3_ Medidores Ultrasonicos_flujo de Hidrocarburos Liquidos

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Todas las teoras son legtimas y ninguna tiene importancia. Lo que importa es lo que se hace con ellas. Jorge Luis Borges (1899-1986) Escritor argentino

Conjunto de teoras y de tcnicas que permiten el aprovechamiento prctico del conocimiento cientfico, orientados a producir bienes y ser-vicios de utilidad econmica, social, y poltica.

En esta seccin, cada semestre, expertos nacionales y/o extranje-ros, ofrecern artculos tcnicos que buscan sensibilizar a nuestros lectores, acercndolos con conoci-miento, a la aplicacin de la metro-loga en las diferentes actividades de nuestra sociedad.

Medidores ultrasnicos empleados en las mediciones de flujo de hidrocarburos lquidos - Experiencia Mexicana

Tecn

olog

a

1. INTRODUCCIN

La Industria Petrolera Mexicana

Las ltimas dos dcadas han sido testigos de importantes avances en la medicin de flujo y volumen en la industria petrolera mexicana. Los trabajos realizados por Pemex Refinacin, el Centro Nacional de Metrologa (CENAM) y los Laboratorios Secundarios Acreditados, han permi-tido fortalecer las estrategias que aseguran la confiabilidad en las mediciones de transferen-cia de custodia, manejando incertidumbres de medicin adecuadas a cada aplicacin.

El nivel de produccin de hidrocarburos en Mxico - crudo, condensados y lquidos del gas - alcanz un total de 3 millones 477 barriles1 diarios durante el 2007 (promedio hasta diciembre de 2007), de los cuales aproximadamente el 52 % se destina para consumo interno. Las reservas probadas al 31 de diciembre de 2007 eran de 14,7 miles de millones de barriles de petrleo crudo equiva-lente2 .

En cada etapa de transferencia, cada litro de petrleo tiene que ser contabilizado, entre los organismos subsidiarios - Exploracin y Produc-cin, Refinacin, Gas y Petroqumica Bsica, Petroqumica y PMI Comercio Internacional -, las transnacionales, las estaciones de servicio y el consumidor.

Los medidores de flujo se emplean en cada ope-racin de este proceso, como son el control,indicacin de condicin, alarma, hasta lo que probablemente es la aplicacin ms importan-te, la transferencia de custodia3 del fluido - desempeando el papel de una caja registra-dora en la industria en la que los medidores de flujo de todos los tipos y tamaos desempean un papel indispensable.

Aparte de los intereses comerciales de la indus-tria del petrleo, el gobierno mexicano depende fuertemente de los ingresos petroleros va los impuestos. En algunos casos, los impuestos son

un elemento determinante en la conformacin del precio de venta al pblico. Por ejemplo, para los combustibles automotores como la gasolina, el monto del impuesto especial a la produccin y servicios (IEPS) y el impuesto al valor agregado (IVA) entre otros, representa ms del 50 % del precio pagado en una estacin de servicio por los consumidores.

Todos los sistemas de medicin utilizados para cuestiones fiscales o comerciales, deben de ajustarse a normas internacionales aceptadas por los organismos gubernamentales. Las normas de medicin de flujo de fluidos han sido desa-rrolladas a travs de muchos aos y la revisin para introducir nuevas tecnologas es un proceso rgido y lento.

Medir el flujo de fluidos no es en definitiva una tarea sencilla, para obtener una buena estima-cin del mensurando (esto es, el flujo volum-trico gasto - o flujo msico que circula a travs de una tubera, o la cantidad de volumen o masa que ha sido transferida) es necesario considerar que ste posee atributos o propiedades fsicas que afectan no solamente su valor, sino que pueden afectar el funcionamiento del equipo o instrumento que intentar medirlo.

Por esta razn, es muy importante que quin est involucrado en la medicin de flujo de fluidos tenga una idea muy clara del significado e influencia de las propiedades fsicas de los fluidos y las condiciones de instalacin.

La simbiosis de los microprocesadores4 , compu-tadores de flujo, con los sistemas de medicin de flujo han tomado ya su lugar en el campo de la medicin de flujo no slo controlando el proceso, sino que tambin, haciendo frente a los cambios en condiciones de operacin de los sistemas de medicin compensando los efectos de las magnitudes de influencia.

1 1 barril = 158,9873 litros2 1 barril de petrleo crudo = 141,6 m3 de gas natural (equivalencia de energa).3 La medicin transferencia de custodia de fluidos es el tipo de me-dicin que esta asociado con la compra, venta o pago de impuestos

de un fluido dado. El propsito de la medicin de transferencia de custodia de fluidos es llevar a cabo mediciones con un error siste-mtico igual a cero y un error aleatorio mnimo.4 Un Microprocesador es un dispositivo que en el mbito de la com-putacin es capaz de manejar informacin y contener en memoria los datos por medio de microcircuitos electrnicos integrados.

Medidores Ultrasnicos Empleados en las Mediciones

de Flujo de Hidrocarburos Lquidos Experiencia Mexicana

Resumen

Este artculo describe brevemente la tecnologa, las caractersticas metrolgicas y las aplicaciones de los medidores de flujo ultrasnico de mltiples trayectorias utilizados en sistemas de medicin de trans-ferencia de custodia de productos terminados, as como, las pruebas de aprobacin de modelo efectuadas por el CENAM, los mtodos y sistemas de calibracin empleados con estos sistemas de medicin.

Dario A. Loza Guerrero ([email protected])

Centro Nacional de Metrologa CENAMMunicipio del Marqus, Quertaro, Mxico

P28 P29P29P28P28 P29P29P28

Es importante destacar, que la trazabilidad5 de un sistema de medicin no esta garantizada por el hecho de la existencia de un certificado o informe de calibracin6 . Un resultado de medicin es consistente, slo cuando posee o satisface los siguientes criterios:

El instrumento o sistema de medicin fue calibrado con patrones que tienen trazabi-lidad a los patrones nacionales.

Los resultados de la calibracin del sistema de medicin son aplicados.

El instrumento se mantiene bajo las condiciones de operacin que prevalecieron durante la calibracin en sitio.

El sistema de medicin es sometido a un programa de verificaciones apropiado para asegurar la confiabilidad de los resultados durante su operacin.

Si alguno de los puntos anteriores no se cumple, cualquier declaracin de incertidumbre de medi-cin pierde su validez.

La medicin de flujo, es probablemente el par-metro ms empleado en la produccin y en los procesos de operacin, donde diferentes medi-dores de flujo pueden ser empleados en la medi-cin y la eleccin del medidor no est regulada; en la prctica, la industria an prefiere mantener los mtodos de medicin tradicionales:

Placas de orificio, Medidores de flujo tipo turbina, y Medidores de desplazamiento positivo.

