体积管、容积式流量计检定培训讲义XXXX323

侯英惠中国石化荆门分公司计量中心0724-2211501转21047湖北省荆门市中国石化荆门分公司计量中心邮编：448039Emil:[e-mail]体积管、流量计检定培训讲义目录第一章体积管检定第一节体积管简介及技术要求………………………………2第二节体积管检定……………………………………………5第三节检定球型双向体积管计算示例………………………11第四节体积管检定时的注意事项……………………………14第二章容积式流量计检定第一节容积式流量计简介……………………………………16第二节容积式流量计的检定…………………………………18第三节容积式流量计检定计算示例…………………………24第四节容积式流量计检定时的注意事项……………………27第三章体积管操作中的误差来源第四章操作体积管的注意事项第一章体积管检定第一节体积管简介1.1体积管的主要用途及结构体积管主要是检定累积式流量计的标准装置。其主要结构是由一根内表面经精密加工的有一定长度并内径相同的圆管、位移器（计量球或活塞）及能精确测定位移器位置的两个检测开关和附属设备组成。两个检测开关之间的管段称为计量段（标准段）。1.2体积管的形式及分类体积管的形式有多种，按位移器的形式可分为球式体积管和活塞式体积管；按位移器的运动方向可分为单向体积管和双向体积管；按体积管本身的结构可分有阀式体积管和无阀式体积管；按使用位移器的数量可分为三球无阀式体积管和一球一阀式体积管；按换向阀驱动结构又可分为液压式和电动式等。1.2.1单向一球一阀式体积管其计量球在体积管内始终沿给定的方向运行，并且以计量球在二个检定开关之间一次运行所置换出来的流体体积，作为体积管的置换体积（见图1）。1.2.2四通换向阀式双向体积管其计量球在体积管内作往、返运行（正行程、返行程），并且以计量球在二个检测开关之间往、返运行所置换出的流体体积之和作为体积管的置换体积（见图2）。1.2.3活塞式体积管其活塞在计量缸内运行，并且以活塞在二个检定开关之间运行所置换出来的流体体积，作为体积管的置换体积（见图3、图4）。因其置换体积比球式体积管小得多，采用了精密的检测开关和脉冲内插技术，以达到良好的计量性能。1.3体积管的工作原理当流体稳定地流经被检流量计和体积管时，由位移器经过第一个检测开关时触动流量计脉冲计数器开始计数，当位移器经过后一个检测开关时停止流量计脉冲计数器计数，这样位移器从两个检测开关之间的计量段所置换出来的流体体积，同流量计的示值相比较，来确定被检流量计的示值误差。1.4体积管技术要求1.4.1体积管铭牌铭牌上应注明制造厂家；产品名称及型号；制造日期；出厂编号；公称通径；公称流量；公称压力；仪表重复性；准确度等级；防爆等级等。1.4.2收发球腔——作为置换球接收和发射之用，每台体积管有两个收发球腔。其一带快开式盲板，以备投球、取球之用（以下称收发球腔Ⅰ）；其二带固定式盲板（以下称收发球腔Ⅱ）。1.4.3预行程管段——是置换球进入密封段到检测开关之间的管段，其长度应保在最大流量下，四通换向阀转换密封到位后，置换球方能触发检测开关，进入标准容积管段。双向体积管的正反行程各有一段预行程管段。1.4.4计量段（标准段）构成计量段的管件和弯头应是圆截面的、等直径的、光滑的；管子的连接应保证同轴，用法兰连接时，法兰应是凹凸的，配对加工，并应有定位销。管子的内表面应有足够的光洁度和园度，应具有耐腐蚀、耐磨擦、润滑性好的特点。体积管应能承受1.5倍的公称压力。标准段设置在两段预行程管段之间，它的起始位置是起始检测开关A，终止位置是终止检测开关B。在一次检定运行中，球形置换器触发A时，检定用的电子计数器开始记录流量输出的脉冲数；当B被触时，电子计数终止记录。这样从计数器中得到该次检定过程中被检定流量计的脉冲输出数N。其内壁应保证一定的。1.4.5位移器球型体积管一般采用中空的弹性球作位移器，球内注满水、乙二醇等液体，注液充压时，可适当膨大。