Поверка для коммерческого учёта: что нужно знать до начала проекта
Когда через узел учёта проходит товар — нефть, нефтепродукты, природный газ, биогаз или биометан, — каждое измерение становится основанием для расчётов между сторонами. Поэтому поверка средств измерений для коммерческих товарных операций не остаётся на усмотрение владельца системы. Она жёстко регламентирована на трёх уровнях. Международная организация законодательной метрологии (OIML) устанавливает требования к измерительным системам в своих Рекомендациях. Европейский союз закрепляет их Директивой о средствах измерений 2014/32/EU (MID). Каждая страна вводит закон о метрологии: в Латвии это закон «Par mērījumu vienotību» («О единстве измерений»), который требует прослеживаемости результатов измерений до международных эталонов.
Требования существуют, но единого документа, где весь путь описан от начала до конца, нет. Нормы распределены по рекомендациям, стандартам, законам и методикам, и каждый участник проекта видит только свою часть. В этом материале Pro meter собрал всю цепочку поверки с основными этапами: что происходит на каждом этапе, где возникают риски и как их закрыть. В конце собраны международные и национальные нормы, рекомендации и законы.
Материал адресован операторам узлов учёта, проектным организациям, поставщикам оборудования и метрологическим лабораториям — и в первую очередь тем, кто впервые строит систему учёта биогаза или биометана.
Measurement station и metering system: что вы на самом деле заказываете
Metering system (система измерений) — это совокупность средств измерений, вычислителей и программного обеспечения, которая выдаёт результат измерений количества и показателей качества продукта. Measurement station (узел учёта) — это объект целиком: система измерений вместе с технологической обвязкой, фильтрами, пробоотбором, запорной арматурой, местом подключения эталона, электропитанием и условиями эксплуатации. Поставщик поставляет систему. Результат, который признают стороны, выдаёт узел учёта в целом — в реальных условиях конкретной площадки.
В Прибалтике этот вопрос для многих операторов новый. Часто всё происходит в таком порядке: оператор заказывает metering system как комплект, поставщик его поставляет, затем ищут площадку, устанавливают — и только после этого начинается сертификация и появляются вопросы поверки. Тогда выясняется, что для эталона нет места, нет точек подключения, условия измерений не совпадают с методикой. Часть вопросов пытаются решить административно. Административное решение не делает измерения точнее: оно откладывает проблему до первого спора о количестве продукта.
Узел учёта проектируют вместе с методикой поверки — до закупки оборудования. Подробнее — в модулях EM-3 «Инжиниринг узла учёта», EM-5 «Предпроектная стадия» и EM-6 «Проектирование».
Погрешность: цена одного процента
Погрешность — это отклонение результата измерений от действительного значения величины. Для коммерческого учёта нормируется допускаемая погрешность системы в целом, а не только отдельного прибора. Погрешность системы складывается из погрешностей всех каналов: расхода или массы, давления, температуры, плотности или состава продукта, вычислителя. Точный расходомер в системе с неповеренным каналом температуры не даёт точного результата.
Без грамотного метрологического анализа скрытая погрешность может быть в разы больше — даже при безупречной работе средств измерений. Методы такого анализа собраны в модуле EM-14 «Методы повышения точности измерений».
Отдельно различают погрешность и неопределённость измерений: международные документы требуют оценивать неопределённость, национальные методики часто работают с погрешностью. В проекте нужно заранее решить, в каких понятиях стороны будут считать и доказывать результат.
Подробнее — в модуле EM-11 «Погрешность и неопределённость».
Поверочная схема: откуда берётся доверие к результату
Поверочная схема показывает, от какого эталона и через какие ступени размер единицы передаётся рабочему средству измерений на вашем узле учёта: от национального или международного эталона — к эталонам аккредитованных лабораторий, от них — к рабочим эталонам (пруверу, эталонному массомеру, калибратору давления), и только затем — к рабочим средствам измерений. Для каждой ступени определены методы передачи и допускаемые погрешности.
Поверочная схема должна быть утверждена. Это вопрос прослеживаемости: закон требует, чтобы результат измерений был связан с международными эталонами непрерывной цепью сравнений. Если цепь не документирована, результат измерений юридически уязвим, как бы точно ни работало оборудование. Большинство операторов узнаёт об этом только при первой поверке, когда менять схему уже поздно.
Подробнее — в модуле EM-12 «Поверочная схема».
Состав узла учёта, допускаемая погрешность системы и поверочная схема определяются до закупки оборудования. Именно на этом этапе участие метролога дешевле всего и приносит больше всего пользы.
Цепочка поверки: семь этапов
Ниже — полный путь нового узла учёта от технического задания до отчёта. Каждый этап опирается на результат предыдущего: ошибка на раннем этапе переходит во все следующие.
Почему мы поверяем канал целиком
Канал измерения температуры или давления состоит из датчика, преобразователя и вычислителя. Утверждённые методики выполнения измерений и поверки, которые выдают институты, описывают эти приборы по отдельности: отдельно датчик, отдельно вычислитель. Лаборатория обязана строго следовать документу, поэтому и поверяет их порознь.
