Государственный научный метрологический центр ФГУП “Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им.

Д.П Менделеева”

( ГНМЦ ФГУП “ВНИИМ им. Д.И. Менделеева”)

Госстандарта России

УТВЕРЖДАЮ

ГНМЦ ФГУП Д.И. Менделеева’1

РЕКОМЕНДАЦИЯ Государственная система обеспечения единства измерений

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЛОТНОСТИ ПОТОЧНЫЕ Методика градуировки на месте эксплуатации

МИ 2302-1МГ-2003

Санкт-Петербург - 2003

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАНА ГМНЦ ФГУП «Всероссийский научно- исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» ИСПОЛНИТЕЛИ Домостроева Н.Г. - кандидат технических наук, Домостроев А.В, Снегов В.С. - кандидат техниче 2. РАЗРАБОТАНА ских наук ОАО «Инфракрасные и Микроволновые Системы» ИСПОЛНИТЕЛИ: Дворяшин А.А. - кандидат физико-математических 3. УТВЕРЖДЕНА наук ГНМЦ ФГУП “ВНИИМ им. Д.И. Менделеева” 15 мая 2003 года 4.ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ГНМЦ ФГУП “ВНИИМ им. Д.И. Менделеева” №2302- 1МГ-2003

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

II

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, °С;

t₀ - температура поверки пикнометра, берется из свидетельства о поверке, °С;

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

Р - давление в пикнометре при отборе пробы продукта (по показанию преобразователя давления 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, то результаты следует считать достоверными.

Вычисляют среднее арифметическое значение этих двух результатов измерений плотности по формуле

Р/7 +Рз) >    (4)

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

р₁, р₂ - результат измерения 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 ¹

где Рп,_тт результат измерения плотности комплектом пикнометров, приведенный к температуре продукта в преобразователе плотности, кг/м³;

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

tnn - температура жидкости в преобразователе плотности, °С;

tn~ средняя температура жидкости в пикнометрах, °С.

Операции по п 6.3.1 и 6.3.2 проводят не менее трех раз и результаты

заносят в протокол градуировки (приложение А). Если плотность измеряют отдельно при минимальном и максимальном давлении, в каждой точке проводят не менее трех измерений.

6.3.3 Разность значений плотности продукта, измеренной преобразователем плотности и комплектом пикнометров, при каждом измерении вычисляют по формуле

Ар = р_ир - р_Ппнш,    (6)

где р, р -    плотность продукта, измеренная преобразователем плотности

при температуре и давлении градуировки, кг/м³; значение p_tjP вычисляют по формуле

Р.г =А*(1 + Я'20*Р„_л)+Л'21хР,„,,    (7)

где Р_пл - давление в преобразователе плотности, бар;

К20, К21- коэффициенты давления, вычисленные по формулам

К20 = К20А + К20В х Р_лл ,    (8)

К21 = К21А + К21В х Рд,,,    (9)

где К20А, К20В, К21А, К21В - коэффициенты, указанные в сертификате градуировки преобразователя плотности; ²

pt - плотность продукта при температуре градуировки, вычисленная по формуле

Р,=рА1 + К18х(Т,_лу -20)]+К19х(Т_м -20),    (10)

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

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

/> = К0 + К1хТ + К2хТ\    (11)

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

Т - период колебаний выходного сигнала преобразователя плотности,

мкс.

6.3.4 Новое значение коэффициента Ко по результатам градуировки

(Ко') вычисляют по формуле

К₀' - К₀ - Др,    (12)

где Ар - среднее значение разности плотности продукта, измеренной преобразователем плотности и комплектом пикнометров.

Если измерения плотности при градуировке проводили при двух значениях давления - минимальном и максимальном, в формуле (12) используют значение Ар, меньшее по абсолютной величине.

