(mÓdulo 4 mediciÓn dinÁmica lÍquidos [modo de compatibilidad])

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Módulo 4

MEDICIÓN DINÁMICA-LIQUIDOS

DIPLOMADO EN MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS 1

Módulo 4

MEDICIÓN DINÁMICA

DIPLOMADODIPLOMADOEN MEDICIÓN DE HIDROCARBUROSEN MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS

I�STRUCTOR: EDUARDO MOTTAI�STRUCTOR: EDUARDO MOTTA

Módulo 4



DIPLOMADO EN MEDICIÓN DIPLOMADO EN MEDICIÓN DE HIDROCARBUROSDE HIDROCARBUROS

I. ORGANIZACIONES.

II. TIPOS DE MEDIDORES DINÁMICOS.

III. TIPOS DE PROBADORES.

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ORGANIZACIONES PROVEDORAS DE NORMAS DE

MEDICIÓN:

� (ISO) International Organization for Standards (www.iso.ch).

� (ANSI) American National Standards Institute (www.ansi.org).

� (NIST) American National Institute for Standards and Technology

(www.nist.gov).

� (API) American Petroleum Institute (www.api.org).

� (ASTM) American Society for Testing and Materials (www.astm.org).

� (GPA) American Gas Producers Association (www.gasprocessors.com).

� (IP ) The Institute of Petroleum (London) (www.petrleum.co.uk).

� (AGA) American Gas Association

MEDICIÓN DINÁMICA MEDICIÓN DINÁMICA --LIQUIDOSLIQUIDOS

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TIPOS DE LÍQUIDOS QUE PODEMOS MEDIR:

API 2540: Tabla 24 A: Aceites Crudos y ciertos Jet Fuels; Tabla 24 B: Productos Refinados, Tabla

24 C: Productos �o estándar : MTBE

GPA TP 16: Propanos, Butanos y Gasolinas �aturales

EPMIX : Mezclas de Etano / Propano ( Algoritmo GPA RR133)

API 11.3.3.2: Propileno

PPMIX: Mezclas de Propano / Propileno (SG: 0.507-0.5228) (TP 16 y API 11.3.3.2)

API 2565, �IST 1045, IUPAC: Etileno

CO2PAC: CO2 puro

ASTM 1550 y 1551: Butadieno y Concentrados de Butadieno (>60%)

ASTM 1555: Benceno (SG:0.8844), Cumeno(0.8663),Ciclohexano(0.7834), Etilbenceno(0.8718),

M-Xileno(0.8687),O-Xileno(0.8848),P-Xileno(0.657), Estireno(0.9110) y Tolueno(0.8718)


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NORMAS A UTILIZAR PARA LÍQUIDOS:


11.2.111.2.2

.637 1.074.350

Presión

Factor CPL

.350

Tabla 24ETemperatura

Factor

CTL

1.076

.611

Tabla 24 A

Tabla 24 B

.6535

Tabla 24

.500

.350

Tabla 23E

1.076.6535

.611

Tabla 23 A

Tabla 23 B

Densidad

de Flujo

A

Rel.Dens.

Tabla 23

.420(1952)

.688

� Las Tablas ‘A’ son usadas para Aceite Crudo y JP4

� Las tablas ‘B’ son usadas para Productos Refinados (no JP4)

� Las Tablas 23 y 24 son usadas para LPGs y NGLs

� Las Tablas E (GPA25) son nuevas y harán obsoletas a las actuales

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CONTENIDO:� 1. MEDICIO� DI�AMICA

� 2. MEDIDORES.

� 3. TIPOS DE MEDIDORES.

� 4. PULSOS y K-FACTOR.

� 5. PROBADORES.

� 6. CORRIDAS DE CALIBRACIO�.

� 7. CALCULO DEL FACTOR DEL MEDIDOR Y CURVA DE CO�TROL.

� 8. CO�TROL ESTADISTICO DE FACTORES DEL MEDIDOR.

� 9. MUESTREO.

�10. METODOS DE ACEPTACIO� DE FACTORES.

�11.TALLERES.


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TIPOS DE MEDIDORESTIPOS DE MEDIDORES

MEDICIÓN DINÁMICA – HIDROCARBUROS LÍQUIDOS:

API MPMS 5-Sección 2: Desplazamiento Positivo

API MPMS 5-Sección 3: Turbina.

API MPMS 5-Sección 6: Coriolis.

API MPMS 5-Sección 8: Ultrasónico.

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MEDICIÓN DINÁMICA – HIDROCARBUROS GAS:

Reporte AGA 3: Platina de Orificio.

Reporte AGA 7: Turbina.

Reporte AGA 9: Ultrasónico.

Reporte AGA 11: Coriolis.

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MEDIDORES DE INFERENCIA: La medición de la rata de flujo en

los medidores de este tipo se efectúa indirectamente a través de la medición y una

propiedad dinámica. Tal como lo indica su nombre es una medición inferida más no

directa del flujo.

Los medidores de inferencia se clasifican en:1. Medidores de presión diferencial:• Platina de orificio• Tobera• Vénturi• Tubo Pitot.

2. Medidores de área variable:• Rotámetro

3. Otros medidores:• TURBINA• Ultrasonido• Magnético• Vortex• Fuerza Target• Masa o Coriolis.


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SELECCIÓN DE MEDIDORESSELECCIÓN DE MEDIDORES

NormalmenteNormalmente sese efectúaefectúa lala mediciónmedición dede hidrocarburohidrocarburo liquidoliquidotransportadostransportados concon medidoresmedidores dede desplazamientodesplazamiento positivopositivo oo medidoresmedidoresdede turbinaturbina dede altoalto rendimientorendimiento..

ElEl medidormedidor dede desplazamientodesplazamiento positivopositivo haha demostradodemostrado serser superiorsuperiorcuandocuando lala viscosidadviscosidad eses altaalta porqueporque laslas perdidasperdidas casicasi sese eliminaneliminan yy lalaprecisiónprecisión eses buenabuena.. SinSin embargo,embargo, elel medidormedidor dede turbinaturbina puedepuede serser unaunaexcelenteexcelente opciónopción sisi lala viscosidadviscosidad eses bajabaja yy lala ceracera nono eses unun problemaproblema..

