Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10953-3:2015 Hướng dẫn đo dầu mỏ-Hệ thống kiểm chứng-Phần 3: Đồng hồ chuẩn

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10953-3:2015

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ - HỆ THỐNG KIỂM CHỨNG - PHẦN 3: ĐỒNG HỒ CHUẨN

Guidelines for petroleum measurement - Proving systems - Part 3: Master meter provers

Lời nói đầu

TCVN 10953-3:2015 được xây dựng trên cơ sở tham khảo API 4.5:2011 Manual of petroleum measurement Standard - Master meter provers.

TCVN 10953-3:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ - HỆ THỐNG KIỂM CHỨNG - PHẦN 3: ĐỒNG HỒ CHUẨN

Guidelines for Petroleum measurements - Proving system - Part 3: Master meter provers

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định việc sử dụng đồng hồ thể tích, tuabin, Coriolis và siêu âm làm đồng hồ chuẩn.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho hydrocacbon lỏng đơn pha. Các yêu cầu về kiểm chứng đồng hồ đối với các chất lỏng khác phải phù hợp với độ chính xác giao nhận bảo quản chung và phải được chấp thuận bởi các bên liên quan.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho đồng hồ chuẩn được sử dụng để hiệu chuẩn ống chuẩn (xem API 4.9.3)

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

API 4.8 Operation of proving systems (Vận hành hệ thống kiểm chứng).

API 4.9 Methods of calibration for displacement and volumetric tank provers (all part) (Phương pháp hiệu chuẩn bình chuẩn thể tích (các phần).

API 5.2 Measurement of liquid hydrocarbon by displacement meters (Đo hydrocacbon lỏng bằng đồng hồ thể tích).

API 5.3:Measurement of liquid hydrocarbon by turbine meters (Đo hydrocacbon lỏng bằng đồng hồ tuabin).

API 5.6 Measurement of liquid hydrocarbon by Coriolis meters (Đo hydrocacbon lỏng bằng đồng hồ Coriolis).

API 5.8 Measurement of liquid hydrocarbon by ultrasonic flow meters (Đo hydrocacbon lỏng bằng đồng hồ siêu âm)

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1. Phương pháp kiểm chứng trực tiếp (direct proving method)

Hoạt động kiểm chứng được coi là kiểm chứng trực tiếp khi đồng hồ được kiểm chứng dựa trên:

- Ống chuẩn thể tích có bộ dịch chuyển tự do dạng quả cầu hoặc piston,

- Ống chuẩn thể tích có bộ dịch chuyển cố định (piston và trục) với các cảm biến bên ngoài,

- Ống chuẩn thể tích áp suất khí quyển.

Khi sử dụng phương pháp này không lắp đồng hồ khác ngoài đồng hồ trên mạng mắc nối tiếp với ống chuẩn.

3.2. Phương pháp kiểm chứng bằng đồng hồ chuẩn trực tiếp (direct master meter proving method)

Phương pháp kiểm chứng trong đó việc kiểm chứng đồng hồ được thực hiện gián tiếp qua một ống chuẩn mắc nối tiếp với đồng hồ chuẩn và đồng hồ trên mạng. Tất cả các đồng hồ được kiểm chứng bằng cách sử dụng dòng chảy thông thường tại cùng một thời gian (đồng thời hoặc “giáp lưng”). Phương pháp này có độ không đảm bảo cao hơn phương pháp trực tiếp, đơn giản bằng cách đưa đồng hồ chuẩn trực tiếp vào các qui trình. Tuy nhiên, gần giống với phương pháp kiểm chứng trực tiếp vì tất cả các phép thử được tạo ra bằng cách sử dụng một dòng chảy thông thường tại cùng một thời gian và điều kiện.

3.3. Phương pháp kiểm chứng bằng đồng hồ chuẩn gián tiếp (indirect master meter proving method)

Phương pháp kiểm chứng này yêu cầu đồng hồ trên mạng và đồng hồ chuẩn được mắc nối tiếp. Đồng hồ trên mạng được kiểm chứng bằng cách so sánh với đồng hồ chuẩn có hệ số đồng hồ (MF) được xác định bằng kiểm chứng trực tiếp trước đó ở dòng chảy và/hoặc điều kiện khác. Phương pháp này có độ không đảm bảo cao hơn so với các phương pháp khác vì ống chuẩn thể tích không mắc nối tiếp với đồng hồ chuẩn và đồng hồ trên mạng.

4. Ứng dụng

Kiểm chứng bằng đồng hồ chuẩn là phương pháp kiểm chứng đồng hồ bằng đồng hồ chuẩn. Để giảm thiểu độ không đảm bảo của phương pháp này, mỗi phép thử phải được thực hiện để xác định hệ số đồng hồ của đồng hồ chuẩn (MMF) bằng cách kiểm chứng đồng hồ chuẩn ở cùng một chất lỏng và điều kiện dòng chảy mà tại đó cả đồng hồ trên mạng và đồng hồ chuẩn sẽ được kiểm chứng cùng lúc. Về nguyên lý, phương pháp này có thể có độ không đảm bảo lớn hơn phương pháp kiểm chứng trực tiếp

Kiểm chứng bằng đồng hồ chuẩn được sử dụng khi không thể kiểm chứng bằng phương pháp trực tiếp do các tính chất của phép đo, hậu cần, không gian, độ an toàn và các xem xét về chi phí.

