ĐLVN 95:2002 pptx

3 văn bản kỹ thuật đo lờng việt nam ĐLVN 95 : 2002 Đồng hồ kiểu tua bin - Quy trình kiểm định Turbin Flowmeters - Methods and means of verification 1 Phạm vi áp dụng Văn bản kỹ thuật ny quy định phơng pháp v phơng tiện kiểm định ban đầu, định kỳ v bất thờng các đồng hồ kiểu tua bin dùng lm phơng tiện đo trong các hệ thống đo đếm dầu mỏ. 2 Các định nghĩa 2.1 đồng hồ kiểu tua bin đợc sử dụng trong văn bản ny (sau ny gọi tắt l đồng hồ) l loại đồng hồ phát tín hiệu ra ở dạng xung tại tần số tỷ lệ với vận tốc góc của rô to có nhiều cánh, đồng thời vận tốc ny lại tỷ lệ với lu lợng thể tích của chất lỏng đi qua đồng hồ. 2.2 Hệ số lu lợng K (K-factor) l tỷ số giữa số lợng xung phát ra bởi đồng hồ v thể tích chất lỏng đi qua. 3 Các phép kiểm định Khi kiểm định đồng hồ phải lần lợt thực hiện các phép kiểm định dới đây: 3.1 Kiểm tra bên ngoi: theo mục 7.1. 3.2 Kiểm tra kỹ thuật: theo mục 7.2. 3.3 Kiểm tra đo lờng: theo mục 7.3. 4 Phơng tiện kiểm định Phơng tiện kiểm định đồng hồ l một hệ thống gồm các thiết bị cơ bản dới đây: - ống pít tông chuẩn có lu lợng lm việc phù hợp với lu lợng lm việc của đồng hồ; - Đồng hồ đếm xung; - Tần kế; - Nhiệt kế có giá trị độ chia không vợt quá 0,1 o C; 4 ĐLVN 95 : 2002 - áp kế cấp chính xác 1,0; - Nhớt kế; - Tỷ trọng kế. Sơ đồ nguyên lý v các bộ phận, thiết bị cơ bản của hệ thống đợc mô tả trong phụ lục 1. 5 Điều kiện kiểm định Khi tiến hnh kiểm định phải đảm bảo các điều kiện sau: 5.1 Việc kiểm định đồng hồ đợc thực hiện tại nơi lắp đặt cùng với các thiết bị khác của hệ thống đo (thiết bị nắn dòng, các đoạn ống thẳng, lọc, tách khí, vv ). 5.2 Chênh lệch lu lợng khỏi giá trị lu lợng kiểm định không đợc vợt quá 2,5 %. 5.3 Không đợc phép có khí lẫn trong dòng chảy trong các phép đo thuộc nội dung kiểm tra đo lờng đồng hồ. 5.4 Đồng hồ phải phát ra số lợng xung không nhỏ hơn 10 4 trong mỗi phép đo thuộc nội dung kiểm tra đo lờng. 6 Chuẩn bị kiểm định Trớc khi tiến hnh kiểm định phải thực hiện các công việc sau: 6.1 Kiểm tra độ kín của hệ thống gồm ống pít tông chuẩn, các van, đờng ống công nghệ. Việc kiểm tra đợc thực hiện tại áp suất lm việc của hệ thống trong thời gian 5 phút. Nếu không có rò rỉ tại các mặt bích, mối nối ren hoặc hn, gioăng đệm thì coi nh hệ thống đạt yêu cầu về độ kín. Độ kín của van 4 ngả của ống pít tông chuẩn đợc kiểm tra theo trình tự quy định trong ti liệu kỹ thuật của van 4 ngả. 6.2 Xả khí ra khỏi ống pít tông chuẩn v các thiết bị lọc của hệ thống theo trình tự sau: Cho chất lỏng chảy qua đồng hồ v ống pít tông chuẩn v mở các van xả khí đợc bố trí tại các vị trí cao nhất của hệ thống v thiết bị lọc. Tiếp tục cho hệ thống vận hnh nh trên vi lần cho đến khi thoát hết hẳn khí. 5 ĐLVN 95 : 2002 6.3 ổn định nhiệt độ trong ống pít tông chuẩn. Cho chất lỏng chảy tuần hon qua đồng hồ v ống pít tông chuẩn cho đến khi nhiệt độ đã ổn định. Nhiệt độ đợc