为确保球在计量段运行时与管壁有良好的密封性，球的直径应比体积管计量段内径大2%～4%。体积管的漏失量不应超过其置换体积的0.006%。在双向体积管中一般备有二个球：一个使用，一个备用，都必须经过水标合格后方能使用。1.4.6检测开关检测开关应有足够的发讯灵敏度和可靠性。对任何方向上运行的位移器，检测开关都能准确地给出位移器的触发信号，是双向体积管的一个关键部件，它在双向体积中具有两个作用，A：切换介质流向（起到正程和逆程校验），B：密封和自身检漏。1.4.7阀和密封机构体积管检定系统中使用的密封机构和阀（包括流量计出口阀和检定阀）不应有任何泄露现象。位移器在通过第一个检测开关之前和在计量段内运行时，阀和密封机构必须保证密封，并便于检查。1.4.8控制系统可以完成体积管系统的自标及流量计量系统的各种信号的采集处理，包括控制液压站动作、检测开关的发讯计数、温变、压变、被检流量计讯号的采集处理及各种阀门的控制。推动位移器的液压系统或四通换向阀的执行机构、脉冲记数器、水检定的换向器等控制系统应完善、可靠。1.4.9排气阀排气阀应安装在体积管的最高处，以保证将管内的气体排放出去，但在位移器运行计量过程中应全部关闭这些排气阀，并应气密。1.4.10温度计在体积管的进出口和流量计出口的适当位置安装0～50℃，最小分度值应不大于0.1℃的温度计或温度传感器。1.4.11压力计在体积管的进出口和流量计出口的适当位置安装测量流体压力0.4级的压力表或压力传感器。1.4.12准确度检定液体流量计的体积管，其测量重复性应优于0.02%，准确度应优于0.05%。在公称最小流量下，测量的最大压力波动值应小于1.5kPa。1.4.13真空取球器用于体积管使用前往体积管内投放球型置换器﹑体积管使用后从体积管内取出球型置换器的辅助部件。1.4.14球规用于量取球型置换器的直径和圆度的辅助部件。有通规和止规各一件。第二节体积管检定2.1容积法检定装置及设备容积法检定装置如图5所示。体积管的入口直接与水泵相连,出口与检定装置相连,如有必要可在体积管的上游安装消气器和过滤器等附加设备。根据体积管的设计置换体积,选用一台或几台标准量器（一般为二台）,并确定使用次数。选用二等标准金属量器,其允许误差应不大于士0.025%,用于测量余量(小于总量l/10的量〉的量器,其允许误差可以不大于±0.1%。2.2体积管的要求新建体积管应将体积管内清洗干净，管内不应有杂质。使用在原油计量状况下的体积管，重新检定时，用柴油（或用70℃～80℃的热水和金属去污剂）将体积管内的原油和蜡清洗干净，达到循环水池内水面上无油花为止。2.3管路系统要求从被检体积管出口到标准器之间的辅助管线应尽可能短,弯头应尽可能少。其容积与体积管置换体积之比一般应小于1/10。在检定压力下,管路系统应有良好的密封性并有背压。2.4换向器检定装置中若配有换向器,则在检定流量下,换向器应无溅水、漏水和存水的现象。换向器或换向阀应有好的对称性。位移器在2个检测开关之间运行的时间应不少于5min,以减少换向造成的误差。开始计量和结束计量时,换向器或流量换向阀的动作应由检测开关控制,换向应可靠、无误。2.5检定用液体水标法检定装置用水作介质,水质应清洁、无气泡、杂质等。为使检定过程中液体温度保持相对恒定,应使用循环水,并要求有足够的水量,水量应该不少于体积管设计容积量的4～5倍。2.6检定项目和方法2.6.1外观检查用目测法检查装置外观,应符合前面提到的各项技术要求。2.6.2密封性试验在公称压力下,持续1Omin,若体积管各连接处和焊缝均无泄漏,则该项检查合格。双向一球一阀式体积管检查四通阀的密封性能。在阀门进出口最大压力下,打开四通阀的检漏口的阀门,将存水全部放出,观察有无水从阀门中漏出,若无泄漏,则密封性合格。单向一球无阀式体积管检查推球器兼阀栓与阀座之间的密封性能。打开阀栓与阀座之间的检漏阀门观察有无水从阀门中漏出,若无渗漏,则密封性能合格。活塞式体积管检查旁通阀的密封性能。