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Módulo 4



MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO:Conocidos como P.D. Que son dispositivos que miden el flujo

directamente, haciendo circular el flujo a través de una cámara

que lo divide en segmentos discretos.

Los contadores de desplazamiento positivo suelen diferenciarsepor el tipo de mecanismo utilizado para separar la corriente delíquido.

Según las características del dispositivo medidor:

1. Medidor Birrotor: ”Brooks”.2. Medidor Aspas Deslizantes: ”Smith”


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MEDIDORES TURBINAMEDIDORES TURBINA

LAS CARACTERISTICAS BÁSICAS DE ESTE MEDIDOR SON LA EXACTITUDA LA REPETIBILIDAD Y LA EXACTITUD A LA LINEALIDAD.

REPETIBILIDAD: Se denomina repetibilidad a la proximidad entre dosvalores sucesivos medidos de la misma variable, utilizando el mismométodo con los mismos instrumentos en el mismo sitio y un tiempo cortoentre prueba y prueba. NOTA: Para obtener una buena repetibilidad esnecesario mantener un flujo constante.

LINEALIDAD: Se denomina linealidad a la capacidad de un medidor paramantener su factor de calibración casi constante, manteniendoconstantes las condiciones de flujo específico.

± 0,02 %

± 0,25 %<<----PRECISIÓNPRECISIÓN

API MPMS CHAPTER 5 SECCION 3API MPMS CHAPTER 5 SECCION 3

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Módulo 4




EsteEste enen unun medidormedidor dede inferencia,inferencia, infiereinfiere elel flujoflujo alal

determinardeterminar lala rotaciónrotación angularangular deldel rotorrotor yy concon estaesta

informacióninformación sese deducededuce elel volumenvolumen dede liquidoliquido queque haha

pasadopasado porpor elel medidormedidor..

Turbine MetersTurbine Meters

Módulo 4




DISEÑO E INSTALACIÓN:

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Módulo 4





Los medidores de turbinas debe trabajar con una corriente de flujo que ha sido suficientemente

acondicionada para eliminar remolinos y la deformación del perfil de la velocidad causada por

filtros, codos, válvulas y otros accesorios. Si no existen limitaciones de espacio, el medidor

puede ser instalado con una tubería recta de por lo menos 20 diámetros del tubo, aguas arriba de

medidor y 5 diámetros aguas abajo del medidor. La instalación aguas arriba puede reducirse a un

mínimo de 10 diámetros si se utiliza enderezador de flujo.

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FACTORES QUE AFECTAN LA PRECISIÓN:

Los factores que afectan la precisión de los medidores deturbina pueden ser analizados en termino de sus efectos:

1. ÁREA DE FLUJO: El medidor de turbina, mide el flujovolumétrico por deducción, en realidad detecta lavelocidad de flujo en base a la velocidad de rotación de unrotor de alabes. Se asume que el flujo volumétrico (Q) esproporcional a la velocidad de flujo que se mide(V),suponiendo una área de flujo constante.

Q(pies3/seg) = (V(pie/seg))*(A(pie2))

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2. LA VELOCIDAD DE FLUJO: El Si la velocidad a través del

rotor del medidor son altas, la presión estática localizada

a la altura del rotor puede bajar hasta un nivel inferior a la

presión de vapor del liquido produciendo un fenómeno

llamado cavitación.

Módulo 4





3. LA CONTRAPRESIÓN DEL SISTEMA: Se recomienda que

la contrapresión mínima sobre el medidor de turbina sea

1.25 veces mayor que la presión absoluta de vapor mas

dos veces la caída de presión a través del medidor.

Pb = (1.25*Pe + 2*∆p)

Donde :Pb = Contrapresión mínima Pe = Presión absoluta de vapor∆p = Caída de presión a través del medidor

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Módulo 4





4. LA VELOCIDAD DEL ROTOR: La suposición de que la

velocidad media del rotor esté directamente proporcional

a la velocidad axial a través del medidor puede verse

afectada por los siguientes factores:

»Fricción del rodamiento

»Fricción viscosa

»Configuración de álabe del rotor

»Acondicionamiento de flujo

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5. EL ÁREA DE FLUJO: Los factores son calculados bajo el

supuesto de una área de flujo constante, cualquier cambio

en afectan la precisión:

–Depósitos (Parafina)

–Espesor de capa limite

–Cavitación

–Basura

–Condiciones de operación ( temperatura y presión)

Por ejemplo para un medidor de 2” un capa limite de una milésima de

pulgada afectará el rendimiento del medidor mas o menos en el 2%.

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6. RATA DE FLUJO:

LaLa ratarata dede flujoflujo enen lala queque lala velocidadvelocidad deldel rotorrotor comienzacomienza aa

estarestar enen desproporcióndesproporción frentefrente aa lala ratarata dede flujoflujo deldel liquido,liquido,

aumentaaumenta aa medidamedida queque sese incrementaincrementa lala viscosidadviscosidad..

7. TEMPERATURA Y PRESIÓN:

Los medidores de turbina experimentan cambios en el área Los medidores de turbina experimentan cambios en el área

de flujo a raíz de las variaciones significativas en la presión y de flujo a raíz de las variaciones significativas en la presión y

la temperatura. la temperatura.

Módulo 4





8. OTROS CAMBIOS:

�� CualquierCualquier basurabasura parteparte deldel áreaárea dede flujoflujo aa travéstravés deldel rotorrotor

afectaraafectara drásticamentedrásticamente elel rendimientorendimiento deldel medidormedidor..

�� UnaUna dede laslas característicascaracterísticas importanteimportante dede unun medidormedidor dede

turbinaturbina dede altoalto rendimientorendimiento dede unun oleoductooleoducto eses lala

extremadamenteextremadamente bajabaja fricciónfricción dede loslos rodamientosrodamientos..

