Методика поверки «ГСИ. Преобразователи плотности поточные» (МИ 2816-2003)

Государственный научный метрологический центр ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.

Менделеева"

( ГНМЦ ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева") Госстандарта России

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерении

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЛОТНОСТИ ПОТОЧНЫЕ Методика поверки на месте эксплуатации

С анкт-Петербург 2003

ПРЕДИСЛОВИЕ

4 ВЗАМЕН МИ 2326-95

Настоящая рекомендация не может быть полностью или частично воспроизведена, тиражирована и (или) распространена без разрешения ГМНЦ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева»

СОДЕРЖАНИЕ

• 1   Операции поверки

• 2   Средства поверки

• 3   Требования безопасности

• 4   Условия поверки

• 5   Подготовка к поверке...................................................................................................................

*

• 6   Проведение поверки и обработка результатов измерений

• 7 Оформление результатов поверки...............................................................................................

Приложение А Значения коэффициента объемного расширения нефтепродуктов

в зависимости от их плотности

Приложение Б Форма протокола поверки преобразователя плотности

Приложение В Библиография

Т88.5

^;; РЕКОМЕНДАЦИЯ

Настоящая рекомендация распространяется на вибрационные поточные преобразователи плотности (далее - преобразователи плотности), предназначенные для измерений плотности нефти и нефтепродуктов (далее - продукт) в диапазоне от 700 до 1100 кг/м³, и устанавливает методику их периодической поверки на месте эксплуатации.

Межповерочный интервал - не более одного года.             *

При проведении поверки выполняют следующие операции:

• - внешний осмотр (п.6.1);

• - опробование (п.6.2);

-определение абсолютной погрешности преобразователя плотности (п.6.3).

При проведении поверки применяют следующие средства поверки:

• 2.1 Установку пикнометрическую переносную с пределами допускаемой погрешности измерений плотности ±0,15 кг/м³ в диапазоне плотности от 700 до 1100 кг/м³, включающую в себя:

• - комплект металлических напорных пикнометров (не менее двух) с погрешностью по

вместимости не более 0,025 см³;                                      " ■

• - теплоизолирующий футляр для двух пикнометров;

-два термопреобразователя сопротивления, вмонтированных в теплоизолирующий футляр, в комплекте с индикатором температуры с дискретностью отсчета 0,1 °C;

• - индикатор расхода продукта через пикнометры в диапазоне от 0,1 до 1,5 м³/ч (погрешность не нормируют);

• - весы электронные с наибольшим пределом взвешивания не менее 5,0 кг, дискретность отсчета 0,01 г, пределы допускаемой погрешности взвешивания при нормальных условиях: 0,03 г;

• - комплект гирь КГО-3-5 по ГОСТ 7328.

• 2.2 Блок измерений показателей качества продукта (далее - БИК), на месте установки поверяемого преобразователя плотности, оборудованный следующими средствами измерений:

-термопреобразователем сопротивления с преобразователем измерительным, пределы допускаемой абсолютной погрешности: ± 0,2 °C;

• - термометром стеклянным ртутным типа ТЛ-4Б, цена деления 0,1 °C, пределы допускаемой абсолютной погрешности: ±0,2 °C;

-преобразователем избыточного давления измерительным, пределы допускаемой приведенной погрешности: ± 0,5 %;'

• - манометром точных измерений МТИ- 0,6.

• 2.3 Устройство обработки информации системы измерений количества и показателей качества продукта (далее - УОИ), на которое по каналам связи передаются выходные сигналы поверяемого преобразователя плотности, преобразователей избыточного давления и температуры.

• 2.4 Частотомер электронно-счетный 43-38 по ГОСТ 7590 (МЭК 51-4) с диапазоном измерений от 10 Гц до 10 МГц.

• 2.5 Источник постоянного тока и напряжения Б5-38 с нестабильностью 0,01 %.

• 2.6 Для промывки и просушки пикнометров используют следующие приборы и материалы:                                                                    *

• - промывочные жидкости: спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300, нефрас по ГОСТ 8505 или бензин-растворитель для резиновой промышленности;

• - пылесос (фен) электрический бытовой;

• - салфетки хлопчатобумажные, ветошь.

