Градуировка

В соответствии с требованиями ГОСТ 2.601 на каждый резервуар, дол­жен составляться паспорт и градуировочная таблица для определения объе­ма горючего в зависимости от высоты наполнения. Градуировку резервуаров проводят в соответствии с ГОСТ 8.346 "Резервуары стальные горизонтальные. Методы и средства поверки". Согласно ГОСТ 8.346 существуют следующие условия определения вместимости и градуировки:

- содержание вредных паров и газов не должно превышать норм, установленных санитарными нормами (СН 245-71);

- чистота внутренней поверхности резервуара, находящегося в эксплуатации, должна соответствовать ГОСТ 1510-84;

- температура рабочей среды в средствах определения вместимости и градуировки резервуара не должна отличаться более чем на ± 5%;

- давление внутри резервуара - атмосферное;

- освещенность внутри резервуара (местная) - 200 лк.

К трассировочным таблицам прилагают исходные и расчетные величины: полная вместимость, площадь зеркала, поправки на неровность днища и корпуса, акт на уклон резервуара, внутреннее оборудование и т.д. Поправки на неровность днища и корпуса проверяют при каждом опорожнении резервуара, акт проверки прикладывают к градуировочным таблицам.

При градуировке резервуара должен быть определен высотный трафарет (базовая высота)- расстояние по вертикали от нижней образующей резервуара до верхнего среза замерного устройства в постоянном месте замера. Величина высотного трафарета проверяется ежегодно в теплое время года.

Для обеспечения соответствия измеренных показателей уровня нефтепродукта в резервуаре градуировочной таблице в обязательном порядке должны быть заполнены следующие акты, являющиеся обязательным приложением на каждый резервуар АЗС:

1. Акт на измерение базовой высоты и неровностей днища резервуара. Предназначен для контроля базовой высоты резервуара измерения льда и контроля

достоверности показаний градуировочной таблицы. Составляется ежегодно в летний период, а также после проведения ремонта или зачистки.

2. Акт на уклон резервуара (рисунок 3.2.).

Предназначен для внесения поправки на уклон резервуара согласно формуле расчета:

Δh = ±a*I

где а- уклон оси резервуара;

I - расстояние от точки измерения до середины резервуара, мм;

знак (+) - если уклон в сторону люка;

знак (-) - если уклон от люка a = (H1-H2)/L

где L- длина резервуара;

Н1 и Н₂ - измерения высоты взлива воды в двух точках резервуара, производимые при определении поправки на уклон.

I

Рисунок 3.2. Измерение уклона резервуара.

К градуировочным таблицам прилагают исходные и расчетные величи­ны:

· полная вместимость,

· площадь зеркала,

· поправки на неровности днища и корпуса, внутреннее оборудование и т. д.

Поправки на неровности днища и корпуса проверяют при каждом опорожнении резервуара, акт проверки при­лагают к градуировочным таблицам.

При градуировке резервуара должен быть определен его высотный тра­фарет - расстояние по вертикали от днища резервуара до верхнего среза за­мерного люка в постоянном месте замера. Величина высотного трафарета проверяется ежегодно.

Градуировку производят двумя методами:

1) объемным

2) геометрическим.

Геометрический метод наиболее доступен и не требует применения специализированного оборудования, поэтому является основным.

Порядок градуировки горизонтальных резервуаров объемным и геомет­рическими методами изложен в ГОСТ 8.346 «Резервуары стальные горизон­тальные. Методы и средства поверки». В этом стандарте приведены значения коэффициентов заполнения, определяемые по отношению высоты наполне­ния к диаметру резервуара.

Принцип данного метода заключается в измерении линейных размеров резервуара: дины корпуса, длины цилиндрической части, внутреннего диаметра по каждому поясу, выпуклости днищ - плоских, сферических, конических, глубины заложения горловины, определения объема внутренних деталей резервуара, составления описи деформаций и проведения математических расчетов по формулам и таблицам. Число измерений каждого линейного размера резервуара - не менее двух. Среднее значение результатов измерения принимают за величину линейных размеров.

