Поверка средств измерений, используемых при учетных операциях

Раздел 4. Поверка средств измерений, используемых при учетных операциях

Испытания и поверка средств измерений

Поверка и калибровка представляют собой совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ документально установленным техническим требованиям.

Суть поверки средств измерений заключается в нахождении погрешности СИ и установлении его пригодности к применению. По содержанию поверка СИ – это совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы или другими уполномоченными организациями с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям.

При поверке производится передача размера единиц, т.е. приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерения, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном.

Схема, по которой производится передача размера единиц, называется поверочной. Она устанавливает средства, методы и точность передачи размеров единиц от государственного эталона рабочим средствам измерений.

Общий вид такой схемы изображен на рисунке.

Рис. 1 . Поверочная схема

Рекомендуемые материалы

Различают следующие виды поверок СИ:

1) Первичная поверка  - для СИ утвержденных типов при выпуске из производства и после ремонта, а также при ввозе по импорту.

2) Периодическая поверка  - для СИ, находящихся в эксплуатации или на хранении. Результаты периодической поверки действительны в течение межповерочного интервала.

3) Внеочередная поверка, осуществляется при эксплуатации и хранении СИ в следующих случаях:

- повреждение знака поверительного клейма, а также утрата свидетельства о поверке;

- ввод в эксплуатацию СИ после длительного хранения (более одного межповерочного интервала;

- неудовлетворительная работа прибора или проведение повторной настройки после ударного воздействия на СИ.

4) Инспекционная поверка – производится для выявления пригодности к применению СИ при осуществлении государственного метрологического надзора.

5) Экспертная поверка производится при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам, исправности СИ и пригодности их к применению.

         Рассмотрим методы поверки счетчиков жидкости и емкостей для хранения нефти и нефтепродуктов.

1. Трубопоршневые поверочные установки

Основными средствами поверки, используемыми для поверки турбинных и других преобразователей расхода (ТПР) на УУН, являются трубопоршневые поверочные установки (ТПУ).

По сравнению с другими средствами поверки ТПУ имеют большие преимущества:

§ возможность поверки преобразователей на месте эксплуатации в процессе измерения в рабочих условиях;

§ полная герметизация процесса поверки;

§ возможность поверки ТПР на больших расходах – до 10.000 м³/ч;

§ независимость метрологических характеристик ТПУ от рода, вязкости жидкости и условий эксплуатации;

§ возможность полной автоматизации процесса поверки.

Только благодаря применению ТПУ стало возможным использование турбинных счётчиков для коммерческого учёта и нефтепродуктов. В настоящее время на предприятиях нефтяной промышленности для поверки счётчиков различного назначения применяются ТПУ пропускной способностью от 100 до 4000 м³/ч, как отечественные, так и импортные [7].

ТПУ представляет собой участок трубопровода, собранный из труб и отводов, в котором движется герметичный поршень, а на концах имеются датчики-детекторы, фиксирующие прохождение поршня. Участок, ограниченный детекторами и называемый калиброванным участком, выполняется из труб, калиброванных по внутреннему диаметру. В большинстве случаев внутренняя поверхность калиброванного участка тщательно очищается и наносится покрытие на основе синтетических смол для защиты от коррозии и уменьшения трения при движении поршня. Калиброванный участок может быть выполнен прямолинейным или согнут в виде петли для уменьшения габаритов установки. Для поверки счётчика в трубопровод перед калиброванным участком вводится поршень, который полностью перекрывает сечение и движется вместе с жидкостью с одинаковой скоростью. При прохождении поршня через первый детектор по его сигналу начинается отсчёт импульсов от поверяемого ТПР. Когда поршень достигает второго детектора, по его сигналу отсчёт импульсов прекращается. По показанию счётчика и объёму калиброванного участка ТПУ определяется коэффициент преобразования и другие метрологические характеристики ТПР. После прохождения калиброванного участка поршень необходимо вернуть обратно. По способу возврата поршня ТПУ разделяются на два типа: однонаправленные и двунаправленные. В однонаправленных ТПУ поршень всегда движется в одном направлении – от начала к концу калиброванного участка. Для этого между началом и концом калиброванного участка имеется устройство для пуска и приёма поршня. С помощью этого устройства поршень запускается в калиброванный участок, а после прохождения последнего снова попадает в это устройство. В двунаправленных ТПУ поршень движется по калиброванному участку в обоих направлениях. Для этого после каждого прохождения поршнем калиброванного участка изменяется направление движения жидкости с помощью четырёхходового крана. Оба типа ТПУ могут быть выполнены стационарными или передвижными (на автомобиле или прицепе). Вследствие того, что поверка ТПР и счётчиков производится периодически, коэффициент использования стационарных ТПУ очень низок. Поэтому передвижные ТПУ намного экономичнее. Однако, транспортабельными могут быть выполнены ТПУ пропускной способностью только до 500-550 м³/ч.