coi l ổn định khi trong một chu trình hoạt động của pít tông chênh lệch giữa nhiệt độ đo đợc trên đờng ống của hệ thống v ống pít tông chuẩn không vợt quá 0,2 o C. 6.4 Lấy mẫu chất lỏng v xác định độ nhớt động v khối lợng riêng của chất lỏng tại nhiệt độ lm việc bằng thiết bị đo độ nhớt v tỷ trọng kế hoặc đọc số chỉ trên các thiết bị đo tự động. 7 Tiến hnh kiểm định 7.1 Kiểm tra bên ngoi Khi kiểm tra bên ngoi cần phải xác định rằng đồng hồ phù hợp với các yêu cầu sau: - Tính đồng bộ theo nh mô tả trong ti liệu vận hnh; - Không có các khuyết tật có thể ảnh hởng tới việc vận hnh lu lợng kế; - Ký nhãn hiệu phải rõ rng v phù hợp với ti liệu vận hnh. 7.2 Kiểm tra kỹ thuật Khởi động hệ thống để cho chất lỏng chảy qua đồng hồ vo ống pít tông chuẩn. Khi pít tông chạy qua tiếp điểm 1, đồng hồ đếm xung của lu lợng kế bắt đầu đếm v phải dừng lại khi pít tông đi qua tiếp điểm 2. Trong quá trình đó kiểm tra độ ổn định của lu lợng theo yêu cầu quy định tại mục 5.2 bằng tần kế (trờng hợp ống pít tông chuẩn l loại 2 chiều thì việc kiểm tra theo chiều ngợc cũng đợc thực hiện theo quy trình tơng tự). 7.3 Kiểm tra đo lờng 7.3.1 Giá trị lu lợng kiểm định Kiểm tra đo lờng đợc thực hiện tại các giá trị giới hạn biên (lớn nhất v nhỏ nhất) của phạm vi lu lợng v các giá trị 20 %, 40 %, 60 % v 80 % của giá trị lu lợng lớn nhất. Thứ tự các phép đo theo lu l ợng có thể đợc thực hiện theo chiều tăng (từ nhỏ nhất đến lớn nhất) hoặc chiều giảm (từ lớn nhất đến nhỏ nhất). 6 Trờng hợp chênh lệch giữa lu lợng lớn nhất v nhỏ nhất (tính theo % lu lợng lớn nhất) nhỏ hơn 20 thì kiểm tra đo lờng đợc thực hiện tại một lu lợng bằng giá trị trung bình giữa lu lợng lớn nhất v nhỏ nhất. ĐLVN 95 : 2002 7.3.2 Tính hệ số lu lợng K K-factor tại mỗi lu lợng kiểm định Cho chất lỏng chảy qua đồng hồ v ống pít tông chuẩn. Trong quá trình pít tông dịch chuyển từ tiếp điểm 1 đến tiếp điểm 2 (v ngợc lại trong trờng hợp ống pít tông chuẩn l loại 2 chiều) số lợng xung phát ra bởi lu lợng kế sẽ đợc đếm bởi bộ đếm tổng. Ghi lại số lợng xung từ bộ đếm tổng, các giá trị nhiệt độ t L , t P v áp suất P L , P P tại đồng hồ v ống pít tông chuẩn. Nhiệt độ v áp suất tại ống pít tông chuẩn l giá trị trung bình giữa các giá trị đo đợc tại lối vo v lối ra của ống pít tông chuẩn. Tại mỗi lu lợng kiểm định thực hiện không ít hơn 5 phép đo v trong ton phạm vi lu lợng thực hiện không ít hơn 11 phép đo theo trình tự nêu trên. Hệ số lu lợng trong phép đo thứ i tại lu lợng kiểm định cụ thể đợc tính theo công thức sau: K i = (N i . C plmi . C tlmi )/(V b . C plpi . C tlpi . C pspi . C tspi ) Trong đó: K i : hệ số lu lợng trong phép đo thứ i, xung/m 3 ; V b : dung tích của ống pít tông chuẩn tại nhiệt độ 15 o C v áp suất d bằng 0 bar, m 3 ; N i : số lợng xung phát ra bởi đồng hồ v đợc đếm bởi bộ đếm tổng, xung; C plpi : hệ số hiệu chính thể tích chất lỏng do áp suất trong ống pít tông