浅谈非标准接口压力表检定存在困难与解决方案

摘要：压力表接口方式主要分为螺纹接口与法兰接口两大类，根据执行标准的不同，螺纹接口与法兰接口之下又分为多种类型，在检定工作中针对上述非标准接口与检定压力源接口之间的连接存在诸多困难，本文通过对非标准接口压力表的统计、分析，结合我国对于法兰连接及垫片选型的相关规范标准，提出完善压力表检定接口配置的方案。

关键词：螺纹接口；PN系列法兰；CLASS 系列法兰；凸面连接；环连接面连接

0 引言

压力表种类繁多，根据测量范围、弹性元件结构、准确度等级、压力表接口方式等不同可分为多种类型。压力表的接口方式主要分为螺纹接口与法兰接口两大类，其中螺纹接口按照执行标准不同分为公制螺纹、英制螺纹及美制螺纹，法兰接口按照执行标准不同又分为PN系列法兰及Class系列法兰。因此，根据常见压力表接口形式的现状配齐法兰及螺纹转换接口，是保证压力表检定工作顺利完成的必要条件。现将压力表接口转换方面存在的问题及解决办法在下文详细分析。

1、螺纹式接口压力表。

①公制螺纹接头：M20×1.5，“20”代表接头螺纹处的直径是20mm；“1.5”代表螺牙和螺牙之间的距离为1.5mm；“M”代表牙型角为60°（摘自《米制密封管螺纹》GB/T1415-2008）[1]。该种压力表接口一般应用于压力表表盘直径大于等于100mm的压力表，可以与我国生产的压力表检定设备接口直接配对，无须转换接头，实现批量检定，该种压力表螺纹接头最为常见（见图1）。

②其它尺寸公制螺纹：如M14×1.5、M10×1.0，主要应用于表盘直径小于100mm的压力表。通常表盘直径为40mm的压力表连接螺纹尺寸为M10×1.0，表盘直径为60mm的压力表连接螺纹尺寸为M14×1.5。该种接口压力表需要使用转换接头连接至压力表检定设备（见图2）

③英制螺纹接头：G1/2或ZG1/2，“G”代表牙型角为55°的非自密封管螺纹，“ZG”代表牙型角为55°的非自密封锥管螺纹，“1/2”表示螺纹尺寸代号，其螺纹外径20.955mm（摘自《55°密封管螺纹》GB/T3706.1-2000）[2]。表盘直径为100mm或150mm的英制接口压力表使用上述两种螺纹连接。表盘直径为75mm的英制接口压力表使用ZG3/8、G3/8螺纹连接。表盘直径为60mm的英制接口压力表使用ZG1/4、G1/4螺纹连接。该种接口压力表需要使用转换接头连接至压力表检定设备（见图3）

④美制螺纹接头：1/2NPT， “NPT”代表牙型角为60°的自密封椎管螺纹，“1/2”表示螺纹尺寸代号，其螺纹外径21.223mm（摘自《60°密封管螺纹》GB/T12716-2011）[3]。表盘直径为100mm或150mm的美制接口压力表使用该螺纹连接。表盘直径为75mm的美制接口压力表使用3/8″NPT螺纹连接。表盘直径为60mm的美制接口压力表使用1/4″NPT螺纹连接。该种接口压力表需要使用转换接头连接至压力表检定设备（见图4）

2、法兰接口式压力表

为规避介质泄露风险，在主要工艺管道上安装的压力表通常选择法兰接口以实现与工艺管道的连接。若要实现法兰接口式压力表与压力表检定设备的连接，需要制作一种转换接头，其一端为公制螺纹M20×1.5的公端，以实现与压力表检定设备接口母端的连接，另外一端为法兰面，以实现与压力表的法兰连接，如图5所示：

