Provadores de Pequenos Volumes Causam Grande Impacto em Pequenos

Sep 01, 2023

Nos últimos anos, os Estados Unidos importaram (e exportaram) cerca de 8,5 milhões de barris por dia de petróleo[1]. Supondo que um barril valha $ 75 (o preço do barril de petróleo bruto em 1º de março de 2023), a quantidade de petróleo negociada pelos EUA compreende um total de cerca de 230 bilhões de dólares por ano. Considerando esses números, um erro de 1% na medição de produtos petrolíferos equivale a 2,3 bilhões de dólares anualmente. É bastante óbvio que a precisão dessas medições é, portanto, crucial.

Para medir o fluxo contínuo de líquido que percorre uma tubulação de produção, um medidor é instalado nessa tubulação. Mas como você verifica regularmente a precisão do medidor sem removê-lo, interromper o fluxo do produto ou interromper o processo de medição? A resposta é um provador de deslocamento de volume.

Muitas instalações petroquímicas contêm um provador de tubos permanente. Um provador de tubo é um provador de deslocamento de volume, usando uma esfera como deslocador em vez de um pistão. Em geral, os provadores de tubos precisam de um segmento de tubo relativamente grande para produzir resultados de medição precisos e, portanto, são instalações grandes, não adequadas para uso móvel. Mas, devido ao desenvolvimento da tecnologia, os provadores de pequeno volume agora formam uma alternativa viável. Eles são menores que os provadores de tubos e, portanto, podem ser usados ​​em uma configuração móvel. Isso torna o Small Volume Prover (SVP) adequado para uso em escritórios locais de pesos e medidas.

Em fevereiro de 2023, a equipe do NIST OWM foi convidada a observar a calibração de um provador de pequeno volume pelo laboratório de metrologia estadual EC Heffron do Departamento de Agricultura de Michigan. O objetivo era aprender mais sobre os procedimentos de calibração implantados nos laboratórios estaduais de metrologia e determinar os fatores críticos que desempenham um papel nesses procedimentos. O laboratório de metrologia do estado de Michigan calibra aproximadamente 15 SVPs por ano, variando em capacidade de 5 galões a 30 galões. Esses provadores são usados ​​principalmente pela indústria petroquímica.

Um SVP é referido como um "provador de deslocamento de volume". O princípio de um provador de deslocamento de volume é bastante simples. Um provador de deslocamento de volume consiste em um tubo com uma capacidade conhecida, um dispositivo para deslocar o fluido através do tubo e sensores que detectam quando o fluido atingiu o início e o fim de seu percurso através do tubo.

O SVP inclui uma barra equipada com dois sensores conforme mostrado na Figura 1 como “A” e “B”. O volume exato entre os dois sensores é verificado durante a calibração do SVP em laboratório. O medidor em teste gera um pulso para cada unidade de volume que passa pelo medidor. O provador é instalado em linha com o medidor, então ambos estão medindo a mesma quantidade de líquido. Dentro do provador, um deslocador viaja com o líquido através do tubo. Quando o deslocador passa por um determinado ponto inicial no tubo, ponto A, um gatilho é acionado para iniciar a medição. A partir desse momento o sistema de medição conectado ao provador começa a contar os pulsos gerados pelo medidor. Quando o deslocador passa por um segundo ponto no tubo, o ponto B, outro gatilho é gerado para parar a contagem de pulsos. O líquido que se move através do medidor não é exatamente o mesmo líquido que está sendo medido simultaneamente pelo SVP. No entanto, as quantidades de líquido são as mesmas. Ou seja, a quantidade de líquido que percorreu do ponto A ao ponto B é a mesma que a quantidade de líquido que percorreu o medidor durante o tempo que o deslocador levou para viajar do ponto A ao ponto B. Como o volume exato de a seção entre o ponto A e o ponto B é conhecida, esse volume predeterminado deve corresponder ao número de pulsos recebidos do medidor multiplicado pelo volume por pulso do medidor.

Um SVP usa um pistão como deslocador. O pistão é conectado a um eixo que termina fora do invólucro. No eixo do pistão há um gatilho montado que ativa os sensores na barra de sensores adjacente, conforme o pistão se move ao longo do eixo. A distância (d) entre os sensores define o volume calibrado dentro do invólucro (Figura 2).