Để kiểm chứng đồng hồ lưu lượng bằng đồng hồ chuẩn trong các ứng dụng đo tại hiện trường, tham khảo API 20.1.

5. Thiết bị

Đồng hồ chuẩn phải đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn công nghiệp hiện hành đối với phép đo giao nhận. Đồng hồ chuẩn phải có kích thước phù hợp để kiểm chứng đồng hồ trên mạng sao cho phạm vi hoạt động của đồng hồ trên mạng nằm trong phạm vi được kiểm chứng của đồng hồ chuẩn. Đồng hồ chuẩn phải thể hiện độ lặp lại và độ tái lập rất tốt trên toàn phạm vi được kiểm chứng. Tính năng của đồng hồ chuẩn phù hợp được khuyến nghị là khi dòng chảy thay đổi ± 10 % không làm cho hệ số của đồng hồ thay đổi 0,1 % tại tất cả các lưu lượng sử dụng trong phép hiệu chuẩn. Đồng hồ chuẩn phải được lựa chọn để giảm thiểu các ảnh hưởng của sự thay đổi lưu lượng và độ nhớt.

Đồng hồ di động hoặc đồng hồ tại trạm kiểm chứng phù hợp với các khuyến nghị giao nhận tương ứng có thể được sử dụng làm đồng hồ chuẩn. Đồng hồ được lựa chọn phải được kiểm chứng dựa vào các tính năng, phải có độ tin cậy, phù hợp và có khả năng hiệu chuẩn đối với các dung sai chính xác qui định. Trong trường hợp không có ống chuẩn tại hiện trường, đồng hồ chuẩn không được sử dụng cho các hoạt động khác ngoài việc kiểm chứng đồng hồ và không được sử dụng khi không có đồng hồ nào đang được kiểm chứng

Đồng hồ chuẩn phải được bảo dưỡng đúng cách để hạn chế tối đa các chất cặn, ăn mòn hoặc tích tụ có thể xảy ra khi các đường ống chảy nhỏ giọt xuống và trong thời gian không vận hành, đặc biệt khi đồng hồ được sử dụng di động. Nếu đồng hồ chuẩn được sử dụng di động, các đầu nối vào, ra phải được che chắn để tránh hư hỏng do ăn mòn và sự xâm nhập của vật lạ trong thời gian lưu kho. Phải bảo vệ đồng hồ cẩn thận trong thời gian vận chuyển, bê đỡ và lắp đặt.

6. Hệ số của đồng hồ chuẩn (MMF) - Kiểm chứng đồng hồ

6.1. Quy định chung

Trước khi kiểm chứng bằng đồng hồ chuẩn, MMF phải được xác định bằng phương pháp kiểm chứng trực tiếp theo các tiêu chuẩn phù hợp. Ống chuẩn phải được sản xuất và hiệu chuẩn theo các tiêu chuẩn phù hợp.

Đồng hồ chuẩn không được kiểm chứng bằng các đồng hồ chuẩn khác. Đồng hồ chuẩn kiểu thể tích được kiểm chứng bằng cách sử dụng bình thể tích hoặc ống chuẩn. Đồng hồ chuẩn khối lượng được kiểm chứng bằng cách dùng hoặc bình chuẩn khối lượng hoặc hoặc phương pháp khối lượng suy luận. Để biết thêm thông tin liên quan đến kiểm chứng khối lượng xem Phụ lục D.

Đối với các đồng hồ chuẩn được sử dụng với nhiều loại chất lỏng, như các cấp khác nhau của các sản phẩm dầu mỏ hoặc dầu thô có độ nhớt khác nhau, một chuỗi các MMF đồng nhất hoặc đường đặc tính của MMF phải được xác định theo qui định đối với từng chất lỏng để đạt được độ không đảm bảo cần thiết. Các tiêu chuẩn về điểm dữ liệu kiểm chứng bao gồm toàn bộ phạm vi lưu lượng mà đồng hồ trên mạng hoạt động. Các kích thước hoặc phạm vi thiết kế của đồng hồ không tương thích không cần thiết phải loại trừ khi lựa chọn kích thước của đồng hồ chuẩn

Khi thiết lập hệ số của đồng hồ chuẩn thường giả định độ không đảm bảo sẽ được hạn chế tối đa. Các sai lệch trình bày trong điều này là các thông thường đối với các ứng dụng của đường ống. Tuy nhiên tùy thuộc vào ứng dụng, có thể được sử dụng các dung sai khác trình bày trong phụ lục B

6.2. Một lưu lượng hoạt động

6.2.1. Kiểm chứng bằng đồng hồ chuẩn trực tiếp

Khi đồng hồ chuẩn được sử dụng để kiểm chứng đồng hồ trên mạng ở chế độ kiểm chứng bằng đồng hồ chuẩn trực tiếp (đôi khi được gọi là kiểm chứng qua đồng hồ chuẩn) với chỉ một loại chất lỏng và tại một lưu lượng dưới điều kiện ổn định (ví dụ độ nhớt, trọng lực, nhiệt độ và áp suất), chỉ cần kiểm chứng đồng hồ chuẩn tại một điểm. Lưu lượng ở đồng hồ trên mạng có thể thay đổi đến ± 5 % so với lưu lượng ở đồng hồ chuẩn được kiểm chứng. Nếu lưu lượng thay đổi lớn hơn ± 5 %, đồng hồ chuẩn phải được kiểm chứng lại trong phạm vi ± 5 % lưu lượng của đồng hồ trên mạng.