Existe otro grupo de medidores de flujo que han sido introducidos especialmente en la industria del petrleo:

Medidores de flujo msico tipo Coriolis y Medidores ultrasnicos de mltiples

canales (trayectorias), UFM.

El uso de los medidores de flujo ultrasnico en la industria mexicana del petrleo se ha incrementado en los ltimos aos. Los medi-dores ultrasnicos de mltiples trayectorias (3 a 5) estn siendo empleados exitosamente en apli-caciones de transferencia de custodia de hidro-carburos lquidos - crudo y en el transporte de productos terminados a travs de poliductos -.

2. ULTRASONIDO

Se llama ultrasonido a las ondas acsticas de frecuencia mayor a 20 000 hertz [1]7 .

2.1. Espectro acstico

2.2. Velocidad del sonido en distintos medios

La velocidad de propagacin depende de la rapidez con que el movimiento pasa de una partcula a su vecina; por consiguiente, depende del valor de la aceleracin de la partcula vecina, provocada por la tensin elstica originada por la oscilacin de la partcula responsable.

2.3. Longitud de onda

Conocida la velocidad de propagacin, puede determinarse inmediatamente, para toda frecuencia, la longitud de onda. La longitud de onda es la caracterstica ms importante del ultrasonido. Frecuencias muy elevadas y longi-tudes de onda muy cortas caracterizan a los ultrasonidos.

Una onda de ultrasonido de 3 000 kHz, en el aire, slo tiene una longitud de onda de 1/10 mm y en el agua una longitud de onda de 0,5 mm.

La velocidad de propagacin es igual al producto de la longitud de onda por la frecuencia.

Los ultrasonidos se engendran bsicamente por dos mtodos: a) Magnetostriccin y b) piezoelectricidad.

2.3.1 Magnetostriccin.

Imanacin alternante de una varilla de acero que sufre minsculas oscilaciones, cuya frecuencia es igual a la de la corriente alterna empleada en la imanacin.

Si la frecuencia de la corriente coincide, adems, con una de las frecuencias con que la varilla de acero puede efectuar espontnea-mente sus oscilaciones, se tiene resonancia y como resultado se obtienen oscilaciones de con-siderable intensidad. Se obtienen frecuencias del orden de los 100 000 hertz.

Imanacin: creacin de un campo magntico en un cuerpo mediante la accin de un campo mag-ntico o elctrico.

2.3.2 Piezoelectricidad.

Determinados cristales, por ejemplo, el cuarzo, tienen la propiedad de contraerse bajo la influencia de un campo elctrico.Ahora bien, si se coloca un cristal de cuarzo tallado de un modo apropiado en forma de placa, en un campo elctrico alterno de alta frecuen-cia, procurando que la frecuencia de la corriente empleada coincida con una de las frecuencias naturales sta efecta oscilaciones de la citada frecuencia.Con una placa de cuarzo de 1/10 mm de espesor se obtiene en la oscilacin fundamental una frecuencia de 30 000 kHz y dependiendo del espesor de la placa de cuarzo, se ha llegado incluso 1 000 MHz.

2.4. Ondas ultrasnicas.

5 Jornada Tcnica Internacional de Medicin de Fluidos

Octubre 1 y 2 de 2008

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mensurando (esto es, el flujo volumtrico gasto - o flujo msico que circula a travs de una tubera, o la cantidad de volumen o masa que ha sido transferida) es necesario considerar que ste posee atributos o propiedades fsicas que afectan no solamente su valor, sino que pueden afectar el funcionamiento del equipo o instrumento que intentar medirlo. Por esta razn, es muy importante que quin est involucrado en la medicin de flujo de fluidos tenga una idea muy clara del significado e influencia de las propiedades fsicas de los fluidos y las condiciones de instalacin. La simbiosis de los microprocesadores4, computadores de flujo, con los sistemas de medicin de flujo han tomado ya su lugar en el campo de la medicin de flujo no slo controlando el proceso, sino que tambin, haciendo frente a los cambios en condiciones de operacin de los sistemas de medicin compensando los efectos de las magnitudes de influencia. Es importante destacar, que la trazabilidad5 de un sistema de medicin no esta garantizada por el hecho de la existencia de un certificado o informe de calibracin6. Un resultado de medicin es

4 Un Microprocesador es un dispositivo que en el mbito de la computacin es capaz de manejar informacin y contener en memoria los datos por medio de microcircuitos electrnicos integrados. 5 Trazabilidad: propiedad de un resultado de medicin por la cual el resultado puede ser relacionado a una referencia establecida mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medida 6 Proceso para establecer bajo condiciones especificas, la desviacin (error) de los valores de un instrumento y los valores correspondientes de un patrn conocido. Las razones para la calibracin de los medidores de flujo son: 1. Establecer trazabilidad hacia los patrones nacionales, 2. Formar parte de los programas de aseguramiento de las mediciones, 3. resolver disputas, 4. Comprobar las especificaciones del fabricante, 5. Detectar efectos de las condiciones de instalacin, 6. Mejorar las especificaciones no calibradas, 7.

consistente, slo cuando posee o satisface los siguientes criterios:

El instrumento o sistema de medicin fue calibrado con patrones que tienen trazabilidad a los patrones nacionales. Los resultados de la calibracin del sistema de medicin son aplicados. El instrumento se mantiene bajo las condiciones de operacin que prevalecieron durante la calibracin en sitio. El sistema de medicin es sometido a un programa de verificaciones apropiado para asegurar la confiabilidad de los resultados durante su operacin.

Si alguno de los puntos anteriores no se cumple, cualquier declaracin de incertidumbre de medicin pierde su validez. La medicin de flujo, es probablemente el parmetro ms empleado en la produccin y en los procesos de operacin, donde diferentes medidores de flujo pueden ser empleados en la medicin y la eleccin del medidor no est regulada; en la prctica, la industria an prefiere mantener los mtodos de medicin tradicionales:

Placas de orificio, Medidores de flujo tipo turbina, y Medidores de desplazamiento positivo.

Existe otro grupo de medidores de flujo que han sido introducidos especialmente en la industria del petrleo:

Medidores de flujo msico tipo Coriolis y. Medidores ultrasnicos de mltiples canales (trayectorias), UFM.

Fig. 1 Medidores de flujo ultrasnico de 4 canales empleados en la comercializacin del crudo mexicano. detectar condiciones de cambio del medidor con respecto al tiempo y 8. Certificacin.

5 Trazabilidad: propiedad de un resultado de medicin por la cual el resultado puede ser relacionado a una referencia establecida me-diante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medida. 6 Proceso para establecer bajo condiciones especificas, la desvia-cin (error) de los valores de un instrumento y los valores corres-pondientes de un patrn conocido. Las razones para la calibracin de los medidores de flujo son: 1. Establecer trazabilidad hacia los patrones nacionales, 2. Formar parte de los programas de asegura-miento de las mediciones, 3. resolver disputas, 4. Comprobar las especificaciones del fabricante, 5. Detectar efectos de las condi-ciones de instalacin, 6. Mejorar las especificaciones no calibra-das, 7. detectar condiciones de cambio del medidor con respecto al tiempo y 8. Certificacin.7 Los nmeros indicados entre corchetes indican el nmero de la referencia.

