ntc3950 medidores de gas tipo diafragma

NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 3950

2008-04-30

MEDIDORES DE GAS TIPO DIAFRAGMA. CARACTERÍSTICAS FISICAS E: DIAPHRAGM TYPE GAS METERS. PHYSICAL

CHARACTERISTICS

CORRESPONDENCIA: esta norma es una adopción

modificada (MOD) de la norma ANSI B109.1:2000.

DESCRIPTORES: suministro de gas natural - medidores;

medidores de gas - especificaciones. I.C.S.: 91.140.40 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

Prohibida su reproducción Segunda actualización

Editada 2008-05-13

PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 3950 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2008-04-30. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 124 Elementos mecánicos y electromecánicos para la ndustria del gas. EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN GASES DEL CARIBE S.A. E.S.P. GASES DE OCCIDENTE S.A. E.S.P. GAS NATURAL S.A. E.S.P. METREX S.A. INDUSTRIAS HUMCAR

SERVIMETERS S.A. SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO SURTIGAS S.A. E.S.P. SURVAL S.A. TORNILLOS & COMPLEMENTOS

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AGREMGAS ALCANOS S.A. ANDI CÁMARA FEDEMETAL ROBERT BOSCH COLOMBIA CDT DEL GAS CHALLENGER COMERCIALIZADOA S&C CONFEDEGAS DISICO S.A. ECOPETROL EQUIPOS INDUSTRIALES JOSERRAGO ESTUFAS CONTINENTAL EXCEL AMÉRICA FLEXCO S.A. GAS NATURAL DEL CENTRO S.A. E.S.P. GASES DE LA GUAJIRA S.A. E.S.P.

GASES DEL NORTE DEL VALLE GASES DEL QUINDIO S.A. E.S.P. GASORIENTE S.A. E.S.P. GRANADOS GOMEZ & CÍA HENKEL COLOMBIANA S.A HIDROTEST LTDA. INCELT S.A. INDUSEL S.A. INDUSTRIA SUPERIOR DE ARTEFACTOS S.A. INDUSTRIAS CIMSA INDUSTRIAS HACEB S.A. LLANOGAS S.A. E.S.P. MABE COLOMBIA MINISTERIO DE COMERCIO, INDUSTRIA Y TURISMO

MINISTERIO DE MINAS Y ENERGIA PROMIGAS S.A. E.S.P. SUDELEC S.A. SUPERINTENDENCIA DE SERVICIOS PÜBLICOS TAMETAL TP S.A. UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD NACIONAL ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 3950 (Segunda actualización)

CONTENIDO

Página

1. OBJETO ............................................................................................................................1 2. DEFINICIONES .................................................................................................................1 3. REQUISITOS DE CONSTRUCCIÓN PARA MEDIDORES NUEVOS ............................4 3.1 ALCANCE .........................................................................................................................4 3.2 CAPACIDAD .....................................................................................................................4 3.3 CONEXIONES...................................................................................................................4 3.4 IDENTIFICACIÓN DEL MEDIDOR...................................................................................4 3.5 IDENTIFICADOR DEL DIAFRAGMA...............................................................................5 3.6 IDENTIFICACIÓN DE LA ENTREGA...............................................................................6 3.7 PROTECCIÓN DE MEDIDORES......................................................................................6 3.8 INDICADOR DEL MEDIDOR............................................................................................6 3.9 CORROSIÓN Y RESISTENCIA QUÍMICA DE LAS PARTES INTERNAS.....................7 3.10 CORROSIÓN Y RESISTENCIA QUÍMICA DE LAS PARTES EXTERNAS DE LOS MEDIDORES DE GAS .......................................................................................7 3.11 ENSAYO DE IMPACTO SOBRE LA VENTANA DEL INDICADOR DEL MEDIDOR ....8 3.12 ENSAYO DE CLARIDAD (DIAFANIDAD, TRANSPARENCIA) DE LA VENTANA DEL INDICADOR DEL MEDIDOR....................................................................................8 3.13 RESISTENCIA AL CHOQUE TÉRMICO Y A LA TEMPERATURA................................9 3.14 RESISTENCIA DE LAS CONEXIONES DEL MEDIDOR ................................................9 3.15 ENSAYO DE PRESIÓN Y FUGAS PARA MEDIDORES ..............................................10


Página 3.16 RUIDO Y VIBRACIÓN ....................................................................................................10 4. REQUISITOS DE FUNCIONAMIENTO PARA MEDIDORES NUEVOS Y RECONSTRUIDOS .........................................................................................................10 5. DISPOSITIVOS AUXILIARES PARA MEDIDORES DE GAS.......................................10 5.1 ALCANCE .......................................................................................................................10 5.2 INDICADOR DE COMPENSACIÓN DE PRESIÓN CONSTANTE................................12 5.3 DISPOSITIVOS DE LECTURA REMOTA PARA MEDIDORES ...................................13 6. MÉTODOS DE ENSAYO Y EQUIPO .............................................................................15 7. REFERENCIAS NORMATIVAS .....................................................................................15 DOCUMENTO DE REFERENCIA...............................................................................................41 ANEXOS ANEXO A (Informativo) EXACTITUD DEL MEDIDOR......................................................................................................16 ANEXO B (Normativo) REQUISITOS Y ENSAYOS PARA DIAFRAGMAS DE MATERIAL SINTÉTICO.....................18 ANEXO C (Informativo) DESEMPEÑO EN SERVICIO .....................................................................................................27 ANEXO D (Informativo) EQUIPO Y MÉTODOS DE PRUEBA..........................................................................................30 ANEXO E (Informativo) CALIBRACIÓN DEL PROBADOR DE CAMPANA POR MEDICIÓN FÍSICA..........................37


Página FIGURA Figura 1. Medidor con conexiones superiores.........................................................................5 TABLAS Tabla 1. Capcidad de los medidores .........................................................................................4 Tabla 2. Ciclo de exposición.......................................................................................................8 Tabla 3. .........................................................................................................................................9


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MEDIDORES DE GAS TIPO DIAFRAGMA. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS 1. OBJETO Esta norma se aplica a los medidores de gas de desplazamiento tipo diafragma, diseñados para la medición de gas combustible y que tengan una tasa de flujo (caudal) inferior a 14,16 m3/h a condiciones estandar con 125 Pa (0,5 pulgadas columna de agua) de presión diferencial . 2. DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se aplican los siguientes términos y definiciones. 2.1 Exactitud del medidor. Grado en el cual un medidor mide correctamente el volumen de gas que pasa a través de él, determinada por la comparación entre el volumen registrado por el medidor y el registrado por el probador. (Véase el Anexo A). 2.2 Dispositivos auxiliares. Dispositivos usados con un medidor para ajustar la lectura del mismo, que permite obtener información adicional especial, o transmitir información a una localización remota. 2.3 Rótulo. Placa permanente ubicada en un lugar visible del medidor, que contiene la información básica del mismo. 2.4 Condiciones base (condiciones estandar). Condiciones base de presión y temperatura para la medición volumétrica del gas, definidas como 15,6 °C y 101,56 kPa. 2.5 Círculo de lectura. Círculos indicadores graduados con manecillas, que registran el volumen acumulado de gas que pasa a través del medidor. 2.6 Círculo de ensayo (carátula de ensayo indicadora). Círculo graduado provisto con un puntero rotatorio (manecilla de ensayo) en el indicador del medidor, usado para el ensayo del medidor y para indicar el flujo de gas. También se refiere como carátula de ensayo, de indicación o redondel de lecturas patrón. 2.7 Conexiones del medidor. Partes integrales del medidor, diseñadas para acoplar tubería u otros componentes de tubería al eslabón giratorio del medidor.


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2.8 Índice compensador de presión constante. Índice usado en conjunto con un medidor de gas operado a presión constante, diferente a la presión base contractual, para indicar el volumen de gas corregido a la presión base del contrato. 2.9 Metro cúbico estándar. Cantidad de gas que, en condiciones de presión absoluta de 101,325 kPa y a una temperatura de 288,15 °K ocupa un volumen de 1 m3 2.10 Caudal de arranque o de inicio. Tasa de flujo mínima que requiere un medidor para registrar el paso de gas. 2.11 Índice del medidor. Mecanismo que muestra el volumen de gas que ha pasado a través del medidor. 2.12 Índice de tasa de flujo. Tasa de flujo sin corregir que se calcula dividiendo el registro por el tiempo. 2.13 Índice de compensación de temperatura. Índice del medidor usado para presentar el volumen corregido bajo las condiciones a las cuales fluye el gas a una temperatura base, comúnmente de 15,6 °C (60 °F). 2.14 Ensayo de vida acelerado. Ensayo bajo condiciones controladas que simulan una operación de largo tiempo proyectada para determinar características de mantenimiento y funcionamiento, dentro de un período relativamente corto. 2.15 Máxima presión de operación permisible (MPOP). Es equivalente al valor de la máxima presión de trabajo expresada por el fabricante. 2.16 Medidor de desplazamiento. Medidor que utiliza el principio de compartimientos de tamaño conocido, los cuales se llenan y vacían de manera alterna, y que totaliza el número de veces que se realiza el ciclo, indicando el volumen de gas que pasa a través del medidor. 2.17 Medidor de gas. Aparato usado para suministrar cuantitativamente el volumen de gas que fluye. 2.18 Medidor nuevo. Artefacto con todos los materiales de construcción nuevos tal como es recibido del fabricante, nunca puesto en servicio. 2.19 Nuevo tipo de medidor (nuevo modelo). Artefacto para medición de gas diferente en diseño o materiales de construcción (tales como: materiales para diafragma, metros cúbicos por revolución tangencial, relación de área de válvula a diafragma, etc.) que afecten el funcionamiento de forma que requieran calificación de un medidor de nuevo tipo según esta norma. 2.20 Presión absoluta. Suma de la presión atmosférica más la presión manométrica. 2.21 Presión diferencial. Diferencia de presión entre dos puntos en un sistema de fluidos. 2.22 Caída de presión. Pérdida de presión entre dos puntos en un sistema de fluidos. 2.23 Presión manométrica. Presión medida relativa a la presión atmosférica tomada como cero. 2.24 Presión en el medidor. Presión de gas en el medidor en condiciones de operación (usualmente se considera como la presión de entrada al medidor).


