CC BY
24
УДК 006:622.276
Ключевые слова:
обеспечение
единства
измерений,
стандартные
справочные данные,
рекомендуемые
справочные данные,
методика ГСССД,
свойства веществ
и материалов,
технический
комитет,
нормативно-
справочное
обеспечение,
рекомендации
по метрологии,
федеральный
информационный
фонд.
Нормативно-справочные данные для обеспечения измерения расхода (количества) и качества продукции нефтегазового комплекса
А.Д. Козлов1*, ВА Колобаев1
1 Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы, Российская Федерация, 119361, г. Москва, ул. Озерная, д. 46 * E-mail: kozlov@vniims.ru
Тезисы. В работе изложены нормативно-правовые основы деятельности Государственной службы стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД), показана структура и перечислены важнейшие направления деятельности ГСССД, включая международное сотрудничество. Раскрыты принципы планирования разработки стандартных справочных данных (ССД). Сообщается количественная информация о таблицах ССД и методиках ГСССД, предназначенных для обеспечения единства измерений расхода (количества) и качества промышленных углеводородов, включая соответствующий перечень основополагающих таблиц и аттестованных в ГСССД методик.
Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД) выполняет разработку и внедрение в науку и технику стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ССД) в целях обеспечения единства измерений на основе применения указанных ССД (рисунок)1. Нормативно-правовое обеспечение деятельности ГСССД и Главного научного метрологического центра «Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов» (ГНМЦ «ССД») регулируется2: Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 № 102-ФЗ (ст. 21, п. 10); постановлением Правительства РФ от 20.08.2001 № 596; приказом Росстандарта от 03.04.2016 № 393.
Руководство деятельностью ГСССД осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Научное и методическое обеспечение деятельности ГСССД осуществляет ГНМЦ «ССД» Росстандарта. Функции ГНМЦ «ССД» возложены Росстандартом на Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ФГУП «ВНИИМС»).
Основные направления деятельности ГНМЦ «ССД»:
• определение и прогнозирование потребностей в аттестованных ГСССД справочных данных;
• разработка и организации выполнения программ создания ССД в рамках программ разработки национальных стандартов РФ, государственных программ РФ, Стратегии3 обеспечения единства измерений в Российской Федерации до 2025 г.;
• определение и подготовка к стандартизации значений физических констант, численных данных о свойствах веществ и материалов, в том числе для создания и совершенствования эталонной базы страны и высокоточных средств измерений;
См. ГОСТ Р 8.614-2018. ГСИ. Государственная служба стандартных справочных данных. Основные положения.
См. постановление Правительства РФ от 20.08.2001 № 596 «Положение о Государственной службе стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов»; приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 03.04.2016 № 393 «Об утверждении Положения о Главном научном метрологическом центре «Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов» Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии».
См. распоряжение Правительства Российской Федерации от 19.04 2017 № 737-р «Об утверждении Стратегии обеспечения единства измерений в Российской Федерации до 2025 года».