Figura 1. Medidores de flujo ultrasnico de 4 canales empleados en la comercializacin del crudo mexicano.

Figura 3. Pulso acstico tpico emitido por un transductor de un medidor ultrasnico del tipo tiempo de transito.

Figura 2. Ntese que la figura ofrece informacin nicamente de las frecuencias; las longitudes de onda dependen del medio (velocidad de las ondas) a travs

del cual se mueven las ondas acsticas.

1014

2 MHz

500 MHz

175 MHz

1013

1012

1010

108

106

104

102

1

Hipersonidos

Ultrasonido

Audible

Infrasonido

Gas

Lquidos

Medidores de FlujoUltrasnicos

La velocidad de propagacin es mayor cuando tanto mayor es el modulo de elasticidad del material y por otra parte es menor cuanto mayor es la densidad del material.

Resulta, que la velocidad de propagacin de una onda elstica aumenta al crecer el mdulo de elasticidad y disminuye al aumentar la densidad del medio.

La velocidad del sonido en el aire, y en los gases en general (es decir, la velocidad de propagacin de las ondas elsticas longitudinales) resulta considerablemente menor que la que se observa en los lquidos y en los slidos.

Esto se debe a que el mdulo de elasticidad del volumen de un gas es mucho menor que el de los lquidos y el de los slidos y la densidad de los gases es menor que la de los lquidos y los slidos.

Slidos (ondas longitudinales - ondas)

Acero 5 900 m/s - 3 200 m/sVidrio 5 600 m/s - 3 300 m/sBerilio 12 900 m/s - 8 900 m/s

Lquidos

Agua 1 480 m/s Metanol 1 100 m/s Kerosina 1 320 m/sGlicerina 1 900 m/s

GasesAire 330 m/s Cloro 210 m/s Metano 430 m/s



4 / 22

2.3.1 Magnetostriccin. Imanacin alternante de una varilla de acero que sufre minsculas oscilaciones, cuya frecuencia es igual a la de la corriente alterna empleada en la imanacin. Si la frecuencia de la corriente coincide, adems, con una de las frecuencias con que la varilla de acero puede efectuar espontneamente sus oscilaciones, se tiene resonancia y como resultado se obtienen oscilaciones de considerable intensidad. Se obtienen frecuencias del orden de los 100 000 hertz. Imanacin: creacin de un campo magntico en un cuerpo mediante la accin de un campo magntico o elctrico. 2.3.2 Piezoelectricidad. Determinados cristales, por ejemplo, el cuarzo, tienen la propiedad de contraerse bajo la influencia de un campo elctrico. Ahora bien, si se coloca un cristal de cuarzo tallado de un modo apropiado en forma de placa, en un campo elctrico alterno de alta frecuencia, procurando que la frecuencia de la corriente empleada coincida con una de las frecuencias naturales sta efecta oscilaciones de la citada frecuencia. Con una placa de cuarzo de 1/10 mm de espesor se obtiene en la oscilacin fundamental una frecuencia de 30 000 kHz y dependiendo del espesor de la placa de cuarzo, se ha llegado incluso 1 000 MHz. 2.4. Ondas ultrasnicas.

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

240 242 244 246 248 250 252 254 256 258 260

TiempoTiempo ((microsegundosmicrosegundos))

Vol

taje

(vo

lts

Vol

taje

(vo

lts ))

Pico del Pico del CicloCiclo ~ 3V~ 3V

CicloCiclo de de DisparoDisparo TTpicamentepicamente 60 60 90 %90 %del Pico del del Pico del CicloCiclo PrincipalPrincipal

RuidoRuido PrecedentePrecedente a la a la SeSealal Ultrasonic, Ultrasonic,

TTpicamentepicamente < 0.2 < 0.2 VppVpp

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

240 242 244 246 248 250 252 254 256 258 260

TiempoTiempo ((microsegundosmicrosegundos))

Vol

taje

(vo

lts

Vol

taje

(vo

lts ))

Pico del Pico del CicloCiclo ~ 3V~ 3V

CicloCiclo de de DisparoDisparo TTpicamentepicamente 60 60 90 %90 %del Pico del del Pico del CicloCiclo PrincipalPrincipal

RuidoRuido PrecedentePrecedente a la a la SeSealal Ultrasonic, Ultrasonic,

TTpicamentepicamente < 0.2 < 0.2 VppVpp

Fig. 3 Pulso acstico tpico emitido por un transductor de un medidor ultrasnico del tipo tiempo de transito.

3. NORMAS APLICABLES

Fig. 4 Esquema normativo.

La necesidad de regular la transferencia del petrleo crudo y sus derivados de acuerdo a las normas internacionales se lleva a cabo con el objeto de asegurar la equidad en el intercambio y la satisfaccin entre compradores y vendedores. Las normas aplicables a los medidores de flujo ultrasnico son:

American Petroleum Institute, API Manual of Petroleum Measurement Standards. Chapter 5 Metering. Section 8 Measurement of Liquid Hydrocarbons by Ultrasonic Flow Meters Using Transit Time Technology. 2005. International Organization for Legal Metrology, OIML - La recomendacin OIML R 117 Measuring systems for liquids other than water.

La recomendacin OIML8 R 117, especifica los requerimientos tcnicos y metrolgicos aplicables a sistemas de medicin de flujo de lquidos diferentes al agua, incluyendo los requerimientos para la aprobacin de modelo de los diferentes componentes de un sistema de medicin. Los medidores de volumen a los cuales hace referencia esta recomendacin corresponden al tipo de medidores de flujo cuyo funcionamiento es continuo, sin importar el principio de funcionamiento [4]. Por ejemplo, La OIML R 117 considera a los siguientes elementos como indispensables en la constitucin de un sistema de medicin:

Elemento primario (sensor de flujo) elemento secundario, punto de transferencia, circuito hidrulico (incluye instalacin de prueba del medidor en sitio), dispositivo de eliminacin de gases,

8 OIML (Organizacin Internacional de Metrologa Legal).


Tecn

olog

a

P30 P31P31P30

3. NORMAS APLICABLES

La necesidad de regular la transferencia del petrleo crudo y sus derivados de acuerdo a las normas internacionales se lleva a cabo con el objeto de asegurar la equidad en el intercambio y la satisfaccin entre compradores y vendedores.

Las normas aplicables a los medidores de flujo ultrasnico son:

American Petroleum Institute, API Manual of Petroleum Measurement Stan-dards. Chapter 5 Metering. Section 8 Measurement of Liquid Hydrocarbons by Ultrasonic Flow Meters Using Transit Time Technology. 2005.

