anexo 24 manual medición hidrocarburos cap 14 medicion gas natural (actual

5/21/2018 ANEXO 24 Manual Medicin Hidrocarburos Cap 14 Medicion Gas Natural (Actual

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MANUAL DE MEDICIN DE HIDROCARBUROS Y BIOCOMBUSTIBLESCAPTULO 14 MEDICIN DE GAS NATURAL

GESTION DE MEDICION Y CONTABILIZACINDEPARTAMENTO DE MEDICION Y CONTABILIZACION

ECP-VSM-M-001-14Fecha aprobacin:

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1. OBJETIVO ............................................................................................................... 2

2. GLOSARIO ............................................................................................................... 2

3. CONDICIONES GENERALES ...................................................................................... 2

4. DESARROLLO .......................................................................................................... 3

4.1 GENERALIDADES DEL GAS NATURAL ....................................................................... 3

4.2

FLUJO DE FLUIDOS .................................................................................................. 6

4.3

ASPECTOS BSICOS DE MEDICIN ........................................................................ 11

4.4

MEDIDORES DE GAS NATURAL ............................................................................... 13

4.5

NORMATIVIDAD APLICABLE A MEDIDORES DE TRANSFERENCIA DE CUSTODIA ..... 28

4.6 CALIDAD DEL GAS ................................................................................................. 92

4.7 PROCESO DE VERIFICACION Y DETERMINACION DE PRUEBAS ............................... 94

4.8 GENERALIDADES SOBRE CALIBRACIN DE MEDIDORES ........................................ 95

5. CONTINGENCIAS ................................................................................................... 98


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1. OBJETIVO

Establecer los criterios de operacin y mantenimiento para el aseguramiento metrolgico de lossistemas de medicin de fiscalizacin y transferencia de custodia de gas natural.Aplica a las reasoperativas y funcionarios que manejan sistemas de medicin para fiscalizacin y transferencia decustodia de gas natural.

2. GLOSARIO

Para una mayor comprensin de este documento consulte el Manual de Medicin de Hidrocarburos yBiocombustibles (MMH) Captulo 1 Condiciones Generales y Vocabulario, Numeral 2 Glosario.

3. CONDICIONES GENERALES

Una medicin confiable y exacta de flujo de gas natural exige un conjunto de actividades queinvolucran un entendimiento profundo del proceso de medicin seguido por la adecuada seleccin,instalacin, operacin, mantenimiento e interpretacin correcta de los resultados obtenidos.

Los sistemas de medicin de gas natural pueden encontrarse en campos de produccin de gas,estaciones de transferencia de custodia, citygates, unidades de procesamiento de gas, refineras,sistemas de transporte y en las instalaciones de los consumidores. El objetivo principal de lasestaciones de medicin de gas es llevar a cabo las mediciones seguras y confiables mediante el uso deequipos controlados y tcnicas de medicin reconocidas, las cuales pueden asegurar un nivel aceptablede incertidumbre de la medicin.

La medicin de flujo de gas es regulada por una serie de normas y estndares, recomendaciones

internacionalmente reconocidas y reglamentaciones nacionales.Los estndares tratados en este captulo estn referidos a cada tipo de medidor en particular a saber:

sistemas basados en platina de orificiomedidores de turbinamedidores ultrasnicosmsicos tipo Coriolis

De otra parte es importante incluir los estndares relacionados con las propiedades del gas las cualespueden ser determinadas por muestreo en las estaciones de medicin.

La regulacin establece los trminos y requerimientos mnimos que deben ser cumplidos por lossistemas de medicin aplicados a la produccin, transporte y comercializacin para garantizarresultados exactos y completos.

La inspeccin en sitio de los sistemas de medicin de gas natural exige el uso de equipos apropiados ypersonal capacitado. Este documento incluye una serie de procedimientos de inspeccin que facilita elentendimiento de la operacin y los medios de verificacin para determinar el grado de conformidaddel sistema con los requerimientos definidos en las normas y estndares.

Referencias normativas:

ECP-VSM-M-001 Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles


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ECP-VSM-G-001 Gua para la Gestin de la Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles

ECP-VSM-G-012. Gua de Contabilizacin de Transacciones e Inventarios de la Cadena deSuministros de Ecopetrol S. A.ECP-VIJ-I-01 Instructivo Conflictos de Inters

4. DESARROLLO

4.1 GENERALIDADES DEL GAS NATURAL

El hidrgeno y el carbono son los principales constituyentes de todos los combustibles fsiles ypetroqumicos. Por esta razn, el petrleo y el gas natural se llaman comnmente hidrocarburos. Elpetrleo y los condensados son considerados el estado lquido de los hidrocarburos y el estado gaseosode los mismos es el gas natural.

El gas natural se define como un gas que se obtiene del subsuelo en forma natural. Casi siemprecontiene una gran cantidad de metano acompaado de hidrocarburos ms pesados como el etano,propano, isobutano, butano normal, etc. En su estado natural a menudo contiene una cantidadsignificativa de sustancias que no son hidrocarburos como el nitrgeno, bixido de carbono y sulfuro dehidrgeno. De igual manera en su estado natural siempre est saturado con agua.

El gas que se entrega para consumo final como combustible o materia prima tiene una composicinbastante diferente a la presente en el yacimiento o en boca de pozo, composicin que debe definirsemediante una calidad especfica que requiere ser cumplida por todos los productores que comercialicengas natural.

4.1.1 Tipos de Gas Natural

Debido a que el gas natural es una mezcla de varios compuestos y debido a que su composicin difierede un yacimiento a otro y que su presencia en el subsuelo puede darse acompaado de petrleo o librese definen varios tipos de gas natural a saber:

Gas Crudo: Es aquel que sale del yacimiento, sin tratar ni procesar.

Gas Libre: Es aquel que proviene de un yacimiento donde solo existe gas como hidrocarburo

Gas Asociado: Es aquel que proviene de un yacimiento donde simultneamente se produce gas ycrudo.

Gas Pobre: Un gas que contiene muy poca cantidad de etano, propano y compuestos ms pesados.

Gas Rico: Gas que contiene una cantidad de compuestos ms pesados que el etano, alrededor de 0.7galones de propano equivalente por 1000 pies cbicos de gas.

Gas Acido o Agrio: Gas que contiene ms de 16 ppm de H2S o cantidades porcentuales altas (mayoresa 6%) de CO2.

Gas Dulce: Gas que contiene menos de 16 ppm de H2S o cantidades bajas de CO2.

4.1.2 Cadena Tecnolgica del Gas Natural


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La industria de procesamiento del gas natural refina gas natural de la tierra produciendo formas de

energa til y comerciable para su aplicacin. Es a travs de esta industria que se obtiene gas naturalcomerciable, gases licuados del petrleo, producto base de la industria petroqumica, disolventes, etc.

La remocin de componentes individuales contenidos en el gas natural es posible gracias a la diferenciade sus propiedades fsicas, es decir, cada componente tiene una densidad, punto de ebullicin y otrascaractersticas que hacen posible su separacin de la mezcla.