Применяется в основном для наземно-расположенных резервуаров, так как при измерениях заглубленных резервуаров требуется нахождение людей внутри газового пространства. Геометрический метод имеет невысокую точность измерения в связи с невозможностью учета погрешностей на дефекты корпуса (вмятины, неровности).

Данный метод допускается применять при соблюдении следующих условий:

- разность диаметров резервуара в одном сечении и в разных сечениях, включая конусность и бочкообразность, - не более 10 мм;

- непрямолинейность образующей резервуара (излом образующей) - не более 10 мм;

- диаметры местных отдельных выпучин или вмятин на стенке резервуара - не более 100 мм, максимальная стрелка прогиба их - не более 5 мм.

При объемном методе в резервуар заливают точно отмеренные объемы жидкости и определяют высоту наполнения. Метод точен, но длителен и тех­нически трудно осуществим для резервуаров большой вместимости вслед­ствие неизбежного колебания температуры и объема жидкости в процессе градуировки. Метод приемлем для резервуаров небольшой вместимости.

- При градуировке горизонтальных резервуаров учитывают непостоян­ство площади зеркала жидкости при изменении высоты наполнения и раз­личную форму днищ (плоскую, сферическую, коническую). При ко нических и сферических днищах зависимость возрастания объема наполненной части от высоты нелинейная.

Имеет высокую точность измерения. Требует применения специализированного оборудования. Применим к резервуарам с любым расположением и различными дефектами корпуса. При объемном методе измеряют объем жидкости, поданной в резервуар, и уровень жидкости (высоту наполнении) после каждой или нескольких доз.

Объемный метод градуировки осуществляется двумя способами:

- с использованием образцовых мерников и образцового уровнемера (рисунок 3.3);

- с использованием счетчика жидкости и образцового уровнемера (рисунок 3.4).

-

Рисунок 3.3. Градуировка резервуаров с использованием образцовых мерников:

1- градуируемый резервуар; 2- образцовые мерники; 3, 4- краны мерников; 5-уровнемер; 6- насос; 7- резервуар; 8-расширитель струи с магнитным наконечником; 9- линия подачи.

Рисунок 3.4. Градуировка резервуаров с использованием счетчика жидкости:

1- градуируемый резервуар; 2- уровнемер; 3- трехходовой клапан; 4- счетчик жидкости; 5- насос; 6- вспомогательный резервуар; 7-расширитель струи с магнитным наконечником; 8- обводная линия; 9- линия подачи.

При проведении градуировки объемным методом соблюдают следующие условия:

- рабочая среда по ГОСТ 2874;

- образцовые мерники должны обеспечить возможность получения дозы в объеме, достаточном для подъема уровня воды в резервуаре в пределах от 10 до 40 мм;

- на 10мм в любом интервале его сечения по всей высоте;

- счетчик жидкости должен работать на номинальном режиме;

- высоту наполнения следует измерять в пределах от 10 до 40 мм.

Объемный метод с использованием образцовых мерников и образцового уровнемера осуществляется следующим образом.

Воду из резервуара 7 (рисунок 3.3) насосом 6 подают в образцовые мерники 2, регулируя режим потока кранами 3, и наполняют их. Затем, прекратив подачу, сливают из мерников в градуируемый резервуар дозу, измеряют уровень воды в нем и подсчитывают по мерникам объем дозы, поступившей в резервуар. В таком же порядке осуществляют подачу второй, третьей и последующих доз с одновременным измерением уровня и объема воды. Наполнение осуществляют до уровня, соответствующего номинальной вместимости резервуара. При подходе уровня к расширителю 8 последний поднимают ближе к горловине и магнитными наконечниками прикрепляют его к внутренней стороне стенки горловины. Результаты измерения уровня и объема воды, поступившей в резервуар, записывают в журнал.

В комплект мерников может быть включен цилиндрический мерник с уровнемерной трубкой и шкалой, который почти во всех случаях градуировки будет долинным с тем, чтобы поднять уровень воды в резервуаре до требуемой отметки.

Объемный метод с использованием счетчика жидкости и образцового уровнемера осуществляется следующим образом.

