Автомобильные весы и расходомер показывают разное количество: какие данные сравнивать?

Коротко: если весы и счётчик (расходомер) показывают разное количество для одного и того же налива, первым шагом должно быть не объявление одного из приборов неисправным, а проверка, запись за записью, описывают ли оба результата одну и ту же величину, одну и ту же границу системы и один и тот же интервал времени. Проверять следует по порядку: единицу и понятие количества, плотность и температуру, использованные для пересчёта, точку передачи и заполнение наливного стояка, тару и остаток продукта в цистерне, условия взвешивания, газ и смену продукта, коэффициент преобразования счётчика и даты поверки, метки времени и полосу допуска, образованную пределами допускаемой погрешности обоих приборов.

Эта последовательность относится к одному наливу одной автоцистерны, статическим автомобильным весам и жидкому продукту. Для СУГ и СПГ возврат паров и фазовые переходы учитываются отдельными статьями баланса. Выбор между весами и счётчиком здесь не рассматривается: речь идёт о сверке данных, когда оба средства измерений уже установлены, а их результаты расходятся.

Массовый баланс: что на самом деле измеряет каждый прибор?

Весы дают разность между взвешиванием гружёной и порожней машины; эта разность включает всё, что изменилось на машине между двумя взвешиваниями. Счётчик учитывает только продукт, прошедший через него и достигший точки передачи. Чтобы результаты совпали, должен выполняться баланс: нетто по весам = количество через счётчик ± изменение заполнения стояка и рукава между счётчиком и цистерной от начала до конца налива + прочие массы, изменившиеся на машине между взвешиваниями (топливо, вода, снег, грязь, люди, оборудование) ± погрешности обоих приборов.

Сравнение без записи этого баланса часто выдаёт разницу границ за погрешность прибора. Практический ориентир: если расхождение от налива к наливу остаётся примерно одинаковым в килограммах, сначала проверяют статьи границы (тара, заполнение стояка, остаток в цистерне); если оно повторяется как процент, пропорциональный отпущенному количеству, на первый план выходят плотность, температурный пересчёт и коэффициент преобразования счётчика. Это не правило диагностики, а указание, с чего начинать.

Сначала убедитесь, что сравниваете одну и ту же величину

В документе об отпуске со счётчика может быть несколько количеств: объём при условиях измерения, объём, приведённый к стандартным условиям, и масса. OIML R 117-1 разделяет условия измерения (температура и давление жидкости в точке измерения) и базовые условия и определяет устройство пересчёта, переводящее объём в приведённый объём или массу, как часть измерительной системы. С весами сравнивают массу; если счётчик измеряет объём, по записи нужно установить, с какой плотностью и при какой температуре выполнен переход к массе.

Плотность и температура: рабочие или стандартные условия?

Частая несогласованность — умножение объёма при условиях измерения на плотность при стандартной температуре. Согласованная пара — либо объём при условиях измерения × плотность при тех же условиях, либо приведённый объём × плотность при стандартных условиях. Нужно уточнить и источник плотности: поточный плотномер, лабораторный анализ или постоянное табличное значение, а также из какой партии отобрана проба. Для нефтепродуктов алгоритм поправок приведён в API MPMS 11.1, который не распространяется на СУГ и ШФЛУ; для химической продукции зависимость плотности от температуры задаётся данными конкретного продукта и согласуется сторонами. API MPMS 12.2 за счёт порядка расчёта и правил округления стремится к тому, чтобы одни и те же данные давали один результат независимо от того, кто считает; проверьте, используют ли обе стороны одинаковый метод расчёта.

Результат весов — это значение взвешивания в воздухе

OIML R 76-1 указывает, что масса в весах преимущественно понимается как условная масса, то есть условное значение результата взвешивания в воздухе; OIML R 117-1 также требует сопровождать показания массы измерительных систем для жидкостей термином «масса» или «условная масса». Кориолисовый расходомер измеряет массу продукта непосредственно. При условиях, установленных в OIML D 28 (воздух 1,2 kg/m³, опорная плотность 8 000 kg/m³), для жидкости плотностью 860 kg/m³ различие между двумя понятиями составляет около 0,12%, то есть около 32 kg на наливе 25 300 kg. Проверьте, какое понятие указано в документе и какое принято в договоре.

Граница системы: точка передачи, заполнение стояка и тара

·         Точка передачи: Согласно OIML R 117-1 измерительная система имеет как минимум одну точку передачи и выполняется либо с опорожняемым, либо с заполненным рукавом; понятие рукава включает и жёсткий трубопровод. Трубопровод между счётчиком и точкой передачи должен оставаться заполненным во время измерения и в остановах. Вопрос: были ли стояк, рукав и промежуточный трубопровод в одинаковом состоянии заполнения в начале и в конце налива?

