Методика поверки «Установки поверочные средств измерений объема или массы сжиженных углеводородных газов УПМ-СГ» (МП 0742-1-2018)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии» Государственный научный метрологический центр ФГУП «ВНИИР»

ФГУП «ВНИИР»

С. Тайбинский

2018 г.

ИНСТРУКЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений

УСТАНОВКИ ПОВЕРОЧНЫЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ОБЪЕМА ИЛИ МАССЫ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ УПМ-СГ

Методика поверки

МП 0742-1-2018

Начальник научно-

ского отдела

_ Р.А. Корнеев

Тел. отдела: 272-12-02

г. Казань

2018 г.

Настоящая инструкция распространяется на установки поверочные сжиженных углеводородных газов УПМ-СГ (далее - установки), предназначенные для измерений, хранения и передачи единиц массы и (или) объема жидкости, и устанавливает методику и последовательность их первичной и периодической поверок.

Интервал между поверками - 1 год.

1 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр (пункт 6.1);

• - опробование (пункт 6.2);

• - подтверждение соответствия программного обеспечения (пункт 6.3);

• - определение метрологических характеристик (пункт 6.4);

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 2.1 При проведении поверки установки применяют следующие средства поверки:

-рабочий эталон единицы массы 4 разряда по ГОСТ 8.021-2015 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений массы» с номинальными значениями от 0,5 до 1000 кг, являющимися гирями класса точности Mi по ГОСТ OIMLR 111-1 (далее - гири);

• - рабочий эталон единицы объема жидкости 1-го разряда в соответствии с частью 3 приказа № 256 от 07.02.2018 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости в потоке, объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости» с номинальным значением 10 дм³ и (или) 100 дм³ (далее - эталон 1 -го разряда);

-колбы стеклянные эталонные 1-го класса точности с номинальной вместимостью 0,05; 0,25; 0,5; 1 дм³ по ГОСТ 1770-74 «Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия» (далее - колбы эталонные);

• - термометр лабораторный электронный ЛТ-300 (регистрационный номер 61806-15) с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности ±0,05 °C с диапазоном измерений температуры от плюс 10 до плюс 30 °C;

• - рабочий эталон единицы плотности 1 разряда по ГОСТ 8.024-2002 «ГСП. Государственная поверочная схема для средств измерений плотности» с диапазоном значений соответствующим плотности измеряемой среды и пределом абсолютной погрешности ±0,05 кг/м³;

• - измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 (регистрационный номер 15500-12) с каналом измерения атмосферного давления. Диапазон измерений температуры от плюс 10 до плюс 30 °C с пределами допускаемой абсолютной погрешности по каналу температуры ±0,2 °C, диапазон измерений влажности от 30 до 90 % с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности по каналу относительной влажности ±2 %, диапазон измерений давления от 84 до 106 кПа с пределами допускаемой абсолютной погрешности по каналу атмосферного давления ±0,5 кПа;

-секундомер электронный «Интеграл С-01» (регистрационный номер 44154-16) с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности измерений интервалов времени не более ± (9,6 Г 10'⁶Т_х±0,01), где Т_х - значение измеренного интервала времени (далее - секундомер).

• 2.2 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик СИ с требуемой точностью.

• 2.3 При определении метрологических характеристик установок модели 500 и 1000 допускается вместо рабочего эталона единицы массы 4 разряда по ГОСТ 8.021-2015 с номинальными значениями от 0,5 до 1000 кг использование следующего набора средств поверки: рабочий эталон единицы массы 2 разряда по ГОСТ 8.021-2015 с номинальным значением 20 кг, являющийся гирей класса точности Fi, компаратором массы на 20 кг со среднеквадратическим отклонением ± 0,033 г (далее - компаратор) и балластный груз с известной плотностью массой 20 кг в количестве 25 и 50 штук соответственно.

• 2.4 Все применяемые в качестве средств поверки эталоны единиц величин должны быть аттестованы; средства измерений должны иметь действующий знак поверки и (или) свидетельство о поверке и (или) запись в паспорте (формуляре) средства измерений, заверенной подписью поверителя и знаком поверки.

