Государственный научный метрологический центр ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева (ГНМЦ ФГУП ВНИИМ им. Д.И. Менделеева) Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора .. 1Ю научной работе ГНМЦ
ВЙШШ им. Д.И. Менделеева
|
В.С. Александров |
|
2008 г.
*Чб * у,^ |
РЕКОМЕНДАЦИЯ Государственная система обеспечения единства измерений
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЛОТНОСТИ ПОТОЧНЫЕ Методика поверки на месте эксплуатации
МИ 2816-2008
Санкт-Петербург
2008
|
ПРЕДИСЛОВИЕ |
|
1 РАЗРАБОТАНА |
ГМНЦ ФГУП Всероссийский научно- исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева |
|
ИСПОЛНИТЕЛИ |
Снегов В.С., кандидат технических наук; Домостроев А.В. |
|
РАЗРАБОТАНА |
ООО «ИМС Индастриз» |
|
ИСПОЛНИТЕЛИ: |
Дворяшин А.А., кандидат физико-математических наук; Сафонов А.В.; Ягунин Г.А. |
|
2 УТВЕРЖДЕНА |
ГНМЦ ФГУП “ВНИИМ им. Д.И. Менделеева” 18 февраля 2008 г. |
|
3 ЗАРЕГИСТРИРОВАНА |
ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы 04 июня 2008 г. |
|
4 ВВЕДЕНА ВЗАМЕН |
МИ 2816-2003 |
|
Настоящая рекомендация не может быть полностью или частично воспроизведена, тиражирована и (или) распространена без разрешения ООО «ИМС Индастриз»
II
Приложение А
Значения коэффициента объемного расширения нефтепродуктов в зависимости от их плотности
|
р,
кг/м'1 |
Рж,
1/°С |
Р.
кг/м3 |
Рж,
1/°С |
Р,
кг/м3 |
(Зж,
1/°С |
|
700 - 719 |
0,001255 |
800 - 819 |
0,000937 |
900 - 919 |
0,000688 |
|
720 - 739 |
0,001183 |
820 - 839 |
0,000882 |
920 - 939 |
0,000645 |
|
740 - 759 |
0,001118 |
840 - 859 |
0,000831 |
940 - 959 |
0,000604 |
|
760 - 779 |
0,001054 |
860 - 879 |
0,000782 |
960 - 979 |
0,000564 |
|
780 - 799 |
0,000995 |
880 - 899 |
0,000734 |
980 - 1000 |
0,000526 |
Приложение Б
ПРОТОКОЛ №__
поверки преобразователя плотности (форма)
Тип_ Зав.№_ Представлен_
Место поверки___
РЕЗУЛЬТАТЫ поверки преобразователя плотности
|
Температура жидкости |
Давление жидкости |
Плотность жидкости, измеренная пикнометром |
Плотность жидкости, измеренная пикнометром, приведенная |
Среднее значение периода колебаний |
Плотность жидкости, измеренная преобразователем плотности |
Абсолютная
погрешность |
|
в преобразователе плотности |
в пикнометрах |
в преобразователе плотности |
в пикнометрах |
|
°С |
°С |
бар |
бар |
кг/м3 |
кг/м3 |
МКС |
кг/м3 |
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Должность, подпись, И.О. Фамилия лица,
проводившего поверку_
Дата проведения поверки «_»_200_г
9
Библиография
[1] ГОСТ 7328-2001 Гири. Общие технические условия.
[2] ТУ 25-2021.003-98 Термометры ртутные стеклянные лабораторные. Технические условия
[3] ТУ 25.05.1481-77 Манометры, мановакуумметры и вакуумметры для точных измерений типов МТИ и ВТИ. Технические условия.
[4] ГОСТ 7590-93 (МЭК 51-4-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 4. Особые требования к частотомерам.
[5] ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия.
[6] ГОСТ 8505-80 Нефрас-С 50/170. Технические условия.
[7] ТУ 38.401-67-108-92 (взамен ГОСТ 443-76 Бензин-растворитель для резиновой промышленности. Технические условия)
[8] РД 39-0147103-354-89. Руководящий документ. Типовое положение о лаборатории, производящей анализы нефти при приемо-сдаточных операциях.
[9] ГОСТ 12.4.009-83 ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание.
[10] МИ 2153-2004 ГСИ. Плотность нефти. Требования к методике выполнения измерений ареометром при учетных операциях.