• 2.7 Допускается применение других средств поверки с аналогичными или лучшими характеристиками.

При проведении поверки соблюдают следующие требования безопасности:

• 3.1 При проведении поверки соблюдают «Правила техники безопасности при эксплуатации установок потребителей», утвержденные Главгосэнергонадзором.

• 3.2 При проведении поверки соблюдают требования безопасности в БИК и в операторной в соответствии с инструкцией по эксплуатации соответствующей СИКН, утвержденной его владельцем, а также требования безопасности при работе в химико-аналитической лаборатории по анализу нефти и нефтепродуктов в соответствии с РД 39-0147103-354.

• 3.3 При работе с пикнометрами соблюдают меры безопасности в соответствии с требованиями технической документации, а также меры безопасности, определяемые "Правилами технической эксплуатации сосудов, работающих под давлением".

• 3.4 Помещения, в которых проводят работы с легковоспламеняющимися жидкостями, оборудуют установками пожарной сигнализации и пожаротушения в соответствии с ГОСТ 12.4.009 и оснащают общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией и вытяжными шкафами.

При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C                         от 5 до 35;

• - температура продукта, °C

-давление продукта, бар, не более

-температура в помещении, где проводят промывку, продувку

вщдухом, взвешивание ^опорожнение пикнометров, °C          от 15 до 35.

Перед проведением поверки выполняют следующие работы:

-промывают внутреннюю полость преобразователя плотности растворителем (бензином, нефрасом), используя шомпол с ершиком из мягкого материала или ткань;

-подготавливают пикнометры к проведению измерений, для этого их разбирают, промывают, собирают и продувают воздухом;

-подготавливают электронные весы в соответствии с инструкцией по эксплуатации;

• - взвешивают пустые пикнометры. Непосредственно перед взвешиванием пикнометров калибруют весы в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Взвешивают каждый из пикнометров не менее трех раз, вычисляют среднее значение результатов взвешивания. Сходимость раультатов взвешивания пикнометров: не более 0,02г, в противном случае взвешивание повторяют. Измеряют температуру атмосферного воздуха и барометрическое давление в комнате, где проводилось взвешивание;

• - пикнометрическую установку с установленными пикнометрами подсоединяют к трубопроводу в БИК. Устанавливают расход продукта в БИК в пределах рабочего диапазона расхода, расход через пикнометрическую установку должен быть не менее 0,2 м³/ч.

• 6.1 Внешний осмотр                          ,

При проведении внешнего осмотра устанавливают:

• - соответствие комплектности и маркировки преобразователя плотности требованиям технической документации;

• - отсутствие на преобразователе плотности механических повреждений и дефектов покрытий, ухудшающих его внешний вид и мешающих работе;

• - соответствие надписей и обозначений на преобразователе требованиям технической документации;

• - правильность монтажа преобразователя плотности и пикнометрической установки в БИК и отсутствие протечек через фланцевые и резьбовые соединения.

• 62 Опробование

Проверяют общее функционирование преобразователя плотности с УОИ в соответствии с инструкцией по эксплуатации, соответствие введенных в УОИ градуировочных коэффициентов сертификату преобразователя плотности и правильность вычисляемых значений плотности.

• 63 Определение абсолютной погрешности преобразователя плотности

Абсолютную погрешность преобразователя плотности определяют при измерениях плотности продукта одновременно преобразователем плотности и комплектом пикнометров при температуре и давлении из рабочего диапазона в БИК в месте установки поверяемого преобразователя плотности.

• 6.3.1 Плотность продукта вычисляют по результатам измерений периода колебаний выходного сигнала преобразователя плотности.

Измерения начинают после стабилизации параметров продукта в преобразователе плотности и пиктометрах, когда изменение температуры продукта во времени не превышает 0,1 С/мин, изменение давления - 0,5 бар/мин, изменение периода - 0,02 мкс/мин.