Воду из резервуара 6 (рисунок 3.4) посредством насоса подают через напорную линию, счетчик 4, трехходовой клапан 3 и обводную линию 8 в резервуар 6. В напорной линии установлен проходной кран (на рисунке не показан), посредством которого счетчик 4 выводят на установившийся режим работы. При достижении установившегося режима (номинального расхода) трехходовой клапан 3 переключают и направляют поток через линию подачи 9 в градуируемый резервуар Ь Вода в резервуар поступает без перерыва. При этом измерение уровня и объема поступившей воды осуществляется одновременно.

Наполнение осуществляют до уровня, соответствующего номинальной вместимости градуируемого резервуара.

При подходе уровня к расширителю 7 последний поднимают ближе к горловине и при помощи магнитных наконечников прикрепляют к внутренней стороне стенки горловины. Результаты измерения уровня и объема воды, поступившей в резервуар, записывают в журнал.

Градуировочную таблицу при геометрическом методе составляют на основании данных расчетной таблицы.

Градуировочную таблицу по результатам объемного метода составляют на основе определения объема и уровня жидкости.

Для проведения градуировки с применением описанных средств требуется очень много времени, затрачиваемого на перевозку, установку оборудования и соответственно материальные затраты возрастают. К тому же требуется остановка АЗС на длительный срок.

В настоящее время для проведения градуировки резервуаров применяются мобильные аппаратно-програмные комплексы на автомобильном шасси. Такие комплексы позволяют производить измерения для определения объема мер вместимости и градуировки резервуаров объемным непрерывным методом при поверке (калибровке). Комплекс имеет законченный автоматизированный цикл, исключающий субъективное влияние оператора на конечный результат, обеспечивает измерения, обработку результатов, представление твердых копий результатов в номенклатуре и формах, определенных ГОСТами.

При использовании объемного метода градуировки резервуара в качестве устройств выдачи и учета количества жидкости для измерения объема используются напорные линии со счетчиком жидкости от топливозаправщиков, изготавливаемых по ГОСТ Р50913-96, которые получили название "ЗОНД" на базе автомобиля ЗИЛ-4331 и ЗИЛ 5301 (рисунок 3.5).

Рассмотрим устройство, принцип работы и структурную схему такого комплекса на примере КГР"ЗОНД" (рисунок 3.6), изготавливаемого ООО НПП "Нефте-Стандарт", г. Екатеринбург и являющимся одним из самых надежных и применяемых на предприятиях России.

Рисунок 3.5. Внешний вид КГР "ЗОНД".

Комплекс градуировки резервуаров "ЗОНД" выпускается на основании документов:

- Лицензия №001031-ИР Госстандарта России;

- Сертификат Госстандарта РФ №16369, в Гос. реестре средств измерений под № 17906-98;

- Сертификат Госстандарта Республики Казахстан №1741, в ГСИ РК под № KZ.02.03.00641-2004/17906-98;

- Сертификат Госстандарта Республики Беларусь №3095, в ГСИ РБ под № РБ 03 07 1852 04;

-Завод изготовитель - ООО НПП "Нефте-стандарт", г. Екатеринбург.

■

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Комплекс градуировки резервуаров "Зонд" это аппаратно-программный комплекс, предназначенный для определения вместимости и градуировки резервуаров объемным методом непрерывным или дозовым способом.

Область применения - первичная и периодическая поверка мер вместимости, и градуировка горизонтальных и вертикальных резервуаров.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

В состав Комплекса "ЗОНД" входят уровнемер "Струна-М", насосно-дозирующая установка на базе заправщика 5Л22 (5Л62), из которого используется его напорно-всасывающая линия со счетчиком жидкости и элементы электроавтоматики управления напорной линией (счетные устройства автозаправщика не используются), компьютер с программным обеспечением, реализующим функции Комплекса, а также блок сопряжения компьютера с уровнемером и элементами электроавтоматики управления напорной линией.

