Методика поверки «ГСИ. Расходомеры газа ультразвуковые Q.Sonic max» (МП 0879-13-2018)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии»

Государственный научный метрологический центр

ФГУП «ВНИИР»

ИНСТРУКЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений

Методика поверки

МП 0879-13-2018

Тел. +7

ла НИО-13

_ А.И. Горчев

2-11-24

Казань

2018

РАЗРАБОТАНА

ФГУП «ВНИИР»

ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника»

ФГУП «ВНИИР»

Настоящая инструкция распространяется на Расходомеры газа ультразвуковые Q.Sonic^max (далее - расходомеры) и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Интервал между поверками - 4 года.

При проведении поверки выполняют следующие операции, перечисленные в таблице 1.

Таблица 1

• 1.2 Допускается проводить поверку расходомера в ограниченном поддиапазоне измерений расхода на основании письменного заявления владельца расходомера.

• 2.1 При проведении поверки применяют следующие средства измерений (далее -СИ):

• -  поверочные установки с относительной погрешностью (расширенной неопределенностью) измерения объёмного расхода (объёма) природного газа при избыточном давлении или воздуха при атмосферном давлении не более ±0,3% (не более ±0,23% для расходомеров с пределами погрешности в основном диапазоне расхода ±0,3%), и диапазоном расходов соответствующим диапазону поверяемого расходомера;

• - средства измерений давления рабочей среды, обеспечивающие измерение рабочего давления с погрешностью не более ±1 кПа (или ±0,1% относительной погрешности);

• - средства измерений температуры рабочей среды, обеспечивающие измерение температуры с погрешностью не хуже ±0,4°С;

• - персональный компьютер, программное обеспечение «SonicExplorer» со встроенным калькулятором скорости звука, программное обеспечение «Q.SonicCalculator» или другое ПО, аттестованное в установленном порядке;

• - баллон с азотом техническим l-ro сорта по ГОСТ 9293-74 с регулятором давления и соединительным шлангом;

• - откачивающий насос;

• - комплект заглушек с бобышкой для термометра.

• 2.2 Применяемые при поверке средства измерений должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке или нести на себе знак поверки.

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

• 3.1 При проведении поверки соблюдают требования безопасности, определяемые: - правилами безопасности при эксплуатации используемых при поверке средств измерений, которые приведены в эксплуатационной документации;

• - федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности»;

• - правилами безопасности труда, действующими на предприятии (калибровочной лаборатории);

• - правилами эксплуатации электроустановок потребителей.

• 3.2 К поверке допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности, имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже II и изучившие эксплуатационную документацию на средства измерений, используемые при поверке и настоящий документ.

• 3.3 Монтаж и демонтаж расходомера должен производиться при неработающей поверочной установке и отсутствии избыточного давления в измерительной линии.

• 3.4 Заземление электрооборудования должно производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.030-81.

• 4.1 В качестве рабочей среды в поверочных установках может использоваться природный газ или воздух.

• 4.2 Давление газа или воздуха определяется технологическими возможностями поверочной установки и не должно превышать рабочее давление поверяемого расходомера.

• 4.3 При проведении поверки на поверочной установке соблюдают нормальные условия по ГОСТ 8.395-80:

• - рабочая среда                                   природный газ или воздух

• - температура рабочей среды, °C                    20 ±5;

• - температура окружающего воздуха, °C             20 ±5;

• - относительная влажность окружающего воздуха, % от 30 до 80;

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

- изменение температуры рабочей среды за время поверки, °C, не более

Примечание: При проведении поверки расходомера имитационным методом без снятия с измерительной линии или на поверочной установке на природном газе допускается проведение поверки при температуре окружающей среды от минус 20 до плюс 55 °C.

• 4.4 Тряска, вибрация, удары, а также внешние электрические и магнитные поля (кроме земного) должны отсутствовать.

• 4.5 Средства измерений, применяемые при поверке, и расходомер перед поверкой должны быть выдержаны во включенном состоянии в течение интервала времени, указанного в их эксплуатационной документации.

Перед проведением поверки производят следующие подготовительные операции:

• 5.1 Проверяют выполнение условий, изложенных в разделах 2,3,4.