6.3.5 Для преобразователей плотности FD950, FD960 с сертификатом градуировки без коэффициентов КО, Kl,..., К21 (приложение В) после каждого измерения плотности преобразователем и комплектом пикнометров вычисляют коэффициент D₀ по формуле

где К - коэффициент преобразователя плотности, берется из сертификата градуировки;

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

То corrected = Т₀ + TEMPCO(t - t_cal) + PRESCO(P - Р_са1), (14)

где Т₀ - коэффициент преобразователя плотности, берется из сертификата градуировки, мкс;

ТЕМРСО - температурный коэффициент преобразователя плотности, берется из сертификата градуировки, мкс/°С;

t - температура продукта в преобразователе плотности, °С;

t_Cai - температура градуировки преобразователя плотности, берется из сертификата градуировки, °С;

PRESCO - коэффициент давления, берется из сертификата градуировки, мкс/бар;

Р - давление в преобразователе плотности, бар абсолют;

Р_са1 - давление градуировки преобразователя плотности, берется из сертификата градуировки, бар абсолют.

В качестве нового значения коэффициента D₀ в сертификат градуировки вносят среднее значение из величин, рассчитанных по формуле (13).

6.3.6 Определяют погрешность измерений плотности преобразователем с новыми коэффициентами КО или D₀ при рабочих значениях температуры и давления по МИ 2797-2003 (Преобразователи плотности поточные. Методика поверки на месте эксплуатации). Если измерения плотности при градуировке проводили при двух значениях давления - минимальном и максимальном, погрешность также определяют при двух значениях давления.

Если погрешность измерений плотности не превышает предела допускаемой погрешности, указанного в МИ 2797-2003, то коэффициенты К18, К19, К21А, К21В не определяют.

11

At - разность температур продукта в каждом измерении при градуировке преобразователя плотности на месте эксплуатации t, и из сертификата последней градуировки (20°С).

6.5 Определение коэффициентов давления К21А, К21В

Для корректировки коэффициентов давления используют результаты измерений плотности продукта преобразователем плотности и комплектом пикнометров при определении коэффициента КО при минимальном и максимальном давлении по п. 6.3.

Коэффициенты К21А, К21В рассчитывают по формулам

где а, b - коэффициенты зависимости поправки по давлению Ар_р от величины давления;

К20А, К20В - коэффициенты давления, которые не корректируют при градуировке на месте эксплуатации, значения коэффициентов берут из последнего сертификата градуировки;

р, - среднее значение из величин, рассчитанных по формуле (10). Коэффициенты а, b рассчитывают по формулам

где n - число измерений плотности продукта по п. 6.3;

Ар_р- поправка по давлению при каждом измерении плотности, рассчитанная по формуле

^aPf, = Рш_р1 - Ри •    (22)

Если выполнена корректировка температурных коэффициентов по п. 6.4, величину поправки по давлению др_р> рассчитывают по формулам (10) и (22) с использованием новых значений коэффициентов К18, К19.

7 Оформление результатов градуировки

7.1    Результаты градуировки оформляют протоколом по форме, приведенной в приложении А.

7.2    Выдают сертификат по форме, приведенной в приложениях Б, В. В сертификат вносят полученные при градуировке новые значения коэффициентов КО или D₀, К18, К19, К21А, К21В остальные коэффициенты берут из сертификата, выданного при последней градуировке преобразователя плотности.

14

Таблица А.З - Определение коэффициентов К21 А, К21В

К20А =_ К20В    -

а =    _ b =_

К21А =     К21В    =

Должность, подпись, И.О. Фамилия лица, проводившего градуировку

Дата проведения градуировки «_»

СОДЕРЖАНИЕ

1    Операции градуировки ............................................................................................................1

2    Средства градуировки...............................................................................................................1

3    Требования безопасности..........................................................................................................3

4    Условия градуировки ...............................................................................................................4

5    Подготовка к градуировке ........................................................................................................4

6    Проведение градуировки и о бработка результатов измерений ...........................................5

7    Оформление результатов градуировки .................................................................................13

Приложение А Форма протокола градуировки преобразователя плотности...........................14

Приложение Б Форма сертификата градуировки преобразователя плотности.........................16

Приложение В Форма сертификата градуировки преобразователя плотности........................17

III

РЕКОМЕНДАЦИЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЛОТНОСТИ ПОТОЧНЫЕ МЕТОДИКА ГРАДУИРОВКИ НА МЕСТЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

