橇裝活塞式體積管期間核查的必要性與可行性

趙 瑾，張才忠

中國石油長慶油田分公司技術監測中心 （陜西 西安 710018）

橇裝活塞式體積管（以下簡稱體積管）是一種高準確度等級的在線實流檢定標準裝置，在原油貿易計量交接中，如果體積管失準，在量值傳遞過程中就會影響流量計的準確性。

1 體積管工作原理及期間核查

依據JJG209-2010體積管檢定規程，體積管的工作原理是：當體積管內的置換器（球或活塞）在液體推動下，以一定的速度先后觸發兩個檢測開關時，將置換出的液體導進標準器內，由標準器的指示值經換算求的體積管的標準容積值。

流量計檢定時，將體積管的標準容積值換算成流量計工作條件下容積值，與串聯的被檢流量計的指示值相比較，得到被檢流量計的示值誤差。

依據JJF1001-2010《通用計量術語及定義技術規范》9.49定義，根據規定程序，為了確定計量標準、標準物質或其它測量儀器是否保持其原有狀態而進行的操作。即：期間核查是指為保持對設備校準狀態的可信度，在兩次檢定周期之間進行的核查，包括設備的期間核查和參考標準器的期間核查。通過期間核查，確認儀器上次校準時的性能相對不變，或及時發現其量值失準并縮短失準后的追溯時間，以便盡可能降低檢定成本和質量風險[1-3]。

2 體積管期間核查的范圍與方法選擇

2.1 期間核查必要性分析

期間核查是對計量標準正常周期檢定的一種補充，任何測量儀器，由于材料的不穩定、元器件的老化、使用中的磨損、使用或保存換進的變化、搬動或運輸等原因，都能引起計量性能的變化。通過期間核查可以掌握體積管計量性能，確保流量量傳的準確可靠性。

期間核查的條件：①使用頻繁的；②使用或者儲存環境惡劣或者發生劇烈變化的；③使用過程中容易受損、數據容易變化或對數據存疑的；④脫離實驗室直接控制，諸如借出后返還的；⑤使用壽命臨近到期的；⑥首次投入運行，不能把握其性能的；⑦測量結果的檢測質量影響較大的；⑧經常需要拆卸、搬運、攜帶到現場的。

而體積管均滿足上述條件，因此有必要對體積管進行期間核查，通常是每半個檢定周期做1次，體積管的首次檢定周期是1年，后續檢定周期是3年。

2.2 體積管核查方法選擇

對于體積管的核查有2種方法選擇：

一是采用檢定體積管的標準裝置來進行，這種方法首先要對體積管進行清洗，清洗后用二等標準金屬量器進行檢定，如果清洗不徹底會帶來附加誤差，而且工作量大，費時費力。

二是采用相同準確度等級的體積管進行比對，即用每個體積管測量同一臺性能穩定的流量計，取每個測量結果的平均值作為被測量的最佳估計值。

目前我廠有3臺橇裝式體積管主要用于原油外輸流量計、廠際和廠內部流量計的檢定，為保證流量計的檢定準確性以及周期檢定要求，3臺橇裝式體積管的自身檢定周期剛好錯開，即一年檢定一臺，用新檢定好的體積管去核查另外兩臺體積管，具備核查條件。

3 體積管期間核查的實施

3.1 確定儀器

期間核查用的主要儀器設備應符合或者優于表1的規定。

表1 期間核查主要用的設備

3.2 制定核查計劃

每年初編制年度期間核查工作計劃，增強工作的有序性，確保組織實施能行之有效，不流于形式。計劃一般包括要核查的儀器設備名稱及編號、核查的項目及技術指標、核查方法或核查規程、核查地點和時間安排，要充分利用現有的資源盡量降低運行成本，同時又要確保儀器設備能夠可靠運行，使得因儀器不準確而造成錯檢的風險降到最小。檢查時間安排不必過細，實施時可以根據檢定計劃適當作一些調整，以確保核查的正確性和有效性，并做好記錄。

