ФГУП "ВНИИМС" Ростехрегулирования 07.11.2008

Утверждаю Заместитель директора ФГУП "ВНИИМС" В.Н.ЯНШИН

7 ноября 2008 года РЕКОМЕНДАЦИЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ РАСХОД И КОЛИЧЕСТВО ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
В ТРУБОПРОВОДАХ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ МИ 3152-2008

Предисловие

1. Разработана Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП "ВНИИМС"), обществом с ограниченной ответственностью "Отраслевой метрологический центр "Газметрология"" (ООО ОМЦ "Газметрология"), закрытым акционерным обществом "Институт энергоаудита и учета энергоносителей" (ЗАО "ИЭАУЭ").

2. Утверждена ФГУП ВНИИМС 7 ноября 2008 г.

3. Зарегистрирована ФГУП ВНИИМС 7 ноября 2008 г.

4. Взамен МИ 2588-2000.

1. Область применения и назначение

Настоящая Рекомендация разработана в дополнение к ГОСТ 8.586.1, ГОСТ 8.586.2, ГОСТ 8.586.3 и ГОСТ 8.586.5, устанавливает методику выполнения измерений расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартной диафрагмы или сопла ИСА 1932 при соблюдении следующих условий:

а) для измерения перепада давления на диафрагме применяют угловой способ отбора давления;

б) относительный диаметр отверстия диафрагмы находится в пределах от 0,1 до 0,75;

в) при применении диафрагмы внутренний диаметр трубопровода более 1000 мм и не более 3000 мм;

г) режимы течения измеряемой среды в случае применения диафрагмы характеризуются числами Рейнольдса, находящимися в пределах, установленных ГОСТ 8.586.2;

д) относительный диаметр отверстия сопла ИСА 1932 находится в пределах от 0,3 до 0,8;

е) при применении сопла ИСА 1932 внутренний диаметр трубопровода не менее 500 мм и не более 1000 мм;

ж) режимы течения измеряемой среды в случае применения сопла ИСА 1932 характеризуются числами Рейнольдса, находящимися в пределах:
7 7
- свыше 10 до 5 х 10 включительно, если внутренний диаметр
трубопровода не менее 50 мм и не более 500 мм;
4 7
- от 7 х 10 до 5 х 10 включительно при относительном диаметре
отверстия сопла ИСА 1932 не менее 0,30 и менее 0,44, если внутренний
диаметр трубопровода более 500 мм;
4 7
- от 2 х 10 до 5 х 10 включительно при относительном диаметре
отверстия сопла ИСА 1932 не менее 0,44 и не более 0,80, если внутренний
диаметр трубопровода более 500 мм.

Рекомендация разработана с целью расширения области применения метода переменного перепада давления и предназначена для специалистов, занимающихся проектированием, монтажом и эксплуатацией средств измерений расхода и количества жидкостей и газов.

2. Нормативные ссылки

В настоящей Рекомендации использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.586.1-2005 (ИСО 5167-1:2003). Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования

ГОСТ 8.586.2-2005 (ИСО 5167-2:2003). Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования

ГОСТ 8.586.3-2005 (ИСО 5167-3:2003). Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования

ГОСТ 8.586.5-2005. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений

ГОСТ 2939-63. Газы. Условия для определения объема.

3. Термины и определения

В настоящей Рекомендации применены термины и определения в соответствии с ГОСТ 8.586.1.

4. Условные обозначения, индексы и сокращения

4.1. Условные обозначения

В настоящей Рекомендации применены условные обозначения в соответствии с ГОСТ 8.586.1 и ГОСТ 8.586.5.

4.2. Индексы условных обозначений величин

В настоящей Рекомендации применены индексы условных обозначений величин в соответствии с ГОСТ 8.586.5.

4.3. Сокращения

В настоящей Рекомендации применены сокращения в соответствии с ГОСТ 8.586.5.

5. Метод измерений

5.1. Принцип метода

Принцип метода измерений расхода и количества среды с помощью СУ изложен в ГОСТ 8.586.1.

