Tanker dolumunda Coriolis mi, pozitif deplasmanlı sayaç mı? Ürün ve işletme verisiyle karar

Kısa yanıt: İki teknoloji de ticari teslim amaçlı tanker dolumunda kullanılır ve hangisinin uygun olduğu sayacın kendisinden çok ürüne ve işletmeye bağlıdır. Satış kütleyle yapılıyorsa, ürün yoğunluğu partiden partiye değişiyorsa veya aynı hattan yoğunluğu farklı ürünler geçiyorsa Coriolis sayacın kütleyi ve yoğunluğu doğrudan ölçmesi hesap zincirini kısaltır. Satış referans sıcaklıktaki hacimle yapılıyor, ürün temiz ve viskozitesi kararlıysa, tesiste de hacimsel prover altyapısı bulunuyorsa pozitif deplasmanlı (PD) sayaç çoğu zaman güçlü bir adaydır.

Bu değerlendirme tek fazlı sıvı ürünler için geçerlidir; LPG, LNG, katı içeren veya ısıtılarak yüklenen ürünlerin ek kısıtları aşağıda ayrıca ele alınmıştır. Skid bileşenleri, mühürleme ve teslim belgesi ticari teslim tanker dolum skidi sayfasında anlatıldığı için burada tekrarlanmaz; bu yazı yalnızca sayaç teknolojisi kararına odaklanır.

Önce faturalama birimini netleştirin

Teknoloji tartışmasından önce sözleşmede hangi büyüklüğün satıldığı yazılı olmalıdır: kütle, tanımlı bir referans sıcaklıktaki hacim veya ölçüm koşullarındaki (işletme) hacim. Her teknoloji bu birimlerden birini doğrudan, diğerlerini dönüşümle verir.

·         Kütle ile satış: Coriolis sayaç kütleyi doğrudan ölçer. PD sayaç hacim ölçer; kütleye ulaşmak için hat üstü yoğunluk ölçerden veya parti analizinden gelen yoğunluk bilgisi gerekir. Hacim sayacı ile hat üstü yoğunluk ölçeri birleştiren dolaylı kütle sistemleri API MPMS Bölüm 21.2'nin ekinde ayrıca ele alınır.

·         Referans sıcaklıkta hacim ile satış: PD sayacın ölçtüğü işletme hacmi, sıcaklık ve gerektiğinde basınç düzeltmesiyle referans hacme çevrilir. Coriolis sayaçta referans hacim, ölçülen kütlenin referans sıcaklıktaki yoğunluğa bölünmesiyle bulunur; hatta ölçülen yoğunluk referans yoğunluk değildir ve bu dönüşüm de bir düzeltme yöntemi gerektirir.

·         İşletme hacmi ile satış: Sözleşme miktarı ölçüm koşullarındaki hacim olarak tanımlıyorsa bu, PD sayacın doğal çıktısıdır; Coriolis sayaç aynı değeri kütle ve hat yoğunluğundan hesaplar.

Ham petrol, rafine ürünler ve madeni yağlar için sıcaklık ve basınç düzeltme yöntemi API MPMS Bölüm 11.1'de verilir; bu belge LPG ve NGL'yi kapsamaz. Bu ürünlerde dönüşüm yöntemi, seçilen teknolojiden bağımsız olarak ayrıca belirlenmelidir.

Eğitici örnek: hat yoğunluğunu referans yoğunluk sanmak

Örnek senaryo (varsayımsal değerler): Bir bölmeye Coriolis sayaçla 25 t motorin yükleniyor ve satış 15 °C'deki hacimle yapılıyor. Ürün 30 °C'de; bu sıcaklıkta yoğunluk 830 kg/m³, 15 °C'de 840 kg/m³ kabul ediliyor. Kütle referans yoğunluğa bölündüğünde referans hacim yaklaşık 29,762 m³ bulunur. Hat yoğunluğu kullanılırsa sonuç yaklaşık 30,120 m³ çıkar; fark 0,359 m³, yani yaklaşık %1,2'dir.

Bu fark, OIML R 117-1:2019'un 0,5 doğruluk sınıfındaki bir ölçüm sistemi için öngördüğü %0,5 azami hata sınırının iki katından fazladır. Dönüşümün hangi yoğunlukla ve hangi yöntemle yapılacağı sayaç seçiminden önce tanımlanmalıdır; örnek gerçek bir proje sonucu veya tasarım değeri değildir.