Период выходного сигнала преобразователя плотности, температуру и давление продукта измеряют в следующей последовательности: снимают показания термометра и манометра в БИК, показания преобразователей температуры и давления в БИК, преобразователя температуры в пикнометрической установке. Затем закрывают выходной кран второго по потоку пикнометра, снимают показания манометра в БИК, после этого закрывают остальные краны пикнометров. За 1-2 минуты до закрытия кранов начинают фиксировать период колебаний выходного сигнала преобразователя плотности и продолжают до момента закрытия выходного крана. Значение периода колебаний выходного сигнала преобразователя плотности снимают с УОИ СИКН. Допускается измерять частоту (период колебаний) выходного сигнала преобразователя плотности с помощью частотомера.

Отсоединяют пикнометры, промывают наружную поверхность растворителем и продувают сухим сжатым воздухом до полного удаления остатков растворителя.

• 6.3.2 Взвешивают заполненные пикнометры аналогично взвешиванию пустых пикнометров по разделу 5.

• 6.3.3 Опорожняют пикнометры, разбирают их, моют тело пикнометра и детали кранов в растворителе и продувают сухим воздухом до полного удаления остатков растворителя. При наличии воды в продукте для быстрого удаления остатков воды из пикнометров рекомендуется предварительно промыть тела пикнометров и детали кранов спиртом.

Собирают пикнометры и взвешивают согласно разделу 5. Сходимость результатов взвешивания пустых пикнометров до и после измерений плотности: не более 0,02 г., в противном случае измерения плотности повторяют.

Примечание - Допускается проводить взвешивание пустых пикнометров по п. 6.3.3 не при каждом измерении плотности, а после серии из, 3-5 измерений.

• 6.3.4 Вычисляют результат измерений плотности у>₁₍₂₎ одним из пикнометров по формуле

  Р1(2) ~

  Рг]

  Кг

  (1)

где р 1(2) - результат измерений плотности жидкости одним из пикнометров, кг/м ’;

W3, — среднее арифметическое значение результатов взвешивания заполненного пикнометра, г;

Wn - среднее арифметическое значение результатов взвешивания пустого пикнометра, г; е - плотность атмосферного воздуха, г/см¹, вычисленная по формуле

е = [1198,4 + 1,6х(Р_а - 760) - 4 х (t_a - 2.0)] х 10'⁶,

где Р_а - барометрическое давление, мм.рт.ст.;

t_a - температура атмосферного воздуха, °C;

р_г - плотность материала гирь (р_г = 8 г/см¹);

V_tP - вместимость пикнометра, приведенная к условиям отбора пробы продукта, см’, вычисленная по формуле

где V - вместимость пикнометра, указанная в свидетельстве о поверке, см³;

F_t - коэффициент изменения вместимости пикнометра при изменении температуры жидкости, указанный в свидетельства о поверке, см³/°С;

t - температура пикнометра при отборе пробы продукта, °C;

to - температура поверки пикнометра (берут из свидетельства о поверке), °C;

Fp - коэффициент изменения вместимости пикнометра при изменении давления продукта, см³/бар;

Р - давление в пикнометре при отборе пробы продукта (по показанию преобразователя давления или манометра в БИК), бар.

Вычисляют результат измерений плотности продукта вторым пикнометром по формуле (1). Если разность результатов измерений плотности продукта первым и вторым пикнометрами не превышает 0,20 кг/м³, результаты считают достоверными.

Вычисляют среднее арифметическое значение этих двух результатов измерений плотности по формуле

где р_п - результат измерений плотности комплектом пикнометров, кг/м³;

р,, р₂ - результат измерений плотности первым и вторым пикнометрами соответственно, кг/м³.

Если температура продукта в пикнометрах отличается от температуры продукта в преобразователе плотности более чем на 0,1°С, значение плотности р_п приводят к температуре продукта в преобразователе плотности по формуле

(5)

где Рп_1тш~ результат измерений плотности комплектом пикнометров, приведенный к температуре продукта в преобразователе плотности, кг/м³;

р - коэффициент объемного расширения продукта (при измерениях плотности нефти -по МИ 2153, для нефтепродуктов коэффициент объемного расширения приведен в приложении А), 1/°С;

tnn - температура жидкости в преобразователе плотности, °C;

tn - средняя температура жидкости в пикнометрах, °C.

Операции поверки по п 6.3.1 и 6.3.2 проводят не менее трех раз и результаты заносят в протокол поверки (приложение Б).