Росстандарт
-гссд
МТК180 (в рамках деятельности Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации Содружества Независимых Государств)
ТК 180 Росстандарта
ФГУП«ВНИИМС»
-гнмц«ссд»
- Федеральный и информационный фонд в области обеспечения единства измерений
ССД для обеспечения веществ для обеспечения единства измерений в науке и технике:
- метрология
- металлургия
- газовая промышленность
- теплоэнергети ка
- химическое и нефтехимическое производство, переработка
- холодильная техника
- ядерная энергетика
- космическая техника
- обеспечение безопасного обращения продукции
- цифровая экономика
- математические методы моделирования
- пищевая промышленность
Институты Российской академии наук
Институты Министерства науки и высшего образования Российской Федерации Служба ССД Росатом
Метрологические институты, подведомственные Росстандарту:
- Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева (ФГУП «ВНИИМ»)
- Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений (ФГУП «ВНИИОФИ»)
- Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии (ФГУП «ВНИИР»)
- Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ФГУП «ВНИИФТРИ»)
- Сибирский государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии (ФГУП «СНИИМ»)
-Уральский научно-исследовательский институт метрологии (ФГУП «УНИИМ»)
ССД о веществах:
- металлы и сплавы
- конструкционные материалы
- углеводороды
- тепло-, энергоносители
- химическая продукция
- нуклиды, атомы, молекулы
- композиционные материалы
ССД о свойствах и константах:
- механические и теплофизические свойства
- электрические и магнитные свойства -оптические и оптикофизическиесвойства
- фундаментальные константы
- атомные и молекулярные данные
Международные организации:
- Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС)
- Международная организация по стандартизации (ИСО)
- Международная ассоциация по свойствам воды и водяного пара (МАСВП)
- Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ)
- Комитет по численным данным для науки и техники (КОДАТА)
- Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК)
Схема структурных и внешних связей ГСССД
• участие в рассмотрении положении о службах стандартных справочных данных, представляемых федеральными органами исполнительной власти на согласование с Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии;
• разработка предложений и проектов документов по совершенствованию законодательной и нормативной базы в области деятельности ГСССД;
• организация деятельности по обеспечению аттестованными справочными данными и методиками ГСССД метрологических организаций, вузов, организаций науки и др. заинтересованных потребителей;
• выработка и реализация предложений по унификации терминологии в документах, относящихся к области деятельности ГСССД;
• участие в установленном порядке в деятельности международных организаций, занимающихся верификацией, валидацией, систематизацией и обнародованием численных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов для науки и техники, а именно: Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара (МАСВП), Комитета по численным данным для науки и техники (КОДАТА), Международного союза по теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), Международного агентства по атомной энергетике (МАГАТЭ) и др.;
• подготовка предложений в области создания и распространения ССД Содружества Независимых Государств и, соответственно, реализация межгосударственной Программы работ по разработке аттестованных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов по конкретным тематическим направлениям;
• руководство деятельностью технического комитета по стандартизации ТК 180 «Государственная служба стандартных справочных данных»;
• руководство деятельностью межгосударственного технического комитета по стандартизации МТК 180 «Межгосударственная служба стандартных справочных данных» Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации Содружества Независимых Государств;
• обеспечение в рамках ГСССД взаимодействия с метрологическим институтами, Росатомом, институтами Российской академии
наук, вузами и др. организациями, проводящими исследования в области фундаментальных констант и свойств веществ и материалов;
• ведение раздела «Информация и данные ГСССД»4 в базе данных Росстандарта «Федеральный информационный фонд в области обеспечения единства измерений».
Нормативно-справочное обеспечение деятельности ГСССД и ГНМЦ «ССД» регулируется:
• ГОСТ Р 8.614-20181;
• ГОСТ 8.566-2011. ГСИ. Межгосударственная система данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. Основные положения;
• Р 50.2.067-2009. Рекомендации по метрологии. Оценка достоверности данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. Основные положения;
• МИ 3599-2018. Рекомендации по метрологии. Разработка и аттестация методик государственной службы стандартных справочных данных;
• МИ 3600-2018. Рекомендации по метрологии. Разработка и аттестация «таблиц стандартных справочных данных» и «таблиц рекомендуемых справочных данных».
Разработка таблиц ССД в настоящее время проводится в соответствии с требованиями подпрограммы № 8 «Развитие системы технического регулирования, стандартизации и обеспечение единства измерений» программы Правительства РФ «Развитие промышленности и повышение конкурентоспособности»5. Целевой индикатор выполнения программы - количество зарегистрированных ССД. Ежегодно должно разрабатываться 15 таблиц ССД. Планирование разработки таблиц ССД проводится в рамках программ национальной стандартизации по тематике направлений деятельности Технического комитета Росстандарта ТК 180.
В соответствии с п. 6 постановления Правительства РФ № 596 разработка ССД осуществляется государственными научными метрологическими институтами, иными организациями Росстандарта, а также организациями,
4 См. https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/10.
5 См. постановление Правительства Российской Федерации от 15.04.2014 № 328 «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение
ее конкурентоспособности».
