Инструкция «Государственная система обеспечения единства измерений СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЙ КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОГО АММИАКА НА ОБЪЕКТЕ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ № 8» (MП 0697-1-2017)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии» Государственный научный метрологический центр

ФГУП «ВНИИР»

УТВЕРЖДАЮ^

Заместитель директора по развитию

ЧА-0. Тайбинский «.afc> Зж? г.

ИНСТРУКЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений СИС ТЕМА ИЗМЕРЕНИЙ КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОГО АММИАКА НА ОБЪЕКТЕ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ № 8

Методика поверки

МП 0697-1-2017

г. Казань

2017 г.

Настоящая инструкция распространяется на систему измерений количества жидкого аммиака на объекте насосная станция №8 (далее - система), изготовленная публичным акционерным обществом «Трансаммиак» (ПАО «Трансаммиак»), предназначенную для измерения массы и массового расхода жидкого аммиака на магистральном аммиакопроводе «Тольятти - Одесса» и устанавливает методику и последовательность первичной и периодической поверок.

Интервал между поверками - 2 года.

При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр (пункт 6.1);

• - подтверждение соответствия программного обеспечения (пункт 6.2);

• - опробование (пункт 6.3);

• - определение метрологических характеристик (пункт 6.4).

• 2.1 При проведении поверки системы применяют следующие средства поверки:

• - рабочий эталон единицы объема 1-го разряда по ГОСТ 8.510-2002 (далее - ТПУ), с пределами допускаемой относительной погрешности не более ± 0,05 %;

• - преобразователь плотности жидкости измерительный модель 7835 (далее - ПП), (регистрационный номер 52638-13) с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности не более ±0,15 кг/м³;

• - преобразователи температуры интеллектуальные серии STT3000, мод. STT25H (регистрационный номер 40905-15) с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности не более ±0,15 °C;

• - преобразователь давления ST3000 (регистрационный номер 14250-05) с пределами допускаемой приведенной погрешности не более ± 0,2 %.

• 2.2 При поверке средств измерений, входящих в состав системы, применяют средства поверки в соответствии с методиками поверки, указанные в разделах «Поверка» описаний типа, являющихся обязательным приложением к свидетельствам об утверждения типа на данные средства измерений и представленные в таблице 1.

Таблица 1

• 2.3 При замене методик поверки средств измерений, указанных в таблице 1, в их описаниях типа, применяют новые нормативные документы на поверку.

• 2.4 В расчетах при определении метрологических характеристик системы допускается определять плотность измеряемой среды по аттестованной методике измерений плотности жидкого аммиака косвенным методом (далее - МИ). Пределы допускаемой относительной погрешности определения плотности не более ± 0,05 %.

• 2.5 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

• 2.6 Все применяемые средства поверки должны быть поверены или аттестованы в установленном порядке.

• 3.1 При проведении поверки соблюдают требования:

• - правил технической эксплуатации электроустановок потребителей;

• - правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей;

• - правил безопасности при эксплуатации средств поверки и системы, приведенных в их эксплуатационных документах;

• - инструкций по охране труда, правил безопасности, действующих на объекте.

• 3.2 К проведению поверки допускаются лица, изучившие настоящую инструкцию, эксплуатационные документы и прошедшие инструктаж по технике безопасности.

• 3.3 К средствам поверки и используемому при поверке оборудованию обеспечивают свободный доступ. При необходимости предусматривают лестницы и площадки или переходы с ограничениями, соответствующие требованиям безопасности.

• 3.4 Освещенность должна обеспечивать отчетливую видимость применяемых средств поверки, снятие показаний с приборов.

• 3.5 При появлении течи измеряемой среды и других ситуаций, нарушающих процесс поверки, поверку прекращают.

• 3.6 Перед началом поверки средств измерений, входящих в состав системы, необходимо выполнить требования безопасности в соответствии с методиками поверки, указанные в разделах «Поверка» описаний типа, являющихся обязательным приложением к свидетельствам об утверждения типа на данные средства измерений.

При проведении поверки соблюдают условия согласно пунктам 4.1 - 4.2.

• 4.1 Измеряемая среда - аммиак жидкий ГОСТ 6221-90 Е марки Ак:

• - температура, °C                                       от 0 до плюс 20;

• - давление, МПа, не менее                                 1,5;

• - содержание свободного газа                            не допускается.

• 4.2 При проведении поверки средств измерений, согласно методикам поверки, приведенным в таблице 1, соблюдают условия поверки, указанные в данных документах.