6.2.2. Kiểm chứng bằng đồng hồ chuẩn gián tiếp

Khi đồng hồ chuẩn được sử dụng để kiểm chứng đồng hồ trên mạng ở chế độ kiểm chứng đồng hồ chuẩn gián tiếp, thì kiểm chứng đồng hồ chuẩn tại một điểm là không đủ. Phải giả sử rằng sẽ gặp một số sự thay đổi về lưu lượng. Tối thiểu hai điểm phải được xác định nằm trong khoảng ± 10 % lưu lượng hoạt động mong muốn của đồng hồ trên mạng. Khi hai hệ số của đồng hồ chuẩn sai lệch quá 0,1 %, kiểm chứng đồng hồ chuẩn tại phạm vi lưu lượng nhỏ hơn cho đến khi hai hệ số của đồng hồ chuẩn sai lệch trong khoảng 0,1 %. MMF chỉ có thể được sử dụng trong phạm vi lưu lượng được sử dụng để xác định nó.

Giá trị trung bình của hai MMF phải được sử dụng trong phạm vi lưu lượng được sử dụng để xác định nó. Phép nội suy tuyến tính của MMF giữa hai điểm này là phương pháp được ưu tiên trong việc xác định MMF được sử dụng để kiểm chứng đồng hồ trên mạng.

6.3. Nhiều lưu lượng hoạt động

Khi đồng hồ chuẩn được sử dụng để kiểm chứng đồng hồ trên mạng trên một phạm vi lưu lượng, một tập hợp MMF phải được xác định để mở rộng phạm vi dòng chảy dự kiến theo qui trình như sau:

Kiểm chứng đồng hồ chuẩn tại lưu lượng mong muốn lớn nhất và nhỏ nhất mà đồng hồ trên mạng được vận hành trên đó

1) Nếu hai lưu lượng trên khác nhau nhỏ hơn 20 % lưu lượng lớn nhất mong muốn của đồng hồ chuẩn (MM) và sự sai khác của hai MMF là 0,1 % hoặc nhỏ hơn, sử dụng giá trị trung bình của hai MMF để kiểm chứng đồng hồ trên mạng.

2) Nếu hai lưu lượng trên khác nhau lớn hơn 20 % lưu lượng lớn nhất mong muốn của MM, kiểm chứng MM tại các lưu lượng bổ sung nằm giữa lưu lượng lớn nhất và nhỏ nhất cho đến khi sự thay đổi giữa mọi hai điểm liền nhau không vượt quá 20 % lưu lượng mong muốn lớn nhất của MM

3) Nếu sự khác nhau của mọi hai MMF liền nhau lớn hơn 0,1 %, kiểm chứng MM tại lưu lượng nằm giữa hai lưu lượng liền nhau cho đến khi sai khác giữa mọi hai MMF liền nhau bằng 0,1 % hoặc nhỏ hơn

4) MMF được sử dụng để kiểm chứng đồng hồ trên mạng phải là giá trị trung bình của hai MMF gần với lưu lượng của đồng hồ trên mạng mà không lệch nhau quá 0,1 %.

Qui trình trên sử dụng phép trung bình để xác định MMF nằm giữa hai điểm lưu lượng.

6.4. Đồng hồ chuẩn được sử dụng trên giá tra nạp

Đồng hồ chuẩn được kiểm chứng bằng bình chuẩn phải thiết lập hệ số của đồng hồ ở ít nhất ba lần chạy kiểm chứng có độ lặp lại theo Phụ lục A. Lưu lượng kiểm chứng phải đại diện của lưu lượng tra nạp thông thường của đồng hồ trên mạng được kiểm chứng và sử dụng phương pháp kiểm chứng “start-stop tĩnh”. Khi đồng hồ chuẩn được kiểm chứng bằng phương pháp “khởi động-dừng tĩnh”, thì phải dùng phương pháp tương tự để kiểm chứng đồng hồ trên mạng.

6.5. Thiết lập hệ số đồng hồ chuẩn (MMF)

Để thiết lập MMF, việc kiểm chứng phải được thực hiện với độ lặp lại gây ra độ không đảm bảo ngẫu nhiên qui định bằng 0,029 % hoặc tốt hơn tại mức tin cậy 95 %. Tất cả các tổ hợp của các lần thử liên tiếp (tối thiểu ba lần đủ cho phép thống kê) và các yêu cầu về độ lặp lại gây ra độ không đảm bảo bằng 0,029 % hoặc nhỏ hơn phải phù hợp với yêu cầu của tiêu chuẩn này. Tăng số lần kiểm chứng cùng với duy trì các yêu cầu về độ lặp lại tương tự sẽ làm giảm độ không đảm bảo của MMF.

Để xác định độ không đảm bảo của MF hoặc MMF dựa trên số lần kiểm chứng và phạm vi kết quả độ lặp lại thu được xem API 13.1.

Bảng 1 thể hiện độ không đảm bảo ngẫu nhiên tại mức tin cậy 95 % đối với giá trị trung bình của 3 đến 5 lần kiểm chứng với giới hạn lặp lại là 0,02 % đến 0,05 % dẫn đến không đảm bảo 0,029 % hoặc nhỏ hơn (xem API 12.2.3 đối với phép tính độ lặp lại).