对于有检漏装置的体积管，应随时观察检漏装置的密封状态，如无泄漏，则密封性能合格。2.6.3漏失量试验漏失量试验的目的是检查位移器在计量段内运行时与计量过程中与管壁之间的密封性能。对于弹性橡胶球的位移器，只要球的直径比体积管计量段的内径大2%～4%，而且球的表面光滑无明显可见的凹凸，可以不做漏失量试验。球式体积管漏失量试验方法是:拆下分离体或带检测开关的短节,在体积管的末端接上挡球网,将位移器前计量段内的存水排尽、吹干。确认无存水的情况下进行试验。具体方法为启动水泵,排除位移器后的空气,使水推位移器运行,当位移器停在挡球网前时,量出位移器前的水量,若这一量值不超过体积管基本体积的0.006%,则试验合格并认为漏失量可以忽略。活塞式体积管漏失量试验方法是:对有检漏设备的活塞,应监视活塞检漏设备,如无异常现象,活塞与管壁之间的密封性能合格。对没有检漏设备的活塞,需进行活塞漏失量试验。拆下体积管的封头,使活塞停在计量段的某一位置上,擦干活塞前的缸体,在活塞后注液加压至体积管的公称压力,同时使活塞保持不动,观察并收集由活塞与管壁之间渗漏出的水量。如渗漏量小于体积管基本体积的0.006%,则漏失量试验合格。2.6.4水标法体积示值检定体积管的体积示值检定是确定计量段的置换体积值。2.6.4.1准备(1)将体积管接入水标法检定装置。〈2)按要求选定并分配标准量器（一般为两个标准罐）。(3)排气:启动水泵,向体积管注水,使水经体积管、换向器和标准量器流回水池,进行一段时间的水循环。打开各个排气阀,排出气体，确认排气阀已无气体排出时,关闭排气阀。(4)在进行水循环过程中,测量体积管入口、出口、标准器处及水池的水温,确认整个水循环系统的水温不变时,方可进行检定。为加速循环系统的水温趋于一致，可以使位移器运行几次。(5)对容积法水标定系统,应按规定湿润标准量器的内壁,使标准量器处于准备状态。(6〉用回水阀调节流量,确定位移器通过检测开关D1、D2时的流量。为保证位移器能够以同一速度经过D1、D2，在一次检定过程中回水阀的开度保持不变。流量大小的确定，应以一个标准量器（标准罐）进满后计时，从静止排气泡、标准罐读数、标准罐按规定排水到关闭标准罐排水阀所用时间再加上2min,在这一时间内另一标准罐刚好进满为原则确定流量。2.6.4.2检定步骤(1)将二个标准罐按规定湿润内壁，将罐1关闭排水阀，罐2打开排水阀。启动位移器的控制按钮,使位移器运行,换向器将水流导向罐2。(2〉当位移器按确定的流量触发检测开关D1时,启动换向器将水流从罐2换至罐1,开始计量。(3)当位移器触发检测开关Dl时,读取体积管出口处的压力值,作为该体积管检定时的平均压力,读取体积管进、出口处的温度,取平均值作为该体积管检定时的平均温度。(4)当罐1接满后，手动控制使换向器将水流从罐1导向罐2。使罐1静止一会，水中无气泡上升，再读标尺数。同时，测量罐1水温。然后打开罐1的排水阀按规定放水后关闭排水阀。罐2接满后，再换向罐1，操作同罐1，以此类推。最后一罐由位移器触发检测开关D2时启动换向器将水流换向另一个罐。2.4.4.3检定要求(1)一次检定过程中,水温的变化应不超过1℃。(2)按以上检定步骤连续检定,检定次数应不少于3次，以满足重复性要求为准。2.4.4.4球型体积管基本体积计算(1)体积管基本体积的计算是将测得的水的体积换算到标准状态〈20℃，101325Pa)下的体积,为体积管的基本体积。(2)体积管容积法检定体积的温度、压力换算公式的计算:式中:VPS——体积管在标准状态下置换出的基本体积,(m3)；VS——标准量器示值,m3；βS——标准量器材质的体膨胀系数(1/℃)；βW——水的体膨胀系数(1/℃)；βP——体积管材质的体膨胀系数(1/℃)；tS——标准量器的壁温(用量器内测得的水温代替℃〉；tP——体积管的壁温(用体积管内测得的水温代替℃)；PP——体积管内液体的表压力（Pa）；D——体积管的公称内径〈m)；E