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2.25 Presión base. Presión de referencia a la cual los volúmenes de gas medidos son corregidos. 2.26 Probador. Aparato utilizado para determinar la exactitud de un medidor de gas. 2.27 Probador de baja presión de flujo. Aparato que utiliza un orificio para ensayo de medidores a baja presión, pasando gas o aire a través de ambos, el orificio y el medidor, y finalmente, descargándolo a la atmósfera. El tiempo para que una cantidad de gas dada pase a través del medidor, comparado con el tiempo normalizado del orificio, corregido para condiciones de ensayo, proporciona una medida de la exactitud del medidor. 2.28 Probador de flujo sónico (tobera de flujo sónico). Aparato que emplea ya sea vénturis, orificios o toberas de flujo sónico como restricción; se usa para ensayar medidores, usualmente a presiones elevadas, pasando gas o aire a través del medidor y la restricción, y finalmente, descargándolo a una presión más baja, que mantiene velocidad sónica (flujo crítico) a través de la restricción. El tiempo para que una cantidad dada de gas o aire pase a través del medidor, comparado con el tiempo normal de la restricción, corregido según las condiciones de ensayo, proporciona una medida de la exactitud del medidor. 2.29 Probador de transferencia. Aparato para determinar la exactitud de un medidor ensayado, comparando su lectura con la lectura obtenida de un medidor de referencia calibrado, conectado en serie con el medidor ensayado. 2.30 Contador de lectura (tambor). Instrumento que registra el volumen de gas en función de tiempo. 2.31 Registrador de presión de carta circular. Aparato auxiliar determinado para registrar variaciones de presión relativas en el tiempo por medio de una carta circular accionada por reloj. 2.32 Carta circular accionada por reloj con registrador de presión y temperatura. Aparato auxiliar determinado para registrar variaciones en presión y temperatura en el tiempo por medio de una carta accionada por reloj. 2.33 Registro. Volumen de gas indicado por el medidor. 2.34 Aparato de lectura remota del medidor. Aparato para un medidor de gas que continuamente proporciona o reproduce una lectura indicativa del medidor, a un punto remoto de la localización de éste. La lectura puede ser presentada visualmente, registrada en un aparato portátil, o transmitida a un punto distante. 2.35 Sello. Elemento previsto para dar evidencia de que el medidor ha sido abierto. 2.36 Supercompresibilidad. Desviación de un gas con respecto a las leyes del gas ideal. 2.37 Temperatura absoluta. Temperatura obtenida en grados Kelvin por adición de 273,15° a la lectura de un termómetro graduado en escala Celsius. 2.38 Temperatura base. Temperatura de referencia según la cual los volúmenes de gas medidos son corregidos. 2.39 Temperatura de flujo. Temperatura del gas en condiciones de flujo.


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2.40 Temperatura de medición. Temperatura del gas en un medidor en condiciones de operación, definida como la temperatura de salida de un medidor. 3. REQUISITOS DE CONSTRUCCIÓN PARA MEDIDORES NUEVOS 3.1 ALCANCE Esta parte establece los requisitos de construcción para la calificación de medidores nuevos. 3.2 CAPACIDAD La capacidad del medidor está dada por la Tabla 1, de acuerdo con lo estipulado en la NTC 2728.

Tabla 1. Capacidad de los medidores

Q máx m3 /h

Límite superior de Q mín m3/ h

1 1,6 2,5 4 6

10

0,016 0,016 0,016 0,025 0,040 0,060

NOTA Los medidores con capacidades máximas diferentes a las consignadas en la Tabla 1 (inferiores a 14,16 m3/h), se consideran conformes siempre y cuando cumplan con los demás requisitos especificados en esta norma 3.3 CONEXIONES Las roscas de tubería especificadas deben estar, según corresponda, en concordancia con lo planteado en las NTC 332, NTC 1050 ó NTC 1173. En los medidores con conexiones superiores, el eje de las roscas en las conexiones debe ser perpendicular a la superficie de referencia con una tolerancia de ± 2° (véase la dimensión A en la Figura 1). Las superficies de referencia en los medidores con conexiones superiores no debe tener una inclinación superior a 1,3 mm (0,050 pulgadas) a partir del plano de la superficie de referencia formado por las caras planas en ambas conexiones (véase la dimensión B2 en la Figura 1). El plano de la superficie de referencia debe ser perpendicular al plano formado por los ejes nominales de las conexiones. (véase la dimensión B1 y B3 en la Figura 1) 3.4 IDENTIFICACIÓN DEL MEDIDOR Los rótulos de identificación deben ser legibles desde la posición normal de instalación del medidor. 3.4.1 Rótulo del fabricante El rótulo del fabricante debe contener información de identificación en forma permanente y legible.


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A = 90° B = 90°

B = 1,3 mm

B = 90°

Superficie dereferencia

1 3

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Figura 1. Medidor con conexiones superiores El tipo de número utilizado en el medidor debe ser legible para evitar cualquier tipo de error en la lectura. El número de serie del medidor debe ser legible a 45° con respecto a la perpendicular del plano del rotulo en cualquier posición. Debe permanecer fijo al medidor para ser legible desde la misma posición general de montaje y también minimizar daños durante el manejo. El rótulo debe contener la siguiente información: a) Designación del medidor(Qmín y Qmáx). b) Nombre del fabricante o marca comercial registrada, según corresponda. c) Número de serie del medidor. d) Año de fabricación. e) Máxima presión de operación permisible (MPOP) nominal. f) Si el medidor de gas es un modelo de compensación por temperatura, el rótulo

debe ser de un color rojo durable y debe indicar que el medidor es "de compensación por temperatura".

3.4.2 Rótulo del comprador Debe asignarse un espacio para la ubicación del rótulo del comprador. 3.4.3 Identificación opcional Si en la identificación del medidor se usa adicionalmente un código de barras, se debe hacer según acuerdo cliente-proveedor. Se recomienda seguir los lineamientos de la NTC 3844. 3.5 IDENTIFICACIÓN DEL DIAFRAGMA En el diafragma debe aparecer la siguiente información de tal forma que al destapar el medidor sea visible: el nombre del fabricante del diafragma o marca comercial, la designación del tipo de material y el año de manufactura.


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El diafragma debe someterse a los ensayos establecidos en el Anexo B. 3.6 IDENTIFICACIÓN DE LA ENTRADA La conexión de entrada debe ser clara y permanentemente identificada, bien sea con un rótulo o con una indicación del sentido de flujo. 3.7 PROTECCIÓN DE MEDIDORES La entrada y salida del medidor debe estar protegida para evitar el ingreso de materiales extraños y proteger las roscas durante el transporte y almacenamiento. En cualquier punto del medidor que sea susceptible de alteración, debe existir un sello. Las carcasas y el visor del medidor deben ensamblarse con al menos dos tornillos de cabeza no convencional. NOTA Se entiende por cabeza no convencional aquella que no utiliza muesca o ranura de tipo recto, cruciforme, bristol o phillips. 3.8 INDICADOR DEL MEDIDOR 3.8.1 La unidad de volumen debe estar impresa en un lugar visible de la cara del indicador. Por ejemplo, metros cúbicos (m3). 3.8.2 Indicadores de lectura del tipo reloj o tipo analógico 3.8.2.1 Cada reloj de lectura debe estar dividido en diez (10) partes iguales con marcas de división numeradas de "0" a "9". La marca de división "0" debe estar localizada en la parte superior del reloj. El reloj de lectura debe ser mínimo de 15,2 mm de diámetro (0,6 pulgadas). 3.8.2.2 El engranaje del indicador debe estar provisto de manecillas de lectura adyacentes, para rotar en direcciones relativas opuestas en una relación de 10 : 1. 3.8.2.3 La manecilla de lectura de movimiento más rápido debe rotar en sentido del movimiento de las manecillas del reloj y debe tener un valor por revolución de acuerdo con la denominación del medidor. 3.8.2.4 Indicadores con relojes de lectura múltiples. Los centros de los relojes de lectura deben estar en línea recta, o en arco de un círculo o elipse. Los relojes que no son de lectura (tales como "manecillas de ensayo") no deben estar en la misma línea geométrica de los relojes de lectura. 3.8.2.5 Cada reloj de lectura debe estar marcado para indicar el número de unidades de volumen medidos por revolución completa de la manecilla de lectura, y debe estar provisto con una flecha indicadora de la dirección de rotación de la manecilla. 3.8.2.6 En los relojes que no son de lectura con "manecilla de ensayo", el volumen por revolución debe estar claramente indicado. El círculo debe tener diez (10) divisiones igualmente espaciadas y una flecha direccional para mostrar la dirección de rotación. No deben aparecer números en las subdivisiones.


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3.8.3 Indicadores de lectura del tipo directo o tipo digital 3.8.3.1 Los dígitos del contador deben estar dispuestos de manera que puedan presentarse en línea recta horizontal, fácilmente visibles a través de la cara del indicador. 3.8.3.2 El punto decimal permanente, ceros o el factor de multiplicación, deben aparecer en la cara del indicador para mostrar claramente las unidades de volumen total que aparecen en el contador. EJEMPLO El último dígito en el lado derecho del contador indica cientos de unidades de volumen. Se deben mostrar dos ceros permanentes "00" o un multiplicador de "x 100" en línea y a la derecha del último dígito, para indicar unidades totales. 3.8.4 La cara del indicador y las marcas deben ser de colores contrastantes para facilitar la lectura. Todas las marcas deben ser permanentes. 3.8.5 Las condiciones ambientales no deben afectar de manera adversa a los indicadores y las marcas. 3.8.6 Todos los indicadores deben tener una marca de posición única de ensamble para asegurar su instalación correcta en el medidor. 3.8.7 El indicador y las partes de unión deben tener marcas adecuadas para indicar claramente el uso apropiado. 3.8.8 El indicador de mayor resolución de lectura debe disponer de una banda reflectiva que permita la realización de los ensayos de calibración. 3.9 CORROSIÓN Y RESISTENCIA QUÍMICA DE LAS PARTES INTERNAS Las partes internas y superficies del medidor deben ser resistentes a la corrosión o ataques químicos que afecten adversamente la operación del mismo. 3.10 CORROSIÓN Y RESISTENCIA QUÍMICA DE LAS PARTES EXTERNAS DE LOS

MEDIDORES DE GAS La caja del medidor y los componentes externos deben estar hechos o protegidos por materiales resistentes al ataque de la atmósfera, lluvia o sol y agentes usados en la limpieza de medidores o la reparación durante la vida útil esperada del medidor. Los exteriores del mismo deben ser capaces de satisfacer o exceder los siguientes ensayos: 3.10.1 Ensayo de atmósfera acelerada Muestras de la carcasa del medidor u otras partes externas específicas del medidor, se deben ensayar y proteger usando exactamente los mismos métodos y materiales usados en su fabricación. Las muestras deben exponerse a los siguientes ensayos atmosféricos, según lo establecido en la norma ASTM D822, por 2 000 h. El ciclo de exposición consta de períodos de radiaciones de luz ultravioleta y atomización de agua fresca, de acuerdo con lo indicado en la Tabla 2. Como un resultado de este ensayo, no debe presentarse corrosión progresiva apreciable o acción electrolítica. No debe haber decoloración apreciable o reacción peligrosa.