�� CualquierCualquier significativosignificativo cambiocambio enen lala geometríageometría dede loslos

bordesbordes dede loslos álabesálabes deldel rotorrotor debidodebido aa erosión,erosión, corrosión,corrosión, oo

adherenciaadherencia dede basura,basura, cambiarácambiará lala relaciónrelación entreentre lala

velocidadvelocidad deldel rotorrotor yy lala deldel liquido,liquido, porpor consiguiente,consiguiente, elel

rendimientorendimiento deldel medidormedidor..

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Módulo 4





8. OTROS CAMBIOS:

�� LosLos medidoresmedidores dede turbinasturbinas requierenrequieren acondicionamientoacondicionamiento dede

lala corrientecorriente dede flujoflujo inmediatamenteinmediatamente aguasaguas arribaarriba yy aguasaguas

abajoabajo deldel medidormedidor..

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MEDIDORES DESPLAZAMIENTOMEDIDORES DESPLAZAMIENTOPOSITIVOPOSITIVO

LAS CARACTERISTICAS BÁSICAS DE ESTE MEDIDOR ES QUE MIDE ELFLUJO VOLUMÉTRICO DIRECTAMENTE.

REPETIBILIDAD: Se denomina repetibilidad a la proximidad entre dosvalores sucesivos medidos de la misma variable, utilizando el mismométodo con los mismos instrumentos en el mismo sitio y un tiempo cortoentre prueba y prueba. NOTA: Para obtener una buena repetibilidad esnecesario mantener un flujo constante.

LINEALIDAD: Se denomina linealidad a la capacidad de un medidor paramantener su factor de calibración casi constante, manteniendoconstantes las condiciones de flujo específico.

± 0,025 %

± 0,30 %


<<----PRECISIÓNPRECISIÓN

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Módulo 4




EstosEstos medidoresmedidores midenmiden elel volumenvolumen dede liquidoliquido

mediantemediante incrementoincremento dede segmentosegmento separadoseparado muymuy

similaressimilares aa cuboscubos yy simplementesimplemente cuentacuenta elel numeronumero

queque pasapasa..

PD Meters

Módulo 4





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Módulo 4




FACTORES QUE AFECTAN LA PRECISIÓN

LaLa exactitudexactitud enen estosestos medidoresmedidores dependedepende dede trestres factoresfactores

principalesprincipales ::

11.. QueQue elel volumenvolumen dede lala cámaracámara dede mediciónmedición permanezcapermanezca

constanteconstante..

22.. QueQue todotodo elel liquidoliquido queque entraentra alal medidormedidor vayavaya aa lala cámaracámara

dede mediciónmedición..

33.. QueQue elel flujoflujo transferidotransferido pasepase porpor elel medidormedidor solosolo unauna vezvez..

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FACTORES QUE AFECTAN LA PRECISIÓNExisten dos áreas básicas donde pueden ocurrir errores en Existen dos áreas básicas donde pueden ocurrir errores en la medición :la medición :

1. El volumen de la cámara de medición puede cambiar 1. El volumen de la cámara de medición puede cambiar debido a :debido a :

�� Deposito de cera o adherencia viscosa.Deposito de cera o adherencia viscosa.

�� Desgaste que causa un cambio en el volumen.Desgaste que causa un cambio en el volumen.

22.. ElEl porcentajeporcentaje dede perdidaperdida alrededoralrededor oo aa travéstravés dede lala cámaracámaradede mediciónmedición puedepuede cambiarcambiar debidodebido aa::

�� CambioCambio enen lala viscosidadviscosidad deldel liquidoliquido..

�� DesgasteDesgaste queque agrandaagranda oo reducereduce laslas áreasáreas dede espaciosespacios libreslibres..

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Módulo 4



MEDIDORES CORIOLISMEDIDORES CORIOLIS


Módulo 4



MEDIDORES CORIOLISMEDIDORES CORIOLIS

Medidores Másicos

El medidor de coriolis, mide directamente el flujo másico y

la densidad del fluído, siendo estas característica que lo

hacen versatil, puesto que al tener los dos datos (masa y

densidad) puede inferir matemáticamente el volumen.

Coriolis MetersCoriolis Meters

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Módulo 4



MEDIDORES ULTRASÓNICOMEDIDORES ULTRASÓNICO


Módulo 4



MEDIDORES ULTRASÓNICOMEDIDORES ULTRASÓNICO

Medidores Ultrasónico

El medidor ultrasónico es un medidor de inferencia que

basa su principio en medir el tiempo que gasta el sonido

desde el sensor #1 en atravesar el fluído, rebotar en las

paredes del tubo hasta el sensor #2, instalados

externamente en la tubería.

Ultasónico

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Módulo 4



COMPARACIÓN COMPARACIÓN ENTRE MEDIDORESENTRE MEDIDORES

COMPARACIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE MEDIDORES

PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA

DESPLAZAMIENTO POSITIVO TURBINA CORIOLIS

Bajo precio en pequeños Bajo precio

Amplia gama de técnicas de medición (engranaje, piston,helioidal

Tecnología tradicional Ninguna condición especial de flujo

Buen desempeño en alta viscosidad Amplio rango de temperatura y presión

Insensible a la viscosidad

Unidireccional Unidireccional bidireccional

Daño por bolsas de aire Baja caída de presión Perdida de presión

Volumétrico volumétrico Masico

Rangeabilidad limitada Rangeabilidad limitada Alta Rangeabilidad

Exactitud y calibración dependientes de la viscosidad

Excelente repetibilidad Alta exactitud y repetibilidad

Alto mantenimiento Requiere mantenimiento Mínimo mantenimiento

Sin restricciones ( analizar las posibilidades de cavitación )

Numero Reynolds> 4000 insensible al numero reynolds

Alto costo de instalación y mantenimiento

Alto costo de instalación y mantenimiento

Sin partes móviles

Sensibilidad a fluidos sucios Depende del perfil de flujo; requiere tramos rectos aguas arriba y aguas abajo

Limitado el rango de tamaños hasta 6”

ULTRASÓNICOULTRASÓNICO

Módulo 4



COMPARACIÓN COMPARACIÓN ENTRE MEDIDORESENTRE MEDIDORES

1. ERRORES EN EL SISTEMA DE MEDICIÓN DINÁMICA

FACTOR MEDIDOR Versus FLUJO CAVITACIÓN

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Módulo 4



TIPOS DE PROBADORESTIPOS DE PROBADORES

EXISTEN VARIOS TIPOS DE PROBADORES:

a) Probadores volumétricos o Serafines TANK PROVER’S

b) Probadores de desplazamiento mecánico o probadores convencionales para líquidos PIPE PROVER’S

c) Medidores Maestros MATER METER

d) Probadores de volumen pequeño o SMALL VOLUME PROVER’S.