International Organization for Legal Metrology, OIML - La recomendacin OIML R 117 Measuring systems for liquids other than water.

La recomendacin OIML8 R 117, especifica los requerimientos tcnicos y metrolgicos aplica-bles a sistemas de medicin de flujo de lquidos diferentes al agua, incluyendo los requerimientos para la aprobacin de modelo de los diferentes componentes de un sistema de medicin. Los medidores de volumen a los cuales hace refe-rencia esta recomendacin corresponden al tipo de medidores de flujo cuyo funcionamiento es continuo, sin importar el principio de funciona-miento [4].

REGULACIN LEGAL

APLICACIONES QUE NO REQUIEREN REGULACIN LEGAL

OIML

ISO

NOM, DIN, NCWM

ANSI

API. AGA, GPA

ASME

FAB

RIC

AN

TES

Pruebas

Seguridad

Normas deSeguridadIntrnsecas

Normas deAsociaciones

NormasNacionales

NormasInternacionales

Figura 4. Esquema normativo.

Figura 5. La figura muestra la seccin de medicin en el plano de la lnea de medicin.

Figura 6. Las figura muestra a dos transductores acsticos que trasmiten y reciben una seal ultrasnica que viaja a lo largo de la lnea de medicin que forma un ngulo con el

eje longitudinal del tubo de medicin.

Tabla 1. Errores mximos permisibles de acuerdo a la clase de exactitud segn OIML R 117.

Tabla 2. Errores mximos permisibles de acuerdo a la clase de exactitud segn OIML R 117.

Por ejemplo, La OIML R 117 considera a los siguientes elementos como indispensables en la constitucin de un sistema de medicin:

Elemento primario (sensor de flujo) Elemento secundario, Punto de transferencia, Circuito hidrulico (incluye instala-

cin de prueba del medidor en sitio), Dispositivo de eliminacin de gases, Filtro, Elemento de impulsin (bomba o

sistema elevado), Dispositivos de regulacin de flujo, y Elementos auxiliares

Los lmites de aplicacin de un sistema de medicin estn dados por las caractersticas de funcionamiento que deben observarse durante la operacin de un sistema:

Cantidad mnima por medir, Alcance de la medicin, La presin mxima y la presin mnima

de trabajo, Propiedades del fluido, Temperatura mxima y mnima de trabajo, y Los niveles de seguridad requeridos.

La medicin de flujo es un proceso complejo debido a que es afectada por diferentes factores de influencia como:

Temperatura, Presin Densidad Viscosidad Estabilidad del flujo, Condiciones de instalacin, Distorsin del perfil de velocidades, y Vrtices.

Las mediciones de flujo que no satisfacen la exactitud requerida son el resultado de:

Una seleccin inadecuada del medidor.

Desconocimiento de las condiciones de operacin.

Una incorrecta instalacin de los medidores. Una calibracin inadecuada. Un mantenimiento inadecuado.

4. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Los medidores de flujo ultrasnico trasmiten y reciben seales acsticas a lo largo de una diagonal determinada y determinan los tiempos de transito de la seal en ambos sentidos aguas arriba y aguas abajo [3].

4.1. Diferencia en el tiempo de transito

El sonido viaja ms rpidamente a favor del flujo que contra el flujo. La diferencia entre ambos tiempos de trnsito es proporcional a la veloci-dad media del flujo.

4.2. Determinacin de la velocidad de flujo

Tiempo de transito = longitud de la trayectoria acstica / Velocidad media [s] (1)

Sensor aguas abajo A a B

TA >B = L / (C + V cos ) [s] (1a)

Sensor aguas arriba B a ATB>A = L / (C - V cos ) [s] (1b)

D - Dimetro de la tuberaL - Longitud de la trayectoria acstica (lnea de medicin)Vm - Velocidad media del flujoCm - Velocidad del sonido en el lquido

8 OIML (Organizacin Internacional de Metrologa Legal).

Clases segn la exactitud

A

B

0,3

0,3%

0,2%

0,5

0,5%

0,3%

1,0

1,0%

0,6%

1,5

1,5%

1,0%

2,5

2,5%

1,5%

Clase Campo de aplicacin

0,3

0,5

1,0

1,5

2,5

Sistema de medicin instalados en tuberas

Bombas de despacho de gasolina.Sistema de medicin instalados en auto-tanques.Sistemas de medicin para leche.Sistema de medicin para buque tanques.Sistema de medicin para gases licuados (diferentes a los gases licuados de petrleo, LPG),sujetos a presin y a temperaturas mayores a -10CSistemas de medicin de LPG para carga de vehiculos.Sistemas de medicin clasicados como clase 0,3 0,5 bajo las siguientes condiciones:-- Con temperaturas menores a -10C mayores a 50C.-- Con uidos cuya viscosidad dinmica sea mayor que 1000 mPas.s-- Con Flujo menor a 20 L/h

Sistemas de medicin para dixido de carbonolicuado.Sistemas de medicin para gases licuados (diferentes a los gases licuados de petrleo, LPG),sujetos a presin y a temperaturas menores a -10C

Sistemas de medicin para lquidos criognicos.



6 / 22

Fig. 5. La figura muestra la seccin de medicin en el plano de la lnea de medicin.


V cos

Vm

L

D

Cm

Transductor A

Transductor B

D - Dimetro de la tubera L - Longitud de la trayectoria acstica (lnea de medicin) Vm - Velocidad media del flujo Cm - Velocidad del sonido en el lquido

Fig. 6 Las figura muestra a dos transductores acsticos que trasmiten y reciben una seal ultrasnica que viaja a lo largo de la lnea de medicin que forma un ngulo con el eje longitudinal del tubo de medicin.

Tiempo de transito = longitud de la trayectoria acstica / Velocidad media [s] (1) Sensor aguas abajo A a B TA B = L / (C + V [s] (1a) Sensor aguas arriba B a A TBA = L / (C - V ) [s] (1b)

4.2.1 Velocidad promedio

V = (L /2cos ) (TBA - TAB / TBATAB) [m/s] (2) Flujo volumtrico (qv) = A (rea) x V (velocidad del flujo) [m3/s] (3) qv = [ D3/4 sen(2 )] (TB A-T A B /TB A T A B) [m3/s] (4) 5. INSTALACIN TPICA - API MPMS 5.8, 2005

[3]

Fig. 7 La figura nos muestra los requerimientos de tubera recta expresados en funcin del dimetro de la

tubera (L/D), observe la recomendacin del uso de acondicionadores de flujo.

La longitud equivalente de tubera recta de 10 (Longitud/Dimetro = L/D) con acondicionador de flujo o 20 o ms dimetros de tubera sin acondicionador de flujo aguas arriba del medidor y 5 dimetros aguas abajo del medidor debe proporcionar un perfil de velocidades acondicionado de manera efectiva. Sin embargo, cada caso debe ser estudiado individualmente por el fabricante para el mejor comportamiento del medidor. 6. ACONDICIONADORES DE FLUJO Los acondicionadores de flujo deben ser utilizados para reducir los efectos de vrtices o perfiles de velocidad asimtricos, ISO 5167-2, 2000.

