Методика поверки «ГСИ. СЧЕТЧИКИ ГАЗА УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ USM-GT-400» (МП 0336-13-2015)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСХОДОМЕТРИИ (ФГУП «ВНИИР»)

«УТВЕРЖДАЮ»

Руководитель ЦИ СИ -

Первый заместитель директора по научной работе -

Заместитель директора по качеству

ИНСТРУКЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений

СЧЕТЧИКИ ГАЗА УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ USM-GT-400

Методика поверки

МП 0336-13-2015

Казань

2015

ФГУП «ВНИИР»

ЗАО «Хоневелл»

ФГУП «ВНИИР»

Настоящая инструкция распространяется на счетчики газа ультразвуковые USM-GT-400 (далее - счетчики), и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Основная область применения счетчиков - коммерческий и технологический учет природного газа, пропана, бутана и других газов при рабочих условиях.

Интервал между поверками - 4 года.

В настоящей методике использованы ссылки на следующие нормативные документы:

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

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

• - ГОСТ 30319.3-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств по уравнению состояния;

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

• - 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.

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

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

• 3.1. При проведении поверки применяют следующие средства поверки:

• - частотомер 43-63, диапазон измеряемых частот от 0,01 Гц до 20 МГц, по ДЛИ 2.721.007 ТУ;

• - термометр сопротивления типа ТСП, пределы измерений от минус 40 °C до 80 °C, предел допускаемой погрешности 0,1%;

• - манометр МО с верхним пределом измерений 30 МПа, класс точности 0,16 по ТУ 25-05-1664-74 (ИУС 4-91);

• - термометр ртутный, диапазон измерений от 0 до 50 °C, цена деления 0,1 °C по ГОСТ 28498-90;

• - барометр-анероид БАММ-1, диапазон измерений от 80 до 106,7 кПа, цена деления шкалы 100 Па по ТУ25-11.15135;

• - психрометр ВИТ-1, диапазон измерений относительной влажности от 30 % до 80 %, цена деления термометров 0,5 °C по ТУ 25-11.1645;

• - установка поверочная расходоизмерительная, поверочная среда: природный газ, диапазон задаваемого объемного расхода должен соответствовать рабочему диапазону поверяемого счетчика, с пределом основной относительной погрешности ± 0,23 % (или средним квадратическим отклонением результатов измерений не более 0,05 % при 11 независимых измерениях, и неисключенной систематической погрешности не превышающей 0,1%);

• -  установка поверочная расходоизмерительная, поверочная среда: воздух, диапазон задаваемого объемного расхода должен соответствовать рабочему диапазону поверяемого счетчика, НСП 0,04 %, СКО 0,05 % (при 11 независимых измерениях);

• - калибратор многофункциональный ASC 300-R, генерирование постоянного тока в диапазоне от 0 до 24 мА, погрешность ± (0,015 % от показания ± 2 мкА), имитация сигналов от термометров сопротивления PtlOO в диапазоне от минус 200 °C до плюс 300 °C, абсолютная погрешность ± 0,03 °C;

- сертифицированное программное обеспечение для расчета скорости звука.

• 3.2 Программное обеспечение (ПО) RMGView, устанавливаемое на персональный компьютер, предназначено для конфигурирования, параметризации и диагностики счетчика. Для проведения проверки технического состояния счетчика и его поверки используется режим расширенного доступа в RMGView, защищенный специальным паролем.

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

• 3.4  Допускается применять другие средства измерений, обеспечивающие определение и контроль метрологических характеристик поверяемого счетчика с требуемой точностью.

• 4.1. При проведении поверки соблюдают требования, определяемые:

• -    эксплуатационной документацией на поверяемые счетчики и средства поверки;

• -    правилами безопасности труда, действующими на предприятии.

• 4.2. К проведению поверки допускаются лица, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже II, прошедшие инструктаж по технике безопасности, и изучившие руководства по эксплуатации счетчика и средств поверки.