• 5.1 При подготовке к поверке выполняют следующие работы:

• - проверяют выполнение условий пунктов 2-4 настоящей инструкции;

• - проверяют наличие действующего свидетельства об аттестации эталона, а также действующих свидетельств о поверке на средства измерений, входящих в средства поверки, и (или) оттисков поверительных клейм;

• - подготавливают к работе средства поверки и систему в соответствии с их эксплуатационными документами.

• - производят подключение ТПУ к системе согласно их эксплуатационным документам;

• - проверяют герметичность гидравлической системы, состоящей из ТПУ, системы, задвижек и трубопровода.

• 5.2 При подготовке к поверке проверяют значения коэффициентов метр-фактора (далее - М-фактор) и коэффициента FlowCal установленных в счетчиках-расходомерах массовых Micro Motion (далее - массомеры) и значения калибровочных коэффициентов (далее - К-фактор) градуировочной характеристики установленных в контроллерах измерительных FloBoss модели S600+ (далее - контроллер).

При первичной поверке значения М-фактора установленных в массомерах и К-фактора установленных в контроллерах должны соответствовать значениям М-фактора и К-фактора соответственно, полученных при калибровке (градуировке) системы, значение коэффициента FlowCal установленное в массомерах должно соответствовать заводскому значению. При периодической поверке значения М-фактора, коэффициента FlowCal и К-фактора должны соответствовать значениям, установленным при предыдущей поверке.

• 6.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре визуально определяют: комплектность, маркировку составных частей системы, наличие внешних неисправностей в электрических соединениях между составными частями системы, внешних механических повреждений, влияющих на работоспособность системы.

Результаты проверки считают положительными, если комплектность и маркировка соответствует эксплуатационным документам, отсутствуют внешние неисправности в электрических соединениях между составными частями системы, отсутствуют внешние механические повреждения, влияющие на ее работоспособность.

• 6.2 Подтверждение соответствия программного обеспечения

Для подтверждения соответствия программного обеспечения (далее - ПО) системы проводят проверку идентификационных данных ПО контроллеров.

Проверку идентификационных данных ПО контроллеров выполняют в следующей последовательности:

• - производят подключение персонального компьютера, с предустановленным программным обеспечением CONFIG600, к контроллеру в соответствии с руководством по эксплуатации на контроллер и программное обеспечение CONFIG600;

• - после завершения процедуры загрузки контроллера из основного меню программы необходимо выбрать пункт «SYSTEM SETTINGS»;

• - в выпадшем меню необходимо выбрать «SOFTWARE VERSION»;

• - при помощи навигационных клавиш перейти на страницу «VERSION CONTROL», «FILE CSUM»;

• - считать цифровой идентификатор ПО (SW);

• - далее при помощи навигационных клавиш перейти на страницу «VERSION CONTROL», «APLICATION SW»;

• - на экране считать номер версии (идентификационный номер) ПО.

Результат подтверждения соответствия программного обеспечения системы считают положительным, если полученные идентификационные данные программного обеспечения контроллера (номер версии (идентификационный номер) ПО и цифровой идентификатор ПО) соответствует идентификационным данным, указанным в описании типа на систему.

• 6.3 Опробование

  • 6.3.1 При опробовании определяют работоспособность системы и ее составных частей в соответствии с их эксплуатационными документами.

  • 6.3.2 Проводят ряд тестовых измерений на произвольно выбранном значении расхода измеряемой среды в пределах диапазона измерений массового расхода системы. Запускают поршень ТПУ и при прохождении поршня через первый оптический выключатель фиксирует начало отсчета импульсов, полученных от массомера, а при прохождении второго оптического выключателя - окончание отсчета импульсов контроллером. На дисплее контроллера и (или) автоматизированного рабочего места оператора наблюдают значение массового расхода по показаниям массомера.

  • 6.3.3 Результат опробования считают положительным, если за время опробования отсутствовали протечки измеряемой среды, значение массового расхода, по показаниям системы, соответствовало значению рассчитанного массового расхода, проходящего через ТПУ.

6.4 Определение метрологических характеристик

• 6.4.1 Определение метрологических характеристик средств измерений, входящих в состав системы, проводят при проведении их поверки в соответствии с методиками поверки, указанными в разделах «Поверка» описаний типа, являющиеся обязательными приложениями к свидетельствам об утверждении типа на данные средства измерений и (или) представленные в таблице 1.

При замене методик поверки средств измерений, указанных в таблице 1, в их описаниях типа, применяются новые нормативные документы на поверку. Если на средство измерений, входящее в состав системы, имеется свидетельство о поверке или отметка в паспорте, клеймо, действующее на момент поверки системы не менее двух лет (или равное двум годам), то его поверку допускается не проводить.