• 5.2 Подготавливают к работе поверяемый расходомер и средства измерений, используемые при поверке, в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 5.3 При выполнении поверки проливным методом:

• 5.3.1  Длины прямых входного и выходного участков измерительного трубопровода выбирают в соответствии с рекомендациями изготовителя, приведенными в эксплуатационной документации.

• 5.3.2 После монтажа проверяют герметичность поверяемого расходомера, соединений, задвижек и соединительных трубопроводов.

• 5.3.3 Стабилизируют температуру рабочей среды в поверяемом расходомере и эталонном(ых) СИ, для чего пропускают рабочую среду через измерительный трубопровод в течение 30 минут до стабилизации её температуры.

• 6.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре проверяют:

• - комплектность и соответствие внешнего вида расходомера и его составных частей требованиям эксплуатационной документации;

• - отсутствие механических повреждений, влияющих на работоспособность расходомера;

• - резьбы на соединительных элементах (разъемах) не должны иметь сорванных ниток и забоин;

• - наличие маркировок на составных частях и соответствие сведений, указанных на них, параметрам, указанным в паспорте расходомера.

• 6.2 Опробование

• 6.2.1 Опробование заключается в проверке работоспособности поверяемого расходомера и его отдельных компонентов. Проверка может осуществляться при помощи персонального компьютера (далее - ПК), с установленным на нем программным обеспечением SonicExplorer или непосредственно при помощи встроенного ЖК дисплея расходомера.

• 6.2.2 Проверку общей работоспособности расходомера проводят путем проверки отсутствия индикации ошибок на его показывающем устройстве (ЖК дисплее). Кроме того, контролируют объемный расход и объем газа на ЖК дисплее расходомера, а также наличие импульсов на частотном выходе расходомера. Для этого, изменяя расход среды через расходомер в пределах его диапазона измерений, следят за показаниями объемного расхода и изменениями прошедшего объема на ЖК дисплее расходомера.

• 6.2.3   Результаты проверки работоспособности расходомера считают положительными, если индикация ошибок на ЖК дисплее расходомера отсутствует, значения расхода на ЖК дисплее и частота следования импульсов с частотного выхода расходомера увеличиваются (уменьшаются) при увеличении (уменьшении) расхода рабочей среды, а значения объема газа возрастают.

• 6.2.4 Подтверждение идентификации программного обеспечения

Процедура подтверждения соответствия программного обеспечения (далее - ПО) расходомера включает в себя следующее:

• - определение идентификационного наименования ПО;

• - определение номера версии ПО;

• - определение цифрового идентификатора (контрольной суммы) ПО.

После включения расходомера перейти в раздел меню по следующему пути: «Главное окно» - «Информация» - «Версия ПО» и считать информационные данные программного обеспечения.

Примечания:

• 1. Названия пунктов меню могут отличаться в зависимости от выбранного системного языка в меню расходомера

• 2. Идентификационные данные ПО расходомера также возможно проконтролировать при подключении расходомера к ПК с установленным программным обеспечением SonicExplorer в соответствующем пункте меню.

Результат проверки соответствия ПО считается положительным, если полученные в ходе выполнения процедуры проверки ПО данные (идентификационное наименование ПО, номер версии, цифровой идентификатор), соответствуют данным, указанным в описании типа.

6.3 Определение погрешности измерения расхода и объёма газа проливным методом

• 6.3.1 Для расходомеров с относительной погрешностью измерения расхода газа в основном диапазоне расходов ±0,3% первичная и периодическая поверки проводятся с помощью поверочной установки на природном газе при избыточном давлении с относительной погрешностью измерения объёмного расхода (объёма) не более ±0,23%, в случае если эксплуатационное давление расходомера не превышает 1,2 МПа поверку допускается проводить на воздухе при атмосферном давлении.

• 6.3.2 Для расходомеров с относительной погрешностью измерения расхода газа в основном диапазоне расхода ±0,5% и более первичная и периодическая поверки проводятся проливным методом на поверочной установке с погрешностью измерения объёмного расхода не более ±0,3%. Рабочая среда применяемой поверочной установки -природный газ. Допускается проводить поверку на воздухе при атмосферном давлении в случае, если эксплуатационное давление расходомера не превышает 1,2 МПа.