• 4.3. Монтаж и демонтаж счетчика должны производиться при отсутствии давления в измерительной линии и при отключенном напряжении питания, а также в соответствии с техникой безопасности и эксплуатационной документацией на счетчик. Конструкция соединительных элементов счетчика и поверочной установки должна обеспечивать надежность крепления счетчика и фиксацию его положения в течение всего цикла поверки.

• 4.4. Заземление средств поверки должно осуществляться согласно требованиям ГОСТ 12.2.007.10-87.

• 5.1. 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.

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

• - рабочая среда                            газ известного состава или воздух;

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

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

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

Вибрация и внешнее магнитное поле (кроме земного) отсутствуют.

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

Перед проведением поверки счетчика выполняют следующие подготовительные работы:

• 7.1 Проверяют комплектность эксплуатационной документации на счетчик.

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

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

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

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

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

• 8.1 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, препятствующих его функционированию в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 8.2 Опробование.

Опробование заключается в проверке работоспособности поверяемого счетчика и его отдельных компонентов. Проверка может осуществляться при помощи персонального компьютера (далее - ПК) и установленного ПО RMGView либо непосредственно при помощи встроенного интерфейса дисплея счетчика. Убеждаются в отсутствии мигающих сигналов индикаторов Alarm и Warning. При необходимости проводится квитирование сообщений в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 8.2.1 При поверке счетчиков 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.

• 8.2.2 При поверке имитационным методом на месте эксплуатации убеждаются в изменении показаний счетчика по измерительным каналам расхода, давления и температуры до выполнения процедуры перекрытия расхода.

• 8.2.3 При поверке имитационным методом при снятии счетчика с измерительного трубопровода убеждаются в изменении показаний по измерительным каналам расхода, давления и температуры счетчика любым доступным способом, задавая расход, например, вентилятором. Скорость потока среды не должна превышать 20 м/с.

Результаты опробования считают положительными, если значения скорости потока и расхода среды по показаниям счетчика отличны от нуля, а значения температуры и давления соответствуют значениям, указанным в п.6.

• 8.2.4 Проверка идентификационных признаков ПО.

Проверку идентификационных признаков ПО проводят в соответствии с руководством пользователя в следующей последовательности:

а) включить питание счетчика;

б) дождаться после включения окончания процедуры загрузки и самотестирования. При необходимости подключить программу диагностики RMGView;

в) в меню счетчика (на дисплее самого счетчика или в RMGView) найти подраздел AF и прочитать данные о:

• - контрольная сумма структуры файла конфигурации (AF 79 );

• - версия программного обеспечения счетчика (AF 78 ).

Примечание - * в зависимости от версии ПО счетчика данные координаты могут изменяться.

Идентификационные данные поверяемого счетчика должны соответствовать представленным в описании типа.

8.3 Определение метрологических характеристик.

• 8.3.1. Определение относительной погрешности измерений объемного расхода и объема в рабочих условиях имитационным методом.

Примечание - Имитационный метод может применяться для поверки счетчиков с пределом относительной погрешности определения расхода газа 0,5 % и более.

Имитационный метод поверки счетчика может проводиться без снятия с измерительной линии. Данный метод может быть применен только в том случае, если отрезок трубопровода с вмонтированным счетчиком газа, может быть полностью перекрыт и в измерительном корпусе полностью отсутствует поток газа.

В случае снятия счетчика с измерительной линии для проведения поверки имитационным методом счетчик помещается в контрольное помещение, закрывается с обеих сторон фланцами и выдерживается не менее 3 часов при стабильной температуре окружающей среды.

Проверяется стабилизация температуры газа в пределах 2 °C в течение 15 минут. Проверка начинается, если изменение среднего по всем хордам значения скорости звука в газе в течение 15 минут не будет превышать 0,2 м/с.

Счетчик и трубная обвязка не должны подвергаться воздействию осадков и солнечных лучей, так как это может вызвать внутри него конвекционные потоки.

Поверяемым счетчиком проводят измерения скорости звука и скорости газа. Измерения проводятся в течение 3 минут с усреднением полученных результатов. На все время проведения измерений контролируется значения давления и температуры измеряемой среды.