Bảng 1 - Độ không đảm bảo ngẫu nhiên của hệ số đồng hồ chuẩn

6.6. Các xem xét liên quan đến độ không đảm bảo

Kiểm chứng đồng hồ chuẩn thường có độ không đảm bảo tổng cao nhất trong các phương pháp kiểm chứng đồng hồ. Kĩ thuật sử dụng để kiểm chứng đồng hồ chuẩn và quá trình kiểm chứng đồng hồ trên mạng sinh ra nhiều mức độ không đảm bảo khác nhau trong sơ đồ đo dầu mỏ. Một vài hệ số có thể đóng góp độ không đảm bảo lớn hơn như sau:

a) Điều kiện lắp đặt khi đồng hồ chuẩn không kiểm chứng ngoài hiện trường.

b) Sự khác nhau giữa độ nhớt và khối lượng riêng của chất lỏng được sử dụng để kiểm chứng đồng hồ chuẩn với chất lỏng được sử dụng khi kiểm chứng

c) Sự khác nhau giữa nhiệt độ, áp suất, điều kiện dòng chảy và lưu lượng sử dụng để kiểm chứng đồng hồ chuẩn với các điều kiện hiện tại khi kiểm chứng đồng hồ trên mạng.

d) Độ tái lập của MMF (khoảng thời gian giữa kiểm chứng, môi trường sử dụng khắc nghiệt, sự hư hỏng của đồng hồ, vận chuyển và bảo quản đồng hồ, quá trình sử dụng, ăn mòn vv..)

e) Sử dụng phương pháp kiểm chứng “khởi động-dừng tĩnh” dựa trên “khởi động-dừng động”.

f) Sự thay đổi lưu lượng trong khi kiểm chứng đồng hồ chuẩn làm độ lặp lại giảm chất lượng và/hoặc làm dịch sai số do trễ thời gian đáp ứng của xung đầu ra đồng hồ chuẩn. Thể tích chuẩn lớn hơn có thể làm giảm ảnh hưởng này vì thời gian kiểm chứng sẽ tăng lên.

7. Hướng dẫn vận hành đồng hồ chuẩn

7.1. Quy định chung

Đồng hồ chuẩn phải được sử dụng với dòng theo cùng chiều và hướng khi được kiểm chứng.

Đối với các đồng hồ có bộ ghi cơ học và điện tử, mức độ phân biệt phải đủ lớn để hệ số của đồng hồ đạt đến 1/10000.

Áp suất ngược đủ lớn phải được duy trì để ngăn ngừa xâm thực hoặc bốc hơi.

Trước khi kiểm chứng, đồng hồ chuẩn và đồng hồ trên mạng phải được vận hành tại lưu lượng mong muốn (lưu lượng kiểm chứng) với thời gian đủ lớn để điều kiện vận hành đạt trạng thái ổn định.

Thể tích của lần kiểm chứng của đồng hồ trên mạng phải bằng hoặc lớn hơn thể tích của lần được sử dụng để xác định MMF. Nếu các lần thử của thể tích này không được lặp lại, thì các thể tích kiểm chứng lớn hơn có thể được sử dụng để đạt được độ lặp lại.

Tần suất kiểm chứng đồng hồ chuẩn được qui định như trong API 4.8.

Hình 1 minh họa ba cấu hình thông thường dùng đồng hồ chuẩn để kiểm chứng đồng hồ trên mạng

- đồng hồ chuẩn (không được kiểm chứng tại hiện trường);

- đồng hồ chuẩn cố định với ống chuẩn di động hoặc cố định;

- đồng hồ chuẩn và ống chuẩn di động.

a) Chi tiết lần kiểm chứng đồng hồ thể tích hoặc đồng hồ Coriolis.

b) Chi tiết lần kiểm chứng đồng hồ Tuabin hoặc đồng hồ siêu âm.

c) Đồng hồ Coriolis trong lần kiểm chứng khối lượng.

a) Chi tiết lần thử nghiệm đồng hồ thể tích hoặc đồng hồ Coriolis

b) Chi tiết lần thử nghiệm đồng hồ tuabin hoặc đồng hồ siêu âm

c) Đồng hồ Coriolis trong lần thử nghiệm khối lượng

Hình 1 - Cấu hình đồng hồ chuẩn

7.2. Đồng hồ thể tích là đồng hồ chuẩn

Khi sử dụng đồng hồ thể tích, phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Đối với các đồng hồ có các cơ cấu phụ trợ điều khiển cơ học như bộ đếm, cơ cấu in và bộ truyền xung tạo ra lực cản lên đồng hồ, các cơ cấu phụ trợ này có làm ảnh hưởng đến hệ số của đồng hồ và cần phải kiểm chứng lại đồng hồ chuẩn

- Đồng hồ thể tích phải phù hợp với API 5.2

7.3. Đồng hồ Tuabin là đồng hồ chuẩn

Khi sử dụng đồng hồ Tuabin, phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Tổ hợp đồng hồ chuẩn bao gồm một đường ống phía trước, phần tử nắn dòng (nếu được sử dụng), đồng hồ và đường ống phía sau. Tổ hợp phải giữ nguyên vẹn từ lúc kiểm chứng đồng hồ chuẩn cho đến khi kiểm chứng đồng hồ trên mạng. Việc tháo rời tổ hợp đồng hồ chuẩn có thể tạo ra độ không đảm bảo bổ sung.