Определение метрологических характеристик системы проводят с применением каждого контроллера по отдельности, входящего в состав системы. При идентичности К-фактора и коэффициентов преобразования, имп./т, установленных в контроллерах, и отображаемых на цифровом табло контроллеров данных (значение массы и (или) массового расхода жидкого аммиака) в процессе поверки, допускается определение метрологических характеристик системы проводить по показаниям одного контролера, распространяя результат определения на второй контроллер.

• 6.4.2 Определение метрологических характеристик массомеров.

Определение относительной погрешности системы при измерении массы измеряемой среды проводят путем сравнения данных, полученных с ТПУ, и каждого массомера отдельно. Относительную погрешность системы определяют в следующих диапазонах массового расхода: от 100 до 105, от 198 до 218 и от 305 до 316 т/ч. В каждой точке расхода проводят не менее 11 измерений. За время одного измерения обеспечивают набор не менее 5000 импульсов с точностью до 0,01 периода снятых с контроллера.

При каждом измерении определяют:

- вместимость калиброванного участка ТПУ, V^Tny, м³:

У™ _ _vr„y . fj _{+ 2аГ} . ₍,ТПУ _ 20) ₊ а" • (/" - 20)] • Г1 +       . />М     ₍j_}

где г_о^777У - вместимость калиброванного участка ТПУ, м³ (значение определяют из свидетельства о поверке или паспорта ТПУ);

а^¹"      - коэффициент линейного расширения материала цилиндра ТПУ, °C'¹

(значение определяют из эксплуатационных документов на ТПУ);

t^Tny,      - температура измеряемой среды в ТПУ (в калиброванном участке), °C;

р^гпу - давление измеряемой среды в ТПУ (в калиброванном участке), МПа;

а"       - коэффициент линейного расширения материала стержня, на котором

установлены оптические детекторы, °C'¹ (значение определяют из

эксплуатационных документов на ТПУ);

t^CT       - температура   стержня, на котором установлены оптические

детекторы, °C;

D, s      - внутренний диаметр и толщина стенок калиброванного участка ТПУ

соответственно, мм (значения определяют из эксплуатационных документов на ТПУ);

Е        - модуль упругости материала стенок калиброванного участка ТПУ, МПа

(значение определяют из эксплуатационных документов на ТПУ);

i,j        - номер измерения и индекс точки расхода соответственно.

• - массовый расход измеряемой среды, прошедший через ТПУ, Q, т/ч:

  Qu

Л»^ДУ'36ОО по.,,,-,

г IJ

^ij , (2)

где р^пп - плотность измеряемой среды, определенная по показаниям ПП или определенная по МИ при i-м измерении при установленном расходе в j-й точке, кг/м³;

Т - время прохождения поршня от одного детектора до другого, с.

• - масса измеряемой среды, прошедшей через ТПУ, т:

_МП7У ₌ уТПУ ПП _>10-3

У        пру Ру        ,                         (3)

При реализации градировочной характеристики (далее - ГХ) системы в виде постоянного значения М-фактора поверку проводят по пункту 6.4.3, при реализации ГХ в виде постоянного К-фактора поверку системы проводят по пункту 6.4.4 при реализации ГХ в виде кусочно-линейной аппроксимации К-фактора, поверку системы проводят в соответствии с пунктом 6.4.5.

• 6.4.3 Определение относительной погрешности системы при реализации ГХ в виде постоянного значения М-фактора в массомерах.

При каждом измерении регистрируют:

• - массу измеряемой среды по показаниям системы, т;

• - массовый расход измеряемой среды, прошедший через ТПУ, т/ч;

• - плотность измеряемой среды, по показаниям ПП или определенная по МИ, кг/м³;

• - значения температуры и давления измеряемой среды, °C, МПа.

Для каждого измерения вычисляют значение М-фактора массомера по формуле:

(4)

где Мк - масса измеряемой среды по показаниям системы, т (показания снимают с контроллера).

Вычисляют среднее арифметическое значение М-фактора массомера в каждой j-ой точке расхода по формуле:

где п - количество измерений в у-й точке расхода.

Вычисляют среднее арифметическое значение М-фактора во всем диапазоне массового расхода по формуле:

(6)

где т — количество точек расхода.