Kararı değiştiren ürün verileri

Viskozite ve sıcaklıkla değişimi

PD sayaçta ölçüm, hareketli elemanlar ile gövde arasındaki dar boşluklardan geçen kaçak (slip) miktarından etkilenir. Viskozite arttıkça kaçak azalır, buna karşılık sayaç üzerindeki basınç kaybı artar; yüksek basınç kaybı yatak ve sızdırmazlık elemanlarının erken aşınmasına yol açabilir. İşletme viskozitesinin kalibrasyon viskozitesinden belirgin biçimde farklı olması ölçüm hatası doğurur. Bu nedenle viskozitesi sıcaklıkla çok değişen ürünlerde PD sayacın hangi viskozite aralığında doğrulanacağı baştan tanımlanmalıdır.

Coriolis sayacın kütle ölçümü ilke olarak viskoziteden bağımsızdır; viskozite asıl olarak basınç kaybını ve dolayısıyla sensör boyutunu etkiler. Yüksek viskoziteli ürünlerde, özellikle büyük çaplı sensörlerde, uygunluk ve basınç kaybı üreticinin boyutlandırma çalışmasıyla teyit edilmelidir.

Yasal metroloji açısından da viskozite ve sıcaklık önemlidir. OIML R 117-1:2019 Tablo 2, dinamik viskozitesi 1000 mPa·s'nin üzerindeki sıvılar ile normalde 0,3 veya 0,5 sınıfında olup −10 °C'nin altında ya da +50 °C'nin üzerinde ölçülen sıvılar için 1,0 doğruluk sınıfını öngörür. Uygulanacak sınıfı ulusal mevzuat ve yetkili kuruluş belirler; tablo ayrıca daha iyi bir doğruluğun belirlenebileceğini not eder.

Yoğunluk ve ürün değişkenliği

Coriolis sayaç yoğunluğu da ölçtüğü için kütle-hacim dönüşümünde ayrı bir yoğunluk ölçere duyulan ihtiyaç azalır; yoğunluktaki ani sapma yanlış ürün veya su karışması gibi bir durumun işareti olabilir, ancak laboratuvar analizinin yerine geçmez. PD sayaçta yoğunluk hat üstü bir yoğunluk ölçerden veya parti analizinden gelir; yoğunluk partiden partiye değişiyorsa bu bilginin teslim kaydına nasıl gireceği tasarımın parçasıdır.

Katı partikül, aşındırıcılık ve korozyon

PD sayaç dar toleranslı hareketli parçalara sahiptir; katı partikül bu boşlukları aşındırır ve sayaç faktörünü zamanla kaydırır. Süzgeç vazgeçilmezdir, ancak aşındırıcı bir ürünü tek başına uygun hale getirmez. OIML R 117-1'in dayanıklılık (endurance) testini yalnız hareketli parçaları ölçülen sıvıyla doğrudan temas eden sayaçlar için istemesi ve Coriolis, ultrasonik ve elektromanyetik sayaçları muaf tutması da aşınmanın PD sayaçta bir tasarım konusu olduğunu gösterir.

Coriolis sayaçta hareketli parça yoktur, ancak ince cidarlı titreşen tüpler erozyona ve yerel korozyona duyarlıdır. Çukurcuk veya gerilmeli korozyon, boru hattı için uygun görünen bir malzemede bile titreşen tüpte yorulma çatlağını başlatabilir. Bu nedenle korozif veya aşındırıcı ürünlerde tüp malzemesi ürüne özgü olarak ve üretici değerlendirmesiyle seçilmelidir.

Gaz, buhar ve faz kararlılığı

İki teknoloji de yalnızca tek fazlı sıvıyı doğru ölçer; API MPMS Bölüm 5.2 de iki fazlı akışkanlara uygulanmaz. OIML R 117-1, hava veya çözünmemiş gaz girişi olasılığı varsa gaz ayırma düzeneği ister; pompa girişindeki basınç atmosfer basıncının veya ürünün doymuş buhar basıncının altına inebiliyorsa gaz ayırıcı gerekir. 20 °C'de 20 mPa·s'nin üzerindeki sıvılarda gaz ayırıcı zorunlu tutulmaz; bunun yerine pompa giriş basıncını atmosfer basıncının üzerinde tutmak veya basınç düştüğünde akışı otomatik durdurmak gibi gaz girişini önleyen önlemler istenir.

PD sayaç içinden geçen gazı hacim olarak sayar. Coriolis sayaçta sürüklenen gaz tüplerin titreşim davranışını bozar ve hem kütle hem yoğunluk okumasında hata doğurabilir; uygun sensör seçimi, montaj yönü ve çok fazlı akış alarmları bu etkiyi sınırlamaya yardımcı olur ama gaz ayırma veya karşı basınç gibi sistem önlemlerinin yerine geçmez. Isıtılarak yüklenen viskoz ürünlerde çözünmüş gaz çıkışı da benzer bir ölçüm farkı riski yaratabilir.

