Методика поверки «ГСИ.Счетчики газа ультразвуковые КТМ700 РУС» (МП 0798-13-2018)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И

МЕТРОЛОГИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

РАСХОДОМЕТРИИ (ФГУП «ВНИИР»)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора по развитию

ИНСТРУКЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений

Методика поверки

МП 0798-13-2018

Начальник отд

А.И. Горчев

-13

Тел.(843)272-11-24

г. Казань

2018 г.

ФГУП «ВНИИР»

ООО «НПП КуйбышевТелеком-Метрология»

ФГУП «ВНИИР»

Настоящая инструкция распространяется на счетчики газа ультразвуковые КТМ700 РУС (далее - счетчики) фирмы ООО «НПП КуйбышевТелеком-Метрология» и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Назначение средства измерений: Счетчики газа ультразвуковые КТМ700 РУС (далее - счетчики) предназначены для измерений и вычислений объема и объемного расхода газа при рабочих и стандартных условиях, массового расхода различных неагрессивных и агрессивных газов, в том числе природного и нефтяного газов.

Интервал между поверками - 4 года.

1 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей методике использованы ссылки на следующие нормативные документы:

• - ГОСТ 30319.2-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода;

• - ГОСТ 8.395-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования;

• - ГОСТ Р 8.618-2014 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расходов газа;

• - ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения;

• - ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Общие технические условия;

• - Приказ Минпромторга России от 02.07.2015 № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке»

Примечание — При применении настоящей инструкции целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории Российской Федерации по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящей инструкцией следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 2.1 При проведении поверки выполняют следующие операции, указанные в таблице 1. При выполнении операций поверки, ведут протокол поверки произвольной формы.

Таблица 1

Примечание -Допускается возможность проведения поверки отдельных измерительных каналов: времени, вычисления массового расхода, массы газа, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям. Результаты поверки оформляются [согласно п,8 настоящей методики с указанием поверенных каналов.

• -  частотомер электронно-счетный 43-63, диапазон измеряемых частот от 0,1 Гц до 200 МГц, по ДЛИ 2.721.007-02 ТО (регистрационный номер 9084-90);

• -  термометр сопротивления типа ТСП, пределы измерений от минус 20 °C до 70 °C, предел допускаемой погрешности ± 0,1 % (регистрационный номер 41891-09);

• -  манометр деформационный образцовый с условной шкалой МО с верхним пределом измерений 25 МПа, класс точности 0,25 (регистрационный номер 43816-Ю);

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение и контроль метрологических характеристик поверяемых СИ, с требуемой точностью.

• -    Знак поверки наносится на свидетельство о поверке счетчика.

• 3.2  Программное обеспечение «УЗПР - Контроль», устанавливаемое на персональный компьютер, предназначенное для конфигурирования, параметризации и диагностики счетчика.

• 3.3  При проведении поверки имитационным методом рекомендуется использование однокомпонентного неагрессивного газа с известными физическими свойствами, например, азот технический 1-го сорта 99,6 об.% по ГОСТ 9293

• 3.4  Применяемые при поверке средства измерений должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке или поверительные клейма.

• 3.5  Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик, поверяемых СИ, с требуемой точностью.

4 ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 4.1. При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования:

• - корпус счетчика и применяемых средств измерений должны быть заземлены в соответствии с их руководствами по эксплуатации;

• - ко всем используемым средствам должен быть обеспечен свободный доступ для заземления, настройки и измерений;

• - работы по соединению устройств должны выполняться до подключения к сети питания;

• - к работе должны допускаться лица, имеющие необходимую квалификацию и обученные работе со счетчиком и правилам техники безопасности;

• - указания, предусмотренные «Правилами технической эксплуатации электроустановок» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок», а также инструкциями по эксплуатации оборудования, его компонентов и применяемых средств поверки.

5 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 5.1. При проведении поверки должны соблюдаться условия по ГОСТ 8.395:

• - температура окружающего воздуха (20±5) °C;

• - относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;

• - атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.

Вибрация и внешнее магнитное поле (кроме земного) отсутствуют.

При поверке счетчика имитационным методом без снятия с измерительной линии допускается определение относительной погрешности измерения объемного расхода газа при температуре окружающей среды от минус 25 °C до плюс 55 °C.

6 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

Перед проведением поверки счетчика выполняют следующие подготовительные работы:

• 6.1  Проверяют комплектность эксплуатационной документации на счетчик.

