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ASME PTC 9-1970 scan——容积式（回转式与离心式）压缩机性能试验规程
🔧 ASME PTC 9-1970 是美国机械工程师学会（ASME）性能试验规程（Performance Test Codes，简称 PTC）体系中针对压缩机的早期权威试验标准。该规程于 1970 年发布，本资料为扫描版，规范对象以容积式压缩机为核心，覆盖往复式（活塞）与回转式（螺杆、罗茨、滑片、液环等）两类主力机型，并在同一历史框架内兼及离心式压缩机与鼓风机的试验方法。规程的目的十分明确：在约定的运行条件下，通过规范的试验布置、仪表测量与结果计算，确定压缩机实际达到的排气量（容量）、压升、轴功率与各类效率，并把试验结果修正到合同规定的工况，作为供需双方性能考核与验收的技术依据。
💡 与 1997 年全面改写、2014 年重申的 PTC 10（轴流式与离心式压缩机及排气机）不同，PTC 9 的试验主线是”容积压缩”原理——排气量不依赖于叶轮高速旋转所产生的动压头，而是由气缸几何容积或转子的齿间容积直接决定。理解这一原理差异，是正确选用 PTC 9 与 PTC 10 的关键。
一、规程概述与适用范围 📌
PTC 9 的目的是为压缩机性能试验提供统一、可复现的程序，使不同工厂、不同时间进行的试验结果可以相互比较。规程给出的试验对象包括：
- 往复式（活塞）压缩机：单级或多级、单缸或多缸，是高压工况（如空气、氮气、天然气增压）的主力机型，试验重点在排气量、指示功率与容积效率。
- 回转式容积压缩机：包括螺杆式、罗茨式、滑片式与液环式等，多用于中低压工艺气体、制冷循环与气力输送场合。
- 离心式压缩机与鼓风机：在历史版本中一并给出试验方法；现代工程中轴流与离心式压缩机的验收试验主要由 PTC 10 管辖，PTC 9 继续作为容积式机组试验的经典依据。
规程确定的性能参数包括：输送气体量（排气量/容积流量）、压力升高（排出压力与压力比）、所需轴功率、效率（容积效率、等熵效率、机械效率与总效率），以及喘振点与堵塞点等特征工况。除机械功率损失的计算方法外，规程一般不涉及转子动力学等机械性能参数，这些内容须由制造厂资料与相关机械规范另行确认。
⚠️ PTC 9 评定的是”热力学性能”：它回答的是”这台机器在给定吸入条件下能输送多少气、需要多少功率”，并不回答”转子是否稳定、临界转速是否避开”之类的机械问题。验收试验前应将二者的界限在合同中写清楚。
二、试验对象与主要性能参数 📊
下表概括了 PTC 9 覆盖的主要机型及其试验关注点，便于工程人员在选型与试验策划时快速对照。
| 机型 | 压缩原理 | 典型应用 | 试验重点参数 |
|---|---|---|---|
| 往复式（活塞） | 容积式（变容积） | 高压空气、CNG、化工合成气 | 排气量、指示功率、容积效率 |
| 螺杆式 | 容积式（回转啮合） | 中低压工艺气、制冷、喷油压缩 | 排气量、轴功率、等熵效率 |
| 罗茨式（Lobe） | 容积式（回转非啮合） | 低压鼓风、气力输送、曝气 | 风量、压升、功率 |
| 滑片式 | 容积式（回转） | 小型压缩、真空泵 | 排气量、功率、泄漏影响 |
| 液环式 | 容积式（回转） | 湿气、易燃易爆气体抽吸 | 排气量、轴功率（含液环拖动） |
| 离心式/鼓风机（历史覆盖） | 动力式（动压头） | 大流量中低压工艺气（现归 PTC 10） | 压头、多变效率、喘振点 |
三、技术要求与测量仪表 🔧
PTC 9 对试验回路与测量仪表提出了明确要求。试验可在开口回路（从大气吸入、排入大气或下游管网）或闭式回路（循环气、气体性质受控）中进行，无论何种回路，吸入与排出管路上都必须布置足够长度的直管段，以保证流动充分发展、测点读数代表截面平均值。
| 被测量 | 测定方法 | 常用仪表 | 工程要点 |
|---|---|---|---|
| 吸入/排出压力 | 静压测点加压力计 | U 形管、布尔登管压力表 | 测点须位于流速变化最小处，避免涡流区 |
| 气体温度 | 温度计/热电偶（PTC 19.3） | 玻璃温度计、铠装热电偶 | 感温元件须充分插入气流，温井长度足够 |
| 排气量（流量） | 孔板/喷嘴流量计，或容积法核算 | 差压式流量计（PTC 19.5） | 须同时测定气体组分以确定密度 |
| 转速 | 转速表/光电计数 | 机械转速表、数字转速计 | 转速直接影响相似换算与功率计算 |
| 轴功率 | 测功器/扭矩仪，或电测法换算 | 扭矩传感器、功率分析仪 | 电测法须扣除电机效率与传动损失 |