Как уже было сказано, в двунаправленных ТПУ поршень совершает движение в калиброванном участке попеременно то в одном, то в другом направлении. На рис.2.3 показана схема такой ТПУ с четырехходовым краном. Установка состоит из калиброванного участка 3 с детекторами 4, двух камер 2 и устройства для изменения направления движения жидкости – четырёхходового крана 1. Обе камеры имеют одинаковую конструкцию и представляют собой отрезок трубы, имеющий диаметр больше, чем диаметр калиброванного участка. Обычно камеры располагаются наклонно или вертикально. После выхода из калиброванного участка поршень попадает в одну из камер и находится в ней в восходящем потоке до тех пор, пока направление движения не изменится на обратное. При этом поршень увлекается в калиброванный участок. Для изменения направления движения жидкости в ТПУ применяются четырёхходовые краны различной конструкции: Z-образные, пробковые и т.д. На рис.2.4а показан Z-образный кран. В цилиндрическом корпусе 1 находится Z-образный переключатель 2, способный поворачиваться вокруг вертикальной оси и уплотнённый по периферии манжетой 3. Поворот крана осуществляется с помощью гидроцилиндра. Схема переключения потока ясна из рисунка. Для уменьшения сил трения и предотвращения разрушения манжеты при повороте крана манжета выполнена в виде трубки из полиуретана, внутренняя полость которой заполнена маслом. После поворота крана внутрь манжеты подаётся давление, трубка расширяется и осуществляется герметизация крана. Перед очередным поворотом давление внутри манжеты снижается, уменьшается её сечение и исключается трение при повороте крана. Такая конструкция четырёхходового крана применена, например, в ТПУ “Smit Meter Inc”.

В связи с тем, что при прохождении поршня в разных направлениях детекторы могут срабатывать неодинаково и объём может оказаться неодинаковым, для обеспечения постоянной вместимости принято считать за один цикл измерения двунаправленной ТПУ проход поршня  в обоих направлениях. Однако, это увеличивает время на поверку счётчиков, поэтому целесообразно определять вместимость ТПУ отдельно для каждого направления. В некоторых ТПУ в начале и конце калиброванного участка устанавливаются по два детектора, что повышает надежность.

Кроме детекторов ТПУ может иметь датчики, сигнализирующие о положении поршня и о стадиях работы ТПУ: пуск поршня, проход через детекторы, приход в камеру и т.д. Наличие таких датчиков облегчает управление ТПУ. Все ТПУ должны иметь приборы (датчики) для измерения температуры стенок, жидкости и давления на входе и выходе из установки. Для обеспечения полной автоматизации процесса поверки ТПУ снабжаются датчиками температуры и давления.

В описанных ТПУ применяются поршни, выполненные в виде полого шара. Внутренняя полость шара заполняется жидкостью, для чего он снабжается клапаном, заделанным в стенку. К материалу и конструкции поршня предъявляются жесткие требования:

§ стойкость к измеряемой среде;

§ высокая механическая прочность и прочность на истирание;

§ высокая эластичность;

§ стойкость к воздействию температуры от минус 50 до +50 °С;

§ низкий коэффициент трения;

§ конструкция поршня должна позволять изменять его диаметр путём закачивания жидкости под избыточным давлением.

Указанным требованиям удовлетворяют эластомеры типа полиуретанов. Толщина стенок поршня 25-50 мм и более в зависимости от диаметра. При работе ТПУ диаметр поршня должен быть больше внутреннего диаметра труб калиброванного участка (так называемый “натяг”), чтобы исключить протечки жидкости между поршнем и стенками труб и отставание поршня от жидкости.

Фактическая погрешность ТПУ неодинакова и колеблется от 0,05 до 0,1 % в зависимости от качества труб (постоянства диаметра, разностенности, овальности), покрытия, поршня и метода поверки.

Определение параметров ТПУ

Лекция "Духовная культура тюрского периода" также может быть Вам полезна.

Параметры ТПУ, производимых зарубежными фирмами, определены в соответствии со стандартом АНИ США 2531. По этому стандарту приняты следующие соотношения:

1. Объём калиброванного участка ТПУ должен быть не менее 0,5 % от максимального расхода, выраженного в м³/ч, т.е. V = 0,005Qmax (м³);

2. Объём калиброванного участка должен соответствовать не менее 10000 импульсов выходного сигнала поверяемого счётчика;

3. Длина калиброванного участка должна быть не менее 10000 раз больше погрешности детекторов, приведённой к ходу поршня.

4. Скорость движения поршня должна быть не более 3 м/с.