·         Заполнение трубопровода (line pack): При первом наливе после обслуживания, дренажа или смены продукта счётчик учитывает и продукт, заполняющий линию, но в цистерну он не попадает. И наоборот: если оставшийся в стояке продукт от предыдущего налива стекает в цистерну, весы взвешивают продукт, который счётчик в этом наливе не учёл. Объёмы стояка, рукава и промежуточного трубопровода можно рассчитать по чертежам и сопоставить с расхождением.

·         Тара и время её определения: Порожнее взвешивание выполнено непосредственно перед наливом или использована сохранённая тара? Сохранённая тара не отражает расход топлива, водителя, оборудование машины и изменение остатка продукта в цистерне. OIML R 76-1 устанавливает, что пределы допускаемой погрешности применяются к массе брутто, а при работающем устройстве тарирования — к массе нетто, но не применяются к расчётным значениям нетто при использовании устройства предварительного задания тары.

·         Остаток продукта в цистерне: Продукт, оставшийся в секции или трубопроводах цистерны от предыдущей поставки, не входит в нетто, если был взвешен в таре; он создаёт расхождение, если был слит после определения тары или если в сохранённой таре было иное количество.

·         Условия взвешивания: Все ли оси на платформе, не касается ли машина предметов вне платформы, чисты ли края платформы? Ветер, а также вода, снег или грязь на машине входят в результат. OIML R 76-1 отдельно испытывает влияние нецентрального нагружения и наклона; эти испытания не заменяют правильной установки машины на платформе. Взвешивание в движении относится к отдельной категории приборов по OIML R 134-1.

Воздух, пары, смена продукта и пробы

OIML R 117-1 относит к измерительной системе устройство удаления газа, не допускающее попадания воздуха или нерастворённого газа в измерение, и указывает, что газовые карманы могут образоваться при тепловом сжатии во время остановов или при опорожнении питающего резервуара; систематический подсос воздуха не считается помехой. Для сверки запрашивают следующие записи:

·         Сигнализации газоотделителя или индикатора газа, падение давления на всасе насоса, низкий уровень в питающем резервуаре;

·         Для кориолисовых расходомеров — резкие колебания плотности и диагностических показаний во время налива;

·         Смена продукта: остаток предыдущего продукта в линии, плотность, использованная на переходе, и выбор параметров продукта;

·         Пробы: партия и место отбора, температура анализа и дата протокола.

Почему два исправных прибора могут показывать разное? Допускаемые погрешности

Даже если оба прибора работают в пределах своей допускаемой погрешности (MPE), между результатами может быть разница. Для средств измерений в сфере законодательной метрологии рамки заданы рекомендациями OIML:

·         Статические весы (OIML R 76-1): MPE выражается в поверочных интервалах e. Для весов класса III при первичной поверке он составляет ±0,5 e для нагрузок до 500 e, ±1,0 e от 500 e до 2 000 e и ±1,5 e от 2 000 e до 10 000 e; MPE в эксплуатации вдвое больше MPE при первичной поверке.

·         Измерительная система для жидкостей (OIML R 117-1): Системы, которым в таблице не назначен иной класс, относятся к классу 0,5; измерительные системы на автоцистернах и слив автоцистерн названы в этом классе явно. Для класса 0,5 MPE составляет 0,5% измеренного количества для измерительной системы в целом и 0,3% для самого счётчика. Жидкости с вязкостью выше 1 000 mPa·s и жидкости, измеряемые при температуре ниже −10 °C или выше +50 °C, относятся к классу 1,0.

Класс установленного прибора и то, подпадает ли операция под законодательную метрологию, определяются табличкой, сертификатом утверждения типа, записью о поверке и национальным законодательством; при договорном учёте допуск устанавливается договором. Таблица ниже — учебный пример, дающий лишь представление о порядке величин.

Пример полосы допуска (учебные допущения)

Линейная сумма — не расчёт неопределённости; она показывает худший случай, когда оба прибора одновременно находятся на границе допуска и в противоположных направлениях. В условиях примера расхождение 100 kg само по себе не доказывает, что какой-либо прибор вышел за пределы; и наоборот, расхождение внутри полосы, повторяющееся в одном направлении от налива к наливу, требует поиска систематической причины.

Пример: один объём, разные допущения о плотности и температуре

Приведённые цифры не являются реальными данными продукта или проекта; они выбраны лишь для того, чтобы показать величину ошибки пересчёта. Допущения: объёмный счётчик показывает 30 000 L при условиях измерения; плотность продукта при 15 °C — 0,860 kg/L; температура продукта 35 °C; упрощённая линейная поправка объёма VCF = 1 − β × (T − 15 °C), β = 0,0010 1/°C. Тогда плотность при 35 °C равна 0,860 × 0,980 = 0,8428 kg/L. Нетто той же цистерны по весам — 25 300 kg.