3、配置方案

3.1 螺纹接口式压力表。

根据本文第1节，针对不同表盘直径的压力表，按照公制、英制、美制不同螺纹规格，配齐压力表检定螺纹转换接口。

3.2 法兰接口式压力表。

目前我国尚无针对压力表法兰接口的相关标准规范，各压力表制造厂商配置的压力表法兰接口的技术参数均依据我国工业和信息化部发布的关于钢制管法兰配制的行业标准，标准分为2个系列，即PN系列（欧洲体系）的《钢制管法兰（PN系列）》（HG/T20592-2009）和Class系列（美洲体系）的《钢制管法兰（Class系列）》（HG/T20615-2009）。如图6所示：

转换接头制作的重点、难点在于如何确定法兰连接规格及密封面型式，以实现与所有法兰接头式压力表的连接。根据《钢制管法兰（PN系列）》（HG/T20592-2009）[4]和钢制管法兰（Class系列）》（HG/T20615-2009）[5]两个行业标准，所有系列法兰连接规格均列于8.1.1表，两个系列标准列出法兰连接规格共有435种，每种连接规格又分为5种密封面型式，合计法兰类型多达2175种，因此我们需要统计、分析不同型号压力表法兰接口的公称尺寸、公称压力规格及密封面型式，从2175种规格的法兰中选择制作压力表转换接口所需要的法兰规格，以实现用最少的接口数量即可实现与所有压力表法兰接口连接的目的。

公称尺寸方面：国内生产压力表法兰接口的公称尺寸主要有DN15、DN25、DN40、DN50四种规格。公称压力方面：PN系列法兰规范规定公称压力包含PN2.5、PN10、PN16、PN25、PN40、PN63、PN100、PN160（以bar为单位）共计8个规格，Class系列法兰规范规定公称压力包含Class150、Class300、Class600、Class900、Class1500、Class2500共计6个规格，分别依据PN法兰系列压力等级及Class系列法兰压力等级对应上述4种压力表接口公称尺寸规格列出矩阵表格，之后合并同类规格，得到PN系列法兰规格13类，具体见下表1，Class系列法兰规格16类

法兰的连接尺寸确定之后，下一步需要对上述29个不同规格的法兰配置相应的密封面，以最终实现与压力表法兰的标准连接。根据钢制管法兰行业标准，PN系列及Class系列法兰密封面分为全平面（FF）、凸面（RF）、凹面/凸面（MFM）、榫面/槽面（TG）、环连接面（RJ）五种型式，如图7所示。目前法兰接口压力表应用的密封面主要为凸面密封（RF）和环连接面密封（RJ），其中凸面密封主要是应用在测量上限10MPa及以下的压力表，环连接面主要应用于测量上限16MPa及以上的压力表。

因此，针对法兰接口压力表的检定转换接口配置办法：按照上表1至表4所列配置法兰端面。密封垫片的配置：对于凸面密封可根据上表中凸面密封凸台外径尺寸选择非金属垫片、金属缠绕垫片等，对于环连接面密封则必须按照上表所列环面规格选择八角形金属环形垫片。紧固件的配置：根据上表所列M10至M30螺栓规格及所制作法兰厚度配齐连接螺栓。

4、 结论

压力表是工业生产运行过程必不可少的监视、测量工具，在运行安全、质量控制方面起到至关重要的作用，可以将其形象的比喻为工业运行的血压计，因此压力表检定工作必须要做到准确、高效，防止压力表“带病上岗”，为各装置的检修、投产做好服务。工欲善其事，必先利其器，我们需要及时补充压力表检定工作所必须的工具、配件，消除压力表检定工作所存在的短板。

参考文献

[1]《米制密封管螺纹》（GB/T1415-2008）

[2]《55°密封管螺纹》（GB/T3706.1-2000）

[3]《60°密封管螺纹》GB/T12716-2011）

[4]《钢制管法兰（PN系列）》（HG/T20592-2009）

[5]《钢制管法兰（Class系列）》（HG/T20615-2009）

[6]韩己昊，徐静，带法兰压力表的计量检定快接装置，国家知识产权局实用新型专利，2023.3

作者简介：李顺，男，汉族，198.6.12，山东省平度市，本科，中级工程师，研究方向：石油化工计量