При проведении градуировки применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства и материалы:

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 2-х штук) с погрешностью по вместимости не более ± 0,025 см³;

-    теплоизолирующий футляр для двух пикнометров;

-    2 термопреобразователя сопротивления, вмонтированных в теплоизолирующий футляр, в комплекте с индикатором температуры, пределы допускаемой абсолютной погрешности ±0,1°С;

-    расходомер в качестве индикатора расхода продукта через пикнометры в диапазоне от 0,1 до 1,5 м³/ч (погрешность не нормируется);

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

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

2.2    В блоке измерения показателей качества продукта (далее - БИК), где установлен градуируемый плотномер, должны быть следующие средства измерений, используемые при поверке:

-    термопреобразователь сопротивления с преобразователем измерительным, пределы допускаемой абсолютной погрешности ± 0,2 °С;

-    термометр стеклянный ртутный тип ТЛ-4Б, цена деления 0,1 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности ±0,2 °С по ТУ25-2021.003-98;

-    преобразователь избыточного давления измерительный, пределы допускаемой приведенной погрешности ± 0,2 %;

-    манометр точных измерений МТИ- 0,6 по ТУ25.05.1481-77.

2.3    Выходные сигналы поверяемого преобразователя плотности, преобразователей избыточного давления и температуры должны передаваться по каналам связи на устройство обработки информации системы измерений количества и показателей качества продукта (далее - УОИ), позволяющее считывать мгновенные значения периода выходного сигнала преобразователя плотности, значения температуры и давления в БИК во время проведения поверки.

2.4    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 по ТУ 38-401-67-108-92;

-    пылесос (фен) электрический бытовой;

-    салфетки хлопчатобумажные, ветошь.

2.5    Допускается применение других средств измерений с аналогичными или лучшими характеристиками, типы которых утверждены.

3 Требования безопасности

При проведении градуировки соблюдают следующие требования безопасности:

3.1    Руководствуются правилами техники безопасности при эксплуатации установок потребителей, утвержденной Главгосэнергонадзором.

3.2    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 химикоаналитической лаборатории по анализу нефти и нефтепродуктов в соответствии с РД 39-0147103-354-89.

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.

4 Условия градуировки

При проведении градуировки соблюдают следующие условия:

- температура окружающего воздуха, °С    от 5 до 35;

- температура продукта, °С    от 0 до 60;

-    давление продукта, бар, не более    60;

-    температура в помещении, где проводят промывку, продувку

воздухом, взвешивание и опорожнение пикнометров, °С от 15 до 35.

5,Подготовка к градуировке

Перед проведением поверки выполняют следующие работы:

-    промывают внутреннюю полость преобразователя плотности растворителем (бензином, нефрасом), используя шомпол с ершиком 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 результатов взвешивания пикнометров должна быть не более 0,02г, в противном случае взвешивание повторяют. Измеряют температуру атмосферного воздуха и барометрическое давление в комнате, где производилось взвешивание.

-    пикнометрическую установку с установленными пикнометрами подсоединяют к трубопроводу в БИК. Устанавливают расход продукта в БИК в пределах ³

рабочего диапазона расхода, расход через пикнометрическую установку должен быть не менее 0,2 мЗ/ч.

6 Проведение градуировки и обработка результатов измерений

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.

6.2    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.

6.3    Определение коэффициентов К₀, D₀

Измеряют плотность продукта одновременно преобразователем плотности и комплектом пикнометров при температуре и давлении из рабочего диапазона в БИК, где установлен градуируемый преобразователь плотности.

Если разность между максимальным и минимальным давлением продукта в БИК равна или превышает 5 бар, плотность измеряют отдельно прр минимальном

и максимальном давлении.

5

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 пикнометрах, 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 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, значения температуры и давления снимают с дисплея УОИ СИКН.

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 согласно п. 5.

Опорожняют пикнометры, разбирают их и 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 п. 5, сходимость результатов взвешивания пустых пикнометров до и после измерения плотности (п.п. 5 и 6.3.2) ⁴

1

2

3

4