液氧/煤油發(fā)動機(jī)試驗禁油壓力表量值傳遞方法
簡要介紹了液氧/煤油發(fā)動機(jī)試驗用禁油壓力表量值傳遞方法和量傳所采用的計 量標(biāo)準(zhǔn)，分析了影響禁油檢定的主要因素，提出了實現(xiàn)禁油檢定的對策和措施。
1.引言
液氧/煤油發(fā)動機(jī)是我國正在研制的新一代液 體火箭發(fā)動機(jī)。在該發(fā)動機(jī)試驗中，壓力測點 多，而且是關(guān)鍵參數(shù)。參加試車的壓力表按被測 介質(zhì)不同可分為禁油壓力表和無需禁油的一般壓 力表，禁油壓力表主要用于液氧系統(tǒng)的壓力測 量，要求在每次試車中所測得的壓力量值不僅準(zhǔn) 確可靠、而且要絕對‘禁油”。本文主要介紹禁 油壓力表量值傳遞方法和實現(xiàn)禁油檢定的方法、 措施。
2.壓力量值傳遞方法
圖1是禁油壓力表量值傳遞圖，表示量值傳 遞與標(biāo)準(zhǔn)溯源關(guān)系。下面分別介紹禁油壓力表的 工作原理、禁油、量值傳遞方面的情況。
多數(shù)禁油壓力表都是指氧壓表，用于管道或 容器中液氧或氣瓶里面氧氣的壓力測量。測量時 利用彈簧管受壓后產(chǎn)生的形變，通過一套齒輪機(jī) 構(gòu)帶動指針將液氧系統(tǒng)管道中壓力的變化在表盤 的刻度上反應(yīng)出來，便于操作人員根據(jù)所測得的 壓力量值的大小來控制閥門，以完成試驗所必要 的操作程式。
為了保障液氧系統(tǒng)的安全，禁油壓力表所測 得的量值不僅要準(zhǔn)確反應(yīng)液氧管道中的壓力量 值，而且還要絕對‘禁油”。我國計量法規(guī)定壓 力表屬于強(qiáng)檢項目，以保證量值的統(tǒng)一，被測禁 油壓力表的量值通過壓力計量標(biāo)準(zhǔn)逐級向上能溯 源到國家基準(zhǔn)，向上是溯源；反之，國家基準(zhǔn)將 標(biāo)準(zhǔn)壓力量值通過壓力計量標(biāo)準(zhǔn)逐級向下又能傳 遞到被測禁油壓力表上，向下是量值傳遞，這個 工作都要通過禁油壓力表計量標(biāo)準(zhǔn)來上下傳遞完成。
3.禁油壓力表禁油檢定方法
建立禁油壓力表量值傳遞標(biāo)準(zhǔn)以完成禁油壓 力表的量值統(tǒng)一，實現(xiàn)禁油檢定。圖2是禁油壓 力表禁油檢定框圖。
通過二等氣體活塞壓力計標(biāo)準(zhǔn)裝置與壓力表 氧氣表兩用校驗儀組合成禁油壓力表計量標(biāo)準(zhǔn)， 實現(xiàn)禁油檢定，完成禁油壓力量值傳遞工作。
3.1二等氣體活塞壓力計標(biāo)準(zhǔn)裝置
圖 3 是二等氣體活塞壓力計標(biāo)準(zhǔn)裝置構(gòu)成 圖，由二等氣體活塞壓力計、高壓氣瓶、減壓器 和高壓軟管組成。該標(biāo)準(zhǔn)裝置壓力測量范圍：0? 6MPa;精度等級：0.05級;工作介質(zhì)為高壓氮 氣。該裝置由3臺不同量程的二等氣體活塞壓力 計組合成。高壓氣瓶將高壓氮氣通過JRG4L高壓 軟管輸送到減壓器降壓后，通過JRZ6L高壓軟管 輸送到二等氣體活塞壓力計，完成對禁油壓力表 的禁油檢定和量值傳遞任務(wù)。
3.2壓力表氧氣表兩用校驗儀