- Nếu tổ hợp đồng hồ chuẩn bị tháo rời, khi lắp lại phải đảm bảo phải hoàn toàn đúng hướng và thẳng hàng như khi nó được kiểm chứng

- Đồng hồ Tuabin phải phù hợp với API 5.3

7.4. Đồng hồ Coriolis là đồng hồ chuẩn

Khi sử dụng đồng hồ Coriolis, các yêu cầu sau phải được đáp ứng:

- Đồng hồ chuẩn Coriolis có thể được kiểm chứng theo đơn vị thể tích hoặc đơn vị khối lượng. Kiểm chứng theo đơn vị khối lượng có thể là trọng lực hoặc khối lượng dẫn xuất. Các hệ số của đồng hồ riêng biệt được yêu cầu đối với các phép đo thể tích và khối lượng.

- Đồng hồ chuẩn chỉ có thể được sử dụng để kiểm chứng đồng hồ trên mạng có cùng đơn vị dòng chảy (ví dụ: khối lượng với khối lượng hoặc thể tích với thể tích)

- Đồng hồ Coriolis có giá trị “không” (chỉ thị dòng chảy tại dòng bằng “không”). Giá trị không quan sát được phải gần bằng “không” nhất có thể và phải được đính kèm trong tài liệu đối với đồng hồ chuẩn. Hệ số đồng hồ được xác định trong khi kiểm chứng bao gồm tất cả các sai số mà giá trị “không” có thể đang đóng góp vào.

- Trước khi kiểm chứng đồng hồ trên mạng, giá trị “không” quan sát được của đồng hồ chuẩn phải được kiểm định tại điều kiện vận hành (áp suất và nhiệt độ) của đồng hồ trên mạng. Sự sai khác giữa giá trị “không” này với giá trị “không” được ghi lại từ việc kiểm chứng đồng hồ chuẩn là “lệch không”. Nếu “lệch không” thay đổi quá quy định thì đồng hồ chuẩn phải được lấy lại “không”. Sai số đóng góp bởi giá trị “không” có thể được tính từ phương trình 2 trong API 5.6-2002 (R2008). Xem ví dụ trong Phụ lục E.

- Sau khi lấy lại điểm “không”, giá trị “không” mới quan sát được phải nằm trong giới hạn sai lệch. Nếu giá trị điểm “không” nằm trong giới hạn sai lệch, hệ số đồng hồ chuẩn là hợp lệ. Nếu giá trị quan sát được nằm trong giới hạn không thể đạt được, thì đồng hồ chuẩn không được sử dụng cho kiểm chứng này cho đến khi nguyên nhân gây ra điều kiện “lệch không” được xác định và hiệu chính.

- Đồng hồ Coriolis phải phù hợp với API 5.6

7.5. Đồng hồ siêu âm là đồng hồ chuẩn

Khi sử dụng đồng hồ siêu âm, phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Tổ hợp đồng hồ chuẩn bao gồm đường ống phía dòng vào, bộ nắn dòng (nếu được sử dụng), đồng hồ và đường ống phía dòng ra. Tổ hợp phải còn nguyên vẹn từ lúc kiểm chứng đồng hồ chuẩn cho đến khi kiểm chứng đồng hồ trên mạng. Việc tháo rời tổ hợp đồng hồ chuẩn có thể tạo ra độ không đảm bảo xung.

- Nếu tổ hợp đồng hồ chuẩn bị tháo rời, khi lắp lại phải đảm bảo hoàn toàn đúng hướng và thẳng hàng như khi nó được kiểm chứng.

- Đồng hồ siêu âm phải phù hợp với API 5.8.

8. Hồ sơ hệ số đồng hồ chuẩn

Các bản ghi đầy đủ tất cả các dữ liệu liên quan đến việc xác định MMF phải được lưu giữ. Các biên bản kiểm chứng trước đây có thể làm tăng độ tin cậy và cung cấp bằng chứng về độ tin cậy của đồng hồ chuẩn. Người vận hành phải có hồ sơ lưu trữ chứa các yêu cầu sau:

- biên bản kiểm chứng đồng hồ chuẩn/thể hiện MMF đã được sử dụng, độ không đảm bảo do ngẫu nhiên đạt được từ MMF này (xem phụ lục B) và thể tích kiểm chứng;

- phương pháp kiểm chứng MM (xem 3.2 và 3.3);

- phương pháp xác định MMF (xem Điều 6); thể tích lần kiểm chứng MM;

- giấy chứng nhận của ống chuẩn được sử dụng để xác định MMF (xem API 4.9 (tất cả các phần));

- nếu đồng hồ đo khối lượng riêng được sử dụng trong phép kiểm chứng khối lượng đồng hồ Coriolis tại chế độ khối lượng, giấy chứng nhận của tỷ trong kế được sử dụng để kiểm chứng đồng hồ đo khối lượng riêng được yêu cầu;

- giá trị không của đồng hồ chuẩn Coriolis tại thời điểm kiểm chứng;

- hướng dòng chảy khi đồng hồ chuẩn được kiểm chứng (thuận chiều hay ngược chiều).