• 2.5 Манометры и термометры, входящие в состав установок, поверяются по методикам поверки в соответствии со своими описаниями типа и интервалами между поверок.

3 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 3.1 При проведении поверки соблюдают требования:

• - правил технической эксплуатации электроустановок потребителей;

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

• - инструкций по охране труда, действующих на объекте.

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

• 3.3 К средствам поверки и используемому при поверке оборудованию обеспечивают свободный доступ.

• 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, поверка должна быть прекращена.

4 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• 4.1 Окружающая среда с параметрами:

• - температура окружающего воздуха, °C                  от плюс 15 до плюс 25

• - относительная влажность, %                            от 30 до 80

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

• 4.2 Измеряемая среда - вода питьевая по СанПин 2.1.4.1074-2001.

• - температура измеряемой среды, °C                      от плюс 15 до плюс 25

• 4.3 Изменение температуры воды и окружающего воздуха при определении метрологических характеристик установки при измерении объема за время одного измерения вместимости мерника установки не должно превышать ±0,5 °C. Контроль изменения температуры воды и окружающего воздуха производится с применением термометра с диапазоном измерений от плюс 10 до плюс 30 °C и абсолютной погрешностью ±0,05 °C.

5 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

При подготовке к поверке выполняют следующие работы:

• - проверяют наличие действующих свидетельств об аттестации эталонов, а также информации о поверке средств измерений применяемых в качестве средств поверки;

• - средства поверки и установку выдерживают при температуре, указанной в разделе 4, не менее трех часов, если время их выдержки не указано в их эксплуатационных документах;

• - устанавливают установку по уровню или отвесу в соответствии с руководством по эксплуатации установки, обеспечив ее вертикальность;

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

6 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 6.1 Внешний осмотр

  • 6.1.1 При внешнем осмотре установки определяют:

• - отсутствие видимых повреждений, препятствующих правильному снятию показаний;

• - комплектность установок;

• - наличие маркировки установки.

• 6.1.2 Результаты поверки считают положительными, если на установке отсутствуют видимые повреждения, препятствующие правильному снятию показаний, комплектность и маркировка установки соответствуют требованиям ее эксплуатационных документов.

• 6.2 Опробование

При опробовании установки проводят заполнение мерника, входящего в состав установки, водой до отметки номинальной вместимости и выдержку в течение не менее 20 минут, при этом проверяют герметичность соединений. Для установок модификации МВТ также проверяют наличие показаний на цифровом табло преобразователя весоизмерительного ТВИ-024.

Результаты опробования считаются положительными, если по истечению 20 минут уровень воды в мернике не изменился, на поверхности мерника не появились капли воды, не наблюдается запотевание корпуса мерника, отсутствуют каплепадения на запорной арматуре установки, на цифровом табло преобразователя весоизмерительного ТВИ-024 отображаются показания массы, качественно соответствующие массе налитой воды в мерник установки (для модификации МВТ).

• 6.3 Подтверждение соответствия программного обеспечения

Подтверждение соответствия программного обеспечения заявленным идентификационным данным проводят для установок модификации МВТ.

Подают питание на установку. После включения преобразователь весоизмерительный ТВИ-024 выполнит самодиагностическую проверку целостности данных, затем на цифровом табло кратковременно отобразится номер версии программного обеспечения.

Результат подтверждения соответствия программного обеспечения считается положительным, если полученные идентификационные данные программного обеспечения установки (номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения) соответствуют идентификационным данным, указанным в разделе «Программное обеспечение» описания типа на установку.

• 6.4 Определение метрологических характеристик установок

Определение метрологических характеристик установок модификации МВТ проводят по пунктам 6.4.1, 6.4.2 данной инструкции. Определение метрологических характеристик установок модификации М проводят по пункту 6.4.2 данной инструкции.

• 6.4.1 Определение относительной погрешности установки при измерении массы

  • 6.4.1.1 Определение погрешности весоизмерительного устройства

Абсолютную погрешность весоизмерительного устройства определяют последовательным нагружением гирь или балластным грузом. Балластный груз должен быть пронумерован, действительную массу каждого балластного груза определяют по компаратору сличением с рабочим эталоном единицы массы 2 разряда по ГОСТ 8.021-2015 с номинальным значением 20 кг, являющимся гирей класса точности Fi.