El esquema general del tratamiento del gas natural est referido a dos situaciones a saber:

Condicionamiento del gas naturalProcesamiento del gas natural

El trmino condicionamiento del gas se refiere a los procesos tendientes a satisfacer las

especificaciones del gas residual. ste incluye:Deshidratacin del gas para prevenir la condensacin del aguaControl del punto de roco de hidrocarburos para prevenir su condensacin.Remocin de componentes de azufre y de dixido de carbono para satisfacer la proteccin aequipos, necesidades del proceso y asuntos ambientales

El procesamiento del gas est centrado en la recuperacin de cantidades comerciales de lquidos agases a partir del gas natural. Los componentes a recuperar son:

EtanoPropano comercialMezclas propano butano

Gasolina naturalUna vez el gas cumple las especificaciones es transportado a los sitios de consumo. El flujo de gas atravs de una tubera es debido al gradiente de presin entre el punto inicial y el punto de entrega. Enaquellos casos cuando el consumo disminuye la lnea inicia un proceso de empaquetamiento almantenerse el suministro hasta el punto de mxima presin referida a la condicin de diseo de latubera. En el caso contrario, cuando el consumo se hace mayor a la rata de suministro de gas lapresin del sistema empieza a disminuir hasta el punto de igualar la condicin de presin mnima en elsistema de regulacin, en este momento se suspende el consumo y se inicia el proceso de incrementode presin

4.1.3 Condiciones estndar del Gas Natural

El gas natural es un fluido comprimible, ocupa el volumen del recipiente que lo contiene. Con el fin deestablecer un mismo punto de referencia para definir cierta cantidad de gas se ha desarrollado elconcepto de condiciones estndar y condiciones normales de presin y temperatura. Debido a que elgas durante su produccin y transporte se encuentra a altas presiones cuando fluye sera difcilrelacionar el volumen de gas que fluye a menos que la cantidad sea expresada en trminos devolumen en condiciones estndar o condiciones de referencia de presin y temperatura.

Temperatura Estndar 15C - 60 FPresin Estndar 14,65 psia - 101,0117 Kpa


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4.1.4 Propiedades Bsicas del Gas Natural

El gas natural es incoloro, inodoro, inflamable y no es txico, sin embargo desplaza al aire en unambiente cerrado. El gas natural es un excelente combustible debido a que quema fcil ycompletamente produciendo poca contaminacin.La composicin del gas tratado, en la forma como se entrega a los consumidores obedece a unareglamentacin previamente establecida. Los tres parmetros utilizados para describir elcomportamiento del gas natural son la presin, la temperatura y el volumen. El conocimiento de laspropiedades del gas natural es esencial para el diseo de los equipos industriales. Las propiedadesfsicas y qumicas de cada sustancia dependen de su naturaleza molecular. Por lo tanto, ladeterminacin de las propiedades de dicha sustancia requiere de un buen conocimiento de sucomportamiento molecular, lo cual no siempre es factible.

Las propiedades fisicoqumicas del gas natural pueden estimarse a partir de la composicin qumica del

gas, con base en las propiedades fsicas de los componentes y en las leyes de las mezclas. Las leyesque predicen el comportamiento de los gases en trminos de presin, volumen y temperatura, sonrelativamente simples para un fluido hipottico conocido como gas ideal. Estas leyes puedenmodificarse para describir el comportamiento de los gases reales, los cuales a altas presiones y bajastemperaturas desvan significativamente su comportamiento del esperado en condiciones ideales.

4.1.4.1 Comportamiento de los gases ideales

Un gas ideal, a menudo llamado gas perfecto, es un gas donde no existe fuerza molecular. Para llegar ala definicin de una ecuacin de estado para los gases ideales, se definen las leyes de Boyle, Charles-Gay Lussac y Avogadro, las cuales proporcionan los elementos necesarios para llegar a una expresinmatemtica sencilla que relaciona los cambios de los gases ideales con la presin, la temperatura y elvolumen.

Debido a que el Gas Natural es una mezcla de hidrocarburos, sus propiedades qumicas y fsicaspueden ser determinadas a partir de las propiedades de sus componentes individuales. Laspropiedades de cada componente se aplican de acuerdo con las leyes de las presiones y volmenesparciales, las cuales gobiernan el comportamiento de las mezclas de los gases ideales.

4.1.4.2 Comportamiento real de los gases

Los gases reales se desvan del comportamiento ideal debido a la interaccin de las fuerzasmoleculares. Para la mayora de los gases incluyendo el gas natural la desviacin del comportamientopuede ser estimado con bastante exactitud, utilizando el factor de compresibilidad Z.

El comportamiento presin - volumen - temperatura es fundamental para entender el manejo del gasnatural por tuberas.4.1.4.3 Propiedades Fisicoqumicas del Gas Natural

Las propiedades fisicoqumicas del gas natural pueden ser obtenidas directamente ya sea pormediciones en laboratorio o por prediccin a partir de la composicin qumica conocida del gas. Eneste caso, los clculos estn basados en las propiedades fsicas de componentes individuales del gas yen las leyes fsicas, frecuentemente conocidas como leyes de mezclas, las cuales relacionan laspropiedades de los componentes a la de la mezcla de gas.

La gravedad especfica de un gas est definida como la razn entre la densidad del gas y la densidaddel aire seco, ambas medidas a la misma presin y temperatura.


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El poder calorfico del gas es la energa liberada cuando se quema un volumen estndar de gas y seexpresa en Btu/pie3o Julios/m3. Debido a que lo que genera calor es el rompimiento de las unionesentre el carbono y el hidrgeno, mientras ms tomos de carbono e hidrgeno haya en cada molcula,mayor ser el poder calorfico del gas. Por ser el gas natural una mezcla de gases, su poder calorficodepende de su composicin.

La viscosidad es definida como la resistencia interna al flujo. Esta es debida a la friccin entre lasmolculas del gas, por lo cual es necesario desarrollar una fuerza para mantener separadas las capasde molculas. En la medida que la temperatura es incrementada, aumenta la energa cintica. Mschoques ocurren entre las molculas y as, la viscosidad aumenta con la temperatura. A temperaturaconstante, un incremento de la presin causa un incremento de viscosidad del gas. La distancia entremolculas disminuye; as, ocurren ms choques.

La temperatura de ignicin de un gas es la temperatura ms baja a la que sucede la combustin autosostenida. La temperatura de ignicin de un gas natural es inferior a la temperatura de ignicin delmetano como componente puro, debido a la presencia de otros hidrocarburos con temperaturas deignicin ms bajas. A la temperatura de ignicin, el gas empieza a arder en una mezcla adecuada degas y aire. Esta posibilidad de ignicin tiene aplicaciones tanto en la seguridad como en su uso comocombustible.

El factor de compresibilidad Z es un factor adimensional, independiente de la cantidad del gas ydeterminado por sus caractersticas, la temperatura y la presin, describe el comportamiento demezclas de gases a presiones moderadas y altas.

La humedad relativa mide la cantidad de vapor de agua presente en una mezcla de gases.

La composicin del gas natural vara de acuerdo al yacimiento de donde proviene. El gas natural puedecontener de 80% a 98% de metano dependiendo del origen y del grado de procesamiento. Al analizarlos componentes del gas natural, es comn describirlos en trminos de su fraccin molar.

El punto de roco es la temperatura a la cual se inicia la condensacin en una mezcla de gases, es lacondicin a la cual todo el sistema se encuentra en estado de vapor, exceptuando una diferencial, lacual se encuentra en estado lquido.

4.2 FLUJO DE FLUIDOS

4.2.1 Clases de flujo

El flujo es la cantidad de fluido, expresada en masa o en volumen, que pasa por un punto o seccin enla unidad de tiempo, Por lo tanto, el parmetro rata de flujo est expresado en unidades de volumen ode masa por unidad de tiempo (m3/h o kg/h).