подведомственными Минпромторгу России, Минэнерго России, Минобрнауки России, Российской академии наук и Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом», с использованием технических, программных и информационных средств и систем. Методики ГСССД и таблицы РСД разрабатываются в инициативном порядке метрологическими организациями, вузами, организациями науки и другими заинтересованными лицами в соответствии с рекомендациями по метрологии МИ 3599 2018 и МИ 3600 2018.
ССД, РСД и методики ГСССД применяют в целях обеспечения единства измерений на всех этапах разработки, производства и эксплуатации продукции, в нормативных документах, в научных исследованиях, в том числе:
• при калибровке и поверке средств измерений;
• разработке средств измерений, эталонов и стандартных образцов;
• расчетах параметров, определяющих материалоемкость, безопасность, производительность, эффективность, надежность и эксплуатационные характеристики машин,
механизмов, аппаратов, конструкций, технологических процессов и др.;
• а также для определения расхода, количества и качества промышленных газов и жидкостей;
• установления числовых значений показателей количества и качества продукции;
• рационального выбора и экономного применения веществ и материалов;
• обеспечения задач математического моделирования и цифровой экономики.
Энергетика и энергосбережение в числе приоритетных направлений разработки таблиц ССД и методик ГСССД. Решение задач в этой области в значительной мере зависит от функционирования топливно-энергетического комплекса и, в частности, его важнейшей составляющей - нефтяной и газовой отраслей промышленности. Для добычи, переработки, транспортировка нефти и газа в интересах нефтегазового комплекса разработаны 62 таблицы ССД, а также 49 методик аттестованы в ГСССД. Основополагающие таблицы [1-9] методики [10-17] приведены в списке литературы.
Список литературы
1. ГСССД 284-2013. Метан жидкий
и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах от 91 К до700 К и давлениях до 100 МПа.
2. ГСССД 298-2013. Теплофизические свойства газового конденсата Шуртанского месторождения на линии начала кипения (линии насыщения) и в жидкой фазе
в диапазоне температур от 250 К до 600 К при давлении до 60 МПа.
3. ГСССД 301-2014. П-Ксилол. Теплофизические свойства (плотность, теплоемкость, энтальпия, энтропия, скорость звука, коэффициенты теплопроводности и вязкости) в диапазоне температуры от тройной точки до 700 К
при давлениях до 100 МПа.
4. ГСССД 316-2015. Н-Октан. Теплофизические свойства (плотность, теплоемкость, энтальпия, энтропия, скорость звука, коэффициенты теплопроводности и вязкости) в диапазоне температуры от тройной точки до 700 К.
5. ГСССД 318-2017. Этан жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах от 91 К до 675 К и давлениях до 100 МПа.
6. ГСССД 331-2017. Н-Декан. Теплофизические свойства (плотность, теплоемкость, энтальпия, энтропия, скорость звука, коэффициенты теплопроводности и вязкости) в диапазоне температуры от тройной точки до 700 К при давлениях до 100 МПа.
7. ГСССД 332-2017. Пропан жидкий
и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах от 86 К до 700 К и давлениях до 100 МПа.
8. ГСССД 337-2018. Изобутан жидкий
и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах от 114 К до 600 К и давлениях до 35 МПа.
9. ГСССД 338-2018. Нормальный бутан жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости
и теплопроводности при температурах от 135 К до 600 К и давлениях до 70 МПа.
10. ГСССД МР 116-04. Расчет фазового равновесия многокомпонентных углеводородных смесей
в диапазоне температур от 100 К до 450 К при давлениях до 30 МПа.
11. ГСССД МР 118-05. Расчет плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости умеренно-сжатых газовых смесей.
12. ГСССД МР 136-07. Расчет плотности, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости газовых водородосодержащих смесей в диапазоне температур от -15 °С до 250 °С и давлений до 30 МПа.
13. ГСССД МР 229-2014. Методика расчетного определения термодинамических свойств и коэффициента динамической вязкости природного газа при температурах от 250 К до 350 К и давлениях до 30 МПа на основе ГОСТ Р 8.662-2009 и ГОСТ Р 8.770-2011.