圖4是壓力表氧氣表兩用校驗儀，它與配套 的一系列精密壓力表組合成一套禁油壓力表標(biāo)準(zhǔn)裝置,精度：0.25級,壓力測量范圍：0? 40MPa,檢定介質(zhì)為純凈水?？梢韵蛄砍淘?? 40MPa范圍內(nèi)、精度在1級以下的禁油壓力表進(jìn) 行量值傳遞。
4.影響禁油檢定的主要因素
（1）禁油壓力表周檢時表內(nèi)含油
或許因為禁油壓力表用于非禁油崗位，或許 因為使用不當(dāng)或運輸方式不慎，造成本該禁油的 壓力表卻帶油周檢，若不仔細(xì)就會導(dǎo)致禁油壓力 表標(biāo)準(zhǔn)裝置被含油被檢表污染。
（2）運輸不當(dāng)造成禁油壓力表含油
使用單位將禁油壓力表與含油一般壓力表混 放送檢，造成禁油壓力表被油表污染。
（3）禁油壓力表儲存不當(dāng)含油。
由于使用單位儲存壓力表的方式不正確，造 成禁油壓力表含油。譬如：有些單位將壓力表儲 放在貨架上，上層放含油壓力表，下層放禁油壓 力表，含油壓力表內(nèi)空出的油液通過架板縫隙滲 透到下層禁油壓力表上，造成禁油壓力表被油污 染。
（4）禁油壓力表使用不當(dāng)含油。
禁油壓力表本應(yīng)該用于禁油崗位，但使用單 位常?；煊?，即禁油壓力表用于非禁油崗位，造 成禁油壓力表被污染含油，造成質(zhì)量安全隱患。
（5）含油壓力表當(dāng)作禁油壓力表使用。
由于管理不嚴(yán)格，將含油壓力表清洗后作禁 油壓力表使用。
（6）壓力表氧氣表兩用校驗儀雖有兩級油水 隔離器實現(xiàn)禁油檢定，但由于水臺子自身技術(shù)上的局限性，油水串液的隱患始終存在。
（7）二等氣體活塞壓力計氣路系統(tǒng)被油污染
二等氣體活塞壓力計雖用氮氣作氣源，但由 于活塞桿與活塞筒之間是用變壓器油實現(xiàn)密封 的，故而二等氣體活塞壓力計氣路系統(tǒng)仍然存在 被油污染的隱患。
5.實現(xiàn)禁油檢定的對策和禁油效果
5.1對策
對壓力量值傳遞中影響禁油檢定的七個因素 所采取的方法是預(yù)防為主，有針對性地采取對策 及措施。
（1）依據(jù)計量法規(guī)定，量值傳遞工作必須依 據(jù)相關(guān)專業(yè)的國家檢定規(guī)程。禁油壓力表必須依 據(jù)彈簧管一般壓力表檢定規(guī)程（JJG52- 1999)和 標(biāo)準(zhǔn)器操作規(guī)程來完成其禁油情況下的示值校準(zhǔn) 工作。
（2）對新驗收的禁油壓力表嚴(yán)格把關(guān)，依照 國家檢定規(guī)程的要求，認(rèn)真做好禁油壓力表的檢 前無油脂檢查工作，徹底杜絕冒牌禁油壓力表蒙 混過關(guān)，避免污染禁油壓力表標(biāo)準(zhǔn)裝置，并給試 車現(xiàn)場造成質(zhì)量和安全隱患，對不合格的禁油壓 力表徹底退貨。
（3）對于周檢前發(fā)現(xiàn)的含油禁油表或本身含 油卻要求禁油的一般壓力表，前者根據(jù)使用情況 酌情處理或報廢處理。后者請使用者根據(jù)自己使 用情況自己先把含油的壓力表清洗干凈，再依據(jù) 檢定規(guī)程規(guī)定的方法，作無油脂檢查合格，再進(jìn) 行壓力量值傳遞工作。
（4）要求使用單位采取有效措施，將禁油壓 力表與一般壓力表隔離或分裝后再送檢。