Podemos decir tambin que la rata de flujo volumtrica de un fluido (m3/s) es igual al producto de lavelocidad media del fluido (m/s) por la seccin transversal de la tubera (m2).

A su vez, la rata de flujo msica (kg/s) es igual al producto entre la tasa de flujo volumtrica (m3/s) yla densidad del fluido (kg/m3). Como en la prctica es difcil llevar a cabo la medicin directa de la


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densidad del fluido, se realizan mediciones de temperatura y de presin para la inferir a partir de stas

la densidad.

A partir de las ratas de flujo volumtrica o msica, es posible obtener su totalizacin, por medio de laintegracin a lo largo del tiempo de las tasas de flujo instantneas medidas.

Un fluido puede fluir en una tubera bsicamente bajo dos regmenes diferentes: flujo laminar o flujoturbulento.

El flujo laminar es denominado de esta forma porque todas las partculas del fluido se mueven enlneas rectas diferenciadas, paralelas al eje de la tubera, y de forma ordenada. Es decir, el fenmenose desarrolla como si las lneas del fluido se distanciaran relativamente entre s

Figura 1 - Flujo Laminar

A manera de ilustracin, este rgimen puede compararse con el flujo de vehculos en una autopista conmucho movimiento, o con trfico en los diferentes carriles fluyendo paralelamente y a diferentesvelocidades; encontrndose las partes ms lentas prximas a las paredes de la tubera y las msrpidas en el centro de la tubera.

Tericamente, en un rgimen de flujo laminar, se asume que el trfico nunca cambia de carril. Laverdad es, que un cambio gradual entre los carriles termina sucediendo. Este fenmeno es denominadoflujo secundario, y es un asunto complejo, ignorado en situaciones prcticas, aunque algunas ocasionesesto pueda tener consecuencias importantes.El rgimen de flujo laminar o como muchas veces es llamado de flujo en lneas de corriente esgobernado por la ley de Newton de la viscosidad. Esta puede considerarse como el rgimen de flujodonde toda la turbulencia es amortiguada por la accin de la viscosidad y tericamente ocurre cuandoel nmero de Reynolds es inferior a 2000.

El flujo en rgimen laminar se caracteriza por un movimiento suave y continuo del fluido, con pocadeformacin. El rgimen laminar puede obtenerse de varias formas: por medio de un fluido de bajadensidad, un flujo de baja velocidad, a travs de elementos de dimensiones pequeas, o por medio deun fluido con alta viscosidad, tales como aceites y lubricantes.

La representacin grfica que muestra como la velocidad de un fluido vara de acuerdo con el dimetrode la tubera es llamada el perfil de velocidades de flujo. El perfil de velocidades es probablemente, elparmetro de influencia ms importante y menos conocido en una medicin de flujo. Para el caso deflujo laminar en una tubera circular, la velocidad adyacente a las paredes es cero y aumenta para unvalor mximo en el centro del tubo. El perfil de velocidades posee la forma de una parbola, y lavelocidad media es igual a la mitad de la velocidad mxima en el eje central.


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Figura 2 - Perfil de velocidades de un flujo laminar

El rgimen de flujo turbulento ocurre para Nmeros de Reynolds superiores a 2000. Sin embargo,muchas veces tales regmenes pueden continuar o iniciarse en Nmeros de Reynolds ms bajos que2000. Este tipo de flujo puede asociarse al vuelo de un enjambre de abejas. El grupo como un todo,puede parecer que est volando en lnea recta a una velocidad constante, pero si pudiramos observarel vuelo individual de un insecto cualquiera en particular, tendramos la impresin de que l estzigzagueando y volando aleatoriamente dentro del enjambre.

De esa manera, en el rgimen turbulento, no es posible observar lneas de corriente discretas,consistiendo el flujo en una masa de remolinos. As, las partculas del fluido no siguen la mismatrayectoria

Figura 3 - Flujo Turbulento

En el flujo turbulento, el perfil de velocidades aguas abajo de un tramo recto y largo de tuberas esmucho ms achatado que en rgimen laminar y la velocidad en el centro es cerca de 1,2 veces lavelocidad media, dependiendo de la rugosidad de la tubera. Bajo estas condiciones, se dice que elperfil est plenamente desarrollado o normal.

Figura 4 - Flujo de Velocidades de un Flujo Turbulento


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En las aplicaciones industriales, los Nmeros de Reynolds en las tuberas son, generalmente, superioresa 2000, y el flujo laminar es poco usual, a menos que el fluido sea un lquido muy viscoso. Asimismo,normalmente se asume que los flujos en consideracin ocurren en rgimen turbulento, a menos que seespecifique flujo laminar.

4.2.2 Asimetra del perfil de velocidades

En las aplicaciones prcticas, los circuitos de tuberas poseen cambios de direccin y de rea de laseccin transversal. En estos casos, el perfil de velocidades puede tornarse completamentedistorsionado debido al paso del flujo a travs de curvas, tes, reducciones, vlvulas o los mismosmedidores de flujo. Esta distorsin del perfil de velocidad es crtica en la operacin de medidores deflujo que dependen de la perfecta simetra de flujo, como por ejemplo los medidores por diferencial depresin y los medidores tipo turbina. Adems, una desviacin en el perfil de velocidades de operacin

con relacin al perfil utilizado en la calibracin del medidor en laboratorio, podr ocasionar errores demedicin de difcil deteccin y cuantificacin.

Figura 5 - Perfil de Velocidad a 5 y a 20 dimetros aguas debajo de una curva en una tubera

El grado de asimetra del perfil de velocidad de flujo depende de factores como el nmero de Reynolds,que lleva en consideracin la velocidad y la viscosidad del fluido, y la rugosidad de la superficie internade la tubera.

4.2.3

Rotacin y Remolino (Swirl)

Curvas, codos, vlvulas, etc., tambin pueden producir una perturbacin en el flujo conocida comorotacin. El patrn de flujo de un fluido al momento de dar una curva es complejo, esto origina unmovimiento de rotacin (A) en el flujo interno de la tubera recta aguas abajo de la curva, fijando undesplazamiento (B) del fluido que ocurre hacia delante.

Figura 6 - Rotacin inducida por una curva de tubera


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Por otra parte, el tipo de perturbacin ms severo en la mayora de los medidores de flujo es el flujorotacional en tres dimensiones, o swirl (remolino), producido por dos curvaturas adyacentesposicionadas en planos diferentes aguas arriba del medidor de flujo. Esta configuracin hace que elflujo gire de forma helicoidal, haciendo que este efecto persista por largas distancias. Los efectosnocivos del swirl pueden atenuarse, de ser necesario, instalando los llamados rectificadores de flujoaguas arriba del medidor de flujo.

Figura 7 - Flujo helicoidal creado por dos curvas adyacentes en planos a 90

4.2.4 Flujo en rgimen permanente y no-permanente

Un flujo en rgimen permanente es aquel que ocurre cuando todas las condiciones, en cualquier punto,son constantes en el tiempo. Tericamente, el flujo en rgimen permanente se obtiene solamente bajorgimen laminar. Esto se debe a que en el flujo turbulento se generan continuamente fluctuaciones en

la velocidad y en la presin en cada punto. En la prctica, al menos, si los valores fluctan en torno deun valor medio constante, de modo simtrico, se considera normalmente que ocurre bajo un rgimenpermanente.