LPG, NGL ve LNG ayrı ele alınmalı

·         LPG: Basınç altında sıvılaştırılmış gazdır. OIML R 117-1 bölüm 5.4, ürünün ölçüm sırasında sayaçta sıvı kalmasını şart koşar; bu da karşı basınç kontrolünü teknoloji ne olursa olsun tasarımın merkezine koyar. Tanklar arasındaki gaz fazı bağlantısına ancak dönen gaz ölçülüp teslim edilen miktardan düşülüyorsa izin verilir. −10 °C ve üzerinde ölçülen basınç altında sıvılaştırılmış gazlar Tablo 2'de 1,0 sınıfındadır.

·         NGL: Bileşimi kaynağa göre değişen hafif hidrokarbon sıvılarıdır ve LPG ile aynı ürün değildir; yoğunluk ve buhar basıncı değişkenliği kütle ölçümünü öne çıkarabilir.

·         LNG: Kriyojenik bir üründür; OIML R 117-1 bölüm 5.11'e göre LNG teslim sistemleri miktarı kütle olarak gösterir ve Tablo 2'de 1,5 sınıfındadır. LNG dolumu bu karşılaştırmanın dışında, kendi kısıtlarıyla ele alınmalıdır.

İşletme verileri: dolum profili, basınç kaybı, ürün sayısı ve bakım

·         Dolum profili: Dolum düşük debiyle başlar, yüksek debide sürer ve sonda yeniden yavaşlar. OIML R 117-1, işletme debisinin başlangıç, bitiş ve kesintiler dışında sistemin minimum ve maksimum debisi arasında kalmasını ister. Coriolis sayaçta düşük debide doğruluğu sıfır kararlılığı belirler; PD sayaçta düşük viskoziteli ürünlerde kaçağın etkisi düşük debide büyür. Küçük bölmelerde yavaş adımların toplam miktar içindeki payı arttığından sayacın bu adımlardaki davranışı da doğrulanmalıdır.

·         Minimum ölçülen miktar: Ölçüm sisteminin minimum ölçülen miktarı, sayaç ve gaz ayırıcı gibi bileşenlerin en büyük minimum ölçülen miktarından küçük olamaz. En küçük bölme veya teslim hacmi bu değerle karşılaştırılmalıdır.

·         Basınç kaybı ve pompa: Viskoz üründe iki sayaç tipi de belirgin basınç kaybı yaratabilir. Mevcut pompanın süzgeç, gaz ayırıcı, sayaç, kontrol vanası ve dolum kolunun toplam kaybını hedef debide karşılayıp karşılamadığı teknoloji kararından önce hesaplanmalıdır.

·         Çok ürünlü hat: OIML R 117-1, bir sayacın farklı sıvıları her sıvı için ayrı ayarla veya tek ayarla ölçebileceğini kabul eder; hangisinin geçerli olduğu tip onayı belgesinde yer alır. PD sayaçta sayaç faktörü viskoziteye bağlı olduğundan ürün başına ayrı faktör ve doğrulama yaygın bir gerekliliktir. Coriolis sayacın kütle ölçümü ürüne daha az bağımlıdır; ürün başına doğrulama gereğini yine mevzuat ve sözleşme belirler.

·         Temizlik ve bakım: PD sayaçta rotor, yatak ve sızdırmazlık gibi aşınan parçalar periyodik bakım ister ve bakım sonrasında sayaç yeniden doğrulanır. Coriolis sayaçta aşınan parça yoktur; bakım daha çok sıfır kontrolü, tüp içi birikimin izlenmesi ve teşhis sonuçlarının değerlendirilmesidir. Soğuyunca koyulaşan ürünlerde duruşta katılaşmaya karşı ısıtma iki teknolojide de gerekebilir.

Doğrulama yöntemi teknoloji seçimini etkiler

OIML R 117-1, ölçüm sisteminin kullanım koşullarında doğrulanabilecek şekilde tasarlanmasını ister; pompa çalışırken yapılan testler için boru tipi prover, debi saptırma düzenekli hacim standardı veya tartı aleti gibi sürekli çalışmaya uygun standartlar örneklenir. Referans, teknolojinin doğal çıktısıyla aynı büyüklüğü ölçtüğünde doğrulama zinciri kısalır.

·         Hacimsel prover: PD sayacın hacim çıktısıyla doğrudan karşılaştırılır. Coriolis sayaç hacimsel prover ile doğrulanacaksa hacim, ölçülen kütle ve yoğunluktan hesaplanır; yoğunluk ölçümü de doğrulama zincirine girer.

·         Referans (master) sayaç: API MPMS Bölüm 4.5, deplasmanlı, türbinli, Coriolis ve ultrasonik sayaçların tek fazlı sıvı hidrokarbonlarda referans sayaç olarak kullanımını kapsar. Peronda prover yoksa doğrulanmış bir referans sayaçla seri karşılaştırma pratik bir yol olabilir; referans sayacın izlenebilirliği ayrıca kurulmalıdır.