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Tabla 2. Ciclo de exposición

Porción del ciclo de exposición Período de tiempo [min]

Radiación ultravioleta directa luz solamente 102

Atomización de agua fresca luz y atomización 8

Longitud total de cada ciclo de exposición 120

3.10.2 Ensayo de cámara salina Las muestras como se tomaron en el numeral 3.10.1, se deben montar en la cámara salina y se deben montar en su posición normal de operación. Estas deben ser sometidas a un ensayo de cámara salina durante 72 h, de acuerdo con el método establecido en la NTC 1156. Al término de las 72 h, los medidores deben ser colocados en un lugar fresco y cerrado durante 30 d, al final de los cuales los medidores no deben presentar signos de arrugamiento, elevaciones, pérdidas de adhesión de la pintura, y/o corrosión progresiva en cualquier parte de la estructura, aun cuando no se utilice pintura como protección. 3.10.3 Ensayo de resistencia química (para la ventana o cubierta del indicador del medidor) La ventana del indicador del medidor o la cubierta debe ser resistente a los químicos usados en la limpieza de medidores. 3.10.3.1 Instrumental. Recipiente de vidrio e indicador de temperatura. 3.10.3.2 Procedimiento. El visor y el integrador se sumergen totalmente en una solución químicamente pura a una temperatura de 20 °C ± 3 °C de carbonato de sodio con una concentración de 20 g / 100 g durante 2 h. Después de la inmersión, se limpian los elementos con agua para análisis y se secan cuidadosamente con algodón hidrófilo. Luego, se sumerge en un volumen de n - hexano químicamente puro, a una temperatura de 20 °C ± 3 °C, igual a 50 veces el volumen de la muestra, durante 72 h. 3.11 ENSAYO DE IMPACTO SOBRE LA VENTANA DEL INDICADOR DEL MEDIDOR La ventana del indicador del medidor debe ser resistente al impacto. Con el indicador ensamblado en el medidor, la ventana debe soportar el impacto de una bola sólida de acero de 22 mm de diámetro (0,875 pulgadas) desde una altura de 381 mm (15 pulgadas). 3.12 ENSAYO DE CLARIDAD (DIAFANIDAD, TRANSPARENCIA) DE LA VENTANA DEL

INDICADOR DEL MEDIDOR En condiciones de instalación normales, no debe existir distorsión apreciable o pérdida de transparencia de las marcas del indicador causadas por el material de la ventana. 3.13 RESISTENCIA AL CHOQUE TÉRMICO Y A LA TEMPERATURA Los medidores deben ser capaces de operar dentro de temperatura ambiente y temperatura del flujo de gas entre –5 °C y 49 °C y, luego de llevar a cabo el ensayo de resistencia al choque térmico, deben cumplir con los errores máximos permisibles establecidos en la NTC 2728 y con los requisitos del ensayo de presión especificados en el numeral 3.15. 3.13.1 Resistencia a la temperatura


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Unicamente la carcasa del medidor no debe ser afectada estructuralmente por una exposición a una temperatura de 182 °C durante un periodo de una hora. 3.13.2 Resistencia al choque térmico El medidor ensamblado deber resistir el siguiente ensayo de choque térmico. El medidor ensamblado debe calentarse en agua a 60 °C (140 °F) durante 1 h y luego se sumerge en agua a una temperatura de 4,4 °C (40 °F). El medidor ensamblado luego debe ser enfriado hasta -6,7 °C (20 °F) por 1 h y posteriormente se sumerge en agua a una temperatura de 49 °C (120 °F). NOTA Este ensayo solamente aplica para los medidores con carcasa en material diferente a aluminio. 3.14 RESISTENCIA DE LAS CONEXIONES DEL MEDIDOR Las conexiones del medidor deben estar construidas para proporcionar la resistencia apropiada en la conexión al medidor de los sistemas de tubería relacionados, de acuerdo con la Tabla 3.

Tabla 3

Momento de Torsión (N–m) Diámetro nominal

[mm] Momento de flexión

(N-m) acero Aluminio

Menor o igual a 19,05 81 270 80 25,47 81 270 110 31,75 108 340 110 38,1 170 340 140

Los ensayos para determinar la resistencia de las conexiones del medidor deben ser efectuados con un aparato construido para: 1) Proporcionar un brazo de palanca predeterminado, en un plano perpendicular,

para efectuar ensayos de momento de torsión y flexión 2) Proporcionar una conexión “ajustada a presión” a la conexión del medidor 3) Proporcionar una toma de presión para conectar un manómetro o medidor de

presión Con el medidor sometido a una presión interna de 1,5 veces la máxima presión de operación permisible (MPOP) o 69 kPa (10 psig) la que sea mayor, las conexiones de entrada y salida deben ser sometidas individualmente a los momentos de flexión y torsión durante 1 min. No se deben presentar fugas y la exactitud del medidor debe ser la establecida en la NTC 2728. 3.15 ENSAYO DE PRESIÓN Y FUGAS PARA MEDIDORES 3.15.1 Cada medidor debe ser ensayado para determinar que es capaz de soportar una presión interna mayor a la que puede estar sometido en el servicio real. La carcasa debe ensayarse a una presión mínima de 68,9 kPa (10 psig) o cualquiera de las dos alternativas siguientes, en cualquier caso, la que sea mayor: a) 1,5 veces la M.P.O.P., si la carcasa es de acero fundido, aluminio fundido o

aluminio en bruto


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b) 2,0 veces la M.P.O.P, si la carcasa es de hierro fundido o dúctil. 3.15.2 Cada medidor se debe someter a un ensayo de fugas sumergiéndolo en agua, o realizando un ensayo equivalente en sensibilidad, para determinar que está libre de fugas. Durante el ensayo, el medidor debe ser presurisado lentamente con un gas (sin exceder 34 kPa (5 psig) por segundo), desde 0 kPa (0 psig) de presión manométrica hasta 1,25 veces la M.P.O.P. El medidor debe ser sellado y sumergido en agua antes de la presurización. Durante la presurización, y por lo menos 1 min después que la máxima presión de operación se alcance, no deben presentarse fugas. 3.16 RUIDO Y VIBRACION Los medidores deben estar esencialmente libres de ruido y vibración. Estas condiciones se deben verificar durante las pruebas de exactitud. 4. REQUISITOS DE FUNCIONAMIENTO PARA MEDIDORES NUEVOS Y

RECONSTRUIDOS Los requisitos de funcionamiento para medidores nuevos y reconstruidos deben ser los estipulados en los Capítulos 3, 4, 5, 6, 7 y 8 de la NTC 2728. 5. DISPOSITIVOS AUXILIARES PARA MEDIDORES DE GAS 5.1 ALCANCE Esta parte incluye los requisitos, ensayos de verificación y métodos de ensayo para dispositivos auxiliares, cuando estos forman parte del medidor o son comúnmente usados con medidores de gas de desplazamiento positivo de capacidades bajas. Entre estos dispositivos están: 1) Dispositivos de corrección de temperatura. Son parte integral de los medidores y

se ensayan al tiempo con el medidor. 2) Indicadores de corrección de presión constante. El único ensayo de estos

dispositivos consiste en verificar las relaciones propias de los engranajes. 3) Dispositivos de lectura remota. 4) Otros equipos asociados. Los objetivos principales son: 1) Proporcionar un parámetro factible y real, con criterios aceptados para nuevos

tipos de dispositivos auxiliares. 2) Proporcionar guías para inspección y ensayo, al igual que establecer parámetros

de funcionamiento para dispositivos nuevos. 3) Proporcionar guías para la inspección, ensayo y mantenimiento al igual que

establecer parámetros de funcionamiento para dispositivos en servicio. 4) Especificar parámetros de ensayos.