En un flujo en rgimen no-permanente, las condiciones varan con relacin al tiempo y en cada seccinde la tubera. Esta variacin en la tasa de flujo puede ser lenta, como resultado de la accin de unavlvula de control proporcional; o puede ser rpida, como resultado del bloqueo repentino de unavlvula de cierre rpido, que puede inclusive producir el fenmeno conocido como golpe de ariete. Unrgimen de flujo inestable ocurre tambin, por ejemplo, cuando se pasa un fluido de un reservorio aotro, donde el equilibrio se consigue cuando las presiones o los niveles se igualan.


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4.2.5 Flujo compresible e incompresible

En flujo incompresible el fluido se mueve a lo largo de la tubera manteniendo su densidad constante.Estrictamente hablando, ningn fluido es verdaderamente incompresible, dado que hasta los lquidospueden variar su densidad cuando son sometidos a alta presin. Una diferencia esencial entre un fluidocompresible y uno incompresible est en la velocidad del sonido. En un fluido incompresible lavelocidad de propagacin de un gradiente de presin es prcticamente instantnea; por otro lado, enun fluido compresible la velocidad es finita. Un pequeo disturbio se propaga en la velocidad delsonido. Cuando la velocidad del fluido se iguala a la velocidad del sonido en el fluido, la variacin de ladensidad (o del volumen) es igual a la variacin de la velocidad. Es decir, una gran variacin de lavelocidad, en un flujo a alta velocidad, causa gran variacin en la densidad del fluido. Los flujos degases pueden fcilmente alcanzar velocidades elevadas, caractersticas de flujos compresibles.

Para el flujo turbulento de un fluido incompresible, el efecto de la variacin de la densidad en la

expresin de la turbulencia es despreciable. Pero, este efecto debe ser considerado cuando la operacines con un fluido compresible. Un anlisis del flujo turbulento de un fluido compresible requiere lacorrelacin de las componentes de la velocidad, de la densidad y de la presin.

Los gases son fluidos compresibles, de esta forma las ecuaciones bsicas de flujo deben considerar lasvariaciones en la densidad provocadas por la presin y por la temperatura. Para los fluidoscompresibles, como los gases y vapores, es necesario adicionar los trminos trmicos a la ecuacin deBernoulli para obtener una ecuacin que considere la energa total y no solamente la energa mecnica.

4.3 ASPECTOS BSICOS DE MEDICIN

El trmino genrico medicin de flujo puede referirse a cualquiera de los seis tipos de medicincomnmente encontrados.

Medicin de la velocidad puntual: Existen diversos tipos de instrumentos disponibles para lamedicin de la velocidad puntual de un determinado fluido. Estos medidores son llamadosgeneralmente anemmetros cuando se utilizan en corrientes libres de aire, flujmetros si sonempleados en agua y medidores de insercin si son utilizados especficamente dentro detuberas y ductos.Medicin de velocidad media en tuberas: La velocidad media en tuberas est relacionada conla tasa de flujo volumtrica, Qv, y el rea de la seccin transversal de la tubera.Medicin de la rata de flujo volumtrica: La rata de flujo volumtrica, QV define como el flujo deun determinado volumen de fluido por un intervalo de tiempo. Muchos medidores se diseanpara indicar directamente el valor de Qv estos medidores se denominan medidores de tasa deflujo volumtrica.Medicin de volumen total: Algunos medidores se disean para indicar directamente el volumentotal V de fluido que pasa a travs del medidor. Normalmente, ellos se llaman medidoresvolumtricos, o totalizadores, con el fin de distinguirlos de otros tipos de medidores de flujo. Esposible obtener el valor del volumen total V de fluido que pasa a travs del medidor de flujo pormedio de la integracin de la seal de salida a lo largo de un determinado intervalo de tiempo.Tambin, es posible obtener Q a partir de un medidor volumtrico derivando la seal de salidacon relacin al tiempo. Estas operaciones, entretanto, generalmente convergen en unadisminucin de la exactitud de la medicin.Medicin de la rata de flujo msica: La rata de flujo msica de un fluido,QM, representa el pasode una masa determinada de fluido durante un intervalo de tiempo. Algunos medidores de flujose disean para indicar directamente la tasa de flujo msica del fluido. Estos se llamanmedidores msicos


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Generalmente, el parmetro QM se determina efectuando varias mediciones simultneas de QV y , yaplicando la siguiente relacin:

QM = QV

Medicin de masa total: Actualmente, se encuentran disponibles comercialmente medidores capaces demedir directamente la masa total, m, de un fluido durante un determinado intervalo de tiempo. Paradeterminar m, es preciso medir QM e integrar las mediciones en un determinado tiempo, o de igualforma, medir el volumen total de fluido V, la densidad y utilizar la ecuacin m = V.

4.3.1 Caractersticas de la Medicin

Desde el punto de vista de control de procesos, ninguna variable es ms importante para la operacin

de una planta industrial que el flujo. La medicin del flujo es esencial en todas las fases demanipulacin de los fluidos, incluyendo la produccin, el procesamiento, adems de la distribucin deproductos y de las utilidades. Est asociada al control de procesos productivos, como una garanta de lacalidad y de la confiabilidad y desde el punto de vista comercial est directamente ligada a los aspectosde compra-venta de productos.

Una medicin confiable y exacta del flujo de un fluido exige un conjunto de actividades de ingenieraque involucran, en primer lugar, un entendimiento profundo del proceso a ser medido, despus laseleccin del instrumento de medicin, su instalacin, la operacin, el mantenimiento y lainterpretacin correcta de los resultados obtenidos.

Un sistema de medicin de flujo debe considerarse globalmente como un conjunto integrado por elmedidor, y los tramos de tubera aguas arriba y aguas abajo del mismo. Este conjunto puede incluir

adems acondicionadores de flujo, reguladores del perfil de velocidad, disipadores de vrtices, filtros,tomas de presin etc.Entre tanto, este sistema, por ms tecnolgicamente avanzado que sea, no ser capaz de realizarmediciones exactas del flujo del fluido si no se satisfacen diversas condiciones relacionadas confactores que influyen directamente en el proceso de medicin, tales como la calibracin del medidor,las caractersticas del fluido y de la instalacin, los procedimientos de medicin, los factoresambientales y los recursos humanos involucrados, entre otros

El sistema de medicin de transferencia de custodia es considerado la caja registradora en lanegociacin de compraventa y/o transporte de fluidos. Cuando dinero es intercambiado, la mejor yms exacta medicin de flujo es el hecho de mayor importancia para las partes que actan en latransaccin. La responsabilidad de la medicin es reducir la inexactitud a un mnimo para lograrequilibrio en una negociacin.

Los sistemas de medicin de no transferencia de custodia tienen sus aplicaciones en unidades deproceso donde la medicin es utilizada como medio de control. La exactitud de la seal de medicin noes tan importante como la habilidad de repetir la medicin bajo las mismas condiciones. Larepetibilidad de un sistema de no transferencia de custodia es importante para un buen controloperacional de una unidad de proceso.

Una serie de variables son incluidas en los contratos de medicin, variables que las dos partes se hanpuesto de acuerdo y deben cumplir, buscando con ello proteger cada parte interesada.