·         Kütle referansı: Satış kütleyle yapılıyorsa tartıma dayalı bir referans, Coriolis sayacın kütle çıktısıyla doğrudan karşılaştırılabilir. Kantar ile sayaç arasındaki farkın hangi verilerle uzlaştırılacağı ayrı bir yazının konusudur.

Mevcut prover altyapısı ve geçmiş sayaç faktörü kayıtları teknoloji kararında gerçek bir maliyet kalemidir. Yasal metroloji kapsamındaki muayene, kalibrasyon ve onay adımları yetkili kuruluşlarca yürütülür; kabul edilecek doğrulama yöntemi proje başında onlarla netleştirilmelidir.

Karşılaştırma tablosu: hangi soru, hangi veri

Coriolis ve PD sayaç için karar kriterleri

Uygun olmayan koşullar ve sınırlar

·         Coriolis sayaç; mevcut pompanın viskoz üründe ek basınç kaybını karşılayamadığı, gaz girişinin sistem tasarımıyla önlenemediği veya tüp malzemesinin ürünle uyumunun üretici tarafından teyit edilmediği durumlarda zayıf bir adaydır.

·         PD sayaç; aşındırıcı katı içeren, viskozitesi geniş aralıkta değişip ürün başına faktör yönetimi yapılamayan veya kütleyle satılıp yoğunluk ölçümü planlanmayan uygulamalarda zayıf bir adaydır.

·         Tankın boşalmasıyla gelen hava cebi veya gaz darbesi PD sayaçta aşırı hız ve mekanik hasar, Coriolis sayaçta ölçüm hatası riski yaratır; iki durumda da çözüm sayaç değil, sistem tasarımıdır.

·         Bir sayacın tip onayı, dolum sisteminin ticari teslime uygunluğunu tek başına göstermez; ölçüm sistemi bir bütün olarak değerlendirilir.

·         Bu yazı LNG dolum tasarımını, hijyenik tasarımı ve tehlikeli alan ekipman seçimini kapsamaz.

Teklif için paylaşılması gereken veriler

Coriolis ve PD sayaç değerlendirmesi için veri formu

Sık sorulan sorular

Coriolis sayaç her ürün için daha doğru değil mi?

Veri sayfasındaki doğruluk, referans koşullarda sayaca ait bir değerdir. Ticari teslimde değerlendirilen, ürün, kurulum, gaz ayırma, dönüşüm ve doğrulama ile birlikte ölçüm sisteminin sonucudur. Temiz, viskozitesi kararlı ve hacimle satılan bir üründe iyi doğrulanmış bir PD sayaç gereken sınıfı karşılayabilir; kararı veri sayfası değil, ürün ve işletme verisi belirler.

Aynı peronda iki teknoloji birlikte kullanılabilir mi?

Kullanılabilir. Farklı ürün hatlarında farklı sayaçlar seçilebilir veya bir sayaç tipi diğerini doğrulamak için referans sayaç olarak kullanılabilir; API MPMS Bölüm 4.5 deplasmanlı ve Coriolis sayaçların referans sayaç olarak kullanımını kapsar. Parti kontrolörünün ve kayıt sisteminin iki çıktı tipini doğru işlemesi gerekir.

Bitüm veya ağır yağ gibi ısıtılarak yüklenen ürünlerde hangisi seçilmeli?

Genel bir yanıt yoktur. Yüksek viskozite PD sayaçta kaçağı azaltırken iki teknolojide de basınç kaybını artırır; OIML R 117-1:2019 Tablo 2, +50 °C'nin üzerinde ölçülen sıvıları ve 1000 mPa·s'nin üzerindeki viskoziteleri 1,0 sınıfıyla ilişkilendirir. Isıtma, duruşta katılaşma, çözünmüş gaz çıkışı ve basınç kaybı ürün verisiyle birlikte değerlendirilmelidir.

İlgili sayfalar

·         ticari teslim tanker dolum skidleri: Sayacın içinde yer aldığı ölçüm sistemi, doğrulama bağlantıları ve mühürleme.

·         Coriolis kütlesel debimetreler: Çalışma prensibi, boyutlandırma parametreleri ve onay seçenekleri.

·         tanker dolum sistemleri: Dolum profili, parti kontrolörü ve dolum izinleri.

·         tanker dolum skidi RFQ kapsamı: Skid, pompa, kol ve otomasyon sınırlarının teklifte tanımlanması.

·         kantar ve debimetre farkının uzlaştırılması: Kütle referansıyla karşılaştırmada yan yana konacak veriler.