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5.1.1 Dispositivos auxiliares aceptables Para ser aceptados, los dispositivos auxiliares deben cumplir con los requisitos destinados a determinar la confiabilidad y exactitud. 5.1.2 Conformidad del equipo de ensayo Cuando sea aplicable y posible, los ensayos para determinar la aceptabilidad de los tipos de dispositivos auxiliares bajo estas especificaciones, deben hacerse usando parámetros de referencia o instrumentos de un orden de exactitud por lo menos tres veces más grande que el especificado para el dispositivo que está ensayándose. Los ensayos deben ser realizados y dirigidos por personal que tenga completo conocimiento práctico y teórico de los medidores, instrumentos y dispositivos auxiliares relacionados. 5.1.3 Inspección y ensayo 5.1.3.1 Dispositivos nuevos. Los dispositivos auxiliares nuevos deben ser ensayados y probados en un taller o laboratorio antes de ser puestos en servicio. Los ensayos deben ser efectuados usando el equipo descrito en el numeral 5.1.2 5.1.3.2 Inspección. Se debe hacer una inspección de las condiciones generales de la instalación de medición antes y después de instalar un dispositivo auxiliar, removerlo o ensayarlo. 5.1.4 Identificación de dispositivos auxiliares Cada dispositivo auxiliar debe estar identificado, como mínimo, con la siguiente información: a) Nombre del fabricante o marca, número de serie y tipo. b) Datos adicionales como lo especifiquen los requisitos para cada dispositivo

auxiliar. 5.1.5 Requisitos de construcción 5.1.5.1 Especificaciones de la caja. Las cajas de los dispositivos auxiliares deben ser de un diseño robusto para proporcionar protección física a los elementos operacionales. Deben ser fabricadas de un material durable resistente al óxido, a prueba de humedad, apropiado para servicio a la intemperie con temperatura ambiente entre -5 °C y +71 °C (-41 °F y 160 °F) y debe estar equipado con una cubierta de material adecuado. Donde sea aplicable, los dispositivos auxiliares deben disponer de empaque entre la caja y la puerta. Prever sello, llave o ambos. 5.1.5.2 Diseño de caja. Se consideran aceptables diferentes diseños de caja para dispositivos auxiliares de montaje directo y remoto. 5.1.6 Instalación 5.1.6.1 Dispositivos de montaje remoto. Estos dispositivos, que se localizan lejos del medidor pero se activan por éste, deben estar apoyados en un soporte rígido. Las conexiones desde el medidor hasta el dispositivo remoto deben estar firmemente acopladas a ambos (el medidor y el dispositivo auxiliar) y el ensamble completo debe estar protegido. Deben hacerse previsiones para la remoción independiente del medidor o del dispositivo auxiliar. 5.1.7 Parámetros de aceptación


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5.1.7.1 Torque motriz del dispositivo auxiliar. Los fabricantes deben publicar los máximos torques para todos los dispositivos. Debe tenerse en cuenta el efecto del torque en el funcionamiento básico del medidor. 5.1.7.2 Exactitud en condiciones de laboratorio. Cuando esta norma se refiere a la exactitud de un dispositivo auxiliar, el término debe ser definido como un número o cantidad que establece el límite de error bajo condiciones de operación de referencia. A menos que sea especificado de otra manera, la exactitud se define con respecto a las condiciones de operación de referencia. La exactitud es el efecto combinado de método, observador, aparatos y medio ambiente. A menos que se determine de otra manera, todo enunciado de exactitud en esta norma debe estar referido en porcentaje de la lectura de escala máxima. NOTA 1 Las condiciones de “operación de referencia” para este efecto deben ser condiciones de laboratorio (tales como 20 °C ± 2 °C, presión atmosférica normal, gas limpio). 5.2 INDICADOR DE COMPENSACIÓN DE PRESIÓN CONSTANTE 5.2.1 Definición Un indicador de compensación de presión constante es un dispositivo usado para indicar un volumen de gas convertido a una presión base de contrato, cuando se usa en conjunto con un medidor operado a otra presión constante distinta a la presión base del contrato. 5.2.2 Construcción 5.2.2.1 Carátulas de ensayo Todos los indicadores de compensación deben estar equipados con una carátula de ensayo diseñada para indicar el volumen no corregido que está entregándose a través de un medidor de desplazamiento. 5.2.2.2 Relación de engranajes El tren de engranajes entre la carátula de ensayo y la carátula más alejada hacia la derecha, debe diseñarse para que posea una relación de engranajes, tan cerca como sea posible, sin exceder aproximadamente el ± 0,75 % de la relación teórica necesaria para corregir el volumen indicado de acuerdo con la ley de Boyle. Esta relación de engranajes teórica debe basarse en una presión atmosférica designada, una presión base de contrato y la presión de entrega a través del medidor. 5.2.2.3 Identificación Los indicadores de compensación de presión constante estándar deben construirse con la cara de la carátula en color rojo, excepto las carátulas de ensayo del probador que deben ser de fondo blanco. Todas las marcas y letras en ambos fondos, rojo y blanco, deben ser de color que contraste. La cara del indicador debe estar permanentemente marcada con la relación de engranajes real en forma fraccionaria. 5.2.3 Denominaciones estándar Los indicadores de presión constante estándar deben ser manufacturados para compensar, tan cerca como sea posible, cumpliendo las siguientes condiciones: a) 99,28 kPa (14,4 psia) de presión atmosférica b) 101,56 kPa (14,73 psia) de presión base de contrato


13

c) 13,8 kPa; 34,5 kPa; 68,9 kPa; 103,4 kPa; 137,9 kPa; 206,8 kPa ó 344,7 kPa (2

psig, 5 psig, 10 psig, 15 psig, 20 psig, 30 psig ó 50 psig) de presión de medición 5.2.4 Condiciones no estándar Cada fabricante debe proporcionar un grupo de tablas de ajuste de la presión de entrega de gas para cada uno de sus indicadores, teniendo en cuenta los siguientes factores: a) La diferencia entre la relación teórica y real de los engranajes. b) Presión atmosférica promedio para incrementos de mínimo 150 m (500 pies) en

relación con alturas sobre el nivel del mar desde 0 m hasta 1 500 m (5 000 pies). c) Presiones base de 101,01 kPa (14,65 psig), 101,56 kPa (14,73 psig), 1,73 kPa (1/4

psig) por encima de la atmosférica, y 3,45 kPa (1/2 psig) por encima de la atmosférica.

5.2.5 Aplicación El uso de indicadores de compensación de presión induce a veces a un pequeño error de volumen de gas indicado, debido a que no siempre es fácil hacer coincidir la relación de engranaje teórica requerida, puesto que la presión atmosférica promedio o la presión base del contrato, o ambas, pueden variar con la presión de diseño estándar. Se deben considerar métodos de compensación de estos errores, mediante el uso adecuado de indicadores de compensación a presiones distintas a la de diseño estándar y presión base. 5.3 DISPOSITIVOS DE LECTURA REMOTA PARA MEDIDORES 5.3.1 Definición 1) Un aparato de lectura remota para un medidor de gas debe proporcionar o

reproducir una lectura del indicador del medidor, en un punto alejado del medidor. 2) La lectura puede ser para observación visual, registrada en un aparato portátil, o

transmitida a un punto distante. 5.3.1.1 Monitoreo continuo. Un monitor continuo es un aparato que transmite la lectura de volumen hasta un registrador remoto durante el período de consumo. Algunos de estos tipos son: a) Dispositivo autogenerador de pulsos eléctricos. b) Dispositivo de pulsos eléctricos externamente energizado. c) Dispositivo de pulso neumático. d) Dispositivo de transmisión directa. 5.3.1.2 Interrogador periódico. Un interrogador periódico es un dispositivo que transmite la lectura de volumen hasta una localización remota sobre una base requerida o base de tiempo predeterminada. Algunos de estos tipos son: a) Codificador-registrador con interruptor electro-mecánico. b) Codificador-registrador con interruptor electro-óptico.


14

5.3.2 Requisitos generales del sistema 5.3.2.1 Compatibilidad. El componente codificador-registrador de un sistema de lectura remota debe ser compatible con un número máximo de medidores de gas diferentes, con el fin de prever su instalación en un sistema de distribución de gas establecido. El componente codificador-registrador no debe causar desgaste acelerado o acortar la vida útil del medidor de gas y debe cumplir con los parámetros de seguridad aplicables. 5.3.2.2 Exactitud. El sistema de lectura remota debe reproducir la lectura del indicador con una exactitud de más o menos una vuelta del reloj correspondiente al último dígito de la derecha, en la posición normal de lectura. 5.3.2.3 Interpretabilidad. La señal de lectura remota debe tener la misma interpretabilidad requerida para el indicador del medidor de desplazamiento estándar, de acuerdo con lo mencionado en el numeral 3.8.2. Si el sistema de lectura remota tiene un visor iluminado eléctricamente, debe ser legible bajo todas las condiciones de luz, incluyendo luz de sol directa. 5.3.2.4 Compatibilidad del sistema. Si el sistema es del tipo de registro (carta perforada, cinta magnética, etc.), debe proporcionar datos transferibles a equipo de procesamiento de datos convencionales. 5.3.2.5 Instalación. El sistema de lectura remota debe estar hecho de acuerdo con las especificaciones del fabricante, incluyendo límites de distancia entre el medidor de gas y la estación remota, y uso de conductores eléctricos adecuadamente dimensionados. Todos los materiales empleados en la construcción de la instalación deben ser resistentes a la corrosión. No deben decolorar las instalaciones del propietario. La entrada del conducto o tubería conductora a la instalación matriz debe realizarse de tal manera que prevenga la entrada de agua o insectos. El cableado eléctrico debe cumplir, donde sea aplicable, con todos los códigos respectivos. 5.3.2.6 Rendimiento en servicio. La seguridad del sistema remoto debe ser demostrada por su continua capacidad para proporcionar lecturas remotas, las cuales debe reproducir el indicador del medidor. Los componentes locales y remotos y los conductores de la interconexión deben conservar su integridad estructural y deben estar fijados con todas las seguridades en el sitio. 5.3.3 Especificación del codificador El indicador del codificador, que está fijo al medidor de gas, debe identificarse con la siguiente información, adicional a los requisitos del numeral 5.1.4. Unidades de medida (por ejemplo, m3 x 100) 5.3.4 Especificación de indicador remoto La unidad de señal remota debe proporcionar la “identificación positiva” del cliente para prevenir errores de facturación. Debe indicarse la unidad de medida. En el diseño se deben tomar las provisiones para permitir el reajuste del indicador remoto.


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6. MÉTODOS DE ENSAYO Y EQUIPO Los métodos de ensayo y equipo para la verificación de los requisitos del numeral 4 de esta norma deben ser los especificados en el Anexo B de la NTC 2728. 7. REFERENCIAS NORMATIVAS Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). NTC 332:1994, Tubería metálica. Roscas para tubería destinada a propósitos generales. (Dimensiones en pulgadas). NTC 1050:1975, Rosca métrica ISO. Serie general de diámetros y pasos. NTC 1156:1998, Productos metálicos y recubrimientos. Ensayo en cámara salina. NTC 1173:1996, Rosca métrica ISO de empleo general. Medidas básicas. NTC 2728, Medidores de gas tipo diafragma. NTC 3844:1995, Codificación por barras. Especificaciones de simbología. Código 39. ASTM D822-89 Practice for Conducting Test on Paint and Related Coatings and Materials Using Filtered Open - Flame Carbon - Arc Light and Water Exposure Apparatus.