[11] ПР 50.2.006-94 ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений.
10
СОДЕРЖАНИЕ
1 Операции поверки...................................................................................................................... 1
2 Средства поверки.........................................................................................................................1
3 Требования безопасности.............................................................................................................2
4 Условия поверки..........................................................................................................................2
5 Подготовка к поверке...................................................................................................................3
6 Проведение поверки и о бработка результатов измерений......................................................3
7 Оформление результатов поверки...............................................................................................7
Приложение А Значения коэффициента объемного расширения нефтепродуктов в зависимости от их плотности............................................................................................................8
Приложение Б Форма протокола поверки преобразователя плотности..........................................9
Библиография................................................................................................................................10
III
Т88.5
|
РЕКОМЕНДАЦИЯ |
|
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ |
|
|
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЛОТНОСТИ ПОТОЧНЫЕ МЕТОДИКА ПОВЕРКИ НА МЕСТЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ |
МИ 2816-2008 |
|
Настоящая рекомендация распространяется на вибрационные поточные преобразователи плотности (далее - преобразователи плотности), предназначенные для измерений плотности нефти и нефтепродуктов (далее - продукт) в диапазоне от 700 до 1100 кг/м3, и устанавливает методику их первичной и периодической поверки на месте эксплуатации.
Межповерочный интервал - не более одного года.
1 Операции поверки
При проведении поверки выполняют следующие операции:
- внешний осмотр (п.6.1);
- опробование (п.6.2);
- определение абсолютной погрешности преобразователя плотности (п.6.3).
2 Средства поверки
При проведении поверки применяют следующие средства поверки:
2.1 Установку пикнометрическую переносную с пределами допускаемой погрешности измерений плотности ±0,15 кг/м3 в диапазоне плотности от 700 до 1100 кг/м3, включающую в себя:
- комплект металлических напорных пикнометров (не менее двух штук) с пределами допускаемой погрешностью по вместимости ± 0,025 см3;
-два термопреобразователя сопротивления, вмонтированных в теплоизолирующий футляр, в комплекте с индикатором температуры, пределы допускаемой абсолютной погрешности ± 0,2°С,
Примечание - Допускается вместо термопреобразователей использовать два термометра с ценой деления 0,1 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности ± 0,2 °С, на входе и на выходе пикнометрической установки;
- индикатор расхода продукта через пикнометры с верхним пределом индикации не ниже 1,5 м3/час, с дискретностью шкалы не более 0,5 м3/час (погрешность не нормируют);
- весы электронные с наибольшим пределом взвешивания не менее 5,5 кг, дискретность показаний 0,01г, пределы допускаемой погрешности взвешивания ± 0,03 г;
- набор гирь (1; 2; 2 кг) класса точности Fi по ГОСТ 7328 [1],
Примечание - При использовании электронных весов с внутренней калибровкой наличие гирь не обязательно;
- теплоизолирующий футляр для двух пикнометров;
1
- рукава (шланги) маслостойкие, на давление не ниже 10 МПа, с муфтами.
2.2 Блок измерений показателей качества продукта (далее - БИК), на месте установки поверяемого преобразователя плотности, оборудованный следующими средствами измерений:
-термопреобразователем сопротивления с преобразователем измерительным, пределы допускаемой абсолютной погрешности: ± 0,2 °С;
- термометром стеклянным ртутным типа ТЛ-4Б по ТУ25-2021.003 [2], цена деления 0,1 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности + 0,2 °С;
-преобразователем избыточного давления измерительным, пределы допускаемой приведенной погрешности: ± 0,5 %;
- манометром точных измерений МТИ- 0,6 по ТУ25.05.1481 [3].
2.3 Устройство обработки информации системы измерений количества и показателей качества продукта (далее - УОИ), на которое по каналам связи передаются выходные сигналы поверяемого преобразователя плотности, преобразователей избыточного давления и температуры.
Примечание - Допускается вместо УОИ использовать частотомер электронно-счетный 43-38 по ГОСТ 7590 (МЭК 51-4) [4], диапазон измерений от 10 Гц до 10 МГц; источник постоянного тока и напряжения Б5-38 с нестабильностью 0,01 %.
2.4 Барометр метеорологический с пределами допускаемой абсолютной погрешности ± 1 мм рт.ст. или + 0,1 кПа.