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TIPOS DE PROBADORESTIPOS DE PROBADORES

CALIBRACIÓN DE LOS PROBADORES

TIPO DE PROBADOR TIEMPO Tipo tanque 5 años Fijos tipo tubería 5 años Medidor Maestro 3 meses Volumen pequeño 3 años Probadores móviles 2 años

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CALIBRACIÓN DE PROBADORESCALIBRACIÓN DE PROBADORES

Módulo 4



CALIBRACIÓN DE PROBADORESCALIBRACIÓN DE PROBADORES

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Módulo 4



PROBADORESPROBADORESVOLUMÉTRICOSVOLUMÉTRICOS

Módulo 4



PROBADORESPROBADORESVOLUMÉTRICOSVOLUMÉTRICOS

SON RECIPIENTES DE VOLUMEN CONOCIDO QUE PUEDEN SER CERRADOS OABIERTOS.

Las calibraciones de estos tanques deben ser realizadas con agua como líquido decalibración y deben venir con su correspondiente Certificado de Calibración, el cualsegún norma tiene una validez de cinco (5) años.

Operación: El líquido que pasa a través del medidor se recoge en el tanque, hastaalcanzar la marca de calibración o un volumen muy próximo a ella. El volumen que selee en la escala calibrada y luego se compara con el volumen registrado por elmedidor. De esta comparación se calcula el factor de corrección llamado “FACTORDEL MEDIDOR”.

IDEAL PARA CALIBRACIÓN DE MEDIDORES EMPLEADOS EN LLENADEROS DEDISTRIBUIDORES MAYORISTAS.Desventajas:• Para altas ratas de flujo el tanque tendría que ser muy grande lo cual resulta pocopráctico.• El flujo se debe iniciar tan pronto comience el llenado y parase cuando el recipienteeste lleno.• Cuando se usa para productos muy viscosos estos se adhieren a las paredesproduciendo inexactitud.

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Módulo 4



PROBADORESPROBADORESDESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO

MECÁNICOMECÁNICO

Módulo 4




MECÁNICOMECÁNICO

1. BIDIRECCIONALES DE ESFERA2. UNIDIRECCIONALES DE ESFERA3. UNIDIRECCIONALES DE PISTON

1. BIDIRECCIONALES DE ESFERA:Las probadores bidireccionales de esfera con los cuales se calibran losmedidores dinámicos deben tener un Certificado de Calibración vigente, elcual según norma tiene una validez de cinco (5) años.

Operación: Estos básicamente consisten en una válvula de cuatro (4) vías, dos (2)cámaras de lanzamiento, tuberías de carrera previa, la sección de volumen calibrado,dos (2) swiches detectores de la esfera y algunos elementos adicionales. La válvulade cuatro vías seleccional al dirección del flujo, El líquido que pasa a través delmedidor y luego pasa por el probador. Las cámaras de lanzamiento envían la esferaen la corrida de prueba, como tambien desaceleran la misma al llegar a ellas.

La tubería de carrera previa permite suficiente tiempo a la válvula de cuatro vías parahacer el completo sello antes que la esfera actúe los swiches. Esto asegura que elfluído registrado por el medidor, este siendo desviado a través del probador. Lasección del medidores el volumen del tubo comprendido entre los swiches detectoresque se compara con el volumen registrado en el medidor. De esta comparación secalcula el factor de corrección llamado “FACTOR DEL MEDIDOR”.


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Módulo 4




MECÁNICOMECÁNICO

2. UNIDIRECCIONALES DE ESFERA:

Las probadores Unidireccionales de esfera con los cuales se calibran los medidores dinámicos deben tener un Certificado de Calibración vigente, el cual según norma tiene una validez de cinco (5) años.

Operación: Este tipo de probador opera en forma similar al Bidireccional y los cálculos de velocidad, longitud de carrera previa, sección de tubería de volumen calibrado, son las mismas. Su característica es que la parte de tubería con volumen calibrado (entre swiches) es un tramo recto.

Esto asegura que el fluído registrado por el medidor, este siendo desviado a través del probador. La sección del medidores el volumen del tubo comprendido entre los swiches detectores que se compara con el volumen registrado en el medidor. De esta comparación se calcula el factor de corrección llamado “FACTOR DEL MEDIDOR”.


Módulo 4




MECÁNICOMECÁNICO

3. UNIDIRECCIONALES DE PISTON:

Las probadores Unidireccionales de pistón con los cuales se calibran losmedidores dinámicos deben tener un Certificado de Calibración vigente,el cual según norma tiene una validez de tres (3) años si el probador esdedicado y dos (2) años si el probador es portátil Compact.

Operación: Este tipo de probador opera en forma similar al unidireccinal de esfera ylos cálculos de velocidad, longitud de carrera previa, sección de tubería de volumencalibrado, son las mismas. Su característica es que la parte de tubería con volumencalibrado (entre swiches) es un tramo recto debido a que el pistón no tienefacilidad, que si tiene la esfera, para desplazarse por tuberías curvas debido a surigidez. Por lo tanto este tipo de probador ocupa más espacio que el de esfera ynecesita dos cheques adicionales para poder invertir la dirección del pistón.

También necesita de tramos de tubería muchos mas largos para acoplar a la válvulade cuatro (4) vías. Estos tramos deben ser rectos. Esto asegura que el fluídoregistrado por el medidor, este siendo desviado a través del probador. La seccióndel medidores el volumen del tubo comprendido entre los swiches detectores que secompara con el volumen registrado en el medidor. De esta comparación se calculael factor de corrección llamado “FACTOR DEL MEDIDOR”.