• 6.2  Проверяют наличие действующих свидетельств о поверке или поверительные клейма на используемые средства поверки.

• 6.3  Проверяют работоспособность счетчика и средств поверки в соответствии с руководством по эксплуатации.

• 6.4  Проводят монтаж средств поверки, согласно структурным схемам, указанным в руководстве по эксплуатации.

• 6.5  Включают и прогревают счетчик и средства поверки не менее 30 минут.

• 6.6  Остальную подготовку проводят согласно требованиям документации изготовителя счетчика и руководствам по эксплуатации средств поверки.

7. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 7.1 Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должны быть установлены:

• - комплектность счетчика;

• - соответствие маркировки требованиям, предусмотренным эксплуатационной документацией;

• - отсутствие механических повреждений, коррозии, нарушения покрытий, надписей и отсутствие других дефектов.

• 7.2 Опробование.

При опробовании проверяют работоспособность счетчика в соответствии с руководством по эксплуатации без определения метрологических характеристик

Опробование заключается в проверке работоспособности поверяемого счетчика и его отдельных компонентов. Проверка может осуществляться при помощи «УЗПР -Контроль». При опробовании необходимо убедиться в отсутствии сигналов индикаторов Alarm и Warning. При необходимости проводится квитирование сообщений в соответствии с эксплуатационной документацией.

При поверке счетчика проливным методом убеждаются в изменении показаний счетчика при изменении расхода газа в поверочной установке.

Счетчик считают выдержавшим проверку, если при увеличении (уменьшении) расхода наблюдается увеличение (уменьшение) показаний счетчика.

• 7.2.1 Подтверждение идентификации ПО.

Проверку идентификационных признаков ПО проводят, в соответствии с руководством по эксплуатации следующим образом:

Выполните следующую последовательность действий:

• 1. Включить питание счетчика

• 2. При помощи программного комплекса «УЗПР - Контроль» перейти в меню «ОБЗОР» (OVERVIEW)

• 3. Считать идентификационные признаки ПО в разделе «Идентификация»

  

Примечание: доступ к идентификационным признакам ПО можно получить без сервисного программного обеспечения УЗПР - Контроль, при помощи меню на дисплее счетчика.

Идентификационные признаки должны соответствовать указанным в описании типа.

• 7.3 Определение метрологических характеристик счетчика.

• 7.3.1 Определение относительной погрешности счетчиков при измерении объемного расхода на поверочной установке

• 7.3.1.1   При использовании поверочной установки с относительной погрешностью не более ±0,23% (природный газ).

Измерения проводятся при следующих значениях объемного расхода Q_}: g_raax, 0,7е,_1ШХ,  0,5£?_mex, 0,3Q_nax и 0,12_11Ш- Допускается производить измерения в

произвольном числе равно распределенных значений расхода, (не менее 5 точек). Для удобства допускается округление дробной доли расхода в большую или меньшую сторону.

Допускается ограничивать верхнюю границу диапазона измерений объемного расхода газа 0,7Qmax для типоразмеров счетчиков более DN450.

На каждом значении расхода проводят не менее пяти измерений. Значения объемного расхода, полученные по показаниям счетчика Q_icn, приводят к условиям

измерений эталонными преобразователями Q_lc по формуле

й. = Q_lcn

0)

Р_е - давление среды на участке эталонных преобразователей;

Д - давление среды па участке поверяемых счетчиков;

Д - температура среды на участке эталонных преобразователей;

7) -температура газа среды на участке поверяемых счетчиков;

z_t - фактор сжимаемости среды, рассчитанный при температуре и давлении на

участке поверяемых счетчиков;

- фактор сжимаемости среды, рассчитанный при температуре и давлении на участке эталонных преобразователей.

Примечание: допускается проводить измерения и обработку результатов измерений по объему среды.

Полученные значения и значения по показаниям установки фиксируют и оформляют в виде таблицы 2.

Таблица 2

Значения девиации fp_i рассчитывают в процентах по формуле

#, = ^-1 100 U )

Значение среднеарифметической девиации рассчитывают по формуле

и ₍=1

где п - число экспериментов проведенных в данной точке по расходу (и > 5),

Qj - нижний индекс обозначает текущую точку по расходу и принимает значения

2_maJt!0,7Q_,0,52_max,0,32_max,0,12_inax.