Tabla 3. Diferentes tipos de acondicionadores de flujo.

10 D

Longitud de tubera recta requerida

5 D UUFFMM



6 / 22



V cos V cos

Vm

L

D

Cm

Transductor A

Transductor B






[3]





10 D


5 D UUFFMM


Tecn

olog

a

P32 P33P33P32


V = (L /2 cos ) (TB>A - TA>B / TB>A TA>B) [m/s] (2)

Flujo volumtrico (qv) = A (rea) x V (velocidad del flujo) [m3/s] (3)

qv = [ D3/4 sen(2 )] (TB >A-T A > B /TB >A *T A > B) [m3/s] (4)

5. INSTALACIN TPICA - API MPMS 5.8, 2005 [3]

La longitud equivalente de tubera recta de 10 (Longitud/Dimetro = L/D) con acondicionador de flujo o 20 o ms dimetros de tubera sin acon-dicionador de flujo aguas arriba del medidor y 5 dimetros aguas abajo del medidor debe propor-cionar un perfil de velocidades acondicionado de manera efectiva. Sin embargo, cada caso debe ser estudiado individualmente por el fabricante para el mejor comportamiento del medidor.

6. ACONDICIONADORES DE FLUJO

Los acondicionadores de flujo deben ser utilizados para reducir los efectos de vrtices o perfiles de velocidad asimtricos, ISO 5167-2, 2000.

Figura 7. La figura nos muestra los requerimientos de tubera recta expresados en funcin del dimetro de la tubera (L/D),

observe la recomendacin del uso de acondicionadores de flujo.



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V cos

Vm

L

D

Cm

Transductor A

Transductor B






[3]





10 D


5 D UUFFMM


Tipo Localizacin* Distancia dedispositivos**Coeciente de

perdida de presin

Bundle (19 tubos)

ZankerGallagherK-lan NOVA

13D 0,25D 30D

18D18D18D

0,75

3,422

8D 0,5D

9D 0,5D7D D

Bombas de despacho de gasolina.Sistema de medicin instalados en auto-tanques.Sistemas de medicin para leche.Sistema de medicin para buque tanques.Sistema de medicin para gases licuados (diferentes a los gases licuados de petrleo, LPG),sujetos a presin y a temperaturas mayores a -10CSistemas de medicin de LPG para carga de vehiculos.Sistemas de medicin clasicados como clase 0,3 0,5 bajo las siguientes condiciones:-- Con temperaturas menores a -10C mayores a 50C.-- Con uidos cuya viscosidad dinmica sea mayor que 1000 mPas.s-- Con Flujo menor a 20 L/h

Sistemas de medicin para dixido de carbonolicuado.Sistemas de medicin para gases licuados (diferentes a los gases licuados de petrleo, LPG),sujetos a presin y a temperaturas menores a -10C

Sistemas de medicin para lquidos criognicos.

* Distancia medida desde la cara aguas arriba de la placa hasta el borde aguas abajo del acondicionador. ** Distancia medida desde la cara aguas arriba de la placa hasta el borde aguas abajo del accesorio ms prximo.

7. TCNICAS DE CALIBRACIN

7.1. Las tcnicas de calibracin de los sistemas de medicin de flujo de lquidos pueden clasi-ficarse en:

Gravimtrico1. Sistemas dinmicos de pesado, y2. Sistemas estticos de pesado.

Volumtrico1. Medidas volumtricas, 2. Patrones de referencia de desplazamiento positivo,3. Otros tipos de medidores de flujo.

7.2. El Patrn Nacional para Flujo de Lquidos (Mxico)Proyecto de desarrollo Cientfico y Tecnol-gico

El Patrn Nacional para Flujo de Lquidos se fundamenta en el pesado esttico de la masa colectada de lquido, la cantidad de lquido colectada por unidad de tiempo es determinada gravimtricamente para obtener el flujo msico (qm). El flujo volumtrico (qv) que pasa a travs de un rea de seccin transversal en un intervalo de tiempo definido se determina mediante la densi-dad del lquido.

Caractersticas:

Basado en el principio de pesado esttico. Sistemas para pesar con capacidad de 1 500 kg y 10 000 kg,

Incertidumbre: 0,03 % para flujo msico y 0,05 % para flujo volumtrico,

Alcance de medicin: 10 L/min a 16 000 L/min,

Lquido de trabajo: agua,



7 / 22

* Distancia medida desde la cara aguas arriba de la placa hasta el borde aguas abajo del acondicionador. ** Distancia medida desde la cara aguas arriba de la placa hasta el borde aguas abajo del accesorio ms prximo. 7. TCNICAS DE CALIBRACIN 7.1. Las tcnicas de calibracin de los sistemas

de medicin de flujo de lquidos pueden clasificarse en:

Gravimtrico 1. sistemas dinmicos de pesado, y 2. Sistemas estticos de pesado.

Volumtrico 1. medidas volumtricas, 2. patrones de referencia de desplazamiento

positivo, 3. otros tipos de medidores de flujo. 7.2. El Patrn Nacional para Flujo de Lquidos

(Mxico) Proyecto de desarrollo Cientfico y Tecnolgico El Patrn Nacional para Flujo de Lquidos se fundamenta en el pesado esttico de la masa colectada de lquido, la cantidad de lquido colectada por unidad de tiempo es determinada gravimtricamente para obtener el flujo msico (qm). El flujo volumtrico (qv) que pasa a travs de un rea de seccin transversal en un intervalo de tiempo definido se determina mediante la densidad del lquido.

Fig. 8 Sistema de medicin que combina patrones de referencia gravimtricos y volumtricos utilizados para efectuar comparacin interna.

Caractersticas: basado en el principio de pesado esttico. Sistemas para pesar con capacidad de 1 500 kg y 10 000 kg, incertidumbre: 0,03 % para flujo msico y 0,05 % para flujo volumtrico, alcance de medicin: 10 L/min a 16 000 L/min, lquido de trabajo: agua, intervalo de presin: 0,16 MPa a 1,0 MPa, Longitud y dimetros de la seccin de prueba: 45 m y 25 mm a 200 mm de dimetro, y material en contacto con el fluido: acero inoxidable

La masa corregida de agua colectada en los tanques de pesaje esta dada por:

a

p

a

Divcm

-1

-1 C f ic mm [kg] (5)

Donde: mc - Masa de agua corregida colectada en el sistema (kg) mi - Masa indicada (kg) fcm- Factor de correccin de la masa (adimensional) CDiv - Factor de correccin de la masa debido a errores de la vlvula desviadora de flujo a - Densidad del aire (kg/m3) P - Densidad de las pesas utilizadas en la caracterizacin de los sistemas de pesado (kg/m3) - Densidad del agua (kg/m3) El volumen determinado a condiciones de temperatura y presin de la lnea de prueba es: [L] (6) Donde: Vm Volumen a las condiciones del medidor bajo prueba (m3) L - densidad del agua en la lnea (kg/m3) CPL- Factor de correccin por compresibilidad del lquido en la lnea. (adimensional)

PLC LC

mmV



7 / 22










a

p

a

Divcm

-1

-1 C f ic mm [kg] (5)


PLC LC

mmV

Figura 8. Sistema de medicin que combina patrones de referencia gravimtricos y volumtricos utilizados para

efectuar comparacin interna.