• 6.3.3 Измерения проводятся при следующих значениях объемного расхода Q: Smax > °>⁷2max > °>⁵2max > °>³2max ^И °Л2_тах • ДоПуСКаеТСЯ ПРОИЗВОДИТЬ ИЗМервНИЯ В произвольном числе равно распределенных значений расхода, (не менее 5 точек). Для удобства допускается округление дробной доли расхода в большую или меньшую сторону.

На каждом значении расхода проводят не менее пяти измерений. Значения объемного расхода, полученные по показаниям эталонных преобразователей расхода Q_icn, приводят к условиям измерений на поверяемом расходомере Q_ic по формуле

(1)

где Р_е - давление среды на участке эталонных преобразователей;

Д - давление среды на участке поверяемых расходомеров;

Т_е - температура среды на участке эталонных преобразователей;

Д - температура газа среды на участке поверяемых расходомеров;

z_t - фактор сжимаемости среды, рассчитанный при температуре и давлении на участке поверяемых расходомеров;

z_e - 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_j рассчитывают в процентах по формуле:

Значение среднеарифметической девиации рассчитывают по формуле: где п - число экспериментов проведенных в данной точке по расходу (п > 5), Qj - нижний индекс обозначает текущую точку по расходу.

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

Рассчитывают доверительные границы s случайной составляющей погрешности результата измерений по формуле:

(5)

где Со.95 ^_ коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности 95% и степенью свободы п , (определяют по приложению Д ГОСТ Р 8.736-2011);

S_Q - максимальное среднеквадратическое отклонение среднего результата измерений (S_Q = max S_&).

После заполнения таблицы 2 для всех точек по расходу определяют средневзвешенную девиацию WME по формуле:

т

WME = —

-max

j - индекс поверочного расхода( j = 1 ...т);

т - число точек по расходу (т = 5).

Вычисляют корректировочный коэффициент AF по формуле

AF =-------

, WME

1 +------

100

Корректируют показания расходомера по рассчитанному корректировочному коэффициенту AF (умножением на AF), результаты оформляют в виде таблицы 3. Примечание: в соответствии с эксплуатационной документацией допускается использование полиномиальных корректировочных коэффициентов, определенных для каждого значения расхода либо применение кусочно-линейных корректировочных коэффициентов.

Таблица 3

Определяют границы неисключенной систематической погрешности по формуле:

</=1             У

где 0_Z - граница / -й составляющей неисключенной систематической погрешности

установки;

0_са/ - неисключенная систематическая погрешность калибровки, определяется

как максимальное абсолютное значение среднеарифметической девиации

Определяют среднеквадратическое отклонение систематических погрешностей по формуле:

Определяют суммарную средне квадратическую погрешность по формуле:

(Ю)

При соотношении погрешностей установки и поверяемого расходомера 1/3 и менее на каждом значении расхода проводят не менее трех измерений, иначе не менее 10 измерений. Значения объемного расхода, полученные по показаниям расходомера Q_icn,

приводят к условиям измерений эталонными преобразователями Q_lc по формуле (1)

Определяют относительную погрешность расходомера при соотношении погрешностей установки и поверяемого расходомера 1/3 и менее, в процентах, по формуле:

5 = ^~^^to/100,                          (12)

Qelal

где Q_elal - расход по показаниям эталонной установки.

Примечание: допускается введение корректировочных коэффициентов.

Расходомер считается прошедшим поверку, если 8 не превышает значений указанных в таблице А. 1 приложения А.

• 6.4 Определение относительной погрешности измерения объемного расхода имитационным методом

• 6.4.1  Применение имитационного способа возможно как на снятом с трубопровода расходомере, так и без его снятия с измерительной линии.

• 6.4.2 Имитационный метод может применяться для поверки расходомеров с относительной погрешностью измерений объёмного расхода газа 0,5% и более.