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ANEXO A (Informativo)

EXACTITUD DEL MEDIDOR

100 V

V = porcentual Exactituds

m x

Registro porcentual, También puede ser expresado como:

100

V

V-V = porcentual Desviacións

sm x

100 V

V = porcentual ensayo o porcentual Errorm

s x

100 V

V-V= porcentual Correcciónm

sm x

100 V

V-V= entrega en porcentual Errorm

ms x

V

V= correcciónde Factorm

s

en donde Vm = volumen indicado por el medidor Vs = volumen indicado por el estándar (volumen del probador corregido) Para medidores no compensados por temperatura,

T P

T P V = V

pm

mpps x

xx

Para medidores compensados por temperatura,

T P

T P V = V

pm

bpps x

xx


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en donde Vp = volumen desplazado por el probador Pp = presión absoluta del probador Pm = presión absoluta de entrada al medidor Tp = temperatura absoluta del aire del probador Tm = temperatura absoluta del aire en el medidor Tb = temperatura base de la carátula del índice.


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ANEXO B (Normativo)

REQUISITOS Y ENSAYOS PARA DIAFRAGMAS DE MATERIAL SINTÉTICO

B.1 RESUMEN Y ALCANCE En este anexo se establecen los métodos físicos y químicos para el ensayo de diafragmas de material sintético, para medidores de gas natural y propano no diluido. B.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES B.2.1 Variación de la rigidez por envejecimiento acelerado a) El incremento de la rigidez por envejecimiento acelerado a una temperatura de 70 °C,

determinado según el literal B.3.1.1, no debe ser mayor que el 25 %. Las probetas no deben presentar laminaciones, ampollas ni deterioros apreciables.

b) El incremento de la rigidez por envejecimiento acelerado a una temperatura de -5 °C,

determinado según el literal B.3.1.2, no debe ser mayor que el 25 % B.2.2 Resistencia a la fatiga Las probetas no deben evidenciar signos de laminación o deterioro apreciable, después de haber estado sometidos a 500 000 ciclos de flexión, a razón de 100 ciclos por minuto, realizados según el literal B.3.2. B.2.3 Porosidad Las probetas ensayadas según el literal B.3.3, no deben presentar pérdidas cuando se les aplique una presión de 5 kPa (50 mbar), durante un minuto. B.2.4 Resistencia a la tracción La resistencia a la tracción de la probeta ensayada según el literal B.3.4, no debe ser menor que 65 N. B.2.5 Resistencia a rotura por presión interna La presión a la que se rompe la probeta, ensayada según el literal B.3.5, no debe ser menor que 392 kPa (3,92 bar). La dispersión en los valores obtenidos en los ensayos no debe ser mayor que el 10 % B.2.6 Resistencia al calor Luego de realizado el ensayo, según el literal B.3.6, el material de la probeta no debe presentar ampollas o signos visibles de deterioro.


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B.2.7 Resistencia al frío El material de la probeta ensayada según el literal B.3.7, no debe presentar signos visibles de deterioro. B.2.8 Resistencia al impacto en frío El material de la probeta ensayada según el literal B.3.8, no debe rajarse ni romperse. B.2.9 Resistencia a la humedad El promedio de la variación de la longitud de dos probetas (véase la Figura B.1), ensayada según el literal B.3.9, no debe ser mayor que el 0,2 %

80

25

Figura B.1. Probeta para el ensayo de humedad B.2.10 Resistencia a los solventes Luego de ensayada una probeta según el literal B.3.10, el cambio de masa no debe ser mayor que el 70 % y la pérdida de masa menor o igual que el 15 % B.3 MÉTODOS DE ENSAYO B.3.1 Variación de la rigidez por envejecimiento acelerado B.3.1.1 Envejecimiento a 70 °C . a) Se ensayan tres probetas rectangulares de 120 mm de largo por 10 mm de ancho,

utilizando el torcómetro Williamson (véase la Figura B.2) a temperatura ambiente. b) La probeta se sujeta entre las mordazas de manera que la distancia entre éstas sea de

100 mm. La mordaza inferior debe tener una masa de 80 g y estar limitada en su rotación a un plano horizontal, pero libre para moverse verticalmente.

c) La cabeza de torsión (1) y el indicador (2), se fijan en 180° y 0°, respectivamente. La

primera se rota en el sentido de las agujas del reloj (0-180) hasta que el indicador haya girado 90° y en esta posición se registra la indicación de la cabeza de torsión. Esta se vuelve a 0° y se repite la operación en sentido contrario a las manecillas del reloj. Se calcula en ángulo de torsión en el alambre, que deba ser proporcional a la rigidez de la muestra, teniendo en cuenta las deflexiones medidas y restándoles 90°.


20

Cabeza de torsión

Alambre de acero300 mm de longitud

Indicador (2)

Abrazadera superioroscilante

Abrazadera inferior

Probeta

Figura B.2. Torcómetro Williamson

d) Para determinar la rigidez por envejecimiento acelerado, se ensaya en la misma

forma descrita anteriormente, una probeta que fue previamente sometida a envejecimiento durante cuatro semanas a 70 °C ± 2 °C en estufa con circulación de aire.

La variación de la rigidez se calcula mediante la fórmula siguiente:

100 inicial torsiónde angulo

inicial torsiónde angulo- entoenvejecimi del luego torsiónde angulo=rigidez lade Variación x

B.3.1.2 Envejecimiento a -5 °C. El valor de la rigidez se calcula utilizando la fórmula dada en el literal B.3.1.1.d, empleando igual cantidad de probetas, el mismo torcómetro e igual procedimiento


21

al indicado en el literal B.3.1.1. con la excepción de que la probeta debe mantenerse en aire frío y seco a -5 °C durante 20 min como mínimo. B.3.2 Resistencia a la fatiga B.3.2.1 Para el ensayo se utiliza el flexómetro Bally (Véase la Figura B.3), se toman nueve probetas, tres a 90° con respecto a la trama, tres paralelas a ésta y tres en ángulo de 45°, que deben tener 85 mm de largo por 40 mm de ancho y se pliegan por la mitad longitudinal y se perforan en la forma indicada en la Figura 4. B.3.2.2 Procedimiento a) Se dobla cada probeta de manera que los lados mayores queden unidos y que la

superficie de material por ensayo quede plegada hacia adentro. Para facilitar la exacta ubicación de la probeta, se quita el tornillo K, luego se inserta en la mordaza el extremo perforado de la probeta, ubicando los agujeros de manera que queden alineados. (Véase la Figura B.5 izquierda).

Figura B.3. Flexómetro Bally b) Se inserta y ajusta una guía de goma de 22 mm x 22 mm con el tornillo K (véase la

Figura B.5 derecha). c) Se tira de las esquinas libres de la probeta hacia afuera y hacia abajo, como se

muestra en la Figura B6, de manera que la superficie que está doblada hacia adentro de la abrazadera superior se doble hacia afuera.


22

10

20

30

4,585

40

Línea dedoblado

ø 5

Figura B.4. Fijación de las probetas

Probeta

Agujero parael tornillo K

Tornillo K colocado

Probeta

Guía de goma

Figura B.5. Forma de doblado de la probeta

7,0

7,5

70,6

12°

28,4

80°25

Guías

Separador

Pernos ø 3,0Probeta

50

Figura B.6. Esquema de fijación de la probeta


23

d) Se dobla el espécimen hacia abajo juntando las dos esquinas libres que luego se fijan en la abrazadera inferior como se muestra en la Figura B.6 y se mantiene en esta posición, con dos guías de aluminio de 70 mm x 20 mm .

e) En las Figuras B.7a, B.7b y B.7c se muestran las medidas y los ángulos límites de

la guía y el separador.

2,5 2,565,5

4 agujeros ø 3

40 16

90

2 agujeros ø 6

16

16

26

a. Medidas de la probeta

1,5

22

3020

20

27

79,6

30

35°

40

b. Separador c. Ángulos límites y guías

Figura B.7. Probeta, separador y guías B.3.3 Ensayo de porosidad Se coloca la muestra de diafragma entre las dos mitades del aparato que se ilustra en la Figura B.8, se aplica aire a una presión de 5 kPa (50 mbar) en la conexión ubicada en el fondo de la cámara; se mide la presión por medio de un manómetro unido a la otra conexión. Se conecta el tope de la cámara a un medidor de burbujas de jabón (o cualquier otro detector) para descubrir cualquier fuga a través del material del diafragma.


24

B.3.4 Ensayo de tracción B.3.4.1 Resumen. Se ensayan dos probetas de 100 mm x 25 mm, cortadas en forma perpendicular entre sí, en una máquina de tracción con escala 0-245 N , a una velocidad en vacío de (200 ± 10) mm/min, capaz de indicar la fuerza de rotura entre el 15 % y 85 % de su capacidad, con una tolerancia de ± 2 % en la escala de carga.

Figura B.8. Equipo para el ensayo de porosidad B.3.4.2 Procedimiento. Se sujeta firmemente la probeta a la mordaza superior, la mordaza inferior, que se ubica a 60 mm de la superior sujeta muy bien el otro extremo de la probeta. Luego, se ejerce tracción sobre la probeta a la velocidad indicada, hasta su rotura y se lee este valor. B.3.5 Ensayo de rotura por presión Se ensayan al menos tres probetas de 150 mm x 150 mm en un equipo Tipo Mullen, similar a los utilizados para papeles o cartones B.3.6 Ensayo de resistencia al calor Se ensayan dos probetas de 60 mm x 20 mm, colocándolas en una estufa con circulación de aire a 130 °C ± 2 °C durante una hora. B.3.7 Ensayo de resistencia al frío Se ensayan dos probetas de las medidas indicadas en el literal B.3.8, colocándolas en una cámara frigorífica con circulación de aire a -15 °C ±2 °C, durante una hora. B.3.8 Ensayos de resistencia al impacto en frío B.3.8.1 Resumen Se ensayan dos probetas de 100 mm x 20 mm , una cortada en el sentido de la urdimbre y la otra en el sentido de la trama, en un dispositivo para ensayo de impacto de 24,5 N , con caída libre de 50 mm de altura de acuerdo con el esquema de la Figura B.9.