Счетчик считается прошедшим поверку, если

• •  для каждой пары приемников-передатчиков полученное значение скорости газа не превышает 0,012 м/с (0,03 м/с, при проведения поверки без демонтажа счетчика),

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

• взаимные отклонения скоростей звука измерительных лучей не должны превышать 0,3 м/с.

Расчет теоретической скорости звука необходимо проводить на основании усредненных данных о температуре, давлении и компонентном составе измеряемой среды по алгоритмам на основе данных, аттестованных в качестве стандартных справочных данных категорий СТД или СД (для природного газа рекомендуется использовать формулу (31) ГОСТ 30319.1), а также с помощью программно-вычислительных комплексов, аттестованных в установленном порядке (возможно использование встроенного калькулятора скорости звука в ПО RMGView).

Примечания:

• 1. В случае не выполнения указанных требований рекомендуется применять для проведения поверки однокомпонентный газ (например, азот технический 1-го сорта 99,6 об. % по ГОСТ 9293-74 «Азот газообразный и жидкий. Общие технические условия») при давлении не ниже 0,2 МПа.

• 2. При проведении поверки имитационным методом рекомендуется использовать процедуру «Inspection» (проверка), входящую в состав ПО RMGView и формирующую протокол проведения имитационной поверки. Данные о параметрах среды внутри счетчика, необходимые для проведения процедуры, могут быть введены как в ручном, так и в автоматическом режимах.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях счетчика при имитационном методе поверки составляют:

• для типоразмеров DN 200 и более:

• 8.3.2 Определение относительной погрешности измерений объемного расхода и объема в рабочих условиях при использовании поверочной установки.

Допускается проводить поверку и выдавать свидетельство о поверке для ограниченного диапазона объемного расхода газа на основании письменного заявления владельца расходомера-счетчика.

• 8.3.2.1 Определение относительной погрешности измерений объемного расхода и объема в рабочих условиях при использовании поверочной установки на воздухе при атмосферном давлении.

  Измерения проводятся при следующих значениях объемного расхода :

йпахСиЛИ C?_maXoJ, 0,72^, 0,52^, 0,32™, OJSmax ^И 2min • ^В Качестве 2пах(ИЛИ      )

допускается выбирать значение Q_j в диапазоне (0,7...1,0)2_тах, но не менее максимально возможного расхода воспроизводимого поверочной установкой.

Для удобства допускается округление дробной доли расхода в большую или меньшую сторону. Точность задания поверяемого расхода ±0,0252™, в течение всего процесса измерений отклонение расхода по показаниям поверочной установки от заданного значения расхода не должно превышать ±0,012™ •

Определяют относительную погрешность счетчика по формуле

(1)

где Q_etal - объемный расход по показаниям поверочной установки, м³/ч; Q - объемный расход по показаниям поверяемого счетчика, м³/ч;

Примечания:

• 1.  Допускается введение корректировочных коэффициентов;

• 2.  Допускается проводить измерения и обработку результатов измерений по объему газа.

Счетчик считается прошедшим поверку, если граница погрешности 8 не превышает, %:

ДЛЯ 0,05Q_max S Q < Qmax

ДЛЯ Qmin S Q < 0,05Qmax

• 8.3.2.2 Определение относительной погрешности измерений объемного расхода и объема в рабочих условиях при использовании поверочной установки на природном газе при избыточном давлении.

Измерения проводятся при следующих значениях объемного расхода £?: бтах (^ИЛИ £nax„,)> ⁰’⁷£nax> °>⁵Qnax>        > °Жах И £_min • В КаЧвСТВе     (ИЛИ      )

допускается выбирать значение^ в диапазоне (0,7...1,0)£?_тах, но не менее максимально возможного расхода воспроизводимого поверочной установкой.

Для удобства допускается округление дробной доли расхода в большую или меньшую сторону. Точность задания поверяемого расхода ±0,025(2,_пах, в течение всего процесса измерений отклонение расхода по показаниям эталонного преобразователя расхода от заданного значения расхода не должно превышать ±0,01(9,_пах.