Гири или балластный груз размещают на площадку для размещения гирь равномерно и симметрично. Количество измерений должно быть не менее пяти на каждой точке измерений (для модели 10: 2,5, 5, 10 кг; для модели 25: 2,5, 10, 25 кг; для модели 150: 100, 120,150 кг; для модели 500: 125, 300, 500 кг; для модели 1000: 250, 500, 1000 кг). Снятие показаний с преобразователя весоизмерительного ТВИ-024 производят через 30 с после установки комплекта гирь или балластного груза.

Абсолютную погрешность весоизмерительного устройства {±M_ej, кг, определяют по формуле:

(1)

где М_в - масса по показаниям преобразователя весоизмерительного ТВИ-024, кг; М_г -  масса гирь или балластного груза, кг;

j,i   -  индексы точки измерения и номера измерения;

Среднеарифметическое значение массы по показаниям преобразователя весоизмерительного, M_ej, кг, вычисляют по формуле:

где Hj - количество измерений в j точке измерения.

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, Soj, по формуле:

Вычисляют критерий Граббса Gi и G2 по формулам:

м .-ьм.

в]         в JMUH

—

(5)

где ДЛЛ/ладкс-максимальное значение  абсолютной  погрешности   преобразователя

весоизмерительного ТВИ-024 в j точке измерений, кг;

\MejMUH -минимальное  значение  абсолютной   погрешности   преобразователя

весоизмерительного ТВИ-024 вj точке измерений, кг.

Производят сравнение определенных G/ и G2 со значением коэффициента Gt, определенным в соответствии с таблицей 1. Если G/ > Gt, то ДМ?j_max исключают как маловероятное значение. Если G2 > Gt, то ДМ?>?л исключают как маловероятное значение.

Таблица 1 - Критические значения для критерия Граббса (ГОСТ Р 8.736-2011 «ГСИ. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения»)

Далее вновь проводят вычисление \M_eJ, So j и процедуру проверки измерений, не удовлетворяющих критерию Граббса.

Количество измерений, не удовлетворяющих критериям Граббса в каждой точке измерений должно быть не более 1. Количество измерений, удовлетворяющих критериям Граббса в каждой точке измерений должно быть не менее 5.

Среднее квадратическое отклонение результата измерений в каждой точке S_ej, кг, вычисляют по формуле:

/у" (М-М. Г

Неисключенную систематическую составляющую погрешности весоизмерительного устройства для каждой точки (~)_ej, кг, вычисляют по формуле:

где ДА/_#//тах - максимальное значение абсолютной погрешности преобразователя весоизмерительного ТВИ-024.

• 6.4.1.2 Определение погрешности измерений плотности воздуха

Плотность воздуха р_в, кг/м³, определяется по формуле:

(0,34848 •   - 0,009024 ■ hr ■ е°^мп"')

^А              273,15+ /„

где Р_а - атмосферное давление, кПа;

hr - относительная влажность воздуха, %;

t_a - температура окружающего воздуха, °C.

Неисключенную систематическую погрешность измерений плотности воздуха 0 , кг/м³, вычисляют по формуле:

А, - абсолютная погрешность средства измерений температуры окружающего воздуха, °C;

д, - абсолютная погрешность средства измерений относительной влажности окружающего воздуха, %;

Др - абсолютная погрешность средства измерений атмосферного давления, гПа;

частные производные плотности воздуха по ее составляющим (определяются по формулам (10)—(12)).

др, 0,34848

dP_a ~/₀+273,15 ’ др, 0,009024-e⁰⁰⁶'²'-dhr        + 273,15

др, 0,0005522688 ■Лг-е^{0 06}'²'*  0,34848-0,00902 ■/гг-е⁰'⁶¹²'"

dl, ~          +273,15                 (z_o+273.15)²         ’      ⁽

Неисключенная систематическая погрешность измерений плотности воздуха не должна превышать 0,005 кг/м³.