Рассчитывают отклонение среднего результата измерений объемного расхода в процентах для всех точек по расходу по формуле

\2

Рассчитывают доверительные границы s случайной составляющей погрешности результата измерений по формуле

(5)

— ,npufy <o,70_max

■сипах

ГД

сипах

j - индекс поверочного расхода( j = l...w);

m — число точек по расходу (т = 5).

Вычисляют корректировочный коэффициент AF *’ по формуле

, 1VME

100

Корректируют показания счетчика по рассчитанному корректировочному коэффициенту AF (умножением на AF), результаты оформляют в виде таблицы 3.

Примечание - ^й) В соответствии с документацией фирмы допускается использование полиномиальных корректировочных коэффициентов, определенных для каждого значения расхода.

Т а б л и ц а 3

Определяют границы неисключеиной систематической погрешности по формуле

„ к /=1             /

⁰ I Гй--------

где   0, - граница / -й составляющей неисключеиной систематической погрешности

установки;

0_1О/ - неисключенная систематическая погрешность калибровки, определяется как максимальное абсолютное значение среднеарифметической девиации с учетом калибровки (0_са/ = тах|/р^_?;|).

Определяют среднеквадратическое отклонение суммы неисключенных систематических погрешностей по формуле

-------■ <’)

Определяют суммарную среднеквадратическую погрешность по формуле

Счетчик считается прошедшим поверку, если 8 не превышает значений указанных в таблице Б.1 приложения Б.

• 7.3.1.2 При использовании поверочной установки со средним квадратическим отклонением результатов измерений не более 0,05 % при 11 независимых измерениях, и неисключеиной систематической погрешности не превышающей 0.1 % (воздух).

Измерения проводятся при следующих значениях объемного расхода Qj:     ,

V£L,, O,50_max, 0,3£>_max и 0,l£?_raax. Допускается производить измерения в произвольном числе равно распределенных значений расхода, (не менее 5 точек). Для удобства допускается округление дробной доли расхода в большую или меньшую сторону. Точность задания расхода ±0,025(?_тах, в течение всего процесса измерений отклонение расхода по показаниям эталонного преобразователя расхода от заданного ■значения расхода не должно превышать ±0,01(2_тах- Для счетчиков типоразмеров более DN450 допускается не производить измерения при Q_niax.

На каждом значении расхода проводят не менее трех измерений. Значения объемного расхода, полученные по показаниям счетчика Q_jcn, приводят к условиям измерений эталонными преобразователями Q_lc по формуле (1)

Определяют относительную погрешность счетчика, в процентах, по формуле

где Q_elal - расход по показаниям поверочной установки.

Счетчик считается прошедшим поверку, если 8 не превышает значений указанных в таблице Б. I приложения Б.

Примечание: допускается введение корректировочных коэффициентов.

• 7.3.1.3 При использовании поверочной установки на воздухе или природном газе с относительной погрешностью не более ± 0,3% (воздух или природный газ).

Измерения проводятся при следующих значениях объемного расхода Q_l: (2_max, °’⁷С?,.,ах’  ⁰’⁵£?max> °>³йаах ^И Wmax' ДопуСКаеТСЯ ПРОИЗВОДИТЬ ИЗМереНИЯ В

произвольном числе равно распределенных значений расхода, (не менее 5 точек). Для удобства допускается округление дробной доли расхода в большую или меньшую сторону. Точность задания расхода ±0,025£>_тах, в течение всего процесса измерений отклонение расхода по показаниям эталонного преобразователя расхода от заданного значения расхода не должно превышать ±0,01£?_тах. Для счетчиков типоразмеров более DN450 допускается не производить измерения при £)_гаах.

При соотношении погрешностей установки и поверяемого счетчика 1/3 и менее на каждом значении расхода проводят не менее трех измерений, иначе, не менее 10 измерений. Значения объемного расхода, полученные по показаниям счетчика Q_lcn, приводят к условиям измерений эталонными преобразователями Q_ic но формуле (1).

Определяют относительную погрешность счетчика при соотношении погрешностей установки и поверяемого счетчика 1/3 и менее, в процентах, по формуле где Q_elal - расход по показаниям поверочной установки.

Qelal

Счетчик считается прошедшим поверку, если 8 не превышает значений указанных в таблице Б. 1 приложения Б.

Примечание: допускается введение корректировочных коэффициентов.