2.5 Пылесос (фен) электрический бытовой.
2.6 Промывочные жидкости: спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300 [5], нефрас по ГОСТ 8505 [6] или бензин-растворитель для резиновой промышленности по ТУ 38-401-67-108 [7].
2.7 Салфетки хлопчатобумажные, ветошь.
Допускается применение других средств поверки с аналогичными или лучшими характеристиками.
3 Требования безопасности
При проведении поверки соблюдают следующие требования безопасности:
3.1 При проведении поверки соблюдают «Правила техники безопасности при эксплуатации установок потребителей», утвержденные Главгосэнергонадзором.
3.2 При проведении поверки соблюдают требования безопасности в БИК и в операторной в соответствии с инструкцией по эксплуатации соответствующей СИКН, утвержденной его владельцем, а также требования безопасности при работе в химико-аналитической лаборатории по анализу нефти и нефтепродуктов в соответствии с РД 39-0147103-354 [8].
3.3 При работе с пикнометрами соблюдают меры безопасности в соответствии с требованиями технической документации, а также меры безопасности, определяемые "Правилами технической эксплуатации сосудов, работающих под давлением".
3.4 Помещения, в которых проводят работы с легковоспламеняющимися жидкостями, оборудуют установками пожарной сигнализации и пожаротушения в соответствии с ГОСТ 12.4.009 [9] и оснащают общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией и вытяжными шкафами.
4 Условия поверки
При проведении поверки соблюдают следующие условия:
- температура окружающего воздуха, °С от 5 до 45;
- температура продукта, °С от 0 до 100;
2
- давление продукта, бар, не более
- температура в помещении, где проводят промывку, продувку
воздухом, взвешивание и опорожнение пикнометров, °С от 15 до 35.
5 Подготовка к поверке
Перед проведением поверки выполняют следующие работы:
- промывают внутреннюю полость преобразователя плотности растворителем (бензином, нефрасом), используя шомпол с ершиком из мягкого материала или ткань;
- подготавливают пикнометры к проведению измерений, для этого их разбирают, промывают, собирают и продувают воздухом;
- подготавливают электронные весы в соответствии с инструкцией по эксплуатации;
- взвешивают пустые пикнометры: методом прямого взвешивания на весах с функцией калибровки по массе или при использовании весов в качестве компаратора (метод сравнения с известной массой). При прямом взвешивании непосредственно перед взвешиванием пикнометров калибруют весы в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Каждый пикнометр взвешивают не менее трех раз, вычисляют среднее значение результатов взвешивания. При использовании метода сравнения с известной массой кроме пикнометров взвешивают известную массу (набор гирь) также не менее трех раз и вычисляют среднее значение результатов взвешивания. Сходимость результатов взвешивания - не более 0,02 г, в противном случае взвешивание повторяют;
- измеряют температуру атмосферного воздуха и барометрическое давление в комнате, где проводилось взвешивание;
- пикнометрическую установку с установленными пикнометрами подсоединяют к трубопроводу в БИК. Устанавливают расход продукта в БИК в пределах рабочего диапазона расхода, расход через пикнометрическую установку должен быть не менее 0,2 м3/ч.
6 Проведение поверки и обработка результатов измерений
6.1 Внешний осмотр
При проведении внешнего осмотра устанавливают:
- соответствие комплектности и маркировки преобразователя плотности требованиям технической документации;
- отсутствие на преобразователе плотности механических повреждений и дефектов покрытий, ухудшающих его внешний вид и мешающих работе;
- соответствие надписей и обозначений на преобразователе требованиям технической документации;
- правильность монтажа преобразователя плотности и пикнометрической установки в БИК и отсутствие протечек через фланцевые и резьбовые соединения.
6.2 Опробование
Проверяют общее функционирование преобразователя плотности с УОИ в соответствии с инструкцией по эксплуатации, соответствие введенных в УОИ градуировочных коэффициентов сертификату преобразователя плотности и правильность вычисляемых значений плотности.
6.3 Определение абсолютной погрешности преобразователя плотности
Абсолютную погрешность преобразователя плотности определяют при измерениях
плотности продукта одновременно преобразователем плотности и комплектом пикнометров при температуре и давлении из рабочего диапазона в БИК в месте установки поверяемого преобразователя плотности.
6.3.1 Плотность продукта вычисляют по результатам измерений периода колебаний выходного сигнала преобразователя плотности.