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Módulo 4



PROBADORESPROBADORESMAESTROSMAESTROS

CUANDO UN MEDIDOR ES SELECCIONADO PARA SERVIR DE REFERENCIAPARA MEDIR Y EVALUAR OTRO MEDIDOR. Este medidor de referencia esllamado MAESTRO y la comparación de las dos lecturas de los medidoreses el método de prueba llamado Medidor Maestro. También llamadoindirecto.

Las calibraciones de estos medidores maestros deben ser realizadas conagua como líquido de calibración y deben tener su correspondienteCertificado de Calibración, el cual según norma tiene una validez de un(1) año.

El medidor maestro puede ser una turbina o un medidor de desplazamiento positivo.El factor del medidor maestro debe ser establecido para un mismo líquido y a lamisma rata de flujo y a la misma presión en el sistema.

Tanto el medidor a evaluar como el medidor maestro deben estar equipados conregistradores de flujo o contadores de pulsos, de tal forma que éstos seaninicializados y parados al mismo tiempo en forma eléctrica.

Al igual que los probadores convencionales, el medidor maestro debe ser acopladoen serie, asegurándose que todo el flujo que pasa por el medidor a evaluar pasetambién por el medidor maestro.


Módulo 4



PROBADORESPROBADORESVOLUMEN PEQUEÑOVOLUMEN PEQUEÑO

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Módulo 4



PROBADORESPROBADORESVOLUMEN PEQUEÑOVOLUMEN PEQUEÑO

Este tipo de probador puede ser portable o fijo y el volumen certificado esnotoriamente menor que uno convencional; la ayuda de la precisión de losdetectores y la técnica de la interpolación de pulsos reduce sustancialmente elnúmero de pulsos generados por el medidor bajo la prueba entre swichesdetectores, a una cantidad mucho menor a 10,000 pulsos; dependiendo de la rata deflujo, de la uniformidad de los pulsos generados por el medidor, la estabilidad de lapresión, temperatura y de las características propias de la exactitud y repetibilidaddel medidor.

Las calibraciones de estos medidores maestros deben ser realizadas con aguacomo líquido de calibración y deben tener su correspondiente Certificado deCalibración, el cual según norma tiene una validez de tres (3) años si el probador esdedicado y dos (2) años. Si el probador es portátil Compact debe ser recalibradousando el método de “Water Draw”.

Al igual que los probadores convencionales, el medidor maestro debe ser acopladoen serie, asegurándose que todo el flujo que pasa por el medidor a evaluar pasetambién por el medidor maestro.

Esto asegura que el fluído registrado por el medidor, este siendo desviado a travésdel probador. La sección del medidores el volumen del tubo comprendido entre losswiches detectores que se compara con el volumen registrado en el medidor. Deesta comparación se calcula el factor de corrección llamado “FACTOR DELMEDIDOR”.


Módulo 4



CALIBRACIÓN CALIBRACIÓN DE MEDIDORESDE MEDIDORES

1. DATOS DEL PROBADOR:

� Certificado del Volumen del Probador.

De este certificado, se deben obtener los siguientes

datos:

� Volumen del Probador : VP( Bls).

� Diámetro Exterior (pulg.)

� Diámetro Interior (pulg.)

� Espesor (pulg.)

� Tipo del Material de Construcción

CÁLCULO DEL FACTOR DEL MEDIDOR:

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Módulo 4




2. DATOS DEL MEDIDOR:

� Procedimiento para el cálculo del factor de medidor.

� K-Factor.


Módulo 4




3. CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR:� Determinación del Factor de Corrección por efecto de latemperatura en el Producto (CTLM Y CTLP), donde:M : Medidor. Y P : Probador Variables:

� Temperatura en ºF ( Medidor y Probador).� Gravedad API @ 60ºFSe determina por la Tabla 6B (ASTM D-1250) ó por la siguiente ecuación :

Gravedad Especifica @ 60ºF = 141.5/(131.5+API @60ºF) (1)Para Crudo:

K= 341.0957/(Gravedad Espec. @60ºF * Densidad del Agua @ 60ºF)^2 (2)Densidad del Agua a 60ºF es 999.012Reemplazar en la siguiente ecuación.CTLMyP=EXP{-K*(TMyP-60)*(1+0.8*K*(TMyP-60))} (3)

Redondear a cuatro cifras decimales para el cálculo del factor de medidor.


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Módulo 4




3. CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR:� Determinación del Factor de Corrección por efecto de laPresión en el Producto (CPLM Y CPLP)

Variables:� Temperatura en ºF ( Medidor y Probador).�Gravedad API @ 60ºF.�Presión (psi)Se determina por la Tabla de compresibilidad (API Cap. 11.2.1) ó por la ecuación:F=EXP{A+(B*TMyP)+(C/d^2) +(D* TmyP)/d^2} (4)

Donde :F : Factor de compresibilidad (Lbs/Pulg2)A,B,C y D Son constantesA= -1.9947 B= 0.00013427C= 0.79392 D= 0.002326d : Densidad del producto (gr/ml)d= {141.5/(Gravedad API @60ºF+131.5)}*0.999012 (5)CPLMyP = {1+(F/100,000)*PMyP} (6)

Redondear a cuatro cifras decimales.


Módulo 4




3. CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR:� Determinación del Factor de Corrección por efecto de laPresión sobre el Material (CPSp)

Variables: � Presión (Psi).� Diámetro Interior (pulg.).� Espesor (pulg.).� Tipo del Material de ConstrucciónSe determina por la Tabla A-5,6,7 (API Cap. 12 Secc. 2, Parte 1) ó por la ecuación:CPSp = {1+ (PP*ID)/(E*WT)} (7)

Donde : PP : Presión en el Probador.ID : Diámetro Interior (pulg.)E : Modulo de Elasticidad del Material Tabla 2 (API Cap. 12 Secc. 2,Parte 1) (por Psi)WT : Espesor de la pared del Probador (pulg.)