• 7.3.1.4 Для счетчиков диаметром DN450 и более допускается проводить поверку на поверочной установке с верхним пределом воспроизведения расхода Qmax установки- Для диапазона от Q_max установки до Qmax значение пределов допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях подтверждается имитационным методом. При этом присваиваются следующие значения пределов допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях

±0,5% в диапазоне от от Qmin до Qt;

±0,3% в диапазоне от Q_t до Q_max установки;

±0,5% В диапазоне ОТ Qmax установки ДО Qmax;

• 7.3.2 Определение относительной погрешности измерения объемного расхода имитационным методом

• 7.3.2.1 Определение метрологических характеристик имитационным методом после демонтажа расходомера с измерительной линии.

Расходомер помещается в контрольное помещение, закрывается со стороны фланцев. Проверяется стабилизация температуры в пределах 2 °C в течение 15 минут. Поверка начинается, если изменение среднего по всем хордам значения скорости звука в газе в течение 15 минут не будет превышать 0,2 м/с.

Расходомер не должен подвергаться воздействию солнечных лучей, т.к. это может вызвать внутри него конвекционные потоки.

Рассчитывают значение скорости звука в поверочной среде. Скорость звука в поверочной среде определяют в соответствии с нормативными документами, устанавливающими методы расчета физических свойств. Допускается применение аттестованного программного обеспечения реализующего методы определения скорости звука.

Проводят не менее пяти измерений скорости звука и скорости газа. Измерения проводятся в течение 15 минут с осреднением полученных результатов.

Расходомер считается прошедшим поверку, если

• •  для каждой пары приемников-передатчиков полученное значение скорости газа не превышает 0,03 м/с,

• •  значение скорости звука отличается от расчетной величины не более чем на 0,3 %.

• •  взаимные отклонения скоростей звука измерительных лучей не должны превышать 0.3 %.

• •  для модификации 2р1ех, взаимные отклонения скоростей звука по дублирующему лучу контрольного счетчика и среднему значению по 4 лучам измерительного счетчика не должны превышать 0,6 %.

• 7.3.2.2 Определение метрологических характеристик расходомера без снятия с измерительной линии.

пр и менял ие - Определение метрологических характеристик счетчика без снятия с измерительной линии может быть применено только в том случае, если отрезок трубопровода с вмонтированным счетчиком газа, может быть полностью перекрыт, в измерительном корпусе полностью отсутствует течение газа.

Перед началом поверки изолируют участок трубопровода с счетчиком. Поверка проводится при рабочем давлении и при стабильной температуре окружающей среды. Счетчик и трубная обвязка не должны подвергаться воздействию осадков, солнечных лучей и т.п., так как это может вызвать образование конвекционных потоков внутри расходомера.

Проверяется стабилизация температуры газа в пределах 2 °C в течение 15 минут. Поверка начинается, если изменение среднего по всем хордам значения скорости звука в газе в течение 15 минут не будет превышать 0,2 м/с. Погрешность измерения (с учетом дрейфа) давления не должна превышать ±0,1%, температуры ±0,2 °C.

Рекомендуется производить продувку и последующее заполнение участка трубопровода с счетчиком однокомпонентным неагрессивным газом с известными физическими свойствами, например, азотом техническим 1-го сорта 99,6 об.% по ГОСТ 9293.

Рассчитывают значение скорости звука в поверочной среде. Скорость звука в поверочной среде определяют в соответствии с нормативными документами, устанавливающими методы расчета физических свойств. Для природного газа - ГОСТ

• 30319.2. Допускается применение других методов расчета скорости звука с относительной методической погрешностью не более 0,3%. Допускается применение аттестованного программного обеспечения реализующего методы определения скорости звука.

Проводят не менее пяти измерений скорости звука и скорости газа. Измерения проводятся в течение 15 минут с осреднением полученных результатов.

Находят разность между значением скорости звука, полученным в результате измерений, и значением скорости звука, полученным расчетным методом.

Счетчик считается прошедшим поверку, если

• •  для каждой пары приемников-передатчиков полученное значение скорости газа не превышает 0,03 м/с,

• •  значение скорости звука отличается от расчетной величины не более чем на 0,3 %.

• •  взаимные отклонения скоростей звука измерительных лучей не должны превышать 0,3 %.

• •  для модификации 2р1ех, взаимные отклонения скоростей звука по дублирующему лучу контрольного счетчика и среднему значению по 4 лучам измерительного счетчика не должны превышать 0,6 %.