14. ГСССД МР 243-2015. Методика расчетного определения термодинамических свойств
и коэффициента динамической вязкости этана при температурах от 91 К до 675 К и давлениях до 100 МПа.
Standard reference data for provision of the flow rate (quantity) and quality measurements of petroleum products
A.D. Kozlov1*, V.A. Kolobayev1
1 All-Russian Scientific Research Institute of Metrological Service, Bld. 46, Ozernaya street, Moscow, 119361, Russian Federation * E-mail: kozlov@vniims.ru
Abstract. The article discloses the substantive legal frameworks of the State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials (GSSSD) activities, in particular its structure and the most important focuses including the international cooperation. There are the principals of the standard reference data (SRD) planning, and the quantitative information on the SRD tables and the GSSSD-approved procedures, which are to assure uniformity of measuring flow rates and quality of commercial hydrocarbons. The basic SRD tables and GSSSD-approved procedures are listed.
Keywords: assurance of measurement uniformity, standard reference data, recommended reference data, GSSSD guidelines, properties of substances and materials, technical committee, normative-reference support, recommendations on metrology, federal information corpus.
References
1. GSSSD 284-2013. Tables of Standard Reference Data. Methane Liquid and Gaseous. Thermodynamic properties, dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 91 ...700 K and pressures up to 100 MPa. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2013. (Russ.).
2. GSSSD 298-2013. Tables of Standard Reference Data. Thermophysical properties of the gas condensate of Shurtan field on the start line boiling (saturation line) and in the liquid phase in the temperature range 250.600 K at pressures up to 60 MPa. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2013. (Russ.).
3. GSSSD 301-2014. Tables of Standard Reference Data. p-Xylene. Thermophysical properties (density, heat capacity, enthalpy, entropy, sound velocity, thermal conductivity and viscosity coefficients) for the temperature range from the triple point to 700 K at pressures up to 100 MPa. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2014. (Russ.).
4. GSSSD 316-2015. Tables of Standard Reference Data. n-Octane. Thermophysical properties (density, heat capacity, enthalpy, entropy, sound velocity, thermal conductivity and viscosity coefficients) for the temperature range from the triple point to 700 K. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2015. (Russ.).
15. ГСССД МР 244-2015. Методика расчетного определения термодинамических свойств и коэффициента динамической вязкости пропана при температурах от 86 К до 650 К и давлениях до 100 МПа.
16. ГСССД МР 272-2017. Методика расчетного определения теплофизических свойств нефтяного попутного газа в диапазонах температур от 30 °С до 50 °С и давлений от 14 до 27 МПа.
17. ГСССД МР 273-2018. Методика расчетного определения плотности, фактора сжимаемости, скорости звука, показателя адиабаты
и коэффициента динамической вязкости влажных газовых смесей в диапазоне температур от 263 К до 500 К при давлениях до 30 МПа (взамен ГСССД МР 113-03).
5. GSSSD 318-2017. Tables of Standard Reference Data. Ethane Liquid and Gaseous. Thermodynamic properties, dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 91...657 K and pressures up to 100 MPa. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2017. (Russ.).
6. GSSSD 331-2017. Tables of Standard Reference Data. n-Decane. Thermophysical properties (density, heat capacity, enthalpy, entropy, sound velocity, thermal conductivity and viscosity coefficients) for the temperature range from the triple point to 700 K at pressures up to 100 MPa. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2017. (Russ.).
7. GSSSD 332-2017. Tables of Standard Reference Data. Propane Liquid and Gaseous. Thermodynamic properties, dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 86... 700 K and pressures up to 100 MPa. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2017. (Russ.).
8. GSSSD 337-2018. Tables of Standard Reference Data. i-Butane Liquid and Gaseous. Thermodynamic properties, dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 114. 600 K and pressures up to 35 MPa. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2018. (Russ.).
9. GSSSD 338-2018. Tables of Standard Reference Data. n-Butane Liquid and Gaseous. Thermodynamic properties, dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 135.600 K and pressures up to 70 MPa. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2018. (Russ.).