chuẩn; C tlpi : hệ số hiệu chính thể tích chất lỏng do nhiệt độ trong ống pít tông chuẩn; C pspi : hệ số hiệu chính sự giãn nở của vật liệu chế tạo ống pít tông chuẩn do áp suất; C tspi : hệ số hiệu chính sự giãn nở của vật liệu chế tạo ống pít tông chuẩn do nhiệt độ; C plmi : hệ số hiệu chính thể tích chất lỏng do áp suất tại đồng hồ; C tlmi : hệ số hiệu chính thể tích chất lỏng do nhiệt độ tại đồng hồ. Các hệ số C plm , C tlmi , C plpi , C tlpi , C pspi v C tspi đợc tra bảng hoặc tính theo phụ lục 2. 7 n j j =1 Trờng hợp số lợng xung phát ra đồng hồ trong 1 chu trình lm việc của ống pít tông chuẩn (quãng đờng pít tông chuyển động từ tiếp điểm 1 tới tiếp điểm 2 v ngợc lại nếu ống pít tông chuẩn l loại 2 chiều) nhỏ hơn 10 4 thì cần phải nội suy xung để tính toán đến phần lẻ của xung. Phơng pháp nội suy để tính phần lẻ của xung đợc trình by trong phụ lục 3. ĐLVN 95 : 2002 Hệ số lu lợng tại lu lợng kiểm định j đợc tính theo công thức sau: K jTB = K ij / n j Trong đó: K jTB : giá trị trung bình của hệ số lu lợng tại lu lợng kiểm định j, xung /m 3 ; K ij : hệ số lu lợng tính trong phép đo thứ i tại lu lợng kiểm định j, xung /m 3 ; n j : số lợng phép đo lặp tại cùng một lu lợng kiểm định j. 7.3.3 Tính độ lệch bình phơng trung bình của thnh phần sai số ngẫu nhiên của đồng hồ Độ lệch bình phơng trung bình S (%) của thnh phần sai số ngẫu nhiên đợc tính theo công thức sau: S = [( i - TB ) 2 /(n-1)] 1/2 Trong đó: i (%): sai số của đồng hồ tại phép đo thứ i v đợc tính theo công thức : i = (K ij K jTB ).100/K jTB TB (%): giá trị trung bình của sai số của đồng hồ v đợc tính theo công thức : TB = i /n ; n = n j .m m: số lợng điểm lu lợng kiểm định. 7.3.4 Tính sai số tơng đối cơ bản của đồng hồ Sai số tơng đối cơ bản của đồng hồ đợc tính theo công thức: C = + t 0,95 . S i=1 n i=1 n 8 Trong đó: C : sai số tơng đối cơ bản của đồng hồ, %; : sai số hệ thống tổng hợp của đồng hồ, %; t 0,95 : hệ số phân bố Student tại mức tin cậy l 95 %. ĐLVN 95 : 2002 Sai số hệ thống tổng hợp của đồng hồ đợc tính theo công thức: = 1,1( 2 P + 2 t + 2 P + 2 V + 2 K ) 1/2 Trong đó: P (%): sai số hệ thống tổng hợp của ống pít tông chuẩn đợc lấy theo giấy chứng nhận kiểm định ống pít tông chuẩn; t (%): sai số hệ thống của phép đo nhiệt độ đợc tính theo công thức t = L . t.100 L : hệ số giãn nở thể tích do nhiệt độ của chất lỏng, o C -1 ; t: sai số tuyệt đối của phép đo nhiệt độ, o C. t = ( 2 tP + 2 tl ) 1/2 tP , tl : sai số tuyệt đối của nhiệt kế tại ống pít tông chuẩn v đồng hồ, o C. P (%): sai số hệ thống của phép đo áp suất đợc tính theo công thức t = F. P.100 F: hệ số nén của chất lỏng, MPa -1 ; P: sai số tuyệt đối của phép đo áp suất; MPa. P = ( 2 PP + 2 Pl ) 1/2 PP , Pl : sai số tuyệt đối của áp kế tại ống pít tông chuẩn v đồng hồ, MPa. V (%): sai số xác định dung tích trung bình của ống pít tông chuẩn đợc lấy theo giấy chứng nhận kiểm định ống