Diagnostico MetrológicoSistema de Medición Ultrasónico para Gas Húmedo Dulce.Central de Medición km. 19

Elemento primario

Elementos secundarios

Elemento terciario

Trazabilidad de las mediciones

Condiciones de Operación

Verificación de cálculos del computador

Estimación de Incertidumbre

Diagnostico Metrológico

Elemento Primario

Elemento Primario

La configuración de las secciones de tuberia aguas arriba y aguas abajo del medidor es sumamente importante, para el caso de los medidores ultrasonicos, si no se lleva a cabo la calibración como la configuración del sitio, la incertidumbre de la medición se incrementa, esto aun contando con un acondicionador de flujo.

Esta información puede ser corroborada en los certificados de calibración de los medidores de flujo que en su reporte de calibración también se maneja un reporte fotográfico.

Sección de TuberíaDimensión de acurdo a

certificado de calibraciónEstado

Primera Sección Aguas Arriba

2540 mm Cumple

Segunda Sección Aguas Arriba

5080 mm Cumple

Tercera Sección Aguas Abajo

2540 mm Cumple

Elementos Secundarios

Transmisor de presión

Elementos Secundarios

Transmisor de presión

Las revisión de la toma de presión se llevo a cabo en la ubicación de la toma de presión, ubicación del transmisor y la geometría de la tubería de conducción.

La toma de presión debe ser con la que cuenta el medidor ultrasónico.

El diámetro de la tubería es adecuado para mantenerse constante hasta el transmisor.

La ubicación del transmisor no es adecuada por no esta en un punto mas alto que la tubería de proceso. La geometría de la tubería de conducción no se realizo conforme las recomendaciones de la norma ISO 2186.

Las unidades empleadas para la medición de la variable de presión no están de acuerdo al Sistema Internacional.

Elementos SecundariosTransmisor de

TemperaturaLa inspección del sensor de temperatura se enfoca a la medición de la profundidad del termopozo así como la longitud de la RTD y la conexión del cableado del sensor en el transmisor y de la documentación del medidor.

En lo que respecta a profundidad del elemento sensor cumple con el API 7 que indica que el elemento sensor debe encontrarse en el segundo tercio de la tubería para este caso la profundidad es de 530 mm del elemento sensor y del termopozo. Longitud de la toma de temperatura y su arreglo de instalación.

Medida de la tubería: 508 mm Arreglo de Termopozo: 325 mmTermopozo: 530 mmSensor: 530 mmProfundidad adecuada 507 mmProfundidad calculada 530 mm

325 mm

482.6 mm

530 mm

182 mm

507mm

Elementos SecundariosTransmisor de

temperatura

Elementos SecundariosTransmisor de

temperatura

Elementos SecundariosTransmisor de

temperatura

Elementos SecundariosCromatografo de gases

El sistema para determinar la densidad del gas esta compuesto por los siguientes equipos:

Cromatografo

Probeta de muestreo.

Gas de Calibración.

Gas de arrastre.

El analizador cromatografico tiene un alcance para determinar la composición hasta c9 mas pesados.

Las pruebas que se realizan al analizador en cuanto a las condiciones ambientales en fabrica, representan las condiciones ambientales del sitio de instalación, por lo que las condiciones de operación y ambiente son adecuadas para el equipo.

Elementos SecundariosProbeta de Muestreo

Sin duda en la determinación de la muestra y para que esta sea representativa se requiere que la probeta de muestreo sea instalada adecuadamente, con las siguientes consideraciones de la norma GPA-2166.

Debe localizarse a una distancia de 5 diámetros después de cualquier disturbio de la tubería.

Una profundidad para estar ubicada en el segundo tercio de la tubería.

el primer punto fue cumplido ya que el punto mas cercano es una válvula de corte la cual tiene las características de ser de bola paso completo, además de estas a 6 diámetros de la probeta.

En lo que respecta a la profundidad este punto no fue cumplido, ya que longitud máxima de la probeta es de 955 mm y para estar ubicada en el segundo tercio de la tubería, considerando su arreglo de válvula debe ser de 959mm.