• 6.3.3 Абсолютную погрешность преобразователя плотности при каждом измерении вычисляют по формуле

  (6)

  

где р₍,_р - плотность продукта, измеренная преобразователем плотности при температуре и давлении поверки, кг/м³; значение p_t._p при поверке вычисляют по формуле

А.р = А ^х 0 + ^2° ^{х р}ш/)+ ^К21 х Р/7.//,

где Р_пл - давление в преобразователе плотности, бар;

К20, К21- коэффициенты давления, вычисленные по формулам ²

ПЛ ’

где К20А, К20В, К21А,.К21В - коэффициенты, указанные в сертификате градуировки преобразователя плотности;

p_t - плотность продукта при температуре поверки, вычисленная по формуле

р, =рх[1 + К18х(г_ш/ -20)]+К19х(г_л„ -20),              (10)

где К18 и К19 - температурные коэффициенты, указанные в сертификате преобразователя плотности;

р - плотность жидкости без учета коэффициентов температуры и давления, вычисленная по формуле

р = К0 + К1хТ + К2хТ²,

где КО, KI, К2 -коэффициенты, указанные в сертификате градуировки преобразователя плотности;

Т - период колебаний выходного сигнала преобразователя плотности, мкс.

При поверке преобразователей плотности SARASOTA FD950“, FD960 с сертификатом градуировки, в котором не используют коэффициенты КО, К1,..., К21, плотность /?, _р вычис

т

0 corrected

т

0 corrected

где Do, К, - коэффициенты преобразователя плотности (берут из сертификата градуировки);

То corrected - коэффициент преобразователя плотности с учетом температуры и давления жидкости при поверке, рассчитанный по формуле

То corrected ~ То + TEMPCO(t - teal) + PRESCO(P - Peal),

где To - коэффициент преобразователя плотности (берут из сертификата градуировки), мкс;

ТЕМРСО - температурный коэффициент (берут из сертификата градуировки), мкс/°С;

t - температура плотности продукта в преобразователе плотности, ^С;

tcai - температура градуировки преобразователя плотности (берут из сертификата градуировки), °C;

PRESCO - коэффициент давления (берут из сертификата градуировки), мкс/бар;

Р - абсолютное давление в преобразователе плотности, бар;

Pcai - абсолютное давление градуировки преобразователя плотности ((берут из сертификата градуировки), бар.

При поверке преобразователей плотности с другими градуировочными коэффициентами значение p_{t р} вычисляют по алгоритму, приведённому в документации на поверяемую модель преобразователя плотности с учётом поправок на влияние температуры и давления, используя значения периода сигнала, температуры, давления и коэффициенты из сертификата градуировки или предыдущего свидетельства о поверке на поверяемый преобразователь плотности.

Абсолютная погрешность преобразователя плотности, рассчитанная по формуле (6) для каждого измерения плотности при поверке, не должна превышать 0,30 кг/м³ для всех типов преобразователей плотности.

Приложение А

Значения коэффициента объемного расширения нефтепродуктов

в зависимости от их плотности

Приложение Б

ПРОТОКОЛ №____

поверки преобразователя плотности

(форма)

Тип ___________________ Зав.№___________ Представлен____________________________________

Место поверки__________________________________________________

РЕЗУЛЬТАТЫ

поверки преобразователя плотности

Должность, подпись, И.О.Фамилия лица,

проводившего поверку________

Дата проведения поверки «___»

Приложение В

Библиография

• 1. ГОСТ 12.4.009-83 ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание.

• 2. ГОСТ 7328-2001 Гири. Общие технические условия.

• 3. ГОСТ 7590-93 (МЭК 51-4-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 4. Особые требования к частотомерам.

• 4. ГОСТ 8505-80 Нефрас-С 50/170. Технические условия.

• 5. ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия.

• 6. ПР 50.2.006-94 ГСП. Порядок проведения поверки средств измерений.

• 7. МИ 2153-2001 ГСИ. Плотность нефти. Требования к методике выполнения измерений ареометром при учетных операциях.

• 8. РД 39-0147103-354-89. Руководящий документ. Типовое положение о лаборатории, производящей анализы нефти при приемо-сдаточных операциях.

¹

V_tP = V + F, х (t - to) + F_p x P ,

²

К20 = К20А + К20В х Р_ш/ ,