3
Измерения начинают после стабилизации параметров продукта в преобразователе плотности и пикнометрах, когда изменение температуры продукта во времени не превышает ОД °С/мин, изменение давления - 0,5 бар/мин, изменение периода - 0,02 мкс/мин.
Период выходного сигнала преобразователя плотности, температуру и давление продукта измеряют в следующей последовательности: снимают показания термометра и манометра в БИК, показания преобразователей температуры и давления в БИК, преобразователя температуры в пикнометрической установке. Затем закрывают выходной кран второго по потоку пикнометра, снимают показания манометра в БИК, после этого закрывают остальные краны пикнометров. За 1-2 минуты до закрытия кранов начинают фиксировать период колебаний выходного сигнала преобразователя плотности и продолжают до момента закрытия выходного крана. Значение периода колебаний выходного сигнала преобразователя плотности снимают с УОИ СИКН., допускается измерять частоту (период колебаний) выходного сигнала преобразователя плотности с помощью частотомера.
Отсоединяют пикнометры, промывают наружную поверхность растворителем и продувают сухим сжатым воздухом до полного удаления остатков растворителя.
6.3.2 Взвешивают заполненные пикнометры аналогично взвешиванию пустых пикнометров согласно разделу 5.
6.3.3 Опорожняют пикнометры, разбирают их, моют корпус пикнометра и детали кранов в растворителе и продувают сухим воздухом до полного удаления остатков растворителя. При наличии воды в продукте для быстрого удаления остатков воды из пикнометров рекомендуется предварительно промыть корпусы пикнометров и детали кранов спиртом.
Собирают пикнометры и взвешивают согласно разделу 5. Сходимость результатов взвешивания пустых пикнометров до и после измерения плотности - не более 0,02 г., в противном случае измерения плотности повторяют.
Примечание - Допускается проводить взвешивание пустых пикнометров по п. 6.3.3 не при каждом измерении плотности, а после серии из 3-5 измерений.
6.3.4 При прямом методе взвешивания результат измерений плотности одним из пикнометров р|(2), кг/м3, вычисляют по формуле
[w3-wn].
V.,
■103,
(1)
где V/з и Wn - средние арифметические значения результатов взвешивания заполненного и пустого пикнометра соответственно, г;
е - плотность атмосферного воздуха, г/см3, вычисленная по формуле
е = [1198,4 + 1,6■ (Ра - 760) - 4 • (ta - 20)] ■ 10"
(2)
где Ра - барометрическое давление, мм рт.ст.; ta - температура атмосферного воздуха, °С; рг - плотность материала гирь (рг = 8 г/см3);
Vtp - вместимость пикнометра, приведенная к условиям отбора пробы продукта, см3, вычисленная по формуле
VtP = V + F, ■ (t -10) + Fp • Р , (3)
где V - вместимость пикнометра, указанная в свидетельстве о поверке, см3;
Ft - коэффициент изменения вместимости пикнометра при изменении температуры продукта, указанный в свидетельстве о поверке, см3/°С;
t - температура пикнометра при отборе пробы продукта, °С;
t0 - температура поверки пикнометра (берут из свидетельства о поверке), °С;
Fp- коэффициент изменения вместимости пикнометра при изменении давления продукта, указанный в свидетельстве о поверке, см3/бар;
Р - давление в пикнометре при отборе пробы продукта (по показанию преобразователя давления или манометра в БИК), бар.
При использовании метода сравнения с известной массой результат измерений плотности р1(2), кг/м3, вычисляют по формуле
Pl(2) “
|
Г w, |
wn п |
• м- |
е |
|
|
|
|
1— |
+ е • V,p |
|
W
L vvr3 |
W
vv гп J |
|
L Рг J |
|
|
|
Vtt |
(4)
где Wn и Wi-n - средние арифметические значения результатов взвешивания известной массы (набора гирь) при взвешивании заполненного и пустого пикнометра соответственно, г;
М - известная масса (масса набора гирь из свидетельств о поверке), г.
Вычисляют результат измерений плотности продукта вторым пикнометром по формуле (1) или (4). Если разность результатов измерений плотности продукта первым и вторым пикнометрами не превышает 0,20 кг/м3, результаты считают достоверными.