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Módulo 4




3. CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR:� Determinación del Factor de Corrección por efecto de laTemperatura sobre el Material ( CTSp)

Variables: � Temperatura ºF.� Tipo del Material de Construcción

Se determina por la Tabla A-1,2,3 y 4 (API Cap. 12 Secc. 2, Parte 1) ó por la siguiente ecuación :

CTSp = {1+ (TP-60)*Gc} (8)

Donde : TP : Temperatura en el Probador.Gc: Coeficiente de Expansión Térmica Cúbica Tabla 1 (API Cap. 12 Secc. 2, Parte 1) (por ºF)



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3. CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR:� Calculo del Factor de Corrección por efecto de laTemperatura sobre el Material ( CTSp) para ProbadoresCompacto.

CTSp = {1+ (TP-60)*Ga}*{1+(Td-60)*Gl} (9)

Donde :TP : Temperatura en el ProbadorTd : Temperatura del DetectorGa: Coeficiente de Expansión Térmica de SuperficieGl: Coeficiente de Expansión Térmica Lineal


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Módulo 4




3. CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR:� Determinación del Factor de Corrección Combinado para elProbador ( CCFp)

CCFp = CTLP * CPLP * CPSp * CTSp (10)

Redondear a cuatro cifras decimales

�� Determinación del Factor de Corrección Combinado para el Determinación del Factor de Corrección Combinado para el Medidor (CCFM)Medidor (CCFM)

CCFM = CTLP * CPLP (11)

Redondear a cuatro cifras decimales


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3. CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR:� Cálculo del Volumen del Medidor (VM)

VM = Pulsos Promedios/K- factor(Pulsos/Bls) (12)

Donde:

Pulsos Promedios: Pulsos generados durante la prueba.

K-Factor: Pulsos por Barril


� Cálculo del Volumen Corregido del Medidor y el Probador

Volumen Corregido del Medidor = VM* CCFM (13)

Volumen Corregido del Probador = Vp * CCFp (14)

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Módulo 4




3. CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR:� Cálculo deldel FactorFactor deldel MedidorMedidor (MF)(MF)

(MF)(MF) == (Volumen(Volumen CorregidoCorregido deldel Probador)Probador) // (Volumen(VolumenCorregidoCorregido deldel Medidor)Medidor) ((1515))

Redondear a Cuatro cifras decimales


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4. MÉTODO DE ACEPTACIÓN DEL FACTOR:


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Módulo 4




4. MÉTODO DE ACEPTACIÓN DEL FACTOR:•Procedimiento de aceptación del factor–Verificar que los pulsos promedio se encuentren dentro del 0.05% de repetibilidad.

hRango de Repetibilidad ={(Pulsos Max - Pulsos Min)/ Pulsos Min}*100–Verificar que el factor se encuentre dentro de los límites de la carta de control que arrojó Método de aceptación del factor

Limite Superior = Promedio + 3 Desviaciones Estándar

Limite Inferior = Promedio – 3 Desviaciones Estándar

–Si el factor se sale de rango informar de inmediato al Operador de esta causa y hacer repetir la prueba, si esta se sale de rango nuevamente el medidor debe salir de servicio para su revisión. Inmediatamente informe al Jefe ó al coordinador de la facilidad del problema y por escrito.

–El Instrumentista debe pasar un informe detallado del arreglo que se le hizo al medidor. Una vez el medidor sea puesto en línea, el Operador debe realizar al menos 10 corridas.


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5. PROCEDIMIENTO DE ACEPTACIÓN DEL FACTOR:

�Si las 10 corridas están dentro del rango de la carta decontrol y el Instrumentista no le hizo ningún cambio almedidor, este debe continuar con la misma carta de control.

�Si el Instrumentista le hizo cambios al medidor, realice unmínimo de 25 corridas para una nueva carta de control,aunque la totalidad de las corridas estén dentro del rango.

�El Inspector será el responsable de decidir si el factoraplica si ó no, para esto es importante que el Operador leinforme al Inspector con debida anticipación la fecha y horade la próxima prueba.


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Módulo 4




6. CRITERIO PARA LA GENERACIÓN DE UNA CARTA DECONTROL:

Debe tenerse en cuenta el rango de reproducibilidad, que sede termina por la siguiente ecuación:

1. Rango de Reproducibilidad = {(Factor nuevo – FactorPrevio)/ Factor previo}*100.

2. Las pruebas que están dentro del 0.25% según la normaAPI son las aceptadas, y las que se encuentren por encima opor debajo, deben ser rechazadas.


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Curvas típicas de exactitud de medidores:

TURBINA

DESPLAZAMIENTO POSITIVO

CORIOLIS

% TASA DE FLUJO DEL MEDIDOR

FACTOR DEL MEDIDOR

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

TURBINA


CORIOLIS


CORIOLIS

% TASA DE FLUJO DEL MEDIDOR

FACTOR DEL MEDIDOR

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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UNIDADES LACTUNIDADES LACT

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MEDICIÓN CORIOLISMEDICIÓN CORIOLIS

Un único rasgo de la medición de Coriolis es que estos equiposmiden proporción de flujo de masa directamente.

La proporción de flujo másico medida no se calcula teniendo encuenta las medidas de volumen y densidad.

El volumen de un fluido cambia con la variación de latemperatura (debido a la expansión termica) y la variación de lapresión, debido a la compressión del fluido.

La ventaja de medir masa es que esa masa es sencilla porcambios en condiciones del proceso.

El sistema es simple y consiste en un medidor de Coriolis, unsensor mecánico, un transmisor electrónico y totalizadorelectrónico, como se muestra en la figura:

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MEDIDORMEDIDOR

SensorSensor

RFTRFTTransmisorTransmisor

NOCNOCContadorContador

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MEDICIÓN GLPMEDICIÓN GLP

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� 1. Fundamentos y Fuentes:

•API MPMS Capítulo 14.8 . Este método describe los sistemasde medición dinámicos y estáticos usados para la medición deLPG en el rango de densidad de 0.30 a 0.70 gr/cm3.•API MPMS Capítulo 3.3 método para la medición automáticade nivel de hidrocarburos en tanques estacionariospresurizados.•API MPMS Capítulo 3.5 método para la medición automáticade nivel de hidrocarburos a bordo de buquetanques.•API MPMS Capítulo 14.3 Especificaciones para medidores deplatina-orificio

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Módulo 4




� 1. Fundamentos y Fuentes:•GPA – Método para convertir volumen de vapor al equivalentevolumen líquido.•ASTM D-3700-94 Muestreo de GLP para la obtención demuestras para análisis de composición.•ASTM D-2163-85. Análisis cromatográfico de composicióndel LPG.•ASTM D-2598-96. Esta norma describe el procedimiento parael cálculo de la densidad del LPG a partir de la información decomposición obtenida de la aplicación del método ASTM D-2163-85.