流量测量是全部试验中最关键也最容易产生误差的环节。对往复式压缩机，规程允许依据气缸几何容积、转速与余隙容积进行容积法核算，并与实测流量相互校核；对回转式机组则普遍采用孔板或喷嘴节流装置直接测量。无论采用哪种方法，都必须考虑密封泄漏、阀片阻力和脉动气流对读数的影响。
🚨 高压试验的安全不容妥协：压缩机试验常在数百乃至上千巴的压力下进行，管路与接头必须按相应压力等级设计与检验；试车区应设置泄压通道与防护屏障，任何仪表读数都不得要求人员贴近高压法兰直接观察。
四、试验程序与结果处理 📐
规程将试验划分为准备、预试验与正式试验三个阶段。正式试验前应使机组在额定工况下充分预热并达到稳定，一般以压力、温度在一定时间内的波动限值作为稳定判据；稳定后开始记录，每个测点按规定的次数与间隔读数并取平均值。
结果处理的核心是工况修正：试验几乎不可能与合同规定的转速、进气压力、进气温度与气体成分完全一致，因此必须把实测值换算到规定工况。换算以流体动力相似为基础，主要修正转速偏差、进气状态偏差与气体性质偏差；对往复机还需修正余隙容积与阀隙流动阻力在不同工况下的影响。功率计算方面，可分别得到指示功率（由示功图求得）、轴功率（直接测量）与总效率，机械效率即二者之比。
💡 合同验收时，不要把”试验工况的实测值”与”规定工况的保证值”直接比较。正确做法是：先将实测值修正到规定工况，再与保证值比较；若存在争议，还应计入仪表不确定度，并在试验前书面约定比较的基准参数（排气量、效率或功率）。
五、工程实践要点 🛠️
- 🔍 事前书面约定：试验工况、允差、仪表精度等级、见证方式与结果比较方法，必须在试验开始前由供需双方书面确认，避免事后争议。
- 🔧 仪表校准与溯源：参与验收试验的压力、温度与流量仪表应按规程要求校准，并保证校准结果可溯源到国家标准。
- 📊 稳定工况判定：正式读数前确认机组已稳定运行，记录期间压力与温度的漂移不得超过规程规定的限值。
- 📋 气体性质测定：压缩介质为混合气时，应取样分析组分并计算分子量与比热比，这些数据直接决定压缩功与效率的计算精度。
- 🛡️ 安全与防护：高压、高温与可燃气体工况必须制定专项安全措施，试验现场设置隔离区与紧急泄放装置。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：PTC 9 与 PTC 10 有什么分工？
答：PTC 10-1997（2014 重申）专门管辖轴流式与离心式压缩机及排气机，并提供 Type 1 与 Type 2 两类试验；PTC 9-1970 则以容积式（往复与回转）机组为试验主线，离心机组的试验方法在历史版本中亦有覆盖，现代实践中通常按 PTC 10 执行。选择时以机器类型为准。
答：PTC 10-1997（2014 重申）专门管辖轴流式与离心式压缩机及排气机，并提供 Type 1 与 Type 2 两类试验；PTC 9-1970 则以容积式（往复与回转）机组为试验主线，离心机组的试验方法在历史版本中亦有覆盖，现代实践中通常按 PTC 10 执行。选择时以机器类型为准。
❓ 问：扫描版为什么没有可检索的文本？
答：本资料为 1970 年版的扫描影像，未附带文本层，无法直接提取正文文字。技术内容以领域知识整理，涉及的具体数值与表格应以 ASME 官方发布的版本为准，本篇文章定位为工程解读与参考。
答：本资料为 1970 年版的扫描影像，未附带文本层，无法直接提取正文文字。技术内容以领域知识整理，涉及的具体数值与表格应以 ASME 官方发布的版本为准，本篇文章定位为工程解读与参考。
❓ 问：试验结果如何修正到规定工况？
答：先将实测排气量、功率等换算到规定转速，再按进气压力、温度与气体性质的相似准则修正密度与压缩功，最后得出规定工况下的排气量与效率。修正公式中的指数与系数须依据机型与规程确定，往复机与回转机不能混用同一组修正参数。
答：先将实测排气量、功率等换算到规定转速，再按进气压力、温度与气体性质的相似准则修正密度与压缩功，最后得出规定工况下的排气量与效率。修正公式中的指数与系数须依据机型与规程确定，往复机与回转机不能混用同一组修正参数。
🔍 问：为什么排气量不能简单地用一台流量计一测了之？
答：因为排气量受脉动气流、阀片阻力和泄漏的影响很大，且流量计需要稳定的流动剖面。PTC 9 要求在充分发展的直管段上布置测点，并可用容积法核算相互校核，否则测得的结果可能偏离实际输送量百分之几甚至更多。
答：因为排气量受脉动气流、阀片阻力和泄漏的影响很大，且流量计需要稳定的流动剖面。PTC 9 要求在充分发展的直管段上布置测点，并可用容积法核算相互校核，否则测得的结果可能偏离实际输送量百分之几甚至更多。