955 mm

700 mm

259.3mm

959.3 mm

Elementos SecundariosProbeta de Muestreo

Elementos SecundariosCromatografo de gases

Línea de conducción de la muestra.Este punto evalúa la instalación física y la distancia que existe con el analizador, en la instalación física, se puede llegar a encontrar que no se esta aislada y al estar expuesta a intemperie pueden llegar a generarse condensaciones.

La distancia entre el analizador y el punto de muestreo se encuentra a 12 metros, sin embargo se cuenta con purgado de la línea mientras no se esta analizado, para determinar de manera mas eficiente cualquier problema debe realizarse un análisis de este punto, con la finalidad de saber si la muestra es representativa o no.

Gas Patrón.Este se determino que no es adecuado ya que los valores de la concentración no cuenta con incertidumbre, únicamente exactitud. MRTC

Gas de Arrastre.Este punto no se le encontró un punto área de oportunidad.

Elementos SecundariosCromatografo de gases

Instalación de probeta y línea de conducción de la muestra.

Etiqueta del gas patrón.

Elemento TerciarioComputador Electrónico de

FlujoCalibración de las entradas analógicasEs necesario contar con un procedimiento para llevar a cabo la prueba de lazo del transmisor con el computador de flujo y por lo tanto se le asigne una incertidumbre a esta calibración.

Es necesario se conosca el efecto que tiene un error de un µA, al encontarse diferencias entre las correcciones que el instrumento llegue a tener; por lo que este punto no se cumple con la trazabilidad.

Calibración de las entradas de pulsos.Tambien se requiere que se cuente con un procedimiento para llevar a cabo la prueba de lazo del transmisor con el computador de flujo y por lo tanto se le asigne una incertidumbre a esta calibración ademas de contar con los equipos con trazabilidad.

Comunicación Serial.Es necesario se tenga el análisis de las diferencias en cuanto a la comunicación y resolución de estas comunicaciones, si es afectada la medición o no.

Elemento TerciarioComputador Electrónico de

Flujo

Prueba de Lazo de Transmisores, Tensión

Eléctrica Directa.

Prueba de Lazo de señal del medidor Ultrasónico,

frecuencia

Trazabilidad de las Mediciones

Elemento PrimarioEl medidor ultrasónico para gas cuenta con una calibración en el laboratorio de CEESI Iowa en Estados Unidos, con número de identificación única 08DAN-1575 & 08DAN-1576, fue revisado para su cumplimiento con respecto a la norma ISO-IEC-17025-2005, con los siguientes areas de oportunidad: 

Las unidades de ingeniería empleadas para la calibración no estan de acuerdo al Sistema Internacional.

No indican el método con el cual fue calibrado el medidor ultrasónico.

No se expresa una evaluación de la incertidumbre del medidor, únicamente expresa la aportación del laboratorio.

 En lo que respecta al cumplimiento de la norma AGA-reporte 9 versión 2007 se da cumplimiento con lo indicado en el punto 6.4.4 reporte de pruebas de calibración.

No se indica un apartado donde sea evaluada la Repetibilidad del medidor.

Trazabilidad de las MedicionesElementos Secundarios

Transmisor de PresiónLa empresa que los calibro no se encuentra acreditada en la magnitud de presión, por lo que se pone en duda la trazabilidad de las mediciones. Transmisor de TemperaturaLa calibración se hace mediante la simulación de la resistencia, sin embargo no es evaluada la temperatura emitidas por la RTD, por lo que nuevamente la trazabilidad de las mediciones se encuentra en duda. Cromatografo de GasesPara este caso solo se cuenta con una mezcla de gas para dar trazabilidad a las mediciones de la cromatografía, no se cumple con lo indicado en la norma ISO 6974-2 punto 5.1.2.

La mezcla empleada y su informe no cumplen con lo requerido en la Norma ISO. IEC 17025 -2005. Estas mezclas deberán de cumplir con los programas de materiales de referencia trazados y certificados del centro nacional de metrología. (CENAM).

Trazabilidad de las MedicionesElemento Terciario

Entradas AnalógicasUna prueba de lazo entre el transmisor de presión y el transmisor de temperatura se presentaron algunos errores en lo que el transmisor envía la señal y lo que recibía el computador de flujo, por lo que este error indica que existen diferencias en la medición, adicionalmente no se da una trazabilidad, ya que este proceso de verificación no está en procedimientos.