5.2. Формулы для расчета расхода среды

Формулы для расчета расхода среды приведены в ГОСТ 8.586.5 (подраздел 5.2).

Формулы, применяемые при расчете коэффициентов, используемых в формулах ГОСТ 8.586.5 (подраздел 5.2), и их области применения указаны в таблице.

Таблица

ФОРМУЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ РАСЧЕТЕ РАСХОДА СРЕДЫ

+---------------+---------------------------------------------------------+
¦ Наименование ¦ Обозначение стандарта и номер формулы или пункта для ¦
¦рассчитываемого¦ следующих типов СУ: ¦
¦ параметра +----------------------------+----------------------------+
¦ ¦ Диафрагма ¦ Сопло ИСА 1932 ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
¦Коэффициенты К ¦ГОСТ 8.586.1 [формулы (5.6), (5.7)] ¦
¦ т¦ ¦
¦и К ¦ ¦
¦ су ¦ ¦
+---------------+---------------------------------------------------------+
¦Диаметр ¦ГОСТ 8.586.1 [формула (5.4)] ¦
¦отверстия СУ, d¦ ¦
+---------------+---------------------------------------------------------+
¦Внутренний ¦ГОСТ 8.586.1 [формула (5.5)] ¦
¦диаметр ИТ, D ¦ ¦
+---------------+---------------------------------------------------------+
¦Относительный ¦ГОСТ 8.586.1 [формула (3.1)] ¦
¦диаметр отвер- ¦ ¦
¦стия СУ, бета ¦ ¦
+---------------+---------------------------------------------------------+
¦Коэффициент ¦ГОСТ 8.586.1 [формула (3.6)] ¦
¦скорости входа,¦ ¦
¦Е ¦ ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
¦Границы ¦1,0 м < D <= 3,0 м; ¦0,5 м < D <= 1,0 м; ¦
¦применения ¦0,1 <= бета <= 0,75; ¦0,3 <= бета <= 0,8; ¦
¦ ¦ ¦ 4 7 ¦
¦ ¦Re >= 5000 при бета <= 0,56;¦7 х 10 <= Re <= 5 х 10 при¦
¦ ¦ ¦бета < 0,44; ¦
¦ ¦ 2 ¦ 4 7 ¦
¦ ¦Re >= 16000 бета при бета >¦2 х 10 <= Re <= 5 х 10 при¦
¦ ¦0,56 ¦бета => 0,44 ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
¦Поправочный ¦при r > 0,0004d К ¦Значение К принимают равным¦
¦коэффициент К ¦ к п ¦ п ¦
¦ п ¦рассчитывают по ГОСТ ¦единице ¦
¦ ¦8.586.2 (подпункт 5.3.2.4); ¦ ¦
¦ ¦при r <= 0,0004d значение ¦ ¦
¦ ¦ к ¦ ¦
¦ ¦К принимают равным единице ¦ ¦
¦ ¦ п ¦ ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
¦Коэффициент ¦ГОСТ 8.586.2 [формула (5.7)]¦ГОСТ 8.586.3 [формула (5.2)]¦
¦расширения, ¦при дельта р/р <= 0,25 ¦при дельта р/р <= 0,25 ¦
¦эпсилон ¦ ¦ ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
¦Число ¦ГОСТ 8.586.5 [формулы (5.9) - (5.11)] ¦
¦Рейнольдса, Re ¦ ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
¦Коэффициент ¦ГОСТ 8.586.2 [формула (5.6)]¦ГОСТ 8.586.3 [формула (5.1)]¦
¦истечения, С ¦ ¦ ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
¦Поправочный ¦ГОСТ 8.586.2 [формула ¦ГОСТ 8.586.3 [формула (5.3)]¦
¦коэффициент К ¦(5.11)] <*> ¦<*> ¦
¦ ш ¦ ¦ ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
¦ -------------------------------- ¦
¦ <*> Если значение К , полученное в результате расчета, больше 1,03, ¦
¦ ш ¦
¦то принимается, что эквивалентная шероховатость стенок ИТ превышает ¦
¦допускаемое значение ¦
+---------------+----------------------------+----------------------------+
+---------------+----------------------------+----------------------------+

5.3. Формулы для расчета количества среды

Формулы для расчета количества среды (массы, объема при рабочих или стандартных условиях по ГОСТ 2939) приведены в ГОСТ 8.586.5 (подраздел 5.3).