Комплекс "ЗОНД" обеспечивает законченный автоматизированный цикл, исключающий влияние оператора: измерение, обработка результатов, представление твердых копий результатов в номенклатуре и формах, определенных ГОСТ 8.346-2000, ГОСТ 8.570-2000 (ГСОЕИ. Резервуары стальные горизонтальные цилиндрические. Методы поверки. ГСОЕИ. Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика проверки.

В процессе градуировки резервуаров, в каждой измеряемой точке, производится автоматическое сопоставление и регистрация уровня, объема, скорости, температуры жидкости и среднего сдвига дозирования, получаемого из данных калибровки напорной линии. Процесс градуировки заканчивается автоматическим формированием и выдачей оператору градуировочной таблицы, включая, по требованию, ее твердую копию по форме ГОСТ 8.346-2000. Дополнительно, оператор имеет возможность получить твердые копии протоколов калибровки напорной линии и градуировки резервуара, градуировочную таблицу резервуара по миллиметрам.

В процессе измерения объема мер вместимости производится автоматическое сопоставление и регистрация скорости, объема, учет температуры жидкости и среднего сдвига дозирования, получаемого из данных калибровки напорной линии. Процесс измерения объема заканчивается автоматическим формированием и выдачей оператору протокола измерения, включая, по требованию, его твердую копию по форме ГОСТ 8.346-2000.

Данные градуировки резервуара и измерения объема мер вместимости могут быть воспроизведены на любом внешнем IBM совместимом компьютере.

СОСТАВ КОМПЛЕКСА

В состав Комплекса градуировки резервуаров " ЗОНД " входят:

♦ Насосно-дозирующая установка из состава заправщиков 5Л22 (5Л62), широко применяемых в данной области, ремонт которых осуществляет ООО НПП "Нефте-Стандарт" - лицензия № 001031-ИР Госстандарта РФ;

♦ Уровнемер "Струна-М" (имеет сертификат Госстандарта РФ и зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под № 15669-96);

♦ Компрессорная система;

♦ IBM совместимый компьютер;

♦ блок сопряжения (БС) компьютера с уровнемером и элементами электро­автоматики управления напорной линии;

♦ функциональное программное математическое обеспечение (ПМО);

♦ транспортные носители функционального ПМО и данных результатов работы КГР "ЗОНД" в заданных режимах на транспортной дискете или на CD;

♦ кабели связи.

Транспортные носители функционального ПМО - трех видов, включающих определенные наборы функциональных режимов:

♦ "Zond";

♦ "Калибровка", "Градуировка", "Тиражирование", "Отчет" - обеспечивающих полный цикл работ по градуировке резервуаров ;

♦ "Калибровка", "Калибровка резервуаров", "Тиражирование" - обеспечивающих полный цикл работ по определению объема мер вместимости.

.

Структурная схема Комплекса Градуировки Резервуаров "ЗОНД" показана на рисунке 3.6.

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ "Zond"

Программа "Zond" (далее программа) предназначена для представления результатов градуировки резервуаров Комплексом "ЗОНД" в формах ГОСТ 8.346-2000.

Программа ставится на компьютер, имеющий операционную систему Windows 98 и приложение Internet Explorer, версия не ниже 4 (стандартная установка Windows). Рекомендуется устанавливать программу на "рабочий" "Note-book" и офисный компьютер. Это позволит описывать объект на месте его нахождения и обрабатывать результаты работ на объекте в условиях офиса.

Программа выполнена как стандартное приложение Windows и, соответственно, реализует стандартный, для приложений Windows, пользовательский интерфейс -достаточно простой в работе и освоении.

Дополнительно, сверх требований ГОСТ, пользователю представляются также протокол калибровки счетчика жидкости (литромера) и график наполнения резервуара в форматах 2 или 3D. На графике можно выделить фрагмент и представить в увеличенном масштабе (например, для рассмотрения "хлопка" резервуара).

Программа "Zond" позволяет архивировать отчетные документы и, соответственно, создать базу данных объектов и результатов работ на объектах.

Отчетные документы представлены в формате htm, могут храниться на Web-сервере и передаваться по сети Internet без дополнительной подготовки.

