双向球式体积管清洗及标定流量计应用研究分析

王姿佑

（国家石油天然气管网集团有限公司西部管道甘肃输油气分公司，甘肃 兰州 730000）

体积管是用于检定累积式流量计的标准装置。在体积管内有一个弹性球型置换器，弹性球在管内运动，起始检测开关和终止检测开关被触发，记录被检流量计的脉冲数，从而置换出起始检测开关和终止检测开关之间液体的体积值，然后将体积值修正到参比条件下（20℃，101.325kpa），即为体积管的标准容积。体积管包括收发球腔、预行程管段、四通阀、标准管段、检测开关、球型置换器、管路支架、电控系统、取球器。为了保证流量计的准确性，国家检定站每三年对用以检定流量计的标准体积管进行一次检定。

笔者所见体积管皆为四通阀式双向球式体积管，其具有高度的可靠性，操作简便，可用于检定在检测开关之间输出10000 个脉冲的流量计，并且在一个流量点上检定次数少，对液体中固体颗粒反应迟钝，弹性球更换方便，维护费用低等优点。

1 体积管排油及清洗

1.1 体积管排油

（1）关闭计量区进体积管的进出口阀门，并进行断电锁定。

（2）打开体积管的排污阀泄压排油，必要时打开排气阀，加快排油速度。

（3）体积管泄压，在体积管的进出口法兰处安装盲板，安装完毕后，给体积管充压，继续循环清洗。

（4）在体积管内充满水，并通过排气阀排油，直到排出来的全部是水。

1.2 体积管清洗过程

（1）将体积管排气口连接的软管连接到水标间的清洗池，打开排气阀，启清水泵循环开始清洗体积管。

（2）等清水池中的清水打完后，启清洗泵，停清水泵，继续循环，可用吸油毡或其他工具将油品处理，清洗48h 后，进行换水，将含油污水排放到含油污水井。

（3）通过蒸汽加热可提高清洗效果，在循环过程中，将水温保持在45℃左右，温度过高会破坏体积管内壁的保护层及检定球的表层。

（4）当水池中明油较少时，可换水一次，将含有污水排放到含有污水井。

（5）换完清水，将洗衣粉按比例倒入桶中搅匀化开，继续启泵打循环，每30min 给四通阀换向一次，用专用工具打捞油膜，此清洗过程持续较长时间。

（6）换水几次，将体积管中的水进行置换，直到水池中的水清洁无泡沫。体积管清洗完毕。

体积管清洗原理如图1 所示。

图1 体积管清洗原理图

2 体积管标定

在标定体积管前，首先，确保体积管清洗干净，标定球在发球的一侧，标定水池中存满清水，打开水标定电磁阀电源开关。

（1）取球、投球。体积管泄压排气，泄压完毕后，打开体积管发球侧盲板，用吊装葫芦和吸球器将球取出，用打压泵给球注入水和乙二醇，由钢板尺和外缘卡尺量取球的尺寸，使球的过盈量为2%～4%，充装和量取完毕后，将球放入体积管发球侧，关闭发球侧盲板。

（2）启泵循环。启清水泵循环，打开各个排气阀排气，确认无气体排除时，关闭排气阀。在循环过程中，使水温达到恒定，保证在一次检定过程中，水的温度变化不超过1℃，在整个检定过程中，所有的排气阀和排污阀都是关闭状态。

（3）润壁。打开标准金属罐的进罐阀门，将清水池的回水阀关闭，使水充满标准罐，打开两个标准罐底阀，在滴流状态下等待2min，最后关闭底阀。滴流2min 为参考时间，准确时间按照标准罐检定证书上的标注时间为主。

（4）确定球的位置。打开防爆接线箱，连接AC（BD）段至万用表，界面显示直流24V，四通阀换向，使检定球从发球侧进入标准管段，当球触及检测开关时，万用表由24V变至0V，常关电磁阀开始流水，而常开电磁阀停止流水，这时检定球继续前行，万用表由0V 变为24V，应立即关闭回水阀。对四通阀进行第二次换向，打开回水阀，保持小开度，让检定球离开标准管段，万用表由24V 变为0V 再变至24V，再次立即关闭回水阀。这时，已确定检定球的位置，可以换向进行正常检定，四通阀第三次换向，准备开始检定。

（5）正常检定（比如AC 段正程）。当检定球再次触发检测开关后，常关电磁阀开始流水，打开没有电磁阀的标准金属罐的阀开始进水，控制好阀门开度并通过进罐的水声判断液面高度，当液面快达到瓶颈时，关小阀门，达到一定高度时，关闭阀门，等液位稳定及气泡排尽后进行读数，并做好记录。

读数完毕后，打开标准金属罐底阀放水，在滴流状态下等待2min 关闭底阀。重复放满三罐水。等第四罐停止进水后，打开回水阀，保持小开度，使检定球稍微离开检定球，这时，万用表由0V 变为24V,立即关闭回水阀，等标准金属罐底阀关闭完毕，一切就绪后，四通阀换向重复（1）（2）（3）步骤开始逆程检定。

体积管（AC）段检定至少进行三次，一次检定需正反两个行程，正反行程8 罐水，所以三次检定完毕后是24 罐水，在这期间，若出现差错前面检定的数据作废，得重新检定。

（6）体积管检定完毕后，将体积管和水标间各管段的水排放干净，将快开盲板拆卸，整理工具用具，打扫卫生。

（7）数据处理。

式中，V 是单罐容积，单位是L；V0是标称容积，单位是L；h 是读取的液位高度，单位是mm；h0是零点位置，单位是mm；V余加进的水或接出的水的体积S 是计量颈容积，详见标准金属量器检定证书。

②AC 段正程第一组数据：V1、V2、V3、V4

AC 段逆程数据：V1’、V2’、V3’、V4’

③以此类推，AC 段第二组数据V02，第三组数据V03，，将三次测量数据代入贝塞尔公式得到标准偏差：

V是上一检定周期体积管的标准容积值，在检定证书中可查到。

体积管的重复性应优于0.02%，复现性应优于0.05%。

式（1）～（4）适用于体积管检定时的粗略估算。

3 检定过程误差因素和对策分析

（1）对于首次检定、后续检定中复现性检定不合格（复现性大于0.05%）以及进行过有可能影响体积管容积的操作的体积管，检定周期为1 年。其他进行后，后续检定的体积管检定周期不超过3 年。

（2）在检定过程中，若出现数据不稳定、忽大忽小的现象，应查明原因，也许是体积管气未排尽，过滤器发生堵塞，放水速度过快产生气泡等。

4 结语

双向体积管是原油交接过程中运用到的极关键的计量设备，体积管的清洗检定，对原油贸易过程计量准确性起到了决定性作用，所以在检定过程中，应严格按照计量规程，积极消除操作不当带来的误差，也是检定工作的基本要求。