PHỤ LỤC A

(quy định)

Độ không đảm bảo ngẫu nhiên của hệ số đồng hồ chuẩn

Bảng A.1 - Độ không đảm bảo ngẫu nhiên của hệ số đồng hồ chuẩn

PHỤ LỤC B

(tham khảo)

Sai lệch độ không đảm bảo của MMF

Độ không đảm bảo kiểm chứng MMF tổng hợp là tổ hợp của độ không đảm bảo ngẫu nhiên (RU) được xác định từ phép kiểm tra độ lặp lại và độ không đảm bảo của phạm vi hệ số đồng hồ chuẩn (MMF)

Phương trình xác định độ không đảm bảo tổng hợp của MMF là:

Độ không đảm bảo đo của  phạm vi các MMF liền kề

trong đó:

RU₁ là độ không đảm bảo ngẫu nhiên của điểm kiểm tra số 1;

RU₂ là độ không đảm bảo ngẫu nhiên của điểm kiểm tra liền kề số 2;

MMF là độ lệch lớn nhất của MMF giữa các điểm kiểm tra liền kề 1 và 2.

Độ không đảm bảo ngẫu nhiên đối với các phạm vi lặp lại khác nhau và số lần chạy được xác định trong Phụ lục A, tiêu chí về sự thay đổi của MMF xác định trong 6.3

Tiêu chuẩn này dựa trên độ không đảm bảo ngẫu nhiên (độ lặp lại) bằng ± 0,027 % và phạm vi của MMF bằng 0,10 % nhưng có thể sử dụng các tiêu chí về độ chính xác khác dựa trên các yêu cầu của người sử dụng.

Bảng B.1 minh họa độ không đảm bảo tổng hợp lớn nhất của MMF tại ba phạm vi MMF khác nhau và các yêu cầu về độ không đảm bảo ngẫu nhiên (độ lặp lại). Tùy thuộc vào đường đặc tính của MF tuyến tính như thế nào giữa hai “điểm kiểm tra”, phạm vi của MF có thể giảm đi do phép ngoại suy tuyến tính. Rất khó để đưa ra đánh giá chuẩn xác về đường đặc tính của MMF mà không có dữ liệu kiểm tra bổ sung.

Bảng B.1 - Các yêu cầu về độ không đảm bảo của MMF khác

PHỤ LỤC C

(tham khảo)

Hiệu lực của hệ số đồng hồ chuẩn

C.1. Giới thiệu chung

So sánh MMF hoặc các đường đặc tính của MMF định kì với độ lệch theo quy định của người sử dụng sẽ đảm bảo rằng việc kiểm chứng đồng hồ chuẩn là mẫu mực và tính năng của đồng hồ chuẩn không thay đổi.

Trong khi thiết lập độ sai lệch để so sánh MMF trong thời gian còn hiệu lực, phải đảm bảo rằng độ sai lệch không được cài đặt nhỏ hơn hai lần độ không đảm bảo ngẫu nhiên của độ không đảm bảo của MMF nêu trong Bảng 1 và Phụ lục A.

C.2. Một lưu lượng

Lặp lại kiểm chứng tại cùng lưu lượng và điều kiện vận hành sẽ cho biết có sai lệch trong MMF do hỏng hóc hoặc ăn mòn hay không.

C.3. Nhiều lưu lượng

Đối với các đồng hồ chuẩn được kiểm chứng tại nhiều lưu lượng rời rạc, lặp lại kiểm chứng tại một hoặc nhiều lưu lượng có thể cho biết có sai lệch trong MMF do hỏng hóc hoặc ăn mòn hay không. Để kiểm tra độ lệch của hệ số đồng hồ kĩ hơn, phương pháp ưu tiên là kiểm chứng lại theo trình tự lưu lượng ban đầu, ví dụ 1, 2 và sau đó lặp lại các lưu lượng 1, 2 hơn là kiểm chứng tại lưu lượng 1,1 rồi 2,2.

C.4. Đường đặc tuyến hệ số đồng hồ chuẩn

Nếu đường đặc tính của MMF được tạo ra là kết quả của việc kiểm chứng đồng hồ chuẩn, lặp lại kiểm chứng tại một hoặc nhiều lưu lượng có thể giúp phát hiện tất cả các vấn đề với đường đặc tính của MMF. Lặp lại kiểm chứng có thể được thực hiện tại tất cả các lưu lượng nằm trong khoảng lưu lượng được sử dụng để xây dựng đường đặc tính ban đầu.

PHỤ LỤC D

(tham khảo)

Kiểm chứng bằng phương pháp trọng lượng

D.1. Giới thiệu chung

Kiểm chứng bằng phương pháp trọng lượng là kĩ thuật phổ biến có thể áp dụng trực tiếp đối với các thiết bị đo khối lượng chất lỏng.

D.2. Thiết bị

Hệ thống kiểm chứng bằng phương pháp trọng lượng sử dụng bể nguồn chất lỏng với cấu hình đường ống bao gồm bơm, phần kiểm chứng đồng hồ lưu lượng và van điều dòng để phân phối chất lỏng vào bể trên cân. Nước được sử dụng làm chất lỏng kiểm chứng. Cân được hiệu chuẩn với dẫn xuất chuẩn từ viện đo lường quốc gia.

Thông thường, cấu hình đường ống được bố trí theo cách để quá trình kiểm chứng được mô tả như phương pháp “khởi động-dừng tĩnh” hoặc phương pháp “khởi động-dừng động”. Phương pháp “khởi động-dừng tĩnh” sử dụng phương pháp cân tĩnh. Dòng qua đồng hồ lưu lượng được khởi động, lưu lượng kiểm chứng được thiết lập và dừng dòng chảy. Tất cả chất lỏng chảy qua đồng hồ lưu lượng được cân. Phương pháp “khởi động-dừng động” sử dụng phương pháp cân động. Dòng qua đồng hồ lưu lượng được khởi động và lưu lượng kiểm tra được thiết lập trên một đường tuần hoàn. Van phía dòng ra của đồng hồ lưu lượng chuyển dòng chảy vào bể trên cân. Khi bể chứa đủ chất lỏng, dòng được phân phối ngược trở về đường tuần hoàn. Chất lỏng chảy qua đồng hồ lưu lượng tại lưu lượng kiểm tra được giữ trong bể trên cân và được cân.