Для каждой точки расхода проводят исключение измерений, не удовлетворяющих критерию Граббса. Определяют среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности измерений в j-ой точке диапазона измерений расхода, Sqmj, по формуле:

jt(MF_UIJ-MF_UJ)²

Вычисляют критерий Граббса G] и G2 по формулам:

MF -MF

^1V11 МjMQKC ^1V11 М j

Производят сравнение определенных Gi и G2 со значением коэффициента G_Ti определенным в соответствии с Приложением Б. Если Gi>Gr, ToMF_MjMaKC исключают как маловероятное значение. Если G2> Gt, то MF_MJmuh исключают как маловероятное значение.

Далее вновь проводят вычисление MF_Mj,S_Oj и процедуру проверки измерений, не удовлетворяющих критерию Граббса.

Количество измерений в каждой точке расхода, не удовлетворяющих критериям Граббса, должно быть не более 2.

Вычисляют среднее квадратическое отклонение результатов измерений, %, по формуле:

(^n_1) , (10)

Проверяют выполнение условий (11) и (12) для основной измерительной линий, на которой установлен массомер и для линии байпас, соответственно.

5 <0,05%                            _(Н)

5 <0,08%                               ₍₁₂₎

В случае невыполнения условий (11) и (12) в какой-либо точке расхода дальнейшую обработку результатов измерений прекращают, выясняют причины, вызвавшие невыполнение данных условий. После устранения причин поверку системы повторяют.

Вычисляют неисключенную составляющую массомера, %, по формуле:

100

Вычисляют относительную погрешность массомера, дм, %, по формуле:

5_M=K-S^

_к_ ^g+<±

с _

⁰ и-Тз .

«1 = ^ + 5; ’

⁸ ~ ^0,95 ' S]

С

]макс

^J Jn

где е - случайная составляющая погрешности массомера;

to,95 - коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95 (в соответствии с ГОСТ Р 8.736-2011).

Система считается прошедшей поверку, если пределы относительной погрешности массомера, определенные по формуле (17) при измерении массы и массового расхода жидкого аммиака, не превышают ±0,15 % для основных измерительных линий, на которых установлен массомер и ± 0,25 % для линии байпас.

При положительных результатах поверки производят установку в массомер коэффициента М-фактора, MF_CPM, определенного по формуле:

где MF_ycm - значение коэффициента М-фактора, установленного в массомера при предыдущей поверке, %.

• 6.4.4 Определение относительной погрешности системы при реализации ГХ в виде постоянного значения К-фактора в контроллерах.

При каждом измерении регистрируют:

• - количество импульсов, генерируемых массомером, имп;

• - значение массы измеряемой среды по показаниям системы, т;

• - массовый расход измеряемой среды, прошедший через ТПУ;

• - плотность измеряемой среды, по показаниям ПП или определенная по МИ;

• - значения температуры и давления измеряемой среды.

Определение относительной погрешности системы при реализации ГХ в виде постоянного значения К-фактора в контроллерах проводят по формулам (4) - (17).

Система считается прошедшей поверку, если пределы допускаемой относительной погрешности массомера, определенные по формуле (17) при измерении массы и массового расхода жидкого аммиака, не превышают ±0,15 % для основной измерительной линий, на которой установлен массомер и ± 0,25 % для линии байпас.

При положительных результатах поверки производят установку в контроллеры коэффициента К-фактора, KF_duan, определенного по формуле (19).

Среднее арифметическое значение К-фактора во всем диапазоне расхода определяют по формуле:

т

1 #

Для каждой точки расхода проводят исключение измерений, не удовлетворяющих критерию Граббса. Определяют среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности измерений в j-ой точке диапазона измерений расхода, So_aj, по формуле:

Вычисляют критерий Граббса Gi и G2 по формулам:

MF_ajMaKC-MF_aj S_Oj

(26)

Производят сравнение определенных Gi и G2 co значением коэффициента Gy, определенным в соответствии с Приложением Б. Если Gi > G_T, то MF_ajMaKC исключают как маловероятное значение. Если G2 > Gy, то MF_ajMUH исключают как маловероятное значение.

Далее вновь проводят вычисление MF_aj,S_Oj и процедуру проверки измерений, не удовлетворяющих критерию Граббса.

Количество измерений в каждой точке расхода, не удовлетворяющих критериям Граббса, должно быть не более 2.

Вычисляют среднее квадратическое отклонение результатов измерений, %, по формуле:

Проверяют выполнение условий (28) и (29) для основной измерительной линий, на которой установлен массомер и для линии байпас, соответственно.

5 <0,05 %

5 <0,08%

В случае невыполнения условий (28) и (29) в какой-либо точке расхода дальнейшую обработку результатов измерений прекращают, выясняют причины, вызвавшие невыполнение данных условий. После устранения причин поверку системы повторяют.