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� 2. Vocabulario:•Abolladura: Hundimiento o realzamiento en el interior o el exterior de unapieza.•Acero: Varios tipos de hierro descarburados, con proporción de carbonoinferior al 1,8% y que pueden templarse y adquirir diversas propiedadesmediante tratamientos térmicos o mecánicos.•Adaptador: Aparato utilizado para conectar una válvula o accesorio condeterminado tipo de rosca a otro accesorio que tiene una rosca diferente.•Butano: Uno de los hidrocarburos que componen el GLP. Su fórmulaquímico es C4 H10•Carátula del medidor: Indicador que muestra el número de unidades devolumen que han pasado a través del medidor.•Carburación: Preparación de una mezcla de GLP y aire previamente a suuso en un aparato a gas o en un motor de combustión interna. El términodescribe usualmente los procesos de vaporización del GLP y su mezcla conel aire.

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� 2 Vocabulario:

Composición del GLP: Término usado para determinar las proporciones delos hidrocarburos elementales o primarios que se encuentran en el GLP, EnColombia la composición media del GLP es 60% propanos (propano,propeno, propileno) y 40% butanos (butano, buteno, butileno)Corrosión: Acción destructora progresiva que sufre una materia ante unataque químico.Densidad de llenado: Relación porcentual entre el peso del GLP y el pesodel aguo que un tanque puede contener a una temperatura determinada(normalmente 60 F).Eficiencia de la Junta: Relación entrega resistencia de una unión y laresistencia del material base en un tanque a presión.

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� 2. Vocabulario:Etano (C2H10): Hidrocarburo gaseoso presente en la mayoría de los gasesnaturales.Etileno: Hidrocarburo gaseoso no saturado, presente en el gas natural.Galón:Medida de capacidad, Un galón americano equivale a 3,875 litros,Gravedad específica: Referida a una sustancia, es la relación entre su pesoy el peso de un volumen igual de otra sustancia tomada como patrón. Lagravedad específica de los sólidos y líquidos se toma normalmente respectoal agua, Para los gases el patrón es el aire,Hidrocarburo: Compuesto orgánico integrado principalmente por carbono ehidrógeno. Todos los derivados del petróleo son hidrocarburos.Indicador de nivel de líquido: Cualquier tipo de aparato que indica locantidad o el nivel de líquido en un tanque. Los más comunes son elmagnético, el fijo, el de tubo deslizante y el rotatorio (rotogauge). .

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� 2. Vocabulario:Metano (CH4): Hidrocarburo gaseoso, principal componente del gasnatural.Mezcla pobre: Mezcla de gas y aire que contiene más aire que el requeridoo deseado. No necesariamente se refiere o una mezcla de combustibleconsiderada correcta.POL: (Abreviación de conexión "Prestolite"). Consiste en dos superficies deforma especial unidas y mantenidas bajo presión por roscas izquierdos enambas partes de lo unión, Se utiliza en las válvulas de los cilindros paraGLP.Presión de vapor: Presión que ejerce el vapor sobre el líquido en unrecipiente cerrado, La presión de vapor del GLP depende de la temperaturadel líquido y de su composición.

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� 2. Vocabulario:Regulador: Aparato destinado a reducir de manera controlada la presión deun fluido.Regulador de alta presión: Aparato que recibe GLP en estado de vapor aaltas presiones y lo entrega a una presión constante superior a 14" de agua o1/2 psi.Resistente a la corrosión: Término relativo aplicado a los materiales quetienen mayor resistencia a la corrosión que otros.Tara: Peso del tanque o cilindro vacío,Tolerancia para corrosión: Espesor del metal adicional que debe agregarseal espesor de pared calculado de un recipiente a presión con el fin decompensar las pérdidas de metal ocasionadas por la corrosión,Volumen específico: Volumen ocupado por unidad de masa de unasustancia. Su recíproco es la densidad

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Módulo 4




� 2. Vocabulario:

Válvula de alivio integral; Válvula de alivio inserta en los reguladores paraprevenir que las presiones sobrepasen los límites seguros en el lado depresión regulada en caso de fallas en el regulador.Válvula de cheque: Válvula que permite el flujo en una dirección y cierraautomáticamente para evitarlo en el sentido opuesto.Válvula de exceso de flujo: Válvula que permite el flujo sin restricciones enuna dirección, pero cuando el flujo en la dirección contraria sobre- pasa uncaudal predeterminado o cuando se excede una diferencia de presióndeterminada a través de la válvula, esta se cierra hasta cuando se normalizala situación.Vapor: La forma gaseosa de sustancias que normalmente se encuentran enestado líquido o sólido.

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� 3. Medición Dinámica:

� Tipos de medidores

Desplazamiento positivo

Turbinas

Masicos

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� Desplazamiento Positivo

Estos medidores miden el volumen de liquido medianteincremento de segmento separado muy similares a cubos ysimplemente cuenta el numero que pasa.

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� . Medidores de turbina

• Este en un medidor de inferencia (infiere el flujo), el cual s edetermina por la rotación angular del rotor y con esta inform aciónse deduce el volumen de liquido que ha pasado por el medidor.

� Factores que afectan la precisiónLos factores que afectan la precisión de los medidores de tur binapueden ser analizados en término de sus efectos:

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� . Medidores de turbina� Factores que afectan la precisión

Área de flujo. El medidor de turbina, mide el flujo volumétrico pordeducción, en realidad detecta la velocidad de flujo en base a lavelocidad de rotación de un rotor de alabes. Se asume que el fl ujovolumétrico (Q) es proporcional a la velocidad de flujo que s emide(V), suponiendo una área de flujo constante.