Intervalo de presin: 0,16 MPa a 1,0 MPa, Longitud y dimetros de la seccin de

prueba: 45 m y 25 mm a 200 mm de dimetro, y

Material en contacto con el fluido: acero inoxidable.


Donde:

mc Masa de agua corregida colectada en el sistema (kg)mi Masa indicada (kg)fcm Factor de correccin de la masa (adimensional)CDiv Factor de correccin de la masa debido a errores de la vlvula desviadora de flujoa Densidad del aire (kg/m3)P Densidad de las pesas utilizadas en la caracterizacin de los sistemas de pesado (kg/m3) Densidad del agua (kg/m3)

El volumen determinado a condiciones de temperatura y presin de la lnea de prueba es:

Donde:

Vm Volumen a las condiciones del medidor bajo prueba (m3)L Densidad del agua en la lnea (kg/m3)CPL Factor de correccin por compresibilidad del lquido en la lnea. (adimensional)

El factor de compresibilidad CPL esta dado por:

Donde TL es la temperatura de la lnea (C) y PL es la presin absoluta de la lnea (Pa).

El factor K esta dado por:

Donde N es el nmero de pulsos del medidor bajo prueba totalizados durante el tiempo de colec-cin de agua en los sistemas para pesar.

7.3. Tcnicas de calibracin in situ

Cualquier medidor, y ms an aquellos empleados en materia de metrologa legal, deben ser calibrados y verificados en forma peridica. El factor de calibracin puede cambiar, en oca-siones de manera significativa, debido a los siguientes factores:

Cambios en las propiedades fsicas del fluido,

Variacin en las condiciones de operacin del medidor,

Desgaste en las partes internas del medidor, y

Mantenimiento correctivo o preventivo.

La calibracin in situ adquiere mayor relevancia si consideramos el caso de la industria del petrleo y sus derivados, en la cual se realizan transfe-rencias de fluidos en cantidades importantes. La calibracin de los medidores, de los cuales se toma el valor total del volumen o masa transfe-ridos, debe ser efectuada con frecuencia, y con patrones de referencia tales que la incertidum-bre de la calibracin satisfaga los requerimien-tos de las partes involucradas.

Las tcnicas de calibracin in situ que emplean patrones volumtricos son:

Patrones de referencia medidores de flujo,

Medidas volumtricas flujos de hasta 3 000 L/mn, y

Probadores de desplazamiento positivo:-Probadores convencionales y bidirec-cionales,-Probadores compactos.

Ecuacin general utilizada en la calibracin de medidores de flujo de lquidos empleando como referencia un patrn volumtrico.

(5)



7 / 22










a

p

a

Divcm

-1

-1 C f ic mm [kg] (5)


PLC LC

mmV

(6)



8 / 22


[adimensional] (7)

Donde TL es la temperatura de la lnea (C) y PL es la presin absoluta de la lnea (Pa). El factor K esta dado por: [pulsos/L] (8) Donde N es el nmero de pulsos del medidor bajo prueba totalizados durante el tiempo de coleccin de agua en los sistemas para pesar. 7.3. Tcnicas de calibracin in situ Cualquier medidor, y ms an aquellos empleados en materia de metrologa legal, deben ser calibrados y verificados en forma peridica. El factor de calibracin puede cambiar, en ocasiones de manera significativa, debido a los siguientes factores:

cambios en las propiedades fsicas del fluido, variacin en las condiciones de operacin del medidor, desgaste en las partes internas del medidor, y Mantenimiento correctivo o preventivo.

La calibracin in situ adquiere mayor relevancia si consideramos el caso de la industria del petrleo y sus derivados, en la cual se realizan transferencias de fluidos en cantidades importantes. La calibracin de los medidores, de los cuales se toma el valor total del volumen o masa transferidos, debe ser efectuada con frecuencia, y con patrones de referencia tales que la incertidumbre de la calibracin satisfaga los requerimientos de las partes involucradas. Las tcnicas de calibracin in situ que emplean patrones volumtricos son:

Patrones de referencia medidores de flujo, Medidas volumtricas flujos de hasta 3 000 L/mn, y

Probadores de desplazamiento positivo: -Probadores convencionales y bidireccionales, -Probadores compactos.

Ecuacin general utilizada en la calibracin de medidores de flujo de lquidos empleando como referencia un patrn volumtrico. Para el factor de correccin del medidor, MF.

mmmm

PPPPP

CPLCTLCPSCTSCPLCTLCPSCTSVMF

V

m

20

[adimensional] (9)

Donde: VP20 - Volumen a condiciones estndar del patrn volumtrico (L). Vm - Volumen determinado por el medidor bajo prueba a condiciones de operacin (L). El subndice p se emplea para designar los factores de correccin del patrn de referencia empleado y el subndice m para designar los factores de correccin del medidor bajo prueba CTS - Factor de correccin por efecto de la temperatura en el acero del instrumento [adimensional]. Se usa cuando los instrumentos de medicin son empleados a temperaturas diferentes a las cuales se encuentra referido su resultado de calibracin. Deformacin lineal. Escalas lineales y bases de

montaje )(1 20TTCTS l [adimensional] (10)

Deformacin en superficie. Cilindros

)(21 20TTCTS l [adimensional] (11) Deformacin cbica. Medidas volumtricas, probadores, patrones de volumen

)(31 20TTCTS l [adimensional] (12)

l - Coeficiente de dilatacin lineal del acero [C-1]. T20 - Temperatura de referencia [C]. T - Temperatura promedio del lquido dentro del instrumento [C].

81500P 1000416,0

10326,01074,50

1 L211

11

11

L

LPL

TTC

mVNKv



8 / 22


[adimensional] (7)







mmmm

PPPPP


V

m

20

[adimensional] (9)







81500P 1000416,0

10326,01074,50

1 L211

11

11

L

LPL

TTC

mVNKv

[adimensional] (7)


Tecn

olog

a

P34 P35P35P34

Para el factor de correccin del medidor, MF.

Donde:

VP20 Volumen a condiciones estndar del patrn volumtrico (L). Vm Volumen determinado por el medidor bajo prueba a condiciones de operacin (L).