УПРАВЛЕНИЕ КОМПЛЕКСОМ

♦ интерактивный интерфейс оператора с Комплексом "ЗОНД";

♦ управление подачей рабочей жидкости в градуируемый резервуар;

♦ контроль расхода, фиксирование соответствия измеренного уровня величине объема поступающей жидкости с формированием протокола;

♦ отображения хода проводимой работы на мониторе;

♦ автоматическое прекращение подачи рабочей жидкости при достижении уровня, соответствующего номинальной вместимости;

♦ формирование и получение твердой копии Градуировочной таблицы с учетом сдвига дозирования литромера и температуры среды - осуществляет Система управления Комплексом "ЗОНД".

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАКТЕРИСТИКА

Рабочая жидкость Вода
Диапазон измерения уровня, мм 10...4000*

Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня, мм +1

Производительность 100,150,200,250

Предел относительной погрешности измерения

объема выдаваемой жидкости, % +0,15

Минимальный объем поверяемых (градуируемых) резервуаров, л 200 Параметры питающей сети:

Напряжение переменного тока, В 380 (+10% -15%)

Частота , Гц 50+1

Потребляемая мощность,кВА, не более 8
Температура окружающей среды, °С -20...+40

Относительная влажность окружающей среды (при темп.+25 ОС),% не более 98
Температура рабочей жидкости, °С +1...+40

Средний срок службы, лет, не менее 10

* Диапазон измерения уровня ограничен только техническими характеристиками уровнемера "Струна-М".

Возможность воспроизведения данных градуировки резервуара и измерения объема автоцистерн на любом внешнем IBM совместимом компьютере позволяет, при необходимости, органам Федерального агенства Ростехрегулирования и метрологии вести контроль за деятельностью организаций, аккредитованных в этой области деятельности.

Комплекс "ЗОНД" полностью автоматизирует работы по градуировке резервуаров и определению вместимости, исключая субъективное влияние оператора на конечный результат. Время от момента окончания наполнения градуируемого резервуара до получения твердых копий протокола градуировки и градуировочной таблицы - не более 5 минут.

Достигаемая Комплексом высокая точность градуировки резервуаров позволяет: существенно сократить потери нефтепродуктов при коммерческом учете; применить рекомендуемый НПБ 111-98 ("Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности") способ контроля герметичности резервуаров методом автоматизированного контроля массового баланса топлива в технологической системе.

Комплекс позволяет также выявить в процессе градуировки скрытые дефекты резервуара: скачкообразное изменение геометрических параметров ("хлопок"), подвижность на фундаменте и т.п.

К настоящему времени выпущено 105 Комплексов Градуировки Резервуаров "ЗОНД", длительное время и с положительными отзывами эксплуатируется в региональных органах Госстандарта - Центрах стандартизации и метрологии , в региональных нефтеинспекциях, в нефтяных компаниях, а также на производственно-коммерческих предприятиях России и стран СНГ .

Эффективность применения Комплекса возрастает при оснащении стационарных резервуаров уровнемером "Струна-АЗС".

Однако, исследования широкого применения объемного метода градуировки резервуаров, проведенные в ФГУП "25 ГосНИИ Минобороны России" под руководством кандидата технических наук В.И.Кабанова с использованием математического моделирования и эксперементов на модельных и натурных автоматизированных установках, позволили установить, что:

- на погрешность измерения уровня жидкости в резервуаре влияют циркуляции скорости от динамических и тангенциальных составляющих по замкнутому контуру, которые могут быть описаны уравнением:

Г= 2πrv

где г - радиус резервуара;

V - скорость движения жидкость в резервуаре;

- необходимо учитывать поправку на уклон резервуара в процессе его заполнения
жидкостью по формуле:

ΔН = 0,5 ∙ К ∙ sin2а - sin² а((d/2)-Hu

\

где ΔН- поправка на уклон резервуара, мм;

а - угол наклона резервуара, град;

d - диаметр резервуара, мм;

Нu - уровень наклонения резервуара, мм;

К - величина, отражающая изменения расстояния от оси, проходящей через центр замерного люка (горловины) до вертикальной оси резервуара, мм.