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Para sistemas de medicin de transferencia de custodia, la exactitud y la incertidumbre son dos

conceptos importantes a tener en cuenta:

Exactitud: se define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero, se expresa enporcentaje. El problema de esta definicin es que el valor indicado o medido es ledo del medidor peroel valor verdadero no puede ser especificado, es decir, no se conoce como un valor real.

Incertidumbre: desempeo de un medidor bajo condiciones de flujo que pueden ser evaluadas y quedeterminan la causa de la desviacin de la exactitud. Estas causas pueden ser operacionales,interpretacin humana, registros, instalaciones y caractersticas del fluido.

Las caractersticas a ser evaluadas cuando se disponen de varias alternativas tcnicas de sistemas demedicin son: exactitud, costos comparativos, repetibilidad, costos de mantenimiento, existencia departes mviles, vida de servicio, rango de operacin (rangeability), conveniencia a un tipo de fluido

determinado, disponibilidad a los rangos de presin y temperatura, facilidad de instalacin, potenciarequerida y mtodos de calibracin requeridos.

Ningn medidor cumplir todas las caractersticas por lo que se necesita establecer una metodologaque facilite la mejor seleccin, y para ello se debe asignar a cada caracterstica una calificacin quedetermine su importancia en el proceso de medicin y listar los diferentes medidores disponibles en elmercado.

Un medidor es un equipo que permite conocer directamente el caudal de flujo en un tiempo dado.Existen dos posibles formas para obtener el dato directamente y es lo que diferencia a los medidoreslineales y los diferenciales. Otra clasificacin de medidores es utilizada por el sector industrial comomedidores volumtricos y no volumtricos.

4.4

MEDIDORES DE GAS NATURAL4.4.1 Seleccin de Medidores

Las caractersticas a ser evaluadas cuando se disponen de varias alternativas tcnicas de sistemas demedicin de gas natural de transferencia de custodia son: exactitud, costos comparativos, repetibilidad,costos de mantenimiento, existencia de partes mviles, vida de servicio, rango de operacin(rangeability), conveniencia a un tipo de fluido determinado, disponibilidad a los rangos de presin ytemperatura, facilidad de instalacin, potencia requerida y mtodos de calibracin requeridos. Ningnmedidor cumplir todas las caractersticas por lo que se necesita establecer una metodologa quefacilite la mejor seleccin, y para ello se debe asignar a cada caracterstica una calificacin quedetermine su importancia en el proceso de medicin y listar los diferentes medidores disponibles en elmercado.

La seleccin de un medidor de flujo para una aplicacin dada depende de la importancia asociada conel problema de medicin. Las condiciones bsicas a analizar en el momento de entrar a seleccionar unmedidor de gas natural de transferencia de custodia son:

Calidad del gas natural a medir.Determinar las condiciones operacionales: presin y temperatura, rango de flujo.Facilidades locativas para su instalacin: rea disponible, equipos de proceso cercanos,radiaciones calricas, seguridad, etc.Condiciones de desempeo requeridas por contrato, por mnima incertidumbre, porconveniencia tcnica.


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Consideraciones econmicas: precio del equipo, costo de mantenimiento, costo de instalacin,

vida til.

Los medidores que dispone el mercado para servicio de transferencia de custodia y que poseennormativa internacional son los siguientes:

Medidor tipo diferencial: Platina de orificio concntrico.Medidor tipo lineal: TurbinaMedidor tipo lineal: UltrasnicoMedidor tipo volumtrico: Diafragma Desplazamiento PositivoMedidor tipo volumtrico: Rotatorio Desplazamiento PositivoMedidor msico: Coriolis

4.4.2 Medidores Tipo Diferencial

Los medidores de flujo que producen presiones diferenciales, se llaman medidores de tipo cabeza y seseleccionan frecuentemente por su larga historia de uso en muchas aplicaciones. Un nmero deelementos primarios pertenece a esta clase: El Orificio Concntrico, El Venturi, La Tobera de Flujo, LaCua y el Tubo Pitot, entre otros.

Principio Bsico: El principio bsico para todos los medidores de flujo diferenciales es la ecuacin deenerga de Bernoulli. Cuando un flujo se contrae (Figura 1) gradualmente o abruptamente, la energacintica se incrementa a expensas de la energa potencial disponible (presin esttica). La diferenciade presin entre las tomas localizadas en la seccin del tubo completo (seccin 1) y en la vecindad dela contraccin (seccin 2) se relaciona con el cuadrado de la velocidad en la seccin 1 menos elcuadrado de la velocidad en la seccin 2, con las propiedades de los fluidos y con lo abrupto de lacontraccin.

Figura 8 - Principios bsicos del diferencial de presin

Puesto que el flujo volumtrico es la velocidad por el rea del tubo, la ecuacin de flujo puede

escribirse como una relacin entre la raz cuadrada de la presin diferencial medida hw, densidad f, yel flujo volumtrico q, como sigue:

f

wMCPCS

hFq

La constante del medidor FMC ajusta las unidades dimensionales y tambin incluye un coeficiente dedescarga que corrige el flujo por las caractersticas de la contraccin, localizacin de las tomas depresin y perfil de velocidad (nmero de Reynolds). Para un gas, las diferencias de densidad causadas


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por la expansin del gas entre las tomas de medicin, requiere una correccin mediante un factor de

expansin, el cual se puede tomar a partir de datos empricos como el caso de un orificio de canto vivoo tambin se puede derivar de consideraciones termodinmicas para los elementos de contraccingradual (Venturi y Tobera de Flujo).

Un sistema de medicin de caudal de gas con medidores de presin diferencial est integrado por:

Elemento porta-placaPlatina de orificio.Tubera de medicin.Medidor de presin diferencialMedidor de presin estticaMedidor de temperaturaComputador de flujo.

Analizador en lnea (cromatgrafo o gravitmetro)En la figura 9 se muestran los componentes que integran un sistema de medicin tipo orificio.

Figura 9 - Componentes sistema de medicin Tipo Orificio

Orificio concntrico de borde cuadrado. En lneas de dimetros de 2 pulgadas (5 cm) y mayores, elorificio concntrico (Figura 10) es la restriccin ms comn para lquidos limpios, gases y flujos devapor a baja velocidad. Este es un orificio de borde afilado perforado en una lmina delgada y plana.La relacin entre el dimetro de la perforacin d y el dimetro del tubo D define la relacin . Para lamayora de aplicaciones, esta relacin debe estar entre 0.2 y 0.75, dependiendo de la presindiferencial deseada; un orificio con un grande produce un diferencial menor para una misma rata deflujo que para un ms pequeo. Relaciones de mayores de 0.75 se usan cuando la exactitud en lamedicin no es importante.


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Figura 10 - Orificio concntrico de borde cuadrado.

Dependiendo de la localizacin de las tomas aguas arriba y aguas abajo el medidor de flujo diferencialse clasifica en tomas de brida; tomas de tubera y toma tipo vena contracta.

Los rangos de exactitud del medidor de orificio varan de 0.8 a 0.5%, dependiendo del fluido, dela configuracin de la tubera aguas arriba y aguas abajo, adicionalmente de la inclusin de lascorrecciones de nmero de Reynolds y factor de expansin del gas en los clculos.

Orificio de Borde Cnico y Curvo. Cuando el nmero de Reynolds es menor de 10.000, el borde delorificio aguas arriba es curvo o cnico Figura 11, estos contornos dan un coeficiente de descargapredecible y ms constante. Para bajos nmeros de Reynolds, el coeficiente de un orificio de cantovivo o cuadrado puede cambiar tanto como 30%, pero para las geometras de borde cnico y curvo, elefecto de cambio es de solamente 1-2%, lo cual hace ms prctico el medidor para fluidos viscosos.