25

50 mm

Pesa

Cuerpo

Pasador

Figura B.9. Equipo para ensayo de resistencia al impacto en frío B.3.8.2 Aparato de ensayo La pesa (1) se construye de una barra de acero de 74 mm de diámetro exterior, en el que se incluyen una asa de sujeción, cuyo peso total debe corresponder con el indicado en el literal B.3.9.1. El cuerpo (2) está constituido por un cilindro de acero de 75 mm de diámetro interior y 150 mm de altura, solidario a una placa base adecuada al ensayo. La terminación superficial debe tener un tratamiento anticorrosivo que permita un desplazamiento libre. Debe tener una abertura para la colocación de la probeta y un dispositivo (pasador) para permitir la sujeción de la pesa a la altura indicada para el inicio del ensayo. Las superficies de contacto de las bases de la pesa y el cuerpo con la probeta deben estar convenientemente pulidas. B.3.8.3 Procedimiento El dispositivo de impacto se mantiene a -30 °C durante una hora. Luego se coloca la probeta plegada a 180° por el eje más largo y se mantiene 5 min a la temperatura indicada, al término de los cuales se deja caer la carga de impacto. B.3.9 Ensayo de resistencia a la humedad B.3.9.1 Resumen Se ensayan dos probetas de 80 mm x 25 mm, cortadas una en la dirección de la trama y otra en la de la urdimbre relativa (véase la Figura B1), primero en una cámara capaz de mantener una humedad relativa ambiente del 10 % a una temperatura de 40 °C ± 2 °C, y luego, en una cámara húmeda capaz de mantener una humedad relativa ambiente del 95 % a una temperatura de 20 °C ± 2 °C. B.3.9.2 Procedimiento a) Sobre cada probeta se trazan tres líneas paralelas de aproximadamente 60 mm de

longitud, separadas entre sí 10 mm y adherido en cada uno de los extremos por medio de


26

un papel reflectivo de aproximadamente 5 mm de lado, el cual se perfora en su centro para facilitar la medición por comparador óptico.

b) Las probetas se mantienen durante 48 h dentro de la primera cámara. Transcurrido este

tiempo se miden sus longitudes A, A’ y A”. Luego, se colocan en la segunda cámara durante 72 h y se miden nuevamente las longitudes que se identifican como B, B’ y B”.

c) El resultado se obtiene mediante la expresión:

3

100"A

"-A"B+

'A'-A'B

+A

A-B x

B.3.10 Resistencia a los solventes Resumen: se ensayan dos probetas de 80 mm x 100 mm. Procedimiento. Se determina la masa de cada probeta asegurando 1 mg a temperatura ambiente (M1). Se sumerge durante 24 h a temperatura ambiente en una mezcla de solvente constituida por 30 % de benceno, 40 % de tolueno, 20 % de xileno y 20 % de nafta. Los reactivos utilizados para la mezcla deben ser puros o para análisis y la nafta debe ser del tipo normal o común. El recipiente se cubre con una lámina de polietileno. Terminada la inmersión se enjuagan las probetas con papel de filtro, se colocan en un pesafiltro tarado y se determina su nueva masa (M2) a los 5 min de haberse retirado las probetas. Luego se sacan del pesafiltro y se dejan durante 24 h en un ambiente de ensayo a 20 °C ± 2 °C y 50 % ± 5 % de humedad relativa y se vuelve a determinar su masa (M3). Los valores que deben obtenerse son:

100xM

M-M= % masade Perdida1

13

100 M

M-M= % masade Cambio1

12 x


27

ANEXO C (Informativo)

DESEMPEÑO EN SERVICIO C.1 ALCANCE Este anexo establece recomendaciones de funcionamiento durante el servicio para medidores de gas usados en la medición de venta de gases combustibles. C.2 INSTRUCCIONES DE ENSAYOS Los medidores en servicio pueden incluirse en un programa de ensayo con el fin de tomar las acciones que correspondan para ofrecer la seguridad de que satisfacen los requisitos de funcionamiento del numeral 4. C.3 PROGRAMAS DE DESEMPEÑO EN SERVICIO C.3.1 Objetivos El principal propósito del ensayo de desempeño es proporcionar información sobre la condición del medidor en servicio, en la cual la compañía distribuidora de gas pueda basar un programa de utilización del medidor. Los procedimientos de ensayo y mantenimiento, el diseño del medidor y el nivel de exactitud especificado debe ser tal que exista un balance real entre los beneficios derivados de un alto nivel de exactitud y el costo de alcanzar tales niveles. Cualquier programa establecido debe ser revisado periódicamente con miras a mejorarlo a la luz de los adelantos tecnológicos. C.3.2 Programas de ensayo Se debe implementar un método para evaluar las condiciones de los medidores en operación y desarrollar programas de mantenimiento de los mismos. De manera enunciativa y no limitante, se mencionan a continuación programas de ensayo que se pueden aplicar individualmente o en combinación para la evaluación de desempeño del medidor en servicio. C.3.2.1 Muestreo estadístico Un programa de muestreo estadístico para ensayo de medidores de gas debe estar conforme con las previsiones generales establecidas en esta sección y estar basado en principios aceptados de muestreo estadístico. Los medidores deben ser divididos en grupos homogéneos según criterios tales como el año de producción, fabricante, tipo de caja, material del diafragma, etc. Sin embargo, cualquier grupo de medidores puede ser combinado con otro grupo de características similares de operación, para proporcionar un tamaño de muestra adecuado con fines de análisis y control. En cualquier grupo dado, los medidores pueden ser subdivididos posteriormente, de acuerdo con la localización, antigüedad u otros factores que puedan ser evidenciados por los datos de los ensayos que


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tengan efectos sobre el funcionamiento de los medidores. A continuación, las agrupaciones pueden ser modificadas o combinadas según se justifique en los registros de funcionamiento. En tal caso, cada año se debe tomar una muestra de cada grupo. La muestra tomada debe ser de tamaño suficiente para demostrar, con razonable convencimiento, la condición del grupo del cual fue extraída la muestra. Los medidores sacados del servicio sobre una base de rutina, pueden satisfacer los requisitos de muestra. Sin embargo, si es necesaria una muestra más grande para un grupo particular, se debe sacar de servicio, al azar, una muestra adicional de medidores. El programa de muestreo debe diseñarse de manera que se puedan alcanzar los objetivos establecidos en el literal C.3.1 y debe incluir un método estadísticamente aceptable para determinar el funcionamiento y especificar el grado de confianza que debe aplicarse a los resultados del ensayo de los medidores de la muestra. Un ejemplo de un “programa de muestreo” debe determinar, nueve de diez veces, que el 75 % de los medidores en un grupo de control de medidores está dentro de los límites de porcentajes de exactitud comprendidos entre el 98 % y el 102 % para la tasa de flujo baja de chequeo, con no más del 12,5 % de los medidores que excedan el 102 % de exactitud. Si un grupo de medidores no satisface el criterio de funcionamiento, medido por los resultados del ensayo de la muestra, entonces es necesario tomar acciones correctivas. La acción correctiva puede consistir ya sea en un programa de remoción selectiva, para subir el rendimiento de exactitud del grupo con respecto a las normas aceptables, o la remoción de servicio del grupo completo. La tasa de remoción debe ser tal que la acción correctiva necesaria quede completa dentro del término de cuatro años. C.3.2.2 Intervalo variable Un plan de intervalo variable para ensayo de medidores de gas, debe estar conforme a las condiciones generales establecidas para esta sección. Como se estableció anteriormente, los medidores estan divididos en grupos homogéneos según criterios como el año de producción, fabricante, tipo de caja, material de diafragma, etc. Sin embargo, algún grupo de medidores puede ser combinado con otro grupo de características de operación similares para proporcionar un tamaño de muestra adecuado para análisis y control. En algún grupo, los medidores pueden ser subdivididos posteriormente acorde con la localización, antigüedad u otros factores que pueden aparecer por los datos de los ensayos que tienen efecto sobre el funcionamiento de los medidores. A continuación, el agrupamiento puede ser combinado o modificado como lo justifiquen los registros de funcionamiento. El número de medidores por ensayarse de cada grupo durante el año corriente, debe ser un porcentaje del total del grupo original y depende del resultado de los ensayos de funcionamiento en servicio hechos durante el año anterior, o años, hasta un máximo de tres. El número o porcentaje de medidores que van a ser ensayados en cada grupo se rigen en función del porcentaje de medidores hallados fuera de los límites de porcentaje de exactitud aceptable, comprendido entre el 98 % y el 102 % para las tasas de ratificación. Las relaciones empleadas para determinar la tasa de remoción para el ensayo deben ser diseñadas de tal forma que cumplan los objetivos del literal C.3.1 y deben incrementar esas tasas con aumentos en los porcentajes de medida fuera de los límites aceptados. Un ejemplo de plan de intervalo variable es aquél en el cual las fórmulas pueden ser proporcionadas para una tasa de remoción del 4 % - 12 %, cuando el porcentaje de medidores fuera de los límites de porcentaje de registro aceptables iguale al 20 %, y para una tasa de remoción máxima de 25 % cuando el porcentaje de medidores fuera de los límites aceptables


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iguale o exceda el 40 % El número mínimo de medidores por remover de cada grupo debe ser de 200 medidores o 10 % del total del grupo, el que sea menor. C.3.2.3 Intervalos periódicos Los planes de intervalo periódico fijan unos períodos de ensayos específicos (fijos). Los planes pueden fallar para reconocer la diferencia en características de exactitud entre varios tipos de medidores, debido a los avances técnicos en diseño de medidores y construcciones. Con el fin de proporcionar incentivos para la modernización de los programas de mantenimiento, planes de intervalo periódico deben ser establecidos con base en los datos de ensayo históricos para cada área de distribución en particular. Para iniciar este programa, un área de distribución puede adoptar un período de prueba de diez años. En la medida en que los datos de prueba históricos sean desarrollados, un período de prueba mayor de diez años puede ser adoptado cuando el número de medidores en la categoría de porcentajes de 98-102 de registro exceda el 70 % del total del número de medidores en ensayo. El programa de intervalo periódico debe ser revisado periódicamente y se debe alternar con programas de ensayo de medidores. C.3.2.4 Registro Los programas de ensayos de medidores pueden ser establecidos con base en el registro o la cantidad de gas que pase a través de los medidores. Estos programas pueden ser inspeccionados periódicamente y revisados cuando sea necesario, para obtener niveles de funcionamiento equivalentes a otros planes aceptados. C.4 REGISTROS Los registros de ensayos de los medidores deben archivarse. Para programas que usen grupos de medidores, los registros deben mostrar el número de medidores inicialmente instalados en cada grupo, posteriores modificaciones o combinaciones de grupos; al final de cada año, para cada grupo, el número que permanece en servicio, tamaño de la muestra de prueba, resultados del ensayo y acciones correctivas por tomar.