PHỤ LỤC E

(tham khảo)

Các ví dụ về lấy điểm “không” của đồng hồ Coriolis

Phụ lục này cung cấp các ví dụ về trường hợp khi đồng hồ chuẩn Coriolis được lấy lại điểm không và/hoặc kiểm chứng lại. Khi kiểm chứng đồng hồ chuẩn, giá trị “không” được quan sát phải được ghi lại. Giá trị “không” này phải được xác định tại các điều kiện tại đó hệ số đồng hồ được xác định. Tại thời điểm kiểm chứng đồng hồ trên mạng, giá trị “không” của đồng hồ chuẩn phải được quan sát lại. (Đồng hồ chuẩn phải được lắp đặt và đưa về điều kiện thử nghiệm trước khi đánh giá giá trị “không” của đồng hồ. Làm sạch lưu lượng kế không đúng cách trước khi đánh giá điểm không có thể làm cho việc đánh giá không chính xác. Khi MM ở tại điều kiện đồng hồ trên mạng, khóa MM lại và kiểm tra giá trị “không” quan sát được). Phương trình (E.1) có thể được sử dụng đề xác định tổng sai lệch hệ số MM được tạo ra do sự sai lệch của hai giá trị “không” ở trên, cần lấy lại điểm “không” dựa trên tổng sai lệch hệ số MM có thể chấp nhận được.

% Sai số dòng chảy = ((ZV_LM - ZV)/(FR)) x 100                           (E.1)

Trong đó

ZV là giá trị “không” được ghi lại khi xác định hệ số đồng hồ chuẩn;

ZV_LM là giá trị “không” quan sát được của đồng hồ chuẩn tại vị trí kiểm chứng đồng hồ trên mạng;

FR là lưu lượng của đồng hồ trên mạng.

Nếu chắc chắn rằng đồng hồ chuẩn cần phải được lấy lại “không”, giá trị “không” mới quan sát được sau khi lấy lại “không” phải được so sánh với giá trị “không” được ghi lại từ lần kiểm chứng đồng hồ chuẩn ban đầu. Phương trình E.2 có thể được sử dụng để xác định tổng sai lệch của hệ số MM gây ra do sai lệch của các giá trị “không”.

Nếu giá trị “không mới” nằm trong phạm vi cho phép thì:

% Sai số dòng chảy = ((ZV_new - ZV)/(FR)) x 100                           (E.2)

Trong đó

ZV là giá trị “không” được ghi lại khi xác định hệ số đồng hồ chuẩn;

ZV_new là giá trị “không mới” của đồng hồ chuẩn tại vị trí kiểm chứng đồng hồ trên mạng sau khi lấy lại “không”;

FR là lưu lượng của đồng hồ trên mạng.

Nếu giá trị “không mới” nằm trong sai lệch cho phép không thể đạt được, thì không thực hiện kiểm chứng đồng hồ trên mạng. Phải thực hiện điều tra nguyên nhân gây ra lệch “không”. Thông thường, lệch “không” có thể được loại bỏ bằng cách lắp đặt đồng hồ đúng cách, làm sạch đường ống và đưa đồng hồ chuẩn về điều kiện kiểm chứng. Kiểm chứng lại đồng hồ chuẩn một mình có thể không giải quyết được vấn đề lệch “không” khi đồng hồ chuẩn cần bảo dưỡng hoặc sửa chữa.

Sau đây là các ví dụ của Mỹ:

VÍ DỤ 1: Đồng hồ chuẩn được yêu cầu lấy lại điểm không nhưng không kiểm chứng lại

Một đồng hồ chuẩn được kiểm chứng ban đầu tại lưu lượng 5000 Ib/min với giá trị điểm không bằng ± 2,5 Ib/min, và hệ số đồng hồ được lấy là 0,9998

Giá trị không quan sát được của đồng hồ chuẩn tại thời điểm kiểm chứng đồng hồ trên mạng thay đổi đến ± 7,5 Ib/min. Nếu đồng hồ trên mạng chảy tại 5005 Ib/min thì:

% 0,1 = ((7,5 - 2,5)/(5005)) x 10 ban đầu

Đồng hồ chuẩn phải được lấy lại điểm không do sự lệch điểm không này có thể làm cho hệ số MM sai lệch 0,0010 tại lưu lượng vận hành này. Sau khi lấy lại điểm không, giá trị không mới quan sát được là ± 3 Ib/min. Giá trị không mới này có thể chấp nhận được do sự sai lệch 0,5 Ib/min giữa giá trị không được ghi lại và giá trị không mới quan sát được sau khi lấy lại điểm không chỉ tạo ra sai lệch 0,0001 trong hệ số của MM. Vì thế:

% 0,1 = ((3 - 2,5)/(5005)) x 10 sau

VÍ DỤ 2: Đồng hồ chuẩn được yêu cầu lấy lại điểm không

Đồng hồ chuẩn được kiểm chứng ban đầu tại lưu lượng 7000 Ib/min với giá trị điểm không bằng ± 2,5 Ib/min, và hệ số đồng hồ được lấy là 0,9999.