Figura 11 - Orificio de borde curvo y cnico.

Sistema de orificio integral. En lneas de dimetros pequeos, de a 1 los efectos de la rugosidaddel tubo, excentricidad de la lmina y agudeza del borde de la lmina aumentan, ocasionandocoeficientes no predecibles. Las normas establecen que los coeficientes deben determinarseexperimentalmente, con la seleccin de un borde curvo o escuadrado, dependiendo del nmero deReynolds.


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Este sistema de medicin integra el orificio con el transmisor de presin diferencial en una instalacincompacta.

Orificios excntricos y segmentales. Si el orificio de la platina est ubicado en la parte inferior de sta,en el caso del flujo de gases, o en la parte superior de la placa en el caso de flujo de lquidos, tal comose muestra en la Figura 12, el lquido arrastrado o el aire fluirn a travs de la lmina y no sedepositarn en frente de sta. Si la platina tiene una abertura segmental, es posible el paso delquidos, aire o material particulado. Datos para estas geometras de orificios son limitados peroproveen alternativas de bajo costo para aplicaciones problemticas. La exactitud del coeficiente nocalibrado se estima usualmente en un 2%.

Figura 12 - Orificio excntrico, Orificio segmental.

Ventajas del medidor tipo orificio.

Normas y estndares bien documentadosAmplio uso y gran aceptacin a nivel industrialBajo costo en la inversin y su instalacinNo posee partes mviles en la lnea de flujoNo tiene limitaciones en cuanto a temperatura y presinSistema de lectura electrnico disponible para el clculo de flujo

Desventajas del medidor tipo orificio.

Bajo rango de operacin para un determinado dimetro de orificioRelativas altas cadas de presin para un flujo determinado, particularmente a bajosMuy sensible a perfiles no uniformes de velocidad

La norma ANSI/API MPMS 14.3.2 - 1992 Reporte AGA 3 y su revisin del ao 2000 establecen lasespecificaciones y requerimientos de instalacin para la medicin de gas natural usando medidores deorificio concntrico. Adems, la norma suministra las especificaciones para la construccin einstalacin de placas de orificio, tubos medidores y accesorios asociados. La norma ANSI/API MPMS14.3.3 1992 fija los criterios para la ecuacin de clculo de flujo del medidor tipo orificio.

4.4.3 Medidores Tipo Turbina

Es un aparato que mide velocidad, en el cual el flujo de gas es paralelo al eje del rotor y la velocidad derotacin del rotor es proporcional a la velocidad de flujo. El volumen de gas se determina contando lasrevoluciones del rotor. La turbina debe operar con perfil de velocidad uniforme para lo cual se debe


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acondicionar el sistema para eliminar remolinos y pulsaciones por presencia de filtros, codos, vlvulas y

otros accesorios.

Una representacin esquemtica del medidor de turbina axial para gas se presenta en la Figura 13. Elgas que entra al medidor aumenta su velocidad al pasar a travs del espacio anular formado por elcono de nariz y la pared interior del cuerpo del medidor. El movimiento del gas sobre las aspas delrotor, ubicadas angularmente, imparte una fuerza al rotor, ocasionando que ste gire. La velocidadrotacional ideal es directamente proporcional a la rata de flujo. La velocidad rotacional real es funcindel tamao y forma del pasaje anular y del diseo del rotor. Adems, depende de la carga a la cual sesomete el rotor, debido a la friccin mecnica interna, el arrastre de fluido y la densidad del gas.

Figura 13 - Medidor tipo turbina.

Principio Bsico: El medidor de flujo de turbina deriva su nombre de su principio de operacin. Unarueda de turbina ( rotor) est fija en la ruta de flujo del fluido. Mientras el fluido entra en el volumenlibre entre las hojas del rotor, se desva por el ngulo de las paletas e imparte una fuerza que causaque el rotor gire. La velocidad a la cual el rotor gira est relacionada, en un rango especificado,linealmente con la velocidad de flujo.

Ventajas del medidor tipo Turbina.

Buena exactitud dentro del rango de operacin del medidorEquipos electrnicos disponibles para lectores de flujo en corto tiempo y alta resolucinCostos medios de inversin comparados con otros tipos de medidoresExcelente rango de operacin a altas presiones

Desventajas del medidor tipo Turbina.

Revisin peridica de todos sus componentes para garantizar una buena exactitudRango de operacin a bajas presiones se asimila a otros medidoresRequiere perfil de velocidad uniforme


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El Reporte AGA 7 Measurement of Natural Gas by Turbine Meters de 2006 establece las

especificaciones y requerimientos de instalacin para la medicin de gas natural usando medidores tipoturbina

4.4.4 Medidores Tipo Ultrasnico

Toda radiacin al incidir sobre un medio, en parte se refleja, en parte se transmite y en parte esabsorbida. Si adems, hay un movimiento relativo entre la fuente de radiacin y el medio reflector, seproduce un cambio en la frecuencia de la radiacin (Efecto Doppler). Todas estas propiedades de lainteraccin de una radiacin con un objeto han sido aplicadas en mayor o menor grado a la medicinde diversas magnitudes fsicas. El poder de penetracin de las radiaciones permite que muchas deestas aplicaciones sean totalmente no invasivas, es decir, que no accedan al interior del recinto dondese producen los cambios que se desean detectar. Las mediciones no invasivas son de gran interscuando el medio es explosivo, radioactivo, etc, y cuando se desea evitar su contaminacin. Los

sensores no invasivos son adems, en general, ms fciles de instalar y de mantener que los invasivos.El trmino ultrasonido hace referencia a las ondas sonoras con frecuencias ms altas que las delalcance del odo humano, es decir, frecuencias superiores a los 18 Khz, aproximadamente. Las ondasultrasnicas obedecen las mismas leyes bsicas del movimiento ondulatorio de las ondas sonoras defrecuencias ms bajas, sin embargo, tienen las siguientes ventajas:

Las ondas de frecuencias ms altas tienen longitudes de onda ms cortas, lo cual significa quela difraccin o reflexin en torno a un obstculo de dimensiones determinadas se reduce enforma correspondiente. Por lo tanto es ms fcil dirigir y enfocar un haz de ultrasonido.

Las ondas ultrasnicas pueden atravesar sin dificultad las paredes metlicas de tubos yrecipientes. Esto quiere decir que el sistema de medicin entero puede montarse externamente

al fluido, es decir, es no invasor. Esto es muy importante con fluidos corrosivos, radioactivos,explosivos o inflamables. Por otra parte, no existe la posibilidad de que ocurra obstruccin delos sensores con fluidos sucios como en el caso de medidores ultrasnicos tipo grapa externa(Clamp-On).

Principio Bsico: el medidor ultrasnico es un aparato que mide la velocidad del fluido por lo que sumximo desempeo se alcanza cuando la configuracin de la tubera aguas arriba del medidorproporciona un perfil de flujo bien desarrollado a la entrada del medidor. Puesto que un medidor demltiples pasos mide la velocidad en varias localizaciones, se logra un mejor promedio de perfil develocidad minimizando los efectos debidos a las perturbaciones de flujo.