На объекте картина другая. Когда к каналу подключают калибратор, вычислитель выполняет собственную процедуру настройки канала, предусмотренную его прошивкой. После этой процедуры результаты раздельных поверок датчика и вычислителя уже не описывают, как канал работает в действительности. Фактически определяется характеристика всего канала, хотя документы оформлены на отдельные приборы.
За годы работы с национальными нормативными базами утверждённой методики поверки канала измерения целиком нам не встречалось. Приборы есть, требования к ним есть, а документа на канал как на единое средство измерений — нет.
При этом сам подход согласуется с международной практикой. Рекомендация OIML R 117 предусматривает поверку датчика в комплекте с показывающим устройством. В системах коммерческого учёта роль показывающего устройства выполняет корректор или поточный вычислитель.
Поэтому Pro meter работает по собственной методике: поверяем канал целиком, от датчика до результата в вычислителе, в реальных условиях измерений и без остановки процесса. Под каждый объект пишем рабочую методику с чек-листом всей операции — с учётом установленного оборудования и местных условий. У лаборатории не всегда есть полный комплект эталонов для такой работы на объекте: недостающие эталоны с действующими сертификатами предоставляет Pro meter, а работу выполняем совместно с лабораторией. Лаборатория освидетельствует результаты измерений — тем самым признаёт и методику. Подробный разбор с протоколами — в модуле EM-21 «Поверка систем измерений». Работу лабораторий мы ведём и как отдельное направление — метрологическое обеспечение лабораторий.
Выводы: где проекты теряют деньги
Каждый этап цепочки кажется формальностью, пока не наступает первый спор о количестве продукта. Упрощения на раннем этапе — типовая методика вместо проектной, сертификаты приборов вместо утверждения типа системы, протоколы без формул — не экономят деньги. Они переносят расходы на переделки, повторную сертификацию и претензии сторон.
Поэтому в тендере на систему измерений первыми должны идти три аргумента. Первый — сертифицированные сервисные компании с подтверждённым опытом. Второй — грамотное технико-экономическое обоснование (подробнее — EM-2 «Тендер»). Третий — грамотные технические решения. Сначала нужно понять, будет ли система жить и работать, и только потом сравнивать цены.
Вариант «лишь бы выиграть конкурс, а специалистов найдём потом» не проходит. Это доказано опытом: сэкономленное на тендере возвращается расходами на переделки и споры, а сроки пуска сдвигаются.
Обратный результат тоже измерим. Системы учёта, построенные и обслуживаемые по этим правилам, работают без капитального ремонта до морального устаревания оборудования — 18 лет эксплуатации при среднем сроке 4–5 лет. Подтверждено документами проектов.
Отдельная сторона работы — Legal Shield: метрологические аудиты, частные консультации и документы, которые выдерживают проверку в споре. Заказчики, которые работали с нами по этим документам, международные споры не проигрывали.
Лучше всего — на этапе технического задания. Но мы подключаемся на любом этапе: проверим уже принятые решения, методики и протоколы и покажем, где риски. Модули в разработке можно заказать вне очереди, а также комплект модулей под ваш проект — EM Technical Guide.
Что мы умеем сверх обычной поверки
Часть работ Pro meter выходит за рамки типовых методик. Ниже — коротко о том, что мы применяем на объектах. Подробный разбор с формулами и протоколами — в модулях EM.
Бюджет погрешностей системы
Программное определение бюджета погрешностей системы измерений — оценка вклада каждого канала в общий результат. Показывает, где система теряет точность, ещё до того как это увидит заказчик.
Подробнее — EM-11 «Погрешность и неопределённость» и EM-14 «Методы повышения точности измерений»
Поверка каналов измерения
У Pro meter разработаны методики поверки каналов измерения параметров целиком. Как это устроено — выше, в разделе о поверке канала.
Подробнее — EM-21 «Поверка систем измерений»
Протоколы под задачу
Протоколы разрабатываем для первичной, периодической и внеплановой поверки, для научных работ и НИОКР, для построения моделей систем измерений. Расширенные версии — с возможностью математического и метрологического анализа.
Подробнее — EM-13 «Протоколы поверки»
Другие виды измерений
Компакт-пруверы, мерники и меры вместимости, весы и гири, поточные и лабораторные плотномеры, газовые хроматографы, поточные вычислители. Для каждого вида у нас свои рабочие приёмы, накопленные за годы работы на транзитных коридорах.
Подробнее — EM-8 «Лаборатории» и EM-16 «Техническое обслуживание систем измерений»
Шаблоны протоколов с пояснениями предоставляем по запросу.
Нормы, рекомендации и законы
Документы, на которые опирается цепочка поверки.
Это базовый перечень, актуальный на дату публикации. Перед работой проверяйте действующие редакции и новые документы. Например, в биогазовой отрасли законодательная и метрологическая база только складывается и регулярно пополняется.
Расскажите, на каком этапе находится ваш узел учёта, — посмотрим решения, методики и протоколы и покажем, где риски. Связаться с Pro meter.