（5）使用單位對閑置的禁油壓力表應(yīng)該與一 般壓力表隔離存放，或?qū)⒔蛪毫Ρ矸胖秘浖艿?/span> 最上層，含油的一般壓力表放置其下層。
（6）由于各種原因，使用單位常常存在這樣 的現(xiàn)象，禁油壓力表用于非禁油崗位，一般壓力 表卻用于禁油崗位。使用的混亂導(dǎo)致禁油壓力表 不能專表專用，造成污染，導(dǎo)致隱患。針對該現(xiàn) 象應(yīng)加強(qiáng)計量管理工作，制定經(jīng)濟(jì)處罰制度，提高使用者的計量、安全、質(zhì)量意識。
（7）由于市場上買不到試車所需要的某些參 數(shù)的禁油壓力表，權(quán)且將含油壓力表清洗后當(dāng)作 禁油壓力表使用，這始終存在質(zhì)量安全隱患。如 果能夠引進(jìn)美國便攜式儀表清洗系統(tǒng)3646就能 從根本上解決禁油壓力表甚至壓力傳感器的除油 清洗問題，徹底消除質(zhì)量安全隱患。
該系統(tǒng)由美國KNC公司制造，專門用于清 洗儀表內(nèi)部殘存的固體顆粒、油污以及附著的污 染物。如壓力表、傳感器以及一端封死的儀表。 特別適合于航空航天以及計量校準(zhǔn)實驗室使用。
（8）壓力表氧氣表兩用校驗儀的油水串液的 隱患宜采取以下方法預(yù)防為主：
①對被檢儀表，先給彈簧管內(nèi)注滿清水，再 安裝進(jìn)行示值校準(zhǔn)。
②安裝被檢儀表前，先檢查氧氣表接頭處水 樣是否含油，確定無油再安裝被檢儀表。
壓力表氧氣表兩用校驗儀加壓工作前，先檢 查油杯油量，若低于標(biāo)定的油位，嚴(yán)禁給油杯加 油，應(yīng)從氧氣表接頭處向隔離器內(nèi)注入清水，將 隔離器里油液壓回油杯至標(biāo)定的油位方可進(jìn)行工 作。
針對二等氣體活塞壓力計活塞密封油液對其 氣路系統(tǒng)存在的污染隱患，應(yīng)定期用清洗劑對氣 路系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，工作時打開排污閥，工作后關(guān) 閉油杯閥。
5.2禁油效果
長期以來，由于采取了有針對性的預(yù)防措施 與對策，并從制度管理上加以保障，使禁油壓力 表量值傳遞計量標(biāo)準(zhǔn)在1995年以來所有的試驗 中，避免了以上七個因素帶來的直接影響，在禁 油壓力表量值傳遞工作中取得了十分良好的禁油 效果，經(jīng)壓力標(biāo)準(zhǔn)量傳過的禁油壓力表從未在試
車中出現(xiàn)質(zhì)量安全事故。
6.結(jié)束語
隨著航天技術(shù)日新月異的發(fā)展，面對日益頻 繁的發(fā)動機(jī)試驗，禁油要求越來越高，通過一定 手段、方法及預(yù)防措施可以滿足禁油檢定，但遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不能滿足今后發(fā)動機(jī)試驗的發(fā)展需要。目前要 實現(xiàn)禁油壓力表更高禁油檢定要求，簡便有效的 辦法是引進(jìn)美國便攜式儀表清洗系統(tǒng)3646和阿 美特克PPCE便攜式壓力校準(zhǔn)儀，基本可以滿足 某型號發(fā)動機(jī)試驗的需要。