Para minimizar los efectos de distorsin de flujo los fabricantes recomiendan la instalacin deenderezadores de flujo en la tubera aguas arriba del medidor. Condiciones de chorro y remolinopueden ser causados por accesorios, vlvulas parcialmente abiertas, reguladores de presin, equiposde compresin, etc. La longitud de tubera aguas arriba y aguas abajo del medidor vara de acuerdo alos criterios del fabricante pero generalmente se fijan de 5 a 10 dimetros nominales aguas arriba y 3DN aguas abajo. Estos datos son considerados como mnimos y no son vlidos cuando altaperturbacin de flujo se presenta. El dimetro interno de la tubera de entrada y salida debe ser elmismo del spool de medicin.

Los medidores ultrasnicos se disean para operar en sentido bidireccional, en estos casos el arreglode tubera debe cumplir las especificaciones de instalacin. El medidor permite el contenido de slidosy/o lquidos en el gas en pequeas cantidad sin dao en el equipo. La precisin de la medicin se puedeafectar ligeramente, dependiendo del tipo y tamao de las partculas slidas contenidas en el gas.


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Los medidores ultrasnicos permiten velocidades extremas de gas como en casos de presurizacin opurga. Para evitar daos en los transductores las operaciones aguas abajo se deben hacer lentamente.

El principio operacional de un medidor ultrasnico se muestra en la figura 14 para un mejorentendimiento, analicemos un medidor de un solo paso, pero el mismo principio se aplica a un medidorde mltiples pasos.

Figura 14 - Principio operacional del Medidor Ultrasnico

Dos transductores A y B capaces de transmitir y recibir pulsos de sonido ultrasnico son instalados enla lnea de flujo de tal manera que los pulsos emitidos por un transductor pueden ser recibidos por elotro transductor creando un camino o paso acstico. Los transductores alternadamente transmiten yreciben pulsos dentro de rangos de tiempo de pocos milisegundos (tiempo de trnsito).

Con cero caudal, el tiempo de trnsito de la onda desde A hasta B (tAB) es igual al tiempo de B hasta A(tBA) e igual al tiempo promedio de trnsito para el pulso acstico t0:

tAB= tBA= t0= L/C

Donde L es la longitud de la trayectoria acstica y C es la velocidad de sonido en el gas.

Los pulsos de sonido ultrasnico viajan con respecto al gas a la velocidad del sonido. La velocidad deun pulso sonoro que viaja aguas abajo a travs del camino acstico es incrementada con la proyeccinde la velocidad del gas. La velocidad del pulso sonoro que viaja aguas arriba del camino acsticodecrece con la proyeccin de la velocidad del gas, lo anterior resulta en tiempo de viaje aguas arriba yaguas abajo diferentes.

cosmdown

VC

Lt

cosmup

VC

Lt


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L: Longitud del paso acstico

C: Velocidad del sonido en el medioVm: Velocidad del gas: Angulo entre camino acstico y el vector que representa la direccin en que se mueve el gas

De las ecuaciones anteriores podemos deducir que:

updown

mtt

LV

11

cos2

En la ecuacin anterior observamos que la velocidad de sonido en el gas es eliminado de la ecuacin,esto significa que la medida de la velocidad del gas es independiente de las propiedades del gas talescomo presin, temperatura y composicin.

Alternativamente cuando la velocidad de gas Vmse elimina, puede calcularse la velocidad del sonido:

updown tt

LC

11

2

Como la velocidad del sonido se relaciona con la densidad del medio, tambin puede usarse en algunasaplicaciones para calcular un valor aproximado del flujo de masa en el sistema. Por ejemplo, estatcnica se ha aplicado en quemadores de gas y recuperadores de vapor.

La diferencia entre el tiempo de trnsito aguas arriba y aguas abajo es crtico para la exactitud de lamedicin. Los tiempos de trnsito son medidos a una resolucin de 10 nanosegundos (10-8 seg) por lo

que se pueden afectar por capacitancia del medio de conduccin, cristales y componente slidos por loque se debe verificar estas variables para impedir errores en la medicin.

El medidor ultrasnico es un aparato que mide la velocidad del fluido por lo que su mximo desempeose alcanza cuando la configuracin de la tubera aguas arriba del medidor proporciona un perfil de flujobien desarrollado a la entrada del medidor. Puesto que un medidor de mltiples pasos mide lavelocidad en varias localizaciones, se logra un mejor promedio de perfil de velocidad minimizando losefectos debidos a las perturbaciones de flujo.

Para minimizar los efectos de distorsin de flujo los fabricantes recomiendan la instalacin deenderezadores de flujo en la tubera aguas arriba del medidor. Condiciones de chorro y remolinopueden ser causados por accesorios, vlvulas parcialmente abiertas, reguladores de presin, equiposde compresin, etc. La longitud de tubera aguas arriba y aguas abajo del medidor vara de acuerdo alos criterios del fabricante pero generalmente se fijan de 5 a 10 dimetros nominales aguas arriba y 3DN aguas abajo. Estos datos son considerados como mnimos y no son vlidos cuando altaperturbacin de flujo se presenta. El dimetro interno de la tubera de entrada y salida debe ser elmismo del spool de medicin.

Los medidores ultrasnicos se disean para operar en sentido bidireccional, en estos casos el arreglode tubera debe cumplir las especificaciones de instalacin. El medidor permite el contenido de slidosy/o lquidos en el gas en pequeas cantidad sin dao en el equipo. La precisin de la medicin se puedeafectar ligeramente, dependiendo del tipo y tamao de las partculas slidas contenidas en el gas.


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Los medidores ultrasnicos permiten velocidades extremas de gas como en casos de presurizacin o

purga. Para evitar daos en los transductores las operaciones aguas abajo se deben hacer lentamente.

La diferencia entre el tiempo de trnsito aguas arriba y aguas abajo es crtico para la exactitud de lamedicin. Los tiempos de trnsito son medidos a una resolucin de 10 nanosegundos (10-8 seg) por loque se pueden afectar por capacitancia del medio de conduccin, cristales y componente slidos por loque se debe verificar estas variables para impedir errores en la medicin.

En junio de 1998, el Comit de Transmisin y Medicin de la American Gas Association, public elReporte No. 9, denominado Measurement of Gas by Multipath Ultrasonic Meters, por medio del cualavala el uso de estos medidores. En Abril del 2007 se publica la segunda edicin del AGA 9.

Ventajas del medidor tipo Ultrasnico

No causan cadas de presinPulsos de alta frecuencia minimizan los errores por pulsacin y fluctuacin de flujoInstalacin sencilla y poco costosaAlto rango de operacinNo posee partes mviles en contacto con el fluido a medirCalibracin mecnica simple mediante chequeo en software de prueba

Desventajas del medidor tipo Ultrasnico

Requieren potencia para su operacinPerfil de flujo totalmente desarrollado en caso de medidores de un solo pasoCostos de inversin altos

4.4.5

Medidores Volumtricos Desplazamiento PositivoEl medidor de desplazamiento positivo consiste de una cmara de volumen fijo, la cual se llena y sedesocupa en forma repetida. Para que este proceso sea continuo, existe una serie de cmaras que sellenan y desocupan por medio de una vlvula apropiada o usando otro mecanismo, de tal forma quemientras una cmara se llena la otra se desocupa.

El medidor debe registrar el proceso a medida que el fluido pase. Estas lecturas son la base de lamedicin de flujo.

Para flujos de gas y lquido se dispone de varios diseos de medidores de desplazamiento positivo conun rango de uso amplio, desde medidores de agua para uso domiciliario hasta medidores de gas paragrandes volmenes.