El subndice p se emplea para designar los factores de correccin del patrn de referencia empleado y el subndice m para designar los factores de correccin del medidor bajo prueba

CTS - Factor de correccin por efecto de la temperatura en el acero del instrumento [adi-mensional]. Se usa cuando los instrumentos de medicin son empleados a temperaturas diferentes a las cuales se encuentra referido su resultado de calibracin.

Deformacin lineal. Escalas lineales y bases de montajeCTS = 1 + 1 (T T20) [adimensional] (10)

Deformacin en superficie. CilindrosCTS = 1 + 21 (T T20) [adimensional] (11)

Deformacin cbica. Medidas volumtricas, probadores, patrones de volumenCTS = 1 + 31 (T T20) [adimensional] (12)

l Coeficiente de dilatacin lineal del acero [C-1].T20 Temperatura de referencia [C].T Temperatura promedio del lquido dentro del instrumento [C].

CPS - Factor de correccin por efectos de la presin en el acero del instrumento [adimensional]. Se usa cuando los instrumentos de medicin son empleados a presiones diferentes a las cuales se encuentra referido su resultado de calibracin.

P Presin interna de operacin (presin manomtrica) [Pa].Di Dimetro interno de la seccin de prueba de un probador [m].E Mdulo de elasticidad del material del probador [Pa].t Espesor de la pared de la seccin de prueba del probador [m].

CTL - Factor de correccin por efecto de la temperatura en la densidad del lquido [adimen-sional].

Como alternativa puede emplearse la siguiente aproximacin lineal

CTL = 1 + (T T20) [adimensional] (15)

T Densidad del fluido a la temperatura de prueba [kg/m3]20 Densidad del fluido a la temperatura de prueba [kg/m3] Coeficiente volumtrico de expansin trmica del fluido [C-1]T20 Temperatura de referencia [C].T Temperatura promedio del lquido dentro del instrumento [C].

Clculo de la densidad base (RHOb) de produc-tos petrolferos a la temperatura de referencia de 15 C.

Modelo matemtico propuesto en API 2540. Tomando como base la temperatura y densidad de la muestra (temperatura y densidad observa-das).

Donde:

RHOtp Densidad en lnea, [kg/m3] RHOb Densidad Base a 15 C, [kg/m3]b15 Coeficiente de expansin volumtrico a temperatura de 15 C, [C-1]K0 ,K1 Constantes en funcin del producto e intervalo de densidad

Una vez calculada la densidad del fluido y el coeficiente de expansin volumtrico a la tem-peratura de referencia, entonces puede emplearse la ecuacin 2 para estimar la densidad del fluido a cualquier otro valor de temperatura.

Estas constantes se deben utilizar cuando la temperatura se expresa en C.

Si la densidad a 15 C es mayor que 770 kg/m3 y menor que 788 kg/m3 se deber usar la siguiente ecuacin para estimar el coeficiente de expan-sin volumtrico.

CPL - Factor de correccin por efecto de la presin en la densidad del lquido [adimensio-nal].

Pa Presin del fluido a las condiciones de la prueba [Pa]Pe Presin de vapor del fluido a la temperatura del fluido en la prueba [Pa]F Factor de compresibilidad del lquido [Pa-1]

Es posible predecir la compresibilidad de prc-ticamente cualquier petrleo o sus derivados, conociendo su densidad a la presin atmosfrica y a una temperatura de 15 C.

La ecuacin que se emplea para el clculo es la siguiente,

F = 0 001 exp(-1,6208 + 2,159210-4 T + 0,87096 15

-2 + 4,209210-3T15-2

[1/MPa] (20)

F Factor de compresibilidad del lquido, [1/MPa]RHOb Densidad del fluido a 15 C [kg/L]T Temperatura del fluido [C]

7.4. Calibracin de medidores de flujo ultras-nicos en ductos

7.4.1 Probador bidireccional.



8 / 22


[adimensional] (7)







mmmm

PPPPP


V

m

20

[adimensional] (9)







81500P 1000416,0

10326,01074,50

1 L211

11

11

L

LPL

TTC

mVNKv

[adimensional] (13)

[adimensional] (9)

[adimensional] (14)



9 / 22


tEDPCPS i

[adimensional] (13)

P - Presin interna de operacin (presin manomtrica) [Pa]. Di - Dimetro interno de la seccin de prueba de un probador [m]. E - Mdulo de elasticidad del material del probador [Pa]. t - Espesor de la pared de la seccin de prueba del probador [m]. CTL - Factor de correccin por efecto de la temperatura en la densidad del lquido [adimensional].

20TCTL [adimensional] (14)


)(1 20TTCTL [adimensional] (15)

T - Densidad del fluido a la temperatura de prueba [kg/m3] 20 - Densidad del fluido a la temperatura de prueba [kg/m3] - Coeficiente volumtrico de expansin trmica del fluido [C-1] T20 - Temperatura de referencia [C]. T - Temperatura promedio del lquido dentro del instrumento [C]. Clculo de la densidad base (RHOb) de productos petrolferos a la temperatura de referencia de 15 C. Modelo matemtico propuesto en API 2540. Tomando como base la temperatura y densidad de la muestra (temperatura y densidad observadas).

T),(T(RHOtpRHOb

1515 801exp

[kg/m3] (16) [C-1] (17)

Donde: RHOtp - Densidad en lnea, [kg/m3] RHOb - Densidad Base a 15 C, [kg/m3] 15 - Coeficiente de expansin volumtrico a temperatura de 15 C, [C-1] K0 ,K1 - Constantes en funcin del producto e intervalo de densidad Una vez calculada la densidad del fluido y el coeficiente de expansin volumtrico a la temperatura de referencia, entonces puede emplearse la ecuacin 2 para estimar la densidad del fluido a cualquier otro valor de temperatura.

Producto Intervalo de densidades

a 15 C, kg/m3 K0 K1

Gasolina 653 770 346,422 78 0,438 84 Diesel 839 1 075 186,969 6 0,486 18 Turbosina 788 839 594,541 8 0,0 Combustleo 186,969 6 0,486 18 Crudo 610 1 075 613,972 26 0,0

Tabla 4. Constantes K0 y K1

Estas constantes se deben utilizar cuando la temperatura se expresa en C. Si la densidad a 15 C es mayor que 770 kg/m3 y menor que 788 kg/m3 se deber usar la siguiente ecuacin para estimar el coeficiente de expansin volumtrico.

215

156 320,680 212 363 003,0

RHO [C-1] (18)

CPL - Factor de correccin por efecto de la presin en la densidad del lquido [adimensional].