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ANEXO D (Informativo)

EQUIPO Y MÉTODOS DE PRUEBA

D.1 ALCANCE Esta parte establece la identificación de parámetros de medición, equipos y métodos de prueba para medidores de gas de desplazamiento, así como los dispositivos de medición relacionados. D.2 MEDICIÓN BASE DE REFERENCIA Se deben tener en cuenta las disposiciones de la autoridad competente para todo lo relativo a la medición legal. D.3 UNIDADES DE MEDICIÓN Los valores legales de medida deben ser aquellos representados o derivados del patrón nacional. Dentro del alcance y propósito de esta norma, todas las unidades de medida, que son necesarias para la prueba de medidores de desplazamiento, aparatos de prueba del medidor y aparatos asociados deben estar de acuerdo con los valores legales. D.4 CONDICIONES BASE Con el propósito de definir una unidad volumétrica para la medición del gas, se debe establecer una presión y una temperatura bases, debido al comportamiento de los gases cuando están sometidos a cambios de presión o temperatura. La ley de Boyle establece que el volumen ocupado por una masa de gas dada varía inversamente con la presión absoluta si la temperatura permanece constante. La ley de Charles establece que el volumen ocupado por una masa de gas varía directamente con la temperatura absoluta si la presión permanece constante. Por combinación de estas dos leyes, se deriva la siguiente relación: "PV/T = Constante". Estas leyes son aplicables exactamente como fueron enunciadas solamente a gases ideales. Los gases reales a presiones elevadas presentan desviaciones de estas leyes. A una presión absoluta cercana a una atmósfera, la desviación es despreciable de tal forma que un volumen medido a una presión observada y temperatura distintas a la presión y temperatura bases puede ser corregida a estas condiciones por la ecuación:

b ff

b

b

fV = V xP

Px T

T

en donde

Vb = volumen a condiciones base

Vf = volumen registrado por el medidor

Pf = presión absoluta de flujo medida


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Pb = presión base, absoluta

Tf = temperatura de flujo, absoluta

Tb = temperatura base, absoluta

En la prueba de la exactitud de un medidor de gas no es necesario que el gas esté a condiciones base; sin embargo, el volumen de referencia y el volumen medido comparado, deben estar referidos a las mismas condiciones, una debe ser corregida a las condiciones de la otra mediante el uso de la ecuación anterior.

Cuando la diferencia de presión entre el volumen de referencia y el volumen medido es mayor que una atmósfera, se debe considerar el efecto de desviación de las leyes del gas ideal usando la siguiente ecuación o las tablas apropiadas, véase el "Manual para la determinación de los factores de supercompresibilidad, Factores (Fpv ) para gas natural", "PAR Research Proyect NX-19", o "Compresibilidad y supercompresibilidad para gas natural y otros gases hidrocarburos" AGA/TMC Report No. 8.

La ecuación usando factores de compresibilidad es la siguiente:

b ff

b

b

f

b

fV = V P

PTT

ZZ

en donde

Zb = 1/(Fpv )b

2 y Zf = 1/(Fpv )f2

Sustituyendo en las ecuaciones anteriores:

b ff

b

b

f

2fpv2

pv bV = V P

PTT

(F )

(F )

en donde

(Fpv )f = factor de supercompresibilidad a condiciones de flujo.

(Fpv )b = factor de supercompresibilidad a condiciones base.

Zf = factor de compresibilidad a condiciones de flujo.

Zb = factor de compresibilidad a condiciones base.

D.5 SISTEMA DE PRUEBA DEL MEDIDOR D.5.1 Generalidades Esta sección describe los sistemas, equipos y métodos de prueba, los cuales están disponibles generalmente y son aceptados para la prueba de exactitud de los medidores.


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D.5.2 Requisitos de prueba El requisito necesario en un sistema aceptable de prueba es la capacidad para efectuar pruebas adecuadas con la exactitud apropiada. D.5.3 Exactitud La exactitud más alta que sea razonable debe ser obtenida en la prueba. La exactitud de cualquier método de prueba depende de muchos factores los cuales incluyen:

a) Exactitud de los patrones de prueba. La exactitud de un aparato o medidor, como un patrón de prueba para medidores de desplazamiento, es la exactitud alcanzable con la destreza razonable durante el uso práctico. La exactitud varía con el tipo de dispositivo y es afectada por muchos factores, incluyendo variaciones de temperatura ambiente, variaciones de presión, longitud de la escala, así como también la exactitud de las marcas de la escala, fricción, torque y viscosidad de sello.

b) Incertidumbres de observación. Los errores de observación pueden ser debidos a la evaluación de fracciones de división en escala, promedio inadecuado de las lecturas del instrumento durante la fluctuación del flujo, paralaje, errores de arranque y parada del gasómetro patrón, medidor, aparato de tiempo.

c) Incertidumbres en el método de prueba. Los errores en el método de prueba son debidos al uso inadecuado de patrones, cálculos inapropiados de mediciones o conexión inadecuada de la unidad en prueba al patrón.

D.5.4 Adaptabilidad del sistema de prueba Los sistemas de prueba deben ser diseñados para el uso con varios tipos de medidores, bajo condiciones normales. Los sistemas de prueba en campo deben ser de tamaño y peso mínimo y ser diseñados para su uso en las instalaciones normalmente encontradas. D.5.5 Probadores tipo campana, pistón y de transferencia D.5.5.1 Descripción El probador de campana es un gasómetro contrabalanceado de presión baja positiva o negativa, de sello líquido, el cual se calibra para el uso como un aparato para la medición del volumen de gas entregado o recibido de un medidor. El probador de pistón es un gasómetro balanceado hidráulicamente, de presión baja positiva, sellado mecánicamente, el cual se calibra para ser usado como un aparato para la medición del volumen de gas entregado a un medidor. El probador de transferencia es un medidor de referencia de exactitud conocida con equipo asociado que opera como un sistema de calibración. Cada uno de estos probadores puede estar equipado para operar manualmente o automáticamente. D.5.5.2 Método de prueba El medidor a ser calibrado debe estar conectado a un probador de volumen adecuado que permita llevar a cabo la totalidad de la prueba para proporcionar tanto un número entero de ciclos


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del mecanismo del medidor como un número entero de revoluciones del indicador de volumen desplazado. Si estas condiciones no son alcanzables, la prueba debe llevarse a cabo con un volumen suficiente que cause el efecto de revoluciones parciales del mecanismo del medidor y del indicador de volumen medido, que sea menor a ±0,1 % Como una indicación de la exactitud del medidor, el volumen registrado por el indicador del medidor se compara con el volumen indicado por el probador, ambos corregidos a la misma presión y temperatura. D.5.5.3 Control de presión y temperatura Una corrección por diferencia de presión y temperatura entre un probador y un medidor debe ser efectuada siempre que la presión diferencial a cualquier flujo exceda 100 Pa (0,4 pulgadas columna de agua). La variación de presión dentro del probador de campana no debe exceder 12 Pa (0,05 pulgadas columna de agua) a través del recorrido de la campana. Los medidores deben ser probados a una temperatura conveniente, teniendo en cuenta las siguientes condiciones: a) No es necesaria ninguna corrección por temperatura si el medidor, el probador y el

ambiente de prueba tienen una temperatura que no difiere en más de 0,3 °C (0,5 °F).

b) Se debe hacer la corrección por temperatura si el medidor, el probador y el ambiente de prueba tienen temperaturas que difieren en más de 0,3 °C (0,5 °F).

c) No se recomienda realizar la prueba si la temperatura del ambiente de prueba tiene un cambio mayor de 0,6 °C (1 °F) en una hora.

La prueba de las tasas de flujo debe estar de acuerdo con lo especificado en la NTC 2728.

D.5.5.4 Exactitud del medidor Para resultados que son equivalentes en la prueba de medidores bajo presión o vacío, se tiene:

100T

T

PP

VV=%)Exactitud(

m

p

p

m

p

m x en donde

Vm = volumen medido registrado

Vp = volumen desplazado por el probador

Pm = presión a la entrada del medidor, absoluta

Pp = presión del probador, absoluta

Tm = temperatura del aire a la entrada del medidor, absoluta

Tp = temperatura del aire del probador, absoluta


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Para el probador de presión, Pm y Pp deben tener valores por encima de la presión atmosférica; sin embargo, para el probador de vacío Pm debe ser igual a la atmosférica y Pp debe ser inferior a la presión atmosférica. La exactitud porcentual debe ser usada como un parámetro para la comparación estadística de la exactitud de los medidores. Las ecuaciones indicadas en el anexo C son otros métodos para determinar los resultados de las pruebas al medidor. D.6 CALIBRACIÓN DE SISTEMAS DE PRUEBA DE MEDIDORES D.6.1 Generalidades La calibración de los sistemas de prueba de medidores debe ser llevada bajo condiciones conocidas y controladas, en las cuales la exactitud de los contenedores volumétricos, cintas, balanzas y otros aparatos de medición debe estar debidamente trazada a la entidad nacional de metrología. Los sistemas de prueba de medidores, deben calibrase cuando se instalen por primera vez, y siempre que se presenten alteraciones, daños o reparaciones, las cuales puedan afectar su exactitud. Para asegurar que la exactitud del sistema de prueba del medidor sea mantenida en una base continua, se debe efectuar diariamente una prueba de estanqueidad y realizar una indicación de la exactitud periódica con un medidor de prueba de exactitud conocida. Si los resultados de la prueba difieren en ± 0,5 % de la exactitud del medidor de prueba, la causa del error debe ser determinada y hacerse la corrección necesaria antes de volver a usar el sistema. D.6.2 Calibración de probadores tipo campana y pistón Estos probadores o gasómetros deben calibrarse mediante recipientes volumétricos patronados o por mediciones dimensionales usando técnicas actualizadas. Todos los probadores deben estar calibrados para la longitud total de su rango. Los probadores usados para prueba de medidores a volúmenes menores que el nominal del probador, también deben ser calibrados con puntos de referencia del rango usado en las pruebas del medidor. D.6.2.1 Calibración por comparación volumétrica Las calibraciones volumétricas pueden ser establecidas por la transferencia de un volumen gaseoso desde el recipiente volumétrico patronado a la campana o viceversa. A menos que se aplique una corrección adecuada, la calibración debe realizarse a condiciones de temperatura estable cuando la diferencia de temperatura de todo el equipo y el aire no exceda 0,3 °C (0,5 °F). El fluido de sello usado en el probador de campana y el recipiente volumétrico patronado debe ser un aceite u otro medio de baja presión de vapor y baja viscosidad, correspondientes a las especificaciones típicas señaladas en la Tabla D1.