Q(pies 3/seg) = (V(pie/seg))*(A(pie 2))

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� Medidores de turbina� Factores que afectan la precisiónÁrea de flujo.

Algunos de los factores que pueden afectar esta supuesta are a de flujoconstante son :

Depósitos (Parafina)Espesor de capa limiteCavitaciónBasuraCondiciones de operación ( temperatura y presión )

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� Medidores de turbina� Factores que afectan la precisiónÁrea de flujo.

Por ejemplo para un medidor de 2” un capa limite de una milésim a depulgada afectará el rendimiento del medidor mas o menos en el 2%.

Si la velocidad a través del rotor del medidor son altas, la pr esión estáticalocalizada a la altura del rotor puede bajar hasta un nivel in ferior a lapresión de vapor del liquido produciendo un fenómeno llamad ocavitación.

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� Medidores de turbina� Factores que afectan la precisión

Área de flujo.

Cualquier basura parte del área de flujo a través del rotor af ectara drásticamente elrendimiento del medidor.

Los medidores de turbina experimentan cambios en el área de f lujo a raíz de lasvariaciones significativas en la presión y la temperatura.

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Velocidad de rotor.

Una de las características importante de un medidor de turbina de altorendimiento de un oleoducto es la extremadamente baja fricción de losrodamiento.

La rata de flujo en la que la velocidad del rotor comienza a estardesproporcionada a la rata de flujo del liquido, aumento a medida que seincrementa la viscosidad.

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Velocidad de rotor.

Cualquier significativo el la geometría de los bordes de los álabes del rotordebido a erosión, corrosión, o adherencia de basura, cambiará la relación entrela velocidad del rotor y la del liquido, por consiguiente, el rendimiento delmedidor.

Los medidores de turbinas requieren acondicionamiento de la corriente deflujo inmediatamente aguas arriba y aguas abajo del medidor

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� Medidores de turbina

� Instalación

�Acondicionamiento de flujo. Los medidores de turbinas debe trabajar con�una corriente de flujo que ha sido suficientemente acondici onada paraeliminar remolinos y la deformación del perfil de la velocid ad causada porfiltros, codos, válvulas y otros accesorios. Si no existe li mitaciones deespacio, el medidor puede ser instalado con una tubería rect a de por lomenos 20 diámetros del tubo, aguas arriba de medidor y 5 diáme tros aguasabajo del medidor, el arreglo aguas arriba puede reducirse a un mínimo de10 diámetros se utiliza enderezador de flujo.

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�Medidores Masicos

Son extremadamente preciso para liquido de densidades variables,líquidos polifacéticos y gases que necesiten una medida directamente deflujo masico

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Módulo 4




�. Calibración de Medidores.

Debido a desajustes normales en los mecanismos del medidor, originado en lafabricación, en la instalación o como resultados inherente a la operación mismade los medidores, las lecturas resultantes no son exacta, lo que quiere decir queel volumen que se registra es diferente al volumen que realmente circula por elmedidor.

Lo que obliga a establecer factores de corrección, llamado factor del medidor.La calibración consiste en comparar las lecturas originadas por el medidor contraun volumen conocido.

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�Procedimiento para el calculo del factor de medidor

Este procedimiento es para determinar y aceptar el factor del medidor comoestablece la Norma API capitulo 12.

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Módulo 4





� Método de aceptación del factor

Terminología relativa a la exactitud de la medición

Los términos de repetibilidad y linealidad generalmente se utilizan para definir laexactitud del medidor.�� Repetibilidad. Es la variación del rendimiento del medidor entre varios ensayosconsecutivos bajo las misma condiciones de operaciones.�� Linealidad. Es la variación del rendimiento del medidor sobre un rango de flujoestando constante las demás condiciones de operaciones.

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Módulo 4




�Calibración de Medidores.

� Método de aceptación del factor

� Procedimiento de aceptación del factor

Verificar que los pulsos promedio se encuentren dentro del 0.05% derepectibilidad.

Rango de Repectibilidad ={(Pulsos Max - Pulsos Min)/ Pulsos Min}*100

Verificar que la diferencia de temperatura entre el medidor y el probador no seamayor de ±2 º F.

Módulo 4




�Calibración de Medidores.

� Carta de Control

Para generar la carta de control de un medidor hay que tener en cuenta el rangode reproducibilidad, que se de termina por la siguiente ecuación :

-Rango de Reproduciblidad = {(Factor nuevo – Factor Previo)/ Factorprevio}*100.

-Las pruebas que están dentro del 0.25% según la norma API son las aceptaday las que se encuentran por encima deben ser rechazada.

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Módulo 4



LAZOS DE CONTROLLAZOS DE CONTROL

Módulo 4



ARQUITECTURA TÍPICAARQUITECTURA TÍPICA

Data Data Data

MONITOREO DE TANQUES

UNIDAD DE CONEXIÓN

Data

Bus de Campo

Computador de Servicio

Enlace para Configuracióny Soporte

Serial o F.O.

DCS

MODBUS

MODBUS O PROPIETARIO

B.D.T.R.

PLC

Modem

Modem

PATIO DE TANQUES PRINCIPAL

UNIDAD DECAMPO

Modem

ModemRS-232/485

UNIDAD DECAMPO

RS-232/485

PATIO DE TANQUES REMOTO

MODBUS

Data Data Data

MONITOREO DE TANQUES

UNIDAD DE CONEXIÓN

Data

Bus de Campo

Computador de Servicio

Enlace para Configuracióny Soporte

Serial o F.O.

DCS

MODBUS

MODBUS O PROPIETARIO

B.D.T.R.

PLC

Modem

Modem

PATIO DE TANQUES PRINCIPAL

UNIDAD DECAMPO

Modem

ModemRS-232/485

UNIDAD DECAMPO

RS-232/485

PATIO DE TANQUES REMOTO

MODBUS

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MEDICIÓN DINÁMICAMEDICIÓN DINÁMICA

(mÓdulo 4 mediciÓn dinÁmica lÍquidos [modo de compatibilidad])

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