3.3 實施核查

3.3.1 外觀檢查

體積管外觀檢查采用目測的方法進行，體積管所有的管段 （不銹鋼管材除外）外表面均應涂防護漆，管體不得有明顯的損傷，所有的焊接處應平整光潔，所有閥門不允許有銹蝕。在工作壓力下，各連接處和閥門應無滲漏。

3.3.2 密封性試驗

試驗的目的是檢查位移器在計量段內運行時與計量過程中與管壁之間的密封性能。要求在工作壓力下持續10min，若體積管各個連接處無滲漏，則密封性合格。

3.3.3 溫度、壓力儀表試驗

體積管上安裝有效溫度計、壓力表、溫度變送器、壓力變送器，在進行檢定前，連接好體積管，導通流程，待體積管、流量計系統溫度平衡后，觀察溫度計、壓力表的讀數，將溫度計、壓力表的讀數與溫度變送器、壓力變送器測量的數值進行比較，測量的結果必須一致，否則應查明原因。

3.3.4 體積管標準容積核查

選一臺穩定性好的DN150腰輪流量計，按照規程規定，先用主導體積管（新檢定好的體積管）對其進行檢定，再分別用核查體積管進行檢定，并將其結果與核查體積管檢定數據比對。

3.4 核查結果處置

3.4.1 En值法

根據JJF1117-2010計量比對技術規范規定，按照實驗間比對結果用歸一化偏差En值進行評價的原則：

式中：Y1、Y2分別為參與比對的測量裝置的測量結果；U1、U2分別參與比對的測量裝置的標準不確定度|En|≤1,比對結果可以接收，說明其計量特性未發生變化，參加比對的體積管性能良好；|En|＞1,應分析原因，說明參加比對的體積管標準容積值或重復性發生了變化，此時對體積管應進行清洗，進行檢定，驗證該體積管的技術指標是否符合要求，通過計算該核查體積管計量性能符合要求[4-5]。

3.4.2 對比圖法

對比圖法，比較直觀，容易進行判定。從下圖體積管對比數據可以看出，主導體積管與核查體積管，檢定結果曲線基本保持一致，說明核查體積管計量特性未發生變化，從而驗證了體積管的可靠性，確保了原油流量計量值的準確可靠（圖1、圖2）。

圖1 基本誤差比對示意圖

圖2 重復性比對示意圖

3.5 對期間核查的結果進行評價

期間核查結束后，對期間核查的結果進行評價，評價要包括以下兩方面：①根據核查的結果確定儀器設備是否可以繼續使用，若核查結果超出規定的允許誤差范圍，就要找出原因，提出整改意見，然后重新進行核查，直至符合要求。②核查中存在哪些問題，并作記錄，便于以后注意和改進。實驗室要對期間核查計劃的執行情況進行分析，定期進行評審，最后，對期間核查的所有記錄以及相關文件整理歸檔。

3.6 期間核查的注意事項

①檢查檢測開關，檢測開關表面應清潔，無污物；②檢查電器系統。電器系統應該能控制體積管的正常運行；③專人負責操作體積管，操作時要細心，因為體積管檢定要求數據有連續性，一旦中斷，以前進行的數據就作廢，要重新開始，使檢定時間過長，并做好記錄；④排氣。為保證檢定體積管的重復性，在每一行程運行前應對體積管進行排氣，確認無氣后再進行檢定。

5 結語

根據體積管工作原理，結合油田生產實際，對應用的3臺橇裝式體積管經過進行期間核查，可以確保整套裝置運行穩定，控制平穩可靠，檢測數據準確可靠，減少計量糾紛的發生，完全滿足了油田流量計周期檢定需要，確保油田原油流量量值傳遞的準確可靠。

[1]劉世疆.車載活塞式體積管用于原油流量計的現場檢定[J].油氣田地面工程,2013,(10):105-105.

[2]陳彥旭.計量站體積管標定系統的設計及應用[J].中國化工貿易,2014,(23):34-34.

[3]JJG209-2010體積管檢定規程[S].

[4]JJF1001-2010通用計量術語及定義技術規范[S].

[5]陳賡良.能量計量溯源性的建立及標準化[J].石油工業技術監督，2015,31（3）：23-25.