На каждом значении расхода проводят не менее пяти измерений. Значения объема, полученные по показаниям счетчика Q_lcn, приводят к условиям измерений эталонными

преобразователями Q_ic по формуле:

где       ~ показания счетчика;

Р_е - давление газа на участке эталонных преобразователей;

Р, - давление газа на участке поверяемых счетчиков;

Т_е - температура газа на участке эталонных преобразователей;

Т, - температура газа на участке поверяемых счетчиков;

z_t - фактор сжимаемости газа, рассчитанный при температуре и давлении на участке поверяемых счетчиков;

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

Примечание - Допускается проводить измерения и обработку результатов измерений по объему газа.

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

Таблица 2

Значения девиации fp_: рассчитывают в процентах по формуле

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

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

⁵ Йт1п

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

(6)

где f_n095 - коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности 95% и степенью свободы п, (определяют по приложению 2 ГОСТ 8.207-76);

S_o - максимальное среднеквадратическое отклонение среднего результата

измерений (S_Q = max ).

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

т

X^kjfPa

7=1__________

т       ’

и,

7 = 1

<о,7й„,

*Лпах

^—^,npuQj>O,70_max

хЛпах

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

т - число точек по расходу (т - 5).

Вычисляют корректировочный коэффициент AF по формуле

1

, WME

1 +------

100

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

Примечание -  *' В соответствии с документацией фирмы допускается использование

полиномиальных корректировочных коэффициентов, определенных для каждого значения расхода.

Таблица 3

Определяют границы неисключенной систематической погрешности по формуле ( ( N             \

± XJ0/I + I0J

У /=1               7

где 0_; - граница / -й составляющей неисключенной систематической погрешности

установки;

Q_cal - неисключенная систематическая погрешность калибровки, определяется как максимальное абсолютное значение среднеарифметической девиации с учетом калибровки (®_cal = max \fpk_& |).

б;

Определяют среднеквадратическое отклонение суммы неисключенных систематических погрешностей по формуле

Se’p—3---■                   <¹⁰>

Определяют суммарную среднеквадратическую погрешность по формуле

^=7^+^-                   (И)

Определяют границу относительной погрешности результата измерений по формуле

Счетчик считается прошедшим поверку, если граница погрешности 8 не превышает,%:

0,05Qmax < Q < Qmax                                               ± 0,3

Qmin _ Q < 0,05Q_max                                               ± 0,5

После проведения поверки в память счетчика записываются новые значения калибровочных коэффициентов.

8.3.3 Определение основной погрешности по каналу ввода аналоговых сигналов.

• 8.3.3.1 При определении основной, приведенной к верхней границе диапазона измерений, погрешности по каналу ввода аналоговых сигналов тока 4-20 мА в поверяемой точке устанавливают на входе измерительного канала значение входного сигнала X, соответствующего проверяемой точке диапазона измерений, и считывают значение выходного сигнала Y с дисплея счетчика или ПО RMGView. Задается не менее пяти значений измеряемого параметра, равномерно распределенных в пределах диапазона, включая крайние точки диапазона.

Погрешность, приведенную к верхней границе диапазона измерений L - 20, в процентах, определяют по формуле

/,=^±±100.                         (13)

Результаты поверки считаются положительными, если рассчитанная погрешность по каналу ввода аналоговых сигналов тока 4-20 мА не превышает ± 0,1 %.

• 8.3.3.2 При определении основной абсолютной погрешности по каналу ввода сигналов от термометров сопротивления, в значения температуры на вход поверяемого счетчика по четырехпроводной схеме подключают имитатор термометра сопротивления (магазин сопротивлений) и устанавливают на входе измерительного канала значение входного сигнала Т_е, соответствующего проверяемой точке диапазона измерений, и считывают значение выходного сигнала T_rm с дисплея счетчика или ПО RMGView. Задается не менее пяти значений измеряемого параметра, равномерно распределенных в пределах диапазона, включая крайние точки диапазона.

Абсолютную погрешность, определяют по формуле

^T=T_e-T,_zm                               (14)

Результаты поверки считаются положительными, если рассчитанная погрешность по каналу ввода сигналов от термометров сопротивления не превышает ±0,1 °C.

• 9.1. Результаты поверки заносят в протокол произвольной формы.

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

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

13