pít tông chuẩn; K (%): sai số hệ thống của phép tính giá trị trung bình của hệ số lu lợng trong ton phạm vi lu lợng đợc tính theo công thức: K = (K jTB K TB )/K TB max .100 Trong đó: 9 K TB = K jTB /m ĐLVN 95 : 2002 Hệ số phân bố Student tại mức tin cậy 95 % tuỳ theo số lợng phép đo trong ton phạm vi lu lợng đợc xác định theo bảng 1. Bảng 1 n-1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 t 0,95 2,23 2,20 2,18 2,16 2,15 2,13 2,12 2,11 2,10 2,09 2,09 Kết quả tính toán các giá trị K i , K ij , K jTB , K TB đợc lm tròn đến chữ số có nghĩa thứ năm. Kết quả tính toán các giá trị S, i , TB , , t , P , K đợc lm tròn đến chữ số thứ ba sau dấu phẩy, còn giá trị cuối cùng C đợc lm tròn đến chữ số thứ hai sau dấu phẩy. Kết quả tính toán hệ số lu lợng v sai số cơ bản của hệ số lu lợng đợc trình by trong biên bản kiểm định theo mẫu ở phụ lục 4. 7.3.5 Sai số tơng đối cơ bản cho phép lớn nhất Sai số tơng đối cơ bản lớn nhất của đồng hồ không đợc vợt quá 0,15 %. 8 Xử lý chung 8.1 Đồng hồ đáp ứng đợc các yêu cầu trong các mục 7.1, 7.2 v 7.3.5 của quy trình kiểm định ny thì đợc đóng dấu kiểm định (hoặc kẹp chì) v cấp giấy chứng nhận kiểm định. 8.2 Dấu kiểm định(kẹp chì) phải đợc đóng tại các vị trí ngăn cản đợc việc tháo cơ cấu điều chỉnh v cơ cấu đếm của đồng hồ. 8.3 Đồng hồ không đáp ứng một trong các yêu cầu trong các mục 7.1, 7.2 v 7.3.5 của quy trình ny thì không đóng dấu kiểm định, hoặc xoá dấu kiểm định cũ nếu có v không đợc đa vo lu thông, sử dụng. 8.4 Chu kỳ kiểm định: một năm. j=1 m 10 Phụ lục 1 Sơ đồ nguyên lý v các thiết bị, bộ phận cơ bản của hệ thống thiết bị kiểm định 1. Đồng hồ 2. Nhiệt kế 3. áp kế 4. Van điều chỉnh 5. ống pít tông chuẩn 6. Bộ thiết bị thứ cấp của đồng hồ 7. Tần kế 8. Bộ thiết bị thứ cấp của ống pít tông chuẩn 9. Công tắc đổi chiều (trờng hợp ống pít tông chuẩn l loại hai chiều) D1. Tiếp điểm 1 D2. Tiếp điểm 2 11 Phụ lục 2 các hệ số hiệu chính 1. Hệ số hiệu chính thể tích chất lỏng do nhiệt độ C tl l tỷ số giữa khối lợng riêng tại nhiệt độ t v tại nhiệt độ tiêu chuẩn (trong trờng hợp ny l 15 o C) của chất lỏng. Trong giao dịch thơng mại quốc tế hệ số ny thờng đợc gọi l hệ số hiệu chính thể tích v đợc ký hiệu l VCF. Phơng pháp tính hệ số VCF đợc trình by trong các bảng tra cứu của tiêu chuẩn TCVN 6065-1995/ASTM-D.1250/API.2540/IP.200 v đợc lm tròn đến chữ số có nghĩa thứ năm. 2. Hệ số hiệu chính thể tích chất lỏng do áp suất C pl l tỷ số giữa thể tích dới áp suất tuyệt đối bằng 1,01325 bar v thể tích dới áp suất thực tế tại cùng một giá trị thái nhiệt độ. Hệ số ny có thể đợc tính theo công thức : C pl = 1/(1 - F.P) Trong đó: F: hệ số nén của chất lỏng, bar -1 ; P: áp suất của chất lỏng, bar. Hệ số nén của dầu mỏ có thể đợc tính theo công thức sau: F = exp(-1,62080 + 0,00021952t + 0,87096/ 2 15 + 0,0042092t/ 2 15 ).10 -4 Trong đó: t: nhiệt độ của chất lỏng, o C; 15 : khối lợng riêng của