• 6.4.3  При проведении имитационной поверки снятого с трубопровода расходомера его помещают в отдельное помещение. Проводят визуальную проверку внутренних деталей расходомера, поверхности электроакустических преобразователей и внутренней поверхности корпуса. Устанавливают фланцевые заглушки на фланцы расходомера. Устанавливают датчики давления и температуры во фланцевые заглушки. Проводят откачку воздуха из корпуса расходомера до давления не более 20 гПа абс. В проточную часть закачивают неагрессивный газ известного состава - азот. Рекомендованное давление в проточной части 2 МПа. Давление газа должно оставаться стабильным на протяжении всего периода поверки. Производят проверку давления не менее, чем через 1 час после заполнения. Систематическое изменение давления означает наличие протечки газа через заглушки. Проверку на протечки можно произвести мыльным раствором. Проверяют стабильность температуры в течение 30 мин. За указанный интервал времени изменение температуры газа не должно превышать 2 °C. Поверка начинается, когда изменение в течение 15 мин среднего для каждого акустического пути значения скорости звука не будет превышать 0,2 м/с.

Расходомер не должен подвергаться воздействию солнечных лучей и должен находиться на достаточном удалении от источников тепла, так как эти факторы могут привести к неравномерному нагреву корпуса расходомера и возникновению внутри него конвекционных потоков.

Подключают расходомер к компьютеру с установленным ПО SonicExplorer и проводят не менее 5 измерений скорости звука для каждого акустического пути и скорости потока газа. Скорость звука в воздухе или азоте вычисляется с помощью программного обеспечения SonicExplorer со встроенным калькулятором скорости звука или другим ПО, аттестованным в установленном порядке.

Рекомендуется измерения проводить в течение 15 минут с осреднением полученных результатов.

Результаты поверки считаются положительными, если средняя скорость потока газа не превышает 0,012 м/с, а средний результат измерения скорости звука для каждого акустического пути отличается от расчётного значения не более, чем на 0,3%. Взаимные отклонения средних (по пяти измерениям) скоростей звука для различных акустических путей должны быть не более ±0,3 м/с.

• 6.4.4  Проведение имитационной поверки расходомера без снятия его с измерительной линии возможно только в том случае, если отрезок трубопровода с расходомером может быть перекрыт с обеих сторон от расходомера, чтобы полностью исключить внутри него течение газа.

После перекрытия запорной арматуры из изолированного участка с расходомером частично стравливают газ, так чтобы давление на участке с расходомером отличалось от рабочего на 5-10%. Контролируют давление на участке с расходомером. Изменение давления свидетельствует о наличии протечек в запорной арматуре. В этом случае проведение поверки расходомера по п.6.4.4, не проводят.

Поверку проводят при рабочем давлении и стабильной температуре окружающей среды. Расходомер и участки трубопровода до запорной арматуры должны быть закрыты от попадания солнечных лучей, осадков и источников тепла.

Перед проведением поверки проверяется стабилизация температуры и давления рабочей среды. Проверяется стабильность измеряемой по акустическим путям скорости звука - допускаемое изменение в течение 15 мин среднего для каждого акустического пути значения скорости звука не более 0,2 м/с.

Подключают расходомер к компьютеру с установленным ПО SonicExplorer и проводят не менее 5 измерений скорости звука для каждого акустического пути и скорости потока газа. Скорость звука в поверочной среде вычисляется с помощью программного обеспечения SonicExplorer со встроенным калькулятором скорости звука или другим ПО, аттестованным в установленном порядке.

Рекомендуется измерения проводить в течении 15 минут с осреднением полученных результатов.

Результаты поверки считаются положительными, если средняя скорость потока газа не превышает 0,024 м/с, а средний результат измерения скорости звука для каждого акустического пути отличается от расчётного значения не более, чем на 0,3%. Взаимные отклонения средних (по пяти измерениям) скоростей звука для различных акустических путей должны быть не более ±0,3 м/с.

• 6.4.5  Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера в зависимости от способа поверки указаны в таблице А. 1 приложения А.

• 7.1 По результатам поверки оформляется протокол произвольной формы.

• 7.2 Положительные результаты поверки удостоверяются знаком поверки. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) в паспорт расходомера и заверяется подписью поверителя, а также на пломбы отсека печатных плат и отсека аппаратной зашиты материнской платы. Тип пломбы несущей знак поверки и конкретные указания по пломбировке приведены в эксплуатационном документе. Требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке приведены в приказе Минпромторга РФ от 02.07.2015 N1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

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

(обязательное)

Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера при измерении объемного расхода и объема газа при рабочих условиях

Таблица А.1

12