При дальнейших расчетах неисключенную систематическую погрешность измерений плотности воздуха допускается принимаеть равной 0,005 кг/м³.

• 6.4.1.3 Определение неисключенной систематической погрешности и среднего

квадратического отклонения установки при измерении массы

Неисключенную систематическую погрешность установки при измерении массы ©eyj %, вычисляют по формулам:

@ву₇=^-Ю0,                       (13)

(14)

систематическая составляющая погрешности установки при измерении

AM?/ — абсолютная погрешность гири в соответствии с паспортом.

Среднее квадратическое отклонение установки при измерении массы, Sbyj, %, вычисляют по формуле:

• 6.4.1.4 Относительную погрешность весового устройства при измерении массы З_ву, %, вычисляют по формуле:

  ^ВУ/ ~        •

  

  ^Qj ⁺ $ВУ) ⁼ ^0,95 ' $ВУ) ’

  
  
  

(20) (21) (22) (23) (24)

где £j - граница случайной составляющей погрешности, %;

to95 - коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95 и количестве измерений п ("определяют в соответствии с Приложением Д ГОСТ Р 8.736-2011).

Результат пооверки считают положительным, если относительная погрешность установки при измерении массы, , не превышает ± 0,04 %.

• 6.4.2 Определение относительной погрешности установки при измерении объема

  • 6.4.2.1 Определение относительной погрешности мерника металлического эталонного 2-го разряда

Вместимость мерника эталонного 2-го разряда (далее - мерник) определяют объемным методом, заполняя его водой, объем которой предварительно измерен рабочим эталоном единицы объема жидкости 1 -го разряда (метод налива), или выливая из него воду в эталон 1 -го разряда (метод слива). Непосредственно перед заполнением должны быть смочены в первом случае - мерник, а во втором случае - эталон 1-го разряда.

Если вместимость поверяемого мерника превышает вместимость эталона 1-го разряда, применяют многократное использование эталона 1-го разряда или колб. Эталон 1-го разряда в этом случае должен иметь такую вместимость, чтобы число измерений не превышало 40.

Измеряют температуру воды в мернике, эталоне 1-го разряда и колбах после каждого налива, записывают их значения. Измерение температуры в мернике и эталоне 1 разряда проводят по истечению 10 мин выдержки после каждого налива.

Перед заполнением эталон 1-го разряда устанавливают по уровню или отвесу, обеспечив вертикальность горловины.

После заполнения эталона l-ro разряда или мерника необходимо убедиться, что уровень воды окончательно установлен, а после опорожнения мерников убедиться, что вода полностью удалена. Для этого после слива сплошной струей выполняют выдержку на слив капель 30 секунд для мерника и 1 минуту для эталона l-ro разряда и закрывают сливной кран.

Если в поверяемом по методу налива мернике или в эталоне 1-го разряда при поверке по методу слива установившийся уровень воды не совпадает с отметкой номинальной вместимости, то с помощью колб эталонных доливают (отливают) воду до совмещения ее уровня с отметкой номинальной вместимости.

Вместимость мерника со шкалой на горловине на каждой отметке шкалы определяют, как сумму (разность) номинальной вместимости мерника и вместимости его горловины от отметки номинальной вместимости до выбранной отметки. Суммируют вместимости при выбранной отметке, расположенной выше отметки номинальной вместимости. Разность применяют при выбранной отметке, расположенной ниже отметки номинальной вместимости.

Вместимость мерника V_t, дм³, при температуре t определяют по формуле:

^=Z(^(l + 3-a_Mlp,(^-20)-F-P_y))+t(±A^-(l + a_K3-(z₁,-20)-F.P,))_>(25) «=1                                                                    у=1

где i - номер измерения с помощью эталона 1 -го разряда;

п - количество измерений с помощью эталона 1-го разряда;

- действительная вместимость эталона 1-го разряда, соответствующая температуре плюс 20 °C, дм³;

а_М1 - коэффициент линейного расширения материала стенок эталона

1-го разряда, °C'¹ (определяют в соответствии с приложением А);

t_M1 - температура воды в эталоне 1-го разряда , °C;

F - коэффициент сжимаемости жидкости, МПа’¹ (принимают равным 49,1Ю'⁵ МПа'¹);

Р_у - избыточное давление в мернике установки, МПа 0;

j - номер измерения с помощью эталонных колб;

к - количество измерений с помощью эталонных колб;

+AV - объем добавленной воды эталонной колбой, дм³;

-AV - объем отобранной воды эталонной колбой, дм³;

а_Кэ - коэффициент линейного расширения материала стенок эталонной колбы (боросиликатное стекло), °C’¹ (определяют в соответствии с приложением А);

t - температура воды в эталонной колбе, °C.