chất lỏng tại 15 o C v 1,01325 bar, kg/L. 3. Hệ số hiệu chính sự giãn nở nhiệt của kim loại C ts đợc tính theo công thức : C ts = 1 + 3(t 15) Trong đó: : hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính của kim loại, o C -1 ; t: nhiệt độ của chất lỏng, o C; 4. Hệ số hiệu chính sự giãn nở do áp suất của kim loại C psp đợc tính theo công thức : C psp = 1 + P/E x D/W 12 Trong đó: P: áp suất trong ống pít tông chuẩn, bar; E: mô đun đn hồi của thép, bar (đối với hầu hết các loại thép có thể lấy E =2,1.10 6 bar); D: đờng kính trong của ống pít tông chuẩn, mm; W: độ dy của thnh ống pít tông chuẩn, mm. Phụ lục 3 Nội suy xung Nội suy xung l một thuật ngữ đợc áp dụng trong quá trình lm tăng độ phân giải của việc đếm xung bằng thiết bị điện tử. Đây l một vấn đề đặc biệt quan trọng đối với các lu lợng kế có mật độ xung thấp (nhỏ hơn 10 4 ). Phụ lục ny trình by 3 trong số các phơng pháp nội suy xung phổ biến nhất v phân tích sai số gây ra bởi việc sử dụng phép nội suy xung. Các phơng pháp nội suy xung 1. Phơng pháp mạch đóng pha Hệ thống mạch đóng pha (hình 1) không bao gồm phép đo thời gian. Thay vo đó mạch điện tử cảm nhận tần số xung của đồng hồ f v tạo ra dãy các xung song song tại tần số cao hơn hẳn l Rf, trong đó R l hng số đã biết. Số lợng các xung tần số cao giữa các tiếp điểm đợc đếm v sau đó đợc chia cho R để tính phần nội suy xung. Nếu lu lợng, v tiếp đó tần số f thay đổi trong phép đo thì tần số thứ cấp Rf cũng thay đổi. Kết quả l độ chính xác của phơng pháp ny sẽ ít bị ảnh hởng bởi sự thay đổi lớn về lu lợng so với phơng pháp đo thời gian. Trong một số hệ thống kiểu ny giá trị của số chia R l cố định trong thời gian chế tạo v không thể thay đổi bình thờng. Trong các hệ thống khác thiết bị đợc thiết kế sao cho giá trị R có thể thay đổi dễ dng bởi ngời vận hnh khi cần thiết. 2. Phơng pháp nhân đôi thời gian Phơng pháp ny đợc mô tả trên hình 2. Có ba đồng hồ thời gian đợc sử dụng để đo : n: ton bộ số xung do đồng hồ phát ra trong khoảng giữa hai tiếp điểm; t 1 : số xung do đồng hồ thời gian tần số cao đếm đợc trong khoảng giữa xung đầu tiên của đồng hồ sau tín hiệu của tiếp điểm thứ 1 v xung đầu tiên của đồng hồ sau tín hiệu của tiếp điểm thứ 2, hoặc l số xung do đồng hồ đó đếm đợc trong khoảng giữa xung đầu tiên của đồng hồ trớc tín hiệu của tiếp điểm thứ 1 v xung đầu tiên của đồng hồ trớc tín hiệu của tiếp điểm thứ 2; . 3 văn bản kỹ thuật đo lờng việt nam ĐLVN 95 : 2002 Đồng hồ kiểu tua bin - Quy trình kiểm định Turbin Flowmeters - Methods and. hồ; - Đồng hồ đếm xung; - Tần kế; - Nhiệt kế có giá trị độ chia không vợt quá 0,1 o C; 4 ĐLVN 95 : 2002 - áp kế cấp chính xác 1,0; - Nhớt kế; - Tỷ trọng kế. Sơ đồ nguyên lý v các. thiết bị lọc. Tiếp tục cho hệ thống vận hnh nh trên vi lần cho đến khi thoát hết hẳn khí. 5 ĐLVN 95 : 2002 6.3 ổn định nhiệt độ trong ống pít tông chuẩn. Cho chất lỏng chảy tuần hon