6. Средства измерений и вспомогательные устройства

6.1. Требования к составу средств измерений и вспомогательных устройств

Измерения расхода и количества жидкостей и газов выполняют с помощью технических средств, в состав которых входят основные узлы, перечисленные в ГОСТ 8.586.5 (раздел 1).

6.2. Сужающие устройства

6.2.1. Конструкция диафрагм должна соответствовать требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 5.1), сопел ИСА 1932 - ГОСТ 8.586.3 (пункты 5.1.1, 5.1.2 и 5.1.3).

6.2.2. Конструкция камер отбора давления и выполнение отверстий для отбора давлений должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 5.2) для диафрагм и ГОСТ 8.586.3 (пункт 5.1.5) для сопел ИСА 1932.

6.2.3. Измерение диаметра отверстия диафрагмы выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.2 (пункт 5.1.8), горловины сопла ИСА 1932 - в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.3 (подпункт 5.1.2.5).

6.2.4. Диафрагму устанавливают в трубопровод в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.2 (раздел 6), сопло ИСА 1932 - в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.3 (раздел 6).

6.3. Измерительный трубопровод и его оснащение

6.3.1. Общие требования к геометрическим характеристикам, расположению, состоянию внутренней поверхности ИТ и его оснащению приведены в ГОСТ 8.586.1 (раздел 7).

6.3.2. Требования к округлости и цилиндричности ИТ приведены в ГОСТ 8.586.2 (подраздел 6.4), при применении сопла ИСА 1932 - в ГОСТ 8.586.3 (подраздел 6.4).

6.3.3. Измерение внутреннего диаметра ИТ в случае применения диафрагмы выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.2 (пункт 6.4.2), при применении сопла ИСА 1932 - ГОСТ 8.586.3 (пункт 6.4.2).

6.4. Средства измерений параметров потока и среды

6.4.1. Характеристики СИ параметров потока и среды должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.586.5 (подразделы 4.3 - 4.7; раздел 6).

6.4.2. Монтаж и эксплуатация СИ параметров потока и среды, вспомогательных устройств должны выполняться в соответствии с требованиями технической документации по их эксплуатации и ГОСТ 8.586.5 (раздел 6).

7. Условия измерений

Условия измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.586.1 (раздел 6) и ГОСТ 8.586.5 (раздел 4).

8. Подготовка к выполнению измерений

Перечень работ и процедур, проводимых при подготовке к выполнению измерений, приведен в ГОСТ 8.586.5 (раздел 7).

9. Расчет расхода и количества среды

9.1. Исходные данные

Для расчета расхода и количества среды необходимы следующие исходные данные:

а) тип среды;

б) параметры и характеристики СУ и ИТ:

- тип СУ и способ отбора перепада давления (для диафрагм);

- диаметр отверстия СУ при температуре 20 `С;

- материал, из которого изготовлено СУ, или температурный коэффициент линейного расширения материала СУ;

- при применении диафрагм начальный радиус входной кромки диафрагмы и время эксплуатации диафрагмы с момента определения значения начального радиуса входной кромки диафрагмы или межконтрольный интервал СУ;

- внутренний диаметр ИТ при температуре 20 `С;

- материал, из которого изготовлен прямолинейный участок ИТ непосредственно перед СУ, или температурный коэффициент линейного расширения материала ИТ;

- среднеарифметическое отклонение профиля шероховатости или эквивалентная шероховатость внутренней поверхности ИТ;

в) физико-химические параметры среды:

- для смеси газов (в т.ч. природного газа) - полный ее состав или (для природного газа) - молярные доли диоксида углерода и азота в газе и его плотность при стандартных условиях;