После определения номинальной вместимости и вместимостей на крайних отметках с помощью колб эталонных промежуточные значения вместимости следует определять по равномерной шкале, нанесенной с использованием мер длины.

Действительную вместимость установки V20, дм³, соответствующую температуре плюс 20 °C, вычисляют по формуле

Г₂₀ = ^(1-3-_ал,_2р-(/_М2,.₂₀)),                        (26)

где a.\f2p ~ коэффициент линейного расширения материала стенок мерника, °C’¹ (определяют в соответствии с приложением А);

“ температура воды в мернике, °C.

Действительную вместимость поверяемой установки на отметке номинальной вместимости определяют дважды по формуле (26). Разность между результатами двух измерений не должна превышать половины пределов допускаемой абсолютной погрешности поверяемого мерника

1^20(1) “ ^20(2)| — ОЗАР,,,,,

где ДИл/2р - наибольшее значение допускаемой абсолютной погрешности установки на отметке номинальной вместимости, дм³ (определяют по формуле (28)).

ДИ,, =—-<У,

М2/.   ₁₀₍₎

где И - номинальная вместимость мерника, дм³;

6    - пределы допускаемой относительной погрешности установок при

измерении объема в соответствии с описанием типа и эксплуатационными документами установок.

частные производные объема жидкости, измеренного установкой по составляющим (определяются по формулам (34)-(36));

абсолютная погрешность измерения давления (определяется по формуле (38));

абсолютная погрешность измерения температуры (определяется в соответствии с паспортом на термометр);

абсолютная погрешность вместимости установки при измерении объема (определяется по формуле (37)).

^— ^'^аМ2р

ДГ _ ^М2р ^Г

100

(36)

(37) (38)

где P_fM/. - наибольшее значение давления в мернике установки, МПа.

Результат поверки считают положительным, если относительная погрешность установки при измерении объема 5_vy не превышает значений, указанных в описании типа.

• 6.4.3 Поверка термометров и манометров, входящих в состав установки.

Поверку термометров и манометров, входящих в состав установки, выполняют в соответствии с методиками поверки, указанными в разделах «Поверка» описаний типа, и с периодичностью в соответствии с интервалами между поверками, согласно свидетельствам об утверждении типа. Если на термометр или манометр, входящий в состав установки, имеется свидетельство о поверке или отметка в паспорте, клеймо, действующее на момент поверки установки не менее года (или равное году), то его поверку допускается не проводить.

Установку считают прошедшей поверку, если термометр и манометр, входящие в состав установки на момент проведения поверки поверены или прошли процедуру поверки с положительным результатом в соответствии с требованиями методики поверки, указанными в разделах «Поверка» описаний типа, являющихся обязательным приложением к свидетельству об утверждении типа на данные средства измерений.

Применение установки при истечении срока поверки термометра и (или) манометра, входящих в состав установки, не допускается.

7 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 7.1 Результаты поверки, измерений и вычислений вносят в протокол поверки установки произвольной формы.

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

• 7.3 При отрицательных результатах поверки установку к эксплуатации не допускают, свидетельство о поверке аннулируют и выдают «Извещение о непригодности к применению» с указанием причин в соответствии с приказом Минпромторга России № 1815 от 02.07.2015 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(Справочное)

А.1 Коэффициенты линейного расширения материала стенок мерника приведены в таблице А.1.

Таблица А.1 - Коэффициенты линейного расширения материала стенок мерника

А.2 Коэффициент линейного расширения материала стенок колбы приведены в таблице А.2.

Таблица А.2 - Коэффициенты линейного расширения материала стенок колбы

12