образцовым грузопоршневым манометром соответствующих классов точности согласно табл. 1.

Таблица 1

Класс точности манометров определяет неизменный предел допускаемой основной погрешности в процентах от нормирующего значения:

где Δ - предел допускаемой абсолютной погрешности;

X_N - нормирующее значение, равное, верхнему пределу давления.

4.3.2. При поверке определяют зависимость электросопротивления манометра от давления R = f(P). При этом предельная относительная погрешность измерения электросопротивления манометра с помощью моста постоянного тока не должна превышать 0,05 %. Ток, проходящий через чувствительный элемент манометра, не должен превышать 50 мА.

4.3.3. Поверка состоит из трех последовательных градуировок манометра по образцовому грузопоршневому манометру. Каждая градуировка включает следующее:

измерение R₀ - электросопротивления манометра при атмосферном давлении;

нахождение зависимости R(Р) при повышении и уменьшении давления в грузопоршневом манометре до 16000 кгс/см² (1600 МПа) не менее чем в пятнадцати точках при 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000, 11000, 12000, 13000, 14000, 15000, 16000 кгс/см² (200,300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600 МПа), а в манометре на давление до 25000 кгс/см² (2500 МПа) - не менее чем в девяти точках при 3000, 6000, 9000, 12000, 15000, 18000, 21000, 24000, 25000 кгс/см² (300, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2500 МПа). При каждом изменении давления измерение R проводить через 4 мин (время, необходимое для выравнивания температуры в камере после изменения давления). Погрешность измерения R не должна превышать 0,0005 Ом;

повторное измерение R₀ через 10 мин после уменьшения давления до атмосферного.

4.3.4. Если в процессе градуировки электросопротивление манометра меняется при постоянном давлении без определенного направления в пределах шкалы нуль-индикатора, следует проверить:

надежность контактов в месте пайки подводящих проводов к. корпусу камеры манометра и выводу конуса электроввода (п. 3.1.7);

надежность контактов в месте пайки чувствительного элемента к электровводу, для чего: снизить давление в системе до атмосферного, выпрессовать маслом на насосной станции корпус электроввода с чувствительным элементом, промыть чувствительный элемент и корпус электроввода бензином; в случае нарушения контакта перепаять чувствительный элемент (п. 3.1.4) и подготовить к поверке (п.п. 3.1.5. - 3.1.9);

отсутствие на корпусе электроввода и на чувствительном элементе электропроводящей жидкости грузопоршневого манометра; при наличии жидкости - устранить ее (п. 3.1.11.);

качество изоляции электроввода при отпаянном чувствительном элементе (п. 3.1.3.) при атмосферном давлении и при предельном: давлении градуировки; в случае нарушения изоляции изготовить новый электроввод.

4.4. Обработка результатов наблюдений.

4.4.1. Для каждой из градуировок определить приращение электросопротивления ΔR⁽ⁱ⁾ при соответствующем давлении Р:

где  - среднее значение электросопротивления манометра при атмосферном давлении для данной градуировки.

4.4.2. По результатам всех градуировок найти среднее арифметическое  при соответствующих давлениях и среднее арифметическое .

Отклонение значений ΔR⁽ⁱ⁾ от средних арифметических  не должно превышать ±1⋅10^-3 Ом для 100-омных манометров 1-го разряда и ±2⋅10^-3 Ом для манометров 2-го разряда.

Отклонение значения  от  для всех классов поверяемых манометров не должно выходить за пределы ±5⋅10^-3 Ом.

4.4.3. Если отклонение ΔR⁽ⁱ⁾ образцового манометра 1-го разряда не удовлетворяет требованию п. 4.4.2, но соответствует требованию, предъявляемому к образцовым манометрам 2-го разряда, он может быть аттестован в качестве образцового манометра 2-го разряда (при соблюдении условий п. 4.4.7.).

4.4.4. Электросопротивление манометра при атмосферном давлении определяют из уравнения

4.4.5. Данные поверки заносят в журнал по форме, указанной в приложении 1.

4.4.6. Зависимость  находят по уравнению

где α и β - константы, рассчитываемые методом наименьших квадратов.

Расчет констант α и β, а также среднего квадратического отклонения о условных уравнений приведены в приложении 2.

4.4.7. Средние квадратические отклонения σ для манометров различных классов точности не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

4.5. Определение стабильности манометров во времени.

4.5.1. Для определения долговременной стабильности манометров, выходящих из производства пли ремонта, необходимо провести дополнительно серию градуировок через 2 мес. Серия должна состоять из двух последовательных градуировок, проведенных не менее чем в пятнадцати точках при давлениях по п. 4.3.3.

4.5.2. Полученные результаты  следует подставить в уравнение (2), рассчитанное по результатам предыдущей градуировки. Отклонения расчетных значений давлений Рʹ_i от измеренных Р_i при новой градуировке не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

4.5.3. В свидетельстве о поверке приводят результаты расчета по уравнению (2), полученные по данным последней серии градуировок.

Таблица 3

4.5.4. Для образцовых манометров, проходящих периодическую поверку, следует провести сравнение результатов поверки с результатами предыдущей поверки. Если погрешность манометра превышает предел допускаемой погрешности, то необходимо проверить условия эксплуатации поверяемого манометра.

5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

5.1. При положительных результатах первичной и периодических поверок на поверенный манометр выдается свидетельство по установленной форме. На оборотной стороне свидетельства следует указать интерполяционное уравнение (2) и привести рассчитанную по нему таблицу (приложение 3),

5.2. Манометры, не удовлетворяющие требованиям настоящей методики, бракуют и не допускают к выпуску из производства, ремонта, а находящиеся в эксплуатации - к применению.

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

6.1. Работу на установках высокого давления с поршневым манометром УВД-16000, УВД-25000 и на насосной станции высокого давления НСВД-2500 или УНГР-2000 следует проводить строго в соответствии с правилами, указанными в инструкциях по эксплуатации этих установок.

6.2. При проведении поверки запрещается снимать с поверяемого манометра, находящегося под давлением, защитный стальной кожух, крепящийся к несущей панели УВД-16000 и обеспечивающий безопасность работы.

6.3. Запрещается производить демонтаж, припаивание и отпаивание подводящих проводов манометра, находящегося под давлением.

6.4. Для предотвращения воспламеняемости бензина запрещается курение в помещении, где проводятся поверка и промывка камеры манометра.

6.5. При проведении поверки запрещается присутствие в помещении лиц, не занятых поверкой.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ФОРМА ЗАПИСИ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ МАНОМЕТРА
НА РАБОЧЕМ ЭТАЛОНЕ ДАВЛЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

РАСЧЕТ КОНСТАНТ α И β В УРАВНЕНИИ (2) И СРЕДНЕГО
КВАДРАТИЧЕСКОГО ОТКЛОНЕНИЯ σ УСЛОВНЫХ УРАВНЕНИЙ

 

где символ [] означает сумму

где n = 14 - число точек.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ОБОРОТНАЯ СТОРОНА СВИДЕТЕЛЬСТВА