- плотность среды в рабочих условиях (при наличии плотномера);

г) при измерении расхода и количества среды с помощью вычислительных устройств:

- перепад давления на СУ;

- температура среды;

- абсолютное давление среды или избыточное давление среды и атмосферное давление;

д) при измерении количества среды по средним параметрам потока и среды за интервал времени измерений:

- среднее значение квадратного корня перепада давления;

- среднее значение абсолютного давления или квадратного корня абсолютного давления;

- среднее значение избыточного давления и атмосферное давление при определении абсолютного давления с помощью СИ избыточного и атмосферного давления;

- среднее значение температуры среды.

9.2. Определение значений исходных величин

9.2.1. Значения параметров и характеристик СУ и ИТ, необходимых для выполнения расчета расхода среды, определяют в соответствии с сертификатами или с актами измерений геометрических параметров СУ и ИТ.

9.2.2. Значения физико-химических параметров среды, необходимых для выполнения расчета расхода среды, а также значения параметров потока измеряют в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.1 (подраздел 5.4) и ГОСТ 8.586.5 (раздел 6).

9.3. Обработка результатов измерений

9.3.1. Порядок обработки результатов измерений приведен в ГОСТ 8.586.5 (раздел 8).

Расчет расхода и количества среды выполняют с учетом установленных в настоящей Рекомендации границ применения формул для расчета коэффициентов (см. таблицу), используемых в формулах ГОСТ 8.586.5 (подраздел 5.2).

9.3.2. Алгоритм расчета расхода среды приведен в ГОСТ 8.586.5 (пункт 8.1.2).

9.3.3. Расчет количества среды с помощью вычислительных устройств выполняют в соответствии с ГОСТ 8.586.5 (подраздел 8.2).

9.3.4. Расчет количества среды по результатам планиметрирования диаграмм выполняют в соответствии с ГОСТ 8.586.5 (подраздел 8.3).

10. Требования безопасности и требования

к квалификации операторов

10.1. К проведению монтажа и выполнению измерений допускаются лица, изучившие эксплуатационную документацию на СИ и вспомогательное оборудование, прошедшие инструктаж по технике безопасности, получившие допуск к самостоятельной работе, обладающие наличием знаний стандартов и правил, мер техники безопасности.

10.2. Перед монтажом СИ и вспомогательного оборудования необходимо обратить внимание на их соответствие эксплуатационной документации, наличие и целостность маркировок взрывозащиты (при необходимости), наличие и целостность крепежных элементов, оболочек (корпусов).

При подготовке и проведении работ на измерительном оборудовании должны соблюдаться установленные правила и действующие технические инструкции, распространяющиеся на данный вид оборудования.

Инструкции по эксплуатации оборудования и СИ должны быть доступны обслуживающему персоналу.

Монтаж СИ необходимо производить в строгом соответствии с их схемой внешних соединений. Запрещается вносить какие-либо изменения в электрическую схему внешних соединений, а также использовать любые запасные части, не предусмотренные эксплуатационной документацией и без согласования с изготовителем СИ.

Необходимо использовать подъемные механизмы и оборудование, соответствующие поднимаемому весу.

10.3. В процессе эксплуатации, не реже одного раза в месяц, СИ и вспомогательное оборудование должны осматриваться квалифицированным персоналом. При этом необходимо обращать внимание на целостность оболочек (корпусов) СИ, наличие крепежных элементов, пломб и предупредительных надписей.

11. Оценка неопределенности результатов измерений

Оценку неопределенности результатов измерений расхода и количества среды выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.5 (раздел 10). При этом относительную расширенную неопределенность коэффициента истечения сопел ИСА 1932 при условии, что неопределенности бета и Re равны нулю, рассчитывают по формулам:

- U' = 0,8 - для бета <= 0,6;
С
0

- U' = (2 бета - 0,4) - для бета >= 0,6.
С
0

7 7
Если 10 < Re <= 5 х 10 , то к данным значениям добавляют арифметически
неопределенность 0,2%.