10. GSSSD MR 116-04. Guidelines. Calculating phase equilibria of multicomponent hydrocarbon mixtures in the temperature range 100.450 K at pressures up to 30 MPa [Raschet fazovogo ravnovesiya mnogokomponentnykh uglevodorodnykh smesey v diapazone temperatur ot 100 K do 450 K pri davleniyakh do 30 MPa]. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2004. (Russ.).
11. GSSSD MR 118-05. Guidelines. Calculating density, compressibility factor, adiabatic exponent and dynamic viscosity for moderately dense gas mixtures [Raschet plotnosti, faktora szhimayemosti, pokazatelya adiabaty i koeffitsiyenta dinamicheskoy vyazkosti umerenno-szhatykh gazovykh smesey]. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2005. (Russ.).
12. GSSSD MR 136-07. Guidelines. Calculating density, adiabatic exponent and dynamic viscosity for hydrogenous gas mixtures in the temperature range of -15.250 °C and pressures up to 30 MPa [Raschet plotnosti, pokazatelya adiabaty i koeffitsiyenta dinamicheskoy vyazkosti gazovykh vodorodosoderzhashchikh smesey v diapazone temperatur ot -15 °C do 250 °C i davleniy do 30 MPa]. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2007. (Russ.).
13. GSSSD MR 229-2014. Guidelines. Procedure for calculation of thermodynamic properties and dynamic viscosity of natural gas at temperatures from 250.350 K and pressures up to 30 MPa on the basis of GO ST R 8.662-2009 and GOST R 8.770-2011 [Metodika raschetnogo opredeleniya termodinamicheskikh svoystv i koefitsiyenta dinamicheskoy vyazkosti prirodnogo gaza pri temperaturakh ot 250 K do 350 K i davleniyakh do 30 MPa na osnove GOST R 8.662-2009 i GOST R 8.770-2011]. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2014. (Russ.).
14. GSSSD MR 243-2015. Guidelines. Procedure for calculation of thermodynamic properties and dynamic viscosity of ethane at temperatures from 91.675 K and pressures up to 100 MPa [Metodika raschetnogo opredeleniya termodinamicheskikh svoystv i koefitsiyenta dinamicheskoy vyazkosti etana pri temperaturakh ot 91 K do 675 K i davleniyakh do 100 MPa]. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2015. (Russ.).
15. GSSSD MR 244-2015. Guidelines. Procedure for calculation of thermodynamic properties and dynamic viscosity of propane at temperatures from 86.650 K and pressures up to 100 MPa [Metodika raschetnogo opredeleniya termodinamicheskikh svoystv i koefitsiyenta dinamicheskoy vyazkosti propana pri temperaturakh ot 86 K do 650 K i davleniyakh do 100 MPa]. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2015. (Russ.).
16. GSSSD MR 272-2017. Guidelines. Procedure for calculation of thermophysical properties of associated petroleum gas in the temperature ranges of 30.50 °C and pressure range of 14.27 MPa [Metodika raschetnogo opredeleniya teplofizicheskikh svoystv neftyanogo poputnogo gaza v diapazonakh temperatur ot 30 °C do 50 °C i davleniy ot 14 do 27 MPa]. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2017. (Russ.).
17. GSSSD MR 273-2018. Guidelines. Procedure for calculation of density, compressibility factor sound velocity, adiabatic exponent and dynamic viscosity for wet gas mixtures in the temperature range of 263 . 500 K at pressures up to 30 MPa (instead of GSSSD MR 113-03) [Metodika raschetnogo opredeleniya plotnosti, faktora szhimayemosti, skorosti zvuka, pokazatelya adiabaty i koeffitsiyenta dinamicheskoy vyazkosti vlazhnykh gazovykh smesey v diapazone temperatur ot 263 K do 500 K pri davleniy do 30 MPa (vzamen GSSSD MR 11303)]. Moscow: State Service for Standard Reference Data on Physical Constants and Properties of Substances and Materials, 2018. (Russ.).