Entradas de Pulsos.Se genero una prueba de lazo con una sola frecuencia, a frecuencia de 2150 Hz la cual se mantuvo en ambos computadores de flujo y en un osciloscopio digital, por lo que como procedimiento es adecuada. Sin embargo el osciloscopio digital no cuenta con trazabilidad, por lo que las mediciones se ponen en duda. Comunicación Serial.Aunque no existe un método en el cual se efectúe una calibración a una comunicación serial entre el cromatografo y el computador de flujo es adecuado que se hagan la revisión de la comunicación entre ambos para que la información de la composición sea la adecuada, además de existir alguna diferencia, será necesario que sea expresando en términos de incertidumbre.

Trazabilidad de las MedicionesCondiciones de Operación

Calidad del gasLa calidad del gas que fluye a través del sistema de medición se encuentra dentro de los parámetros indicados en la norma AGA reporte No 9, en el punto 3.1. Presión de operación.La presión de operación que se tiene en la instalación es adecuada para el funcionamiento del medidor ultrasónico. Temperatura del gas y ambiental.Esta condicione es cumplida ya que el intervalo de temperatura del fluido debe ser de - 20 a 60ºC, y la temperatura ambiente debe de estar en el intervalo de - 40 a 60ºC, las condiciones de temperatura de operación en el sistema de medición se encuentran en intervalo ambiental de - 5ºC a 45ºC y de operación de 12ºC a 4oºC. Secciones de tuberías aguas arriba y aguas abajoEstas son las empleadas en la calibración por lo que lo errores por instalación son minimizados y corregidos durante la calibración.

Trazabilidad de las MedicionesCondiciones de Operación

Acondicionador de flujo.El acondicionador de flujo cuenta con estudios donde las recomendaciones de instalación en un medidor ultrasónico deben de ser de 5 diámetros entre el disturbio y el acondicionador de flujo y 10 diámetro de tubería rectos entre el acondicionador de flujo el medidor.

Ruido Acústico.Para evaluar el ruido acústico se determinó la diferencia de la velocidad del sonido calculada conforme al AGA reporte 10.

  Computador de flujo

Software Refprop Medidor Ultrasónico Diferencias

VDS VDS VDS (promedio) CEF Vs REF CEF Vs REF  (m/s) (m/s) (m/s) (%) (%)

1 395.248 395.225 394.507 0.006 -0.1822 395.141 395.124 394.447 0.004 -0.1713 395.095 395.083 394.298 0.003 -0.1994 395.103 395.113 394.353 -0.002 -0.1925 394.970 394.897 394.339 0.018 -0.1416 394.918 394.948 394.284 -0.008 -0.1687 394.934 394.925 394.291 0.002 -0.1608 394.845 394.822 394.375 0.006 -0.1139 394.760 394.759 394.497 0.000 -0.066

10 394.807 394.914 394.614 -0.027 -0.07611 394.958 395.033 394.575 -0.019 -0.11612 395.087 395.184 394.506 -0.025 -0.172

Trazabilidad de las MedicionesRuido Acústico

1 3 5 7 9 11

-0.250

-0.200

-0.150

-0.100

-0.050

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

Velocidad del Sonido

Err

or

Rela

tivo

Comparaciones

Trazabilidad de las MedicionesVerificación de los Cálculos

del CEFVerificación de los Cálculos del computador de flujo.Se llevó a cabo la comparación de los valores históricos del computador de flujo con respecto al volumen que se indica en la tabla de los históricos, donde se encontraron diferencias del orden de:

Parámetro Valor Unidad

Media -0.01161 %

Mediana -0.00001 %

Máximo 0.00571 %

Mínimo -3.55004 %

Desviación Est. 0.19381  

Trazabilidad de las MedicionesVerificación de los Cálculos

del CEFVerificación de los Cálculos del computador de flujo.Se llevó a cabo la comparación de los valores históricos del computador de flujo con respecto al volumen que se indica en la tabla de los históricos, donde se encontraron diferencias del orden de:

Parámetro Valor Unidad

Media -0.000183 %

Mediana -0.000005 %

Máximo 0.005709 %

Mínimo -0.007083 %

Desviación Est. 0.001152  

Trazabilidad de las MedicionesEstimación de Incertidumbre

Muchas Gracias