Примечание - Данная процедура может применяться, по необходимости в качестве периодической проверки работоспособности счетчика, а так же, как средство контроля метрологических характеристик счетчика в процессе эксплуатации.

• 7.3.3  Определение относительной погрешности счетчика при измерении времени.

Определение относительной погрешности счетчика при измерении времени проводят при помощи секундомера. Продолжительность поверки 3 часа. При запуске секундомера снимают показания времени счетчика т_11(1Ч. Через 3 часа по показаниям секундомера снимают показания времени т_к011.

Определяют относительную погрешность измерения времени, в процентах, по формуле

8 =^тж~^гт~¹⁰⁸⁰⁰.100.                      (14)

^т 10800

Примечание: вычисления по формуле (13) проводить в секундах

Результаты поверки считают положительными, если относительная погрешность при измерении времени не превышает ±0,01%.

• 7.3.4 Определение относительной погрешности вычисления массового расхода, массы газа, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям.

С помощью программного обеспечения УЗПР - Контроль в счетчик вводят следующие данные: компонентный состав газа, рабочие значения давления и температуры.

Рассчитывают относительную погрешность вычисления коэффициента сжимаемости газа в процентах по формуле

(15)

где К_выч - вычисленное счетчиком значение коэффициента сжимаемости газа на дисплее УЗПР - Контроль;

“ расчетное значение коэффициента сжимаемости газа, рассчитанное по соответствующим нормативным документам (контрольные значения теплофизических свойств влажного нефтяного газа, рассчитанные по ГСССД МР 113-03 «Определение плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости влажного нефтяного газа в диапазоне температур 263...500 К при давлениях до 15 МПа» приведены в приложении А; контрольные значения для ГОСТ 30319.2-2015 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода» приведены в ГОСТ 30319.2-2015).

Относительную погрешность вычисления массового расхода, массы, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, определяют, как относительную погрешность вычисления коэффициента сжимаемости газа. Результаты поверки считаются положительными, если рассчитанная погрешность 8_К не превышает ±0,01 %.

8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

8.1. Результаты поверки заносят в протокол произвольной формы.

• 8.2. Положительные результаты поверки оформляют свидетельством о поверке в соответствии с документом «Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», утвержденным приказом Минпромторга РФ 2 июля 2015 года №1815. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 8.3.  При отрицательных результатах поверки счетчик не допускают к применению, свидетельство о поверке аннулируется и выписывается извещение о непригодности к применению.

Приложение А

(обязательное)

Контрольные примеры расчета теплофизических свойств влажного нефтяного газа.

Исходные данные:

Расчетные данные:

Где t - температура газа;

Р - абсолютное давление газа;

К- коэффициент сжимаемости газа; р — плотность газа;

к - показатель адиабаты газа.

Приложение Б

(обязательное)

Предел допускаемой относительной погрешности счетчика при измерении объемного расхода и объема газа при рабочих условиях

Таблица Б. 1 - Пределы допускаемой относительной погрешности счетчика

Пределы допускаемой относительной погрешности счетчика при вычислении массового расхода, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям,³¹ %± 0,01

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения

времени, %___________________________________________________________________± 0,01_________________

Примечания:

• 1-  Не может превышать расчётное давление счетчика, соответствующее классу фланцевого соединения

• 2-  Диапазоны допустимого рабочего давления эксплуатации счетчика с сохранением заявленных метрологических

характеристик в зависимости от Рих(давление газа при проливном методе поверки).

Рекомендуется выбирать давление рах наиболее приближенное к среднему рабочему давлению эксплуатации.

3- Указанная погрешность вычислений не содержит погрешности определения температуры, давления и цифроаналоговых преобразований. Погрешность вычисления массового расхода объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, определяются в соответствии с действующими нормативными документами на системы измерений на базе ультразвуковых преобразователей расхода

4- Для счетчиков диаметром DN450 и более допускается проводить поверку на поверочной установке с верхним пределом воспроизведения расхода Qma* установки. Для диапазона от Q шах установки до Q_max значение пределов допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях подтверждается имитационным методом. При этом присваиваются следующие значения пределов допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях

±0,5% в диапазоне от от Qmin до Q_t;

±0,3% В диапазоне ОТ Qi ДО Qraax установки;

±0,5% В диапазоне ОТ Qma:< установки ДО Qr.ax;

Таблица Б.2 - Диапазоны расходов газа при измерении объемного расхода газа в

рабочих условия.