Вычисляют среднее арифметическое значение этих двух результатов измерений плотности по формуле
• (Pi +Р2) >
(5)
где рп - результат измерения плотности комплектом пикнометров, кг/м3;
р,,р2 - результат измерений плотности первым и вторым пикнометрами соответственно,
кг/м3.
Если температура продукта в пикнометрах отличается от температуры продукта в преобразователе плотности более чем на 0,1°С, значение плотности рп приводят к температуре продукта в преобразователе плотности по формуле
_Рп1 + Р(*пп -tn)’
(6)
где Рп1П>И1, — результат измерения плотности комплектом пикнометров, приведенный к
температуре продукта в преобразователе плотности, кг/м3;
(3 - коэффициент объемного расширения продукта: по МИ 2153 [10] при измерениях плотности нефти, для нефтепродуктов приведен в приложении А, 1/°С; tnn - температура жидкости в преобразователе плотности, °С; tn- средняя температура жидкости в пикнометрах, °С.
Операции поверки по п 6.3.1 и 6.3.2 проводят не менее трех раз и результаты заносят в протокол поверки (приложение Б).
6.3.5 Абсолютную погрешность преобразователя плотности при каждом измерении вычисляют по формуле
Ap = Pt,p-Prw
где pt.p - плотность продукта, измеренная преобразователем плотности при температуре и давлении поверки, кг/м3; значение pt,p при поверке вычисляют по формуле
Pi,p = Pt' (l + К20 • Рпл)+ К21 • Рпл , (8)
где Рпл - давление в преобразователе плотности, бар;
К20, К21- коэффициенты давления, вычисленные по формулам
5
(9)(Ю)
K21 = K21A + K21B • P
где K20A, K20B, K21A, K21B - коэффициенты, указанные в сертификате градуировки преобразователя плотности;
р( - плотность продукта при температуре поверки, вычисленная по формуле
Pl=p-[l + K18-(tnJI-20)]+K19-(tnn-20), (11)
где К18 и К19 - температурные коэффициенты, указанные в сертификате градуировки преобразователя плотности;
р - плотность жидкости без учета коэффициентов температуры и давления, вычисленная по формуле
р = КО + К1 ■ Т + К2 • Т2,
(12)
где КО, К1, К2 -коэффициенты, указанные в сертификате градуировки преобразователя плотности;
Т - период колебаний выходного сигнала преобразователя плотности, мкс.
При поверке преобразователей плотности SARASOTA FD950, FD960 с сертификатом градуировки, в котором не используют коэффициенты КО, К1К21, плотность pt P вычисля
К- (т T0correct(,d)
т
где Do, К, - коэффициенты преобразователя плотности (берут из сертификата градуировки);
То corrected - коэффициент преобразователя плотности с учетом температуры и давления жидкости при поверке, рассчитанный по формуле
То corrected Т о + TEMPCO(t - tea,) + PRESCO(P - Peal), (14)
где To - коэффициент преобразователя плотности (берут из сертификата градуировки),
мкс;
ТЕМРСО - температурный коэффициент (берут из сертификата градуировки), мкс/°С;
t - температура плотности продукта в преобразователе плотности, °С;
teal - температура градуировки преобразователя плотности (берут из сертификата градуировки), °С;
PRESCO - коэффициент давления (берут из сертификата градуировки), мкс/бар;
Р - абсолютное давление в преобразователе плотности, бар;
Pcai ~ абсолютное давление градуировки преобразователя плотности (берут из сертификата градуировки), бар.
При поверке преобразователей плотности с другими градуировочными коэффициентами значение р, р вычисляют по алгоритму, приведённому в документации на поверяемую модель преобразователя плотности с учётом поправок на влияние температуры и давления, используя значения периода сигнала, температуры, давления и коэффициенты из сертификата градуировки или предыдущего свидетельства о поверке на поверяемый преобразователь плотности.
Абсолютная погрешность преобразователя плотности, рассчитанная по формуле (7) для каждого измерения плотности при поверке, не должна превышать 0,30 кг/мЗ для всех типов преобразователей плотности.
7 Оформление результатов поверки
7.1 Результаты поверки оформляют протоколом по форме, приведенной в приложении Б.
7.2 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство в соответствии с ПР 50.2.006 [11].
7.3 При отрицательных результатах поверки преобразователь плотности к применению не допускают, свидетельство аннулируют и выдают извещение о непригодности в соответствии с ПР 50.2.006 [11].
7