Четыре расчёта массы для одних и тех же 30 000 L (пример)

Ошибка пары в строке B даёт расхождение с весами около 500 kg (около 2%) и выглядит как неисправность счётчика, хотя объём счётчик учёл верно. Строка D показывает, что при этом допущении каждый 1 °C ошибки в записи температуры смещает массу примерно на 0,1%. У реальных продуктов расширение зависит от продукта и температуры; пример не заменяет метод расчёта, установленный договором, или расчётное программное обеспечение.

Форма сопоставления записей по операции

Форма ставит рядом записи обеих сторон по одному наливу. Для каждой строки с отрицательной проверкой выясняют, объясняет ли эта статья расхождение; к поверке приборов переходят только с необъяснённым остатком.

Форма сопоставления записей по операции

Порядок проверки

1.       Сопоставьте записи: та же машина, секции, партия и интервал времени.

2.       Выровняйте единицы и понятия: сравнивайте массу с массой; отметьте разницу между условной массой и массой.

3.       Пересчитайте приведение: относятся ли объём, плотность и температура к одним условиям?

4.       Выделите статьи границы: время определения тары, остаток в цистерне, заполнение стояка.

5.       Проверьте записи о газе, смене продукта и сигнализациях.

6.       Сравните остаточное расхождение с полосой допуска и отслеживайте его на нескольких наливах: постоянные килограммы или постоянный процент?

7.       Если систематическое расхождение сохраняется, поверьте счётчик установленным методом (ТПУ или эталонный расходомер), а весы — гирями. Не меняйте коэффициент преобразования по одному сравнению с весами; опломбированные параметры и настройки в сфере законодательной метрологии изменяются по установленной процедуре.

Ограничения подхода

·         Форма не ставит дистанционный диагноз; она показывает возможные причины и записи для проверки.

·         Весы не являются эталоном автоматически; основа учёта и порядок действий при разногласиях устанавливаются договором и законодательством. Учёт запасов на терминале и урегулирование разногласий по измерениям отдельно рассматриваются в отраслевых руководствах, например EI HM 32.

·         Для СУГ и СПГ возврат паров и фазовые переходы — отдельные статьи; одной этой формы недостаточно.

·         При наливе в несколько секций весы дают только общий итог; расхождение по секциям выделяется лишь промежуточным взвешиванием.

·         Расхождение в одном наливе может не отражать тенденцию; для решения нужна серия наливов.

Какие данные предоставить для анализа

·         Весовые талоны по наливам с расхождением и документы об отпуске со счётчика по тем же операциям;

·         Серию наливов за последние недели: дата, продукт, оба количества и расхождение (kg и %);

·         Источник плотности и использованный метод пересчёта;

·         Историю коэффициента преобразования и последний протокол поверки счётчика; класс весов, значение e и дату последней поверки;

·         Тип точки передачи, объём стояка и промежуточного трубопровода; записи о сигнализациях, обслуживании и смене продукта;

·         Основу учёта и допуск, установленные договором.

В зависимости от объёма проекта TLY Enerji может оказать инженерную поддержку при построении сопоставления записей, выборе точки измерения и приборов, интеграции счётчика с системой регистрации, а также на этапах испытаний и пусконаладки. Поверка в сфере законодательной метрологии и калибровка, требующая аккредитации, выполняются уполномоченными организациями.

Связанные страницы

·         системы коммерческого учёта химической продукции: Выбор между весами и счётчиком и основа учёта количества.

·         блоки коммерческого учёта для налива автоцистерн: Методы поверки счётчиков, пломбирование и документы об отпуске.

·         кориолисовые массовые расходомеры и плотномеры: Прямое измерение массы и плотности, пузырьки газа и стабильность нуля.

·         кориолисовый или объёмный счётчик для налива автоцистерн: Обсуждает выбор между измерением массы и объёма.

·         вычислитель расхода или ПЛК: Документы об отпуске, прослеживаемость расчёта и журналы событий.

Часто задаваемые вопросы

При каком расхождении между весами и счётчиком это считается проблемой?

Универсального значения нет. Нижний порог — полоса, образованная допускаемыми погрешностями обоих приборов; допуск устанавливается договором или законодательством. Расхождение внутри полосы, повторяющееся в одном направлении, всё равно следует исследовать.

Можно ли подогнать коэффициент преобразования счётчика под весы?

Корректировка по одному сравнению не рекомендуется. Сначала исключают статьи записей; если систематическое расхождение сохраняется, счётчик поверяют установленным методом.

Если кориолисовый расходомер измеряет массу, почему плотность и температура всё ещё важны?

При прямом измерении массы ошибка пересчёта исчезает; но если отчитывается приведённый объём, его определяют плотность и температура. Пузырьки газа и стабильность нуля также могут влиять на показания массы, а поскольку весы дают условную массу, небольшая разница понятий сохраняется.