Giá trị không quan sát được của đồng hồ chuẩn tại thời điểm kiểm chứng đồng hồ trên mạng là ± 3,5 Ib/min. Sự sai lệch giữa giá trị không quan sát được và giá trị không được ghi lại tại lúc kiểm chứng đồng hồ là 1 Ib/min. Nếu lưu lượng đối với việc kiểm chứng đồng hồ trên mạng là 7005 Ib/min thì tại lưu lượng này MM không cần phải được lấy lại điểm không vì sự lệch điểm không chỉ tạo ra sai lệch bằng 0,00014 trong hệ số MM

% 0,014 = ((3,5 - 2,5)/(7005)) x 100 ban đầu, sau

VÍ DỤ 3: Đồng hồ chuẩn có thể được yêu cầu sửa chữa hoặc kiểm chứng lại

Đồng hồ chuẩn được kiểm chứng ban đầu tại lưu lượng 6000 Ib/min với giá trị điểm không bằng ± 2,5 Ib/min, và hệ số đồng hồ được lấy là 0,9998.

Nếu giá trị không quan sát được của đồng hồ chuẩn tại lưu lượng kiểm chứng đồng hồ trên mạng bằng 6006 Ib/min là +25 Ib/min. Sự sai lệch giữa giá trị không quan sát được và giá trị không ghi được tại lúc kiểm chứng MM là 22,5 Ib/min. MM phải được lấy lại điểm không vì sự lệch điểm không này tạo ra sai lệch bằng 0,0037 trong hệ số MM tại lưu lượng này. Sau khi lấy lại điểm không, giá trị không mới quan sát được là 20 Ib/min. Sự lệch điểm không này tại ra sai lệch bằng 0,0029 trong hệ số MM tại lưu lượng này và MM không được sử dụng. MM phải được kiểm tra hoặc có thể phải được kiểm chứng lại và có thể phải được sửa chữa để loại bỏ các nguyên nhân làm lệch điểm không. Kiểm chứng lại MM riêng lẻ có thể không giải quyết được vấn đề lệch điểm không khi đồng hồ cần phải bảo dưỡng hoặc sửa chữa.

% 0,37 = ((25 - 2,5)/(6006)) x 100 ban đầu

% 0,29 = ((20 - 2,5)/(6006)) x 10 sau

Đồng hồ chuẩn không được sử dụng

VÍ DỤ 4: Đóng góp sai số điểm không đến đường đặc tính làm việc MMF

Đồng hồ chuẩn được kiểm chứng ban đầu tại một vài điểm lưu lượng để xác định đường đặc tính làm việc MMF với giá trị không bằng +2,5 Ib/min

Giá trị không quan sát được của đồng hồ chuẩn tại lúc kiểm chứng đồng hồ trên mạng thay đổi đến 7,5 Ib/min. Sự sai lệch giữa giá trị không quan sát được và giá trị không được ghi lại tại lúc kiểm chứng MM là 5 Ib/min. Nếu MM được sử dụng nhưng không được lấy lại điểm không thì phương trình (E.1) có thể được sử dụng để đánh giá các sai số tại tất cả các lưu lượng trên toàn phạm vi đường đặc tính làm việc MMF như được trình bày dưới đây:

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] API 4.9.2: Determination of the volume of displacement and tank provers by the waterdraw method of calibration (Xác định thể tích của bình chuẩn và ống chuẩn thể tích bằng phương pháp hiệu chuẩn thể tích).

[2] API 4.9.3: Xác định thể tích của ống chuẩn thể tích bằng phương pháp hiệu chuẩn đồng hồ chuẩn.

[3] API 5.1: Các xem xét chung đối với phép đo dùng đồng hồ.

[4] API 12.2.3: Tính toán các đại lượng xăng dầu bằng cách sử dụng các phương pháp đo động và các hệ số hiệu chính thể tích, Phần 3 - Biên bản kiểm chứng.

[5] API 13.1: Các khái niệm thống kê và qui trình đo.

[6] API 13.2: Các phương pháp thống kê đánh giá số liệu kiểm chứng đồng hồ.

[7] API 20.1: Bố trí phép đo.

[8] ISO 4185, Đo dòng chất lỏng trong ống dẫn kín - Phương pháp khối lượng.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Ứng dụng

5. Thiết bị

6. Hệ số của đồng hồ chuẩn (MMF) - Kiểm chứng đồng hồ

6.1. Quy định chung

6.2. Một ưu lượng hoạt động

6.3. Nhiều lưu lượng hoạt cộng

6.4. Đồng hồ chuẩn được sử dụng trên giá tra nạp

6.5. Thiết lập hệ số đồng hồ chuẩn (MMF)

6.6. Các xem xét liên quan đến độ không đảm bảo

Phụ lục A (quy định) Độ không đảm bảo ngẫu nhiên của hệ số đồng hồ chuẩn

Phụ lục B (tham khảo) Sai lệch độ không đảm bảo của MMF

Phụ lục C (tham khảo) Hiệu lực của hệ số đồng hồ chuẩn

Phụ lục D (tham khảo) Kiểm chứng bằng phương pháp trọng lượng

Phụ lục E (tham khảo) Các ví dụ về lấy điểm “không” của đồng hồ Coriolis