Tabla D.1. Especificaciones para el fluido de sello del probador

Viscosidad Saybolt a 37,8 °C (100 °F) 11 * 10-6 m2/s a 14,56 * 10-6 m2/s (55 - 75 segundos Saybolt)

Presión de vapor a 93,3 °C (200 °F) menos de 80 Pa (menos de 0,60 mm de Hg)

Gravedad específica a 15,6 °C (60 °F) 0,848 a 0,858 (agua, 1.0) Punto de fluidez No más de -4 °C (25 °F) Punto de inflamación No menor de 149 °C (300 °F) Punto de ignición No menor de 154 °C (310 °F)


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D.6.2.2 Calibración por medición dimensional Las calibraciones de probadores de campana y pistón pueden ser logradas en una forma más consistente mediante la medición física que por comparaciones volumétricas, debido a que las variaciones de temperatura y presión no tienen un efecto apreciable en la medición. La capacidad de una campana o su volumen interno descargado entre dos puntos cualquiera del recorrido es igual al volumen del cilindro por encima del líquido de sello en la primera posición, menos el volumen del cilindro por encima del líquido en la segunda posición, más el volumen de metal de la escala y otros accesorios que lleguen a estar sumergidos en el líquido, menos el volumen del fluido de sello que se eleve entre el exterior de la campana y el tanque principal. Para asegurar resultados exactos, el probador de campana y el contrapeso deben estar ajustados para proporcionar la misma presión dentro de la campana y cualquier posición de ésta, y se debe permitir un mínimo de tres minutos para la estabilización del sello líquido antes de efectuar alguna medición. El volumen de aire (Q) desplazado por la campana se expresa con la ecuación:

Q = 0,785 4 (A2L - (R2 - A2)I + G2FH) + CDE + J en donde

A = diámetro exterior promedio de la campana del probador

C = longitud de la escala sumergida en el sello

D = ancho de la escala

E = espesor de la escala

F = longitud del soporte de la escala

G = diámetro del soporte de la escala

H = número de soportes de la escala sumergidos en el sello

I = altura del nivel de sello

J = volumen de los accesorios sumergidos en el sello

K = distancia promedio entre el tanque y la campana

L = longitud de la escala del probador entre cero y el punto en cuestión

R = diámetro interno del tanque (A + 2K) Los detalles del procedimiento de ensayo están cubiertos en el Anexo E. El probador de pistón es usualmente un gasómetro de gran volumen, se calibra fácilmente por medición dimensional, donde el diámetro del cilindro puede ser determinado con un micrómetro de interiores con barras de extensión. La carrera del pistón puede ser definida mediante una barra sensora que actúe un contador electrónico, u otros instrumentos de exactitud comparable. La exactitud de estos aparatos de medición debe ser trazada al organismo nacional de metrología. El volumen desplazado Q puede ser expresado por la ecuación:

Q = 0,785 4 (A2 - B2) C


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en donde A = diámetro interno del cilindro B = diámetro del vástago del pistón C = carrera del pistón

D.6.3 Calibración de probadores de transferencia

Los probadores de transferencia deben ser calibrados a condiciones de flujo de presión y temperatura controladas; así mismo la exactitud del probador debe determinarse en un número suficiente de puntos que permita una tasa de flujo confiable al confrontarse con la curva de exactitud trazada para el rango completo de condiciones de uso previstas. Las pruebas de calibración deben ser efectuadas usando un patrón de referencia de exactitud conocida tal como un probador tipo campana o pistón de capacidad adecuada. Las diferencias de presión y temperatura entre el patrón de referencia y el probador de transferencia deben registrarse a cada tasa de flujo con el volumen corregido apropiadamente. El sensor del probador de transferencia, el equipo de tiempo, los sensores de temperatura y lectura, el sensor de presión y lectura además de los indicadores de tiempo deben ser revisados y calibrados con patrones de exactitud conocida.


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ANEXO E (Informativo)

CALIBRACIÓN DEL PROBADOR DE CAMPANA POR MEDICIÓN FÍSICA

TEORÍA Por la observación de la Figura E1:

1. Q = B + W

2. B = V - M

3. M + S = T + W o W = M + S - T

Sustituyendo 2. en 1. Se tiene:

4. Q = V - M + W

Sustituyendo 3. en 4.

5. Q = V - M + M + S - T

Por consiguiente:

6. Q = V + S - T en donde

Q = volumen de aire desplazado por la campana cuando baja del punto cero hasta el punto en cuestión.

W = volumen desplazado por el líquido el cual sube por el tanque interno y el medidor de la campana.

B = volumen interior de la campana entre el punto 0 y el punto en cuestión.

V = volumen exterior de la campana.

M = volumen de metal de la campana.

S = volumen de la escala.

T = volumen desplazado por el líquido el cual sube entre el exterior de la campana y el tanque principal.

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

Cinta de conversión - Es una cinta metálica calibrada para convertir mediciones circunferenciales a mediciones de diámetro, incluyendo una corrección por su propio espesor. Si una cinta de conversión distinta es usada, entonces la medición de la circunferencia aparente debe ser reducida en 3,14 veces el espesor de la cinta.


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Micrómetro de profundidad: 0 mm a 100 mm Calibrador Vernier: 0 mm a 150 mm Escala de acero - Dividida en 0,25 mm Mediciones requeridas - (Todas las mediciones en las mismas unidades)

A = diámetro exterior de la campana del probador C = longitud de la escala del probador moviéndose hacia adentro y hacia afuera

del sello de líquido D = ancho de la escala del probador E = espesor de la escala del probador F = longitud del soporte de la escala G = diámetro del soporte de la escala H = número de soportes moviéndose hacia adentro y afuera del sello de líquido I = altura del sello de líquido para un recorrido de la campana entre 0 y el

punto en cuestión J = volumen de otros accesorios moviéndose hacia adentro y afuera del sello

de líquido K = distancia promedio entre la superficie exterior de la campana y la superficie

interior del tanque externo del probador L = longitud de la escala del probador entre 0 y el punto en cuestión Q = volumen de la campana R = diámetro interior del tanque PROCEDIMIENTOS DE MEDICIÓN DETERMINACIÓN DE A: La escala puede ser removida para permitir la instalación de la cinta de conversión siguiendo el perímetro de la campana. Mida el diámetro externo de la campana con la cinta de conversión en cinco divisiones dentro del rango de desplazamiento de la campana que se mueve hacia adentro y afuera del sello. Aplique la tensión recomendada por el fabricante de la cinta. Durante el proceso de medición, tenga cuidado en que la cinta esté lisa (plana) sobre la campana y que esté posicionada perpendicularmente con el eje de la campana. Registre y calcule el diámetro promedio.


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DETERMINACIÓN DE C, D Y E: La escala debe estar instalada en la campana con el fin de determinar la longitud moviéndose hacia adentro y hacia afuera del sello de líquido desde 0 hasta el punto en cuestión, cuando la escala deja el sello completamente durante el transcurso de la operación de prueba. DETERMINACIÓN DE F, G Y H: Mida la longitud y el diámetro de los soportes de la escala y determine el número de ellos moviéndose hacia adentro y afuera del sello, desde el 0 hasta el punto en cuestión. DETERMINACIÓN DE I: a) Con la campana puesta en el cero de la escala (la campana arriba para la prueba de

presión) el nivel de sello debe estar aproximadamente 6 mm por encima del extremo inferior de la brida torneada del tanque. Independientemente de la posición de la campana, el sello debe permanecer siempre dentro de la sección de diámetro constante del pozo. Mida exactamente el nivel de sello desde un punto de referencia estable con micrómetros de profundidad. Generalmente, esto se puede hacer descansando el micrómetro en la parte superior de la brida del tanque.

b) Baje la campana hasta el punto deseado en la escala y vuelva a medir el nivel de sello.

c) La dimensión I, es la diferencia entre las dos lecturas.

d) Efectuar esta mediciones cuanto sea necesario para asegurar resultados repetibles.

NOTA La medición de nivel de sello debe ser obtenida a una presión constante de la campana. DETERMINACIÓN DE J: Mida y calcule el volumen de cualquier otro accesorio que se mueva hacia adentro y afuera del sello entre cero y el punto en cuestión. DETERMINACIÓN DE K:

Con la cinta de conversión mida el diámetro interno (DI) en la sección torneada de la brida de fundición, manteniendo la cinta plana y a nivel. Reste A de la medida tomada y divida por 2.

K = (Diámetro Interno del tanque - A) / 2

Un método alterno es utilizar un micrómetro de interiores apropiado a la distancia entre el exterior de la campana y el interior del tanque. Asegure la campana para que no pueda moverse y tome de 4 a 6 medidas de ésta distancia en posiciones equidistantes alrededor de la circunferencia. Promedie estas lecturas y adicione dos veces el resultado al diámetro promedio de la campana (véase la determinación de A), así:

R = A + 2K DETERMINACIÓN DE L: La longitud de la escala desde 0 hasta el punto en cuestión, puede ser medida mientras este instalada en la campana usando un catetómetro o removiéndola y midiendo sobre una superficie plana.


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CÁLCULOS

V = (π A2 L) / 4

S = C D E + ((π F G2 H) / 4) + J

T = (π I ((A + 2K)2 - A2)) / 4

Q = V + S - T

Si es necesario, el L real debe ser corregido proporcionalmente a Q.

Figura E.1. Calibración de la campana de prueba


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DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE. Diaphragm Type Gas Displacement Meters (under 500 cubic Feet per hour Capacity). New York, 2000. (ANSI B 109.1).

ntc3950 medidores de gas tipo diafragma

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