体积管预热时间对流量计检定准确性的影响
体积管预热时间对流量计检定准确性的影响
本方通过对使用体积管校准流量计时流量计系数异常变化的分析，找出体积管预热时间短对流量计系数检定准确性的影响。通过试验数据提出了体积管检定时的***佳预热时间。
1 .问题的提出
1.1 流量计发生系数变化异常的现象根据原油计量交接双方的协议，在流量计六个月的检定周期内，双方对在用的四台流量计每月进行校准，所获得的流量计系数用于原油计量交接使用。原油计量检定站从 2010 年 4 月份新的体积管和流量计投入使用后，在流量计检定或校准时，多次出现首台流量计相邻两月流量计系数的变化达到或接近 0.1%，而随后校准的 3 台流量计系数变化较小的现象。对于检定周期为六个月，准确度为 0.1 级，新投用的流量计而言，这个变化应属于异常情况，影响流量计的检定准确度。针对这种数据异常情况我们从以下四个方面进行了检测和数据验证，分别为（1）检定流程（2）检定操作程序与检定规程符合程度（3）流量计本身是否存在问题（4）体积管的重复性和稳定性，以便找到原因，从而制定对策消除异常现象，提高检定准确度。
2.原因分析
2.1 检定流程
（1）检定流程只在流量计检定时使用，不作为日常流程使用，保证了其作为标准装置的准确度。（2）对检定流程进行试压，检测流程中连接的各阀门的密封性。检测结果阀门密封性合格，无漏失。（3）对使用的检定球进行检测，检定球无变形，测量其直径，过赢量符合规程规定。（4）体积管采用了三项防结蜡措施：体积管室内安装、主体保温和运行前掺水预热。
综合以上四个方面，不存在体积管检定系统存在问题或结蜡引起流量计系数变化的情况。而且如果体积管存在问题或结蜡，应属于系统误差，四台流量计系数应同时变大或变小。此原因可以排除。
2.2 流量计
（1）常规检查。流量计运转声音正常，表头数字轮运转正常。停运后打开表头查看累加装置，尤其是减速齿轮装置和精度调整器，啮合正常，日常保养按时进行。检定脉冲发讯器正常。（2）环境温度对流量计的影响。腰轮流量计的壳体采用浇铸成型，浇铸的材质根据其所承受的压力来确定。我站使用的流量计压力等级为 1.6MPa，材质为普通灰铸铁。我们曾使用过的刮板流量计是双壳体，材质为碳钢，钢外壳有进口和出口，内封壳是全压力平衡，含有转子、叶片和流量计测量部分。尽管碳钢的热膨胀系数略高于灰铸铁，但由于腰轮流量计为单壳体，这种类型的流量计是否受环境温度变化影响较大呢？从 2010 年 4 月至 2012 年 9 月四台流量计 35 次的检定数据集中来分析，在不同季节或季节转换，环境温度变化时，流量计系数并无显著变化（由于数据量大，在此不再列表）。而且在异常变化的 14 次中，只有一次发生在冬春季节之交，因此可排除环境温度因素的影响。
2.3 体积管
体积管的重复性和稳定性考核。我们采用休哈特控制图对体积管检定过程进行统计控制，根据控制图的形状来判断其检定过程是否存在异常因素，以便于查明体积管是否存在异常。控制图分为平均值—标准偏差控制图和平均值—极差控制图。由于前者要求测量次数较多，试验的数据至少需要 200 个才能绘制，而后者只须 100 个数据即可，因此我们采用平均值—极差控制图来进行实验和分析。
我们选用一台流量计，在重复性条件下使用体积管进行检定，每次测量 5 次，共测量 20 组。
2.4 检定数据分析
（1）历次数据统计。四台流量计的校准顺序随机，一般是先倒入运行两台中的一台，在体积管预热后 1 小时进校准台流量计。每一台流量计的校准时间约为 1 小时，依次类推，第二至第四台开始校准的时间分别为体积管预热后 2 小时、3 小时和 4 小时。我们把四台流量计从 2011 年 1 月至 2012 年 3 月共 16 次的检定或校准系数的变化情况与体积管预热时间进行了统计，四台流量计的检定次数为 53 次，流量计系数变化较大共发生了 14 次，占 26.4%，异常变化 11 次均发生在首台检定时，占 78.6%。因此体积管的预热时间对流量计系数的变化有明显影响。（2）原因确认。为了进一步确认体积管预热时间短对流量计系数的影响，我们在流量计系数变化较大的情况下对同一台流量计做了两个对比，由此得知，体积管预热时间是影响流量计异常变化的主要原因。
3.确认***佳体积管预热时间试验
计量器具在检定或校准前为保证数据准确进行预热是常识。但预热时间由于各个现场条件不同并无明确规定。具体到流量计检定工作来说，在 2009 年体积管更换前，由于体积管未采取保温和通油前掺水预热措施（由于出现体积管结蜡而采取的防结蜡措施），原油进入室温体积管后，体积管和流量计的温度平衡时间需要 1.5 至 2 小时，因此预热时间基本满足了要求。但由于检定流量计涉及原油交接双方，规程上对预热时间又无明确规定，在实际操作中常成为争议的焦点。下面我们想通过试验，测试一下预热时间长短对流量计系数校准的复现性的影响，从而找到***佳预热时间，减小计量误差。
3.1 试验的设计
为了消除流量计本身变化、环境温度、介质温度和介质黏度对于试验数据的影响，我们选取两台在 5#和 6#流量计在 1～2 天时间内完成五个体积管不同预热时间的数据对比，
2011 年 11 月至 2012 年 5 月做了 4 组数据。
3.2数据分析
体积管在温度平衡即体积管投运 30 分钟时进行流量计检定，所获得的数据重复性大，准确度低，在预热 2 小时以上的数据重复性较好。因此流量计检定或校准时较低预热时间为 2 小时，***佳预热时间为 4 小时至 24 小时。
4 .结语
对于使用体积管作为日常输油流程来说，体积管一直处于运行状态，预热时间的长短对流量计的检定或校准几乎没有影响。当体积管只在检定流量计时才倒入使用的情况下，尤其是在采用了保温等防蜡措施的时候，通过现场测试对比来选择正确的预热时间对于检定的流量计系数的准确性有至关紧要的作用。