FPP

CPLea

)(1

1 [adimensional] (19)

Pa - Presin del fluido a las condiciones de la prueba [Pa] Pe - Presin de vapor del fluido a la temperatura del fluido en la prueba [Pa] F - Factor de compresibilidad del lquido [Pa-1] Es posible predecir la compresibilidad de prcticamente cualquier petrleo o sus derivados, conociendo su densidad a la presin atmosfrica y a una temperatura de 15 C. RHOb

KRHOb

K 120

15



9 / 22


tEDPCPS i

[adimensional] (13)






T),(T(RHOtpRHOb

1515 801exp

[kg/m3] (16) [C-1] (17)



a 15 C, kg/m3 K0 K1




215

156 320,680 212 363 003,0

RHO [C-1] (18)


FPP

CPLea

)(1



KRHOb

K 120

15



9 / 22


tEDPCPS i

[adimensional] (13)






T),(T(RHOtpRHOb

1515 801exp

[kg/m3] (16) [C-1] (17)



a 15 C, kg/m3 K0 K1




215

156 320,680 212 363 003,0

RHO [C-1] (18)


FPP

CPLea

)(1



KRHOb

K 120

15



9 / 22


tEDPCPS i

[adimensional] (13)






T),(T(RHOtpRHOb

1515 801exp

[kg/m3] (16) [C-1] (17)



a 15 C, kg/m3 K0 K1




215

156 320,680 212 363 003,0

RHO [C-1] (18)


FPP

CPLea

)(1



KRHOb

K 120

15



9 / 22


tEDPCPS i

[adimensional] (13)






T),(T(RHOtpRHOb

1515 801exp

[kg/m3] (16) [C-1] (17)



a 15 C, kg/m3 K0 K1




215

156 320,680 212 363 003,0

RHO [C-1] (18)


FPP

CPLea

)(1



KRHOb

K 120

15

Producto Intervalo dedensidades a 15C, kg/m3 K0 K1

GasolinaDieselTurbosinaCombustleoCrudo

653 770839 1 075788 839

610 1 075

346,422 78186,969 6594,541 8186,969 6

613,972 26

0,438 840,486 18

0,00,486 18

0,0


Figura 9. Calibracin en sitio empleando un probador bidireccional.



10 / 22


)102092,4

87096,0102,15928exp(-1,6200,001F2

153

215

-4

TT

[1/MPa] (20) F - Factor de compresibilidad del lquido, [1/MPa] RHOb - Densidad del fluido a 15 C [kg/L] T - Temperatura del fluido [C] 7.4. Calibracin de medidores de flujo

ultrasnicos en ductos 7.4.1 Probador bidireccional.

0 467189

Tm

UMF

Pm

Tp1

Pp

Tp2

Fig. 9. Calibracin en sitio empleando un probador bidireccional.

El K-Factor es la seal de salida de un medidor de flujo, expresada en nmero de pulsos por unidad de volumen o por unidad de masa.

[pulsos/L] (21) Donde: BPV: (Base prover volume) Volumen del probador a condiciones base, tal como se indica en el certificado de calibracin, (L). N: Nmero total de pulsos del medidor para una prueba. CCFm: Factor de correccin combinado del medidor a condiciones de prueba. (CCFm = CTLm x CPLm) CCFp: Factor de correccin combinado del probador a condiciones de prueba. (CCFp = CTSp x CPSp x CTLp x CPLP) El factor del medidor, MF, es un trmino para ajustar la inexactitud asociada con el comportamiento del medidor y se determina durante la calibracin del medidor:

[adimensional] (22) IMF: Factor intermedio del medidor, (adimensional) IV: Volumen indicado, (L). Patrn de referencia

Fig. 10 Calibracin en sitio empleando como patrn de referencia un medidor de flujo ultrasnico.

[adimensional] (23) IVmm: Volumen indicado por el medidor maestro para una prueba, (L). MMF: Factor del medidor maestro, (adimensional). IVm: Volumen indicado por el medidor para una pueba, (L). CCFmm: Factor de correccin combinado del medidor maestro a condiciones de prueba. (CCFmm = CTLmm x CPLmm) 8. TRAZABILIDAD EN LAS MEDICIONES DE

VOLUMEN DE HIDROCARBUROS LQUIDOS En trminos de trazabilidad y de aseguramiento metrolgico, estos equipos medidores ultrasnicos - deben demostrar que la reproducibilidad de sus resultados es comparable o mejor que la que se obtiene empleando otros principios de medicin. Siendo la reduccin de costos el reto principal de los fabricantes de este tipo de instrumentos. Los medidores del tipo ultrasnico para hidrocarburos lquidos pueden ser calibrados preferentemente por probadores del tipo convencional (pipe provers). En la Fig. 11 se muestra la carta de trazabilidad para las mediciones de volumen de hidrocarburos lquidos. El ltimo eslabn de la carta de trazabilidad es ocupado por el medidor de flujo. An cuando dicha carta de trazabilidad no incluye los eslabones inferiores la

p

m

CCFBPVCCFNIKF

m

p

CCFIVCCFBPV

IMF

CCFmIVmMMFCCFmmIVmmIMF



10 / 22


)102092,4

87096,0102,15928exp(-1,6200,001F2

153

215

-4

TT



0 467189

Tm

UMF

Pm

Tp1

Pp

Tp2








p

m

CCFBPVCCFNIKF

m

p

CCFIVCCFBPV

IMF



Donde:

BPV: (Base prover volume) Volumen del probador a condiciones base, tal como se indica en el certificado de calibracin, (L).N: Nmero total de pulsos del medidor para una prueba.CCFm: Factor de correccin combinado del medidor a condiciones de prueba. (CCFm = CTLm x CPLm)CCFp: Factor de correccin combinado del probador a condiciones de prueba. (CCFp = CTSp x CPSp x CTLp x CPLP)


Tecn

olog

a

El factor del medidor, MF, es un trmino para ajustar la inexactitud asociada con el compor-tamiento del medidor y se determina durante la calibracin del medidor:

IMF: Factor intermedio del medidor, (adimensional)IV: Volumen indicado, (L).

Patrn de referencia

IVmm: Volumen indicado por el medidor maestro para una prueba, (L).MMF: Factor del medidor maestro, (adimensional).IVm: Volumen indicado por el medidor para una pueba, (L).CCFmm: Factor de correccin combinado del medidor maestro a condiciones de prueba. (CCFmm = CTLmm x CPLmm)

8. TRAZABILIDAD EN LAS MEDICIONES DE VOLUMEN DE HIDROCARBUROS LQUIDOS

En trminos de trazabilidad y de aseguramiento metrolgico, estos equipos medidores ultra-snicos - deben demostrar que la reproducibi-lidad de sus resultados es comparable o mejor que la que se obtiene empleando otros principios de medicin. Siendo la reduccin de costos el reto principal de los fabricantes de este tipo de instrumentos.



10 / 22


)102092,4

87096,0102,15928exp(-1,6200,001F2

153

215

-4

TT



0 467189

Tm

UMF

Pm

Tp1

Pp

Tp2








p

m

CCFBPVCCFNIKF

m

p

CCFIVCCFBPV

IMF




10 / 22

La ecuacin que se

3_ Medidores Ultrasonicos_flujo de Hidrocarburos Liquidos

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