Вычисляют систематическую составляющую погрешности массомера, %, по

Составляющую систематической погрешности, обусловленную аппроксимацией ГХ расходомера в k-м поддиапазоне расхода, определяют по формуле:

^£ ~ ^0,95 ' $j

Система считается прошедшей поверку, если пределы допускаемой относительной погрешности массомеров, определенные по формуле (32) при измерении массы и массового расхода жидкого аммиака, не превышают ±0,15 % для основной измерительной линий, на которой установлен массомеры и ± 0,25 % для линии байпас.

При положительных результатах поверки производят установку в контроллеры коэффициентов К-фактора, KF_aj, определенных по формуле (33) для соответствующих значений массового расхода.

Среднее арифметическое значение К-фактора для j-й точки массового расхода по формуле:

где KF_a - значение К-фактора вычисленное для каждого i-ro измерения j-ой точки расхода (определяют по формуле (34).

Для каждого измерения вычисляют значение К-фактора, KF_a, по формуле:

NCPM

^aiJ ⁼ тигТПУ ’                                (³⁴

^lvlij

где N^CPM - количество импульсов от массомера, имп;

М^тпу - масса измеряемой среды, прошедшей через ТПУ, т.

• 7.1 Результаты поверки. Рекомендуемая форма записи результатов поверки системы приведена в приложении А. Протокол поверки системы прилагается к свидетельству о поверке как обязательное приложение.

• 7.2 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке системы в соответствии с приказом Минпромторга России от 2 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке». Наносят знак поверки на свидетельство о поверке системы, а также давлением на свинцовые (пластмассовые) пломбы, установленные в соответствии с рисунком 1 описания типа на систему.

• 7.3 На оборотной стороне свидетельства о поверке системы указывают:

• 1) Диапазон измерений массового расхода и массы, в котором поверена система;

• 2) Для каждого массомера указывают:

• - значение коэффициента метр-фактора, MF; установленного в массомере;

• - значение калибровочного коэффициента «Flow Cal» (соответствует значению, установленному при выпуске из производства).

• 3) В зависимости от вида реализации градуировочной характеристики (в контроллерах в виде постоянного значения К-фактора или в контроллерах в виде кусочно-линейной аппроксимации с точками разбиения диапазона измерений на поддиапазоны) указывают:

• - значение постоянного К-фактора установленного в контроллерах имп./т;

• - значение К-фактора в точках разбиения диапазона измерений на поддиапазоны согласно нижеследующей таблице:

  Номер точки разбиения диапазона	Значение расхода или частоты {Qh т/ч или;;, Гц)	Значение К-фактора в точках разбиения (KFh имп./т)
  1	2i(/i) =	KFi
  	. . .
  т	0.(4) =	KFm

4) Пределы допускаемой относительной погрешности системы при измерении массового расхода и массы жидкости для основных измерительных линий ±0,15 %, для измерительной линии байпас ± 0,25 %;

• 7.4 При отрицательных результатах поверки систему к эксплуатации не допускают, свидетельство о поверке аннулируют и выдают «Извещение о непригодности к применению» с указанием причин в соответствии с приказом Минпромторга России от 2 июля 2015 г. №1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

Приложение А

(рекомендуемое)

Форма протокола поверки системы измерений количества жидкого аммиака на объекте насосная станция № 8

ПРОТОКОЛ №__

поверки системы измерений количества жидкого аммиака на объекте насосная станция № 8

Место проведения поверки:_____________________________________________

Регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений:

Наименование методики поверки:__________________________________

Средства поверки:__________________________________________________

Результаты поверки:

• 1. Внешний осмотр:

• 2.  Опробование:________________________________________________________

• 3.  Проверка программного обеспечения:

• 4.  Определение метрологических характеристик:

Таблица 1 - Исходные данные

Таблица 2 - Результаты измерений и вычислений

Таблица 3 - Реализация поверки

Заключение:

Подпись поверителя______________/______________Дата «____» _____________ 20

подпись                  И. О. Фамилия

Примечание:

В зависимости от вида реализации'градуировочной характеристики (в контроллерах в виде постоянного значения К-фактора или в контроллерах в виде кусочно-линейной аппроксимации с точками разбиения диапазона измерений на поддиапазоны) указывают:

А) значение постоянного К-фактора установленного в контроллерах______имп./т;

Б) значения К-фактора установленного в контроллерах в точках разбиения

диапазона измерений на поддиапазоны согласно нижеследующей таблице:

Приложение Б

(справочное)

Критические значения Gy для критерия Граббса

Приложение В

(справочное) Коэффициент объемного термического расширения жидкого аммиака

16