La fuerza de empuje para el medidor de desplazamiento positivo se toma de la energa de la corrienteproporcionada por la cada de presin.Varias tcnicas han sido desarrolladas para mediciones de flujo de desplazamiento positivo. Casi todoslos medidores de desplazamiento positivo usados en las instalaciones comunes para medicin delquidos son de tipo paleta.

El mtodo ms aceptado para transferencia de custodia de crudos es por medio de medidores dedesplazamiento positivo. Se pueden obtener exactitudes del orden de 0.25%. Exactitudes tan buenascomo 0.1% se pueden obtener con una instalacin y una calibracin apropiadas.


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Los medidores de desplazamiento positivo se usan para transferencia de custodia de gas natural a baja

presin en servicio residencial y comercial, pero no se acostumbran a usar para medida de gas eninstalaciones de produccin.

Los medidores de desplazamiento positivo tienen muchas partes que son maquinadas en forma muyprecisa, lo cual hace que estos medidores sean ms caros y produzcan mayores costos demantenimiento que otros medidores de flujo. El desgaste de las superficies maquinadas ocasiona laprdida de exactitud y se debe tener cuidado de evitar que los abrasivos pasen a travs de estosmedidores.

4.4.5.1 Medidor tipo rotatorio

El gas que entra al medidor produce una presin diferencial a travs de l, lo que ocasiona que losimpulsores roten. La medida tiene lugar por medio de dos rotores en forma de ocho (sincronizados por

medio de engranajes) los cuales rotan en direccin opuesta, a 90 entre s, dentro de una cmara devolumen conocido. El volumen de la cmara de medida es medido y despachado cuatro veces por unarevolucin completa de los impulsores. Ver Figura 15. La rotacin de los impulsores es traducida enunidades estndar de volumen, por medio de una caja de engranajes de precisin, apareciendo lalectura desplegada en un contador.

Figura 15 - Principio operacional del medidor tipo rotatorio.

Los rotores son maquinados en una forma tal que no entran en contacto entre s en ningn momento.El nmero de revoluciones es proporcional al volumen del gas que pasa a travs del medidor. Losmedidores son macizos y pesados y relativamente ruidosos y tienden a producir vibracioneslongitudinales. Sin embargo, ltimamente se estn construyendo con un diseo especial para disminuiry amortiguar el ruido y las vibraciones. Cuando hay fallas del suministro, ellos cortan el flujo del gas yevitan que se contine entregando gas al consumidor. Este medidor tiene una exactitud de 1%, pararelacin de capacidades de 20:1 hasta 68:1.

La capacidad nominal de un medidor rotatorio no vara con la gravedad especfica del gas y no seaplican factores de correccin a las capacidades tabuladas. La medicin por medio de medidoresrotatorios puede ser ventajosa, ya que simplifica la medida de los gases que tienen gravedadesespecficas variables.

En los ltimos aos se han hecho muchos cambios en los medidores rotatorios para mejorar sudesempeo, su versatilidad y su manejo. Las partes rotatorias se han cambiado a aluminio para reducir


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su inercia. De igual manera, el uso de cuerpos de aluminio ha disminuido considerablemente su peso

en relacin con medidores de diafragma de capacidad equivalente.

4.4.5.2 Medidor tipo diafragma

El medidor tipo diafragma consiste de dos diafragmas en un solo dispositivo, como se observa en laFigura 16. Los diafragmas y el rea que los rodea se llenan y se desocupan en forma alterna.

Figura 16 - Principio operacional del medidor tipo diafragma.

A medida que el gas de entrada llena el diafragma, este se expande y fuerza el gas que est en laparte externa para que salga y deje libre el espacio que lo rodea. Cuando el diafragma se llena, lavlvula de corredera invierte las conexiones de entrada y salida. En este momento el gas de entradallena el espacio alrededor del diafragma, presionndolo y forzndolo al gas para que salga totalmente.El medidor tiene dos diafragmas para proveer un flujo de gas continuo, mientras las vlvulas estncambiando de posicin.

El medidor tipo diafragma es ideal para flujos muy bajos de gas seco y limpio, y es el tipo usado comomedidor en el mbito residencial. El gas hmedo no se puede medir en un medidor de diafragma, yaque es muy complejo drenar el lquido que se forma debido a la condensacin.

Las normas se aplican a medidores diseados para mediciones de flujo de gas dentro de un rango pordebajo de 500 pies3/hora para ANSI B109.1 y de 500 pies3/hora o ms para ANSI B109.2 con unapresin diferencial de 0.5 pulgadas de columna de agua (125 kPa) a condiciones estndar.

Ventajas del medidor de Desplazamiento Positivo

No sensible a alteracin de perfil de velocidadSistema de lectura directa

Desventajas del medidor de Desplazamiento Positivo


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Limitados rangos en las especificaciones de fluido a medir (P,T, )

De gran tamao y peso los de alta capacidadPerdidas de presin a travs del medidor altasFiltracin es requerida aguas arriba del medidorCostos de mantenimiento alto para los medidores grandes y en los medidores pequeos separece a su reemplazo.

4.4.6 Medidores Msicos Tipo Coriolis

Los medidores de Coriolis operan bajo el principio que si una partcula dentro de un cuerpo en rotacinse mueve en una direccin hacia o fuera del centro de rotacin, la partcula genera fuerzas inercialesque actan sobre el cuerpo. El medidor mide el flujo msico sensando la fuerza de Corolis sobre untubo o tubos que vibran en una frecuencia determinada. Los puntos de medicin localizados a laentrada y salida del tubo oscilan en proporcin a la vibracin sinusoidal del tubo. Durante el flujo el

conjunto tubo y masa de gas se afectan por la fuerza de Corolis causando un cambio que sondetectados por los sensores de entrada y salida, el cual es transmitido al medidor en seal que esdirectamente proporcional a la rata de flujo msico.

Figura 17 - Medidor Tipo Coriolis

Los medidores de Coriolis crean un movimiento de rotacin por vibracin de un tubo o tubos quetransportan el fluido y la fuerza inercial resultante es proporcional a la rata de flujo msico. Esteprincipio se muestra en Figura 18.


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Figura 18 - Principio de Operacin del medidor Corolis

Una partcula de fluido de masa m se mueve con velocidad constante v . El tubo est rotando conuna velocidad angular cerca de un punto fijo P sobre el eje del tubo.

Debido a la rotacin la partcula sufre una aceleracin que puede ser dividida en dos componentesvectoriales:

1. Una aceleracin radial centrpeta dirigida hacia el punto P:

rar

*2

Donde:

ra = Vector de aceleracin radial de la partcula= la velocidad angular del tubo

r = el vector de la posicin de la partcula, con el origen en P

2. Una aceleracin transversal perpendicular tubo:

vat **2

Donde:

ta = Vector de la aceleracin transversal de la partcula= Vector de velocidad angular del tubo con origen en P

v = Vector velocidad de la partcula

Este segundo componente ta

es la aceleracin de Coriolis de la partcula de fluido.

Cuando la partcula es acelerada ella imparte una fuerza inercial en la pared del tubo conocido como lafuerza de Coriolis. Esta fuerza inercial es igual el producto de la masa de la partcula por su aceleracin

de Coriolis, pero est en la direccin opuesta de ta

, como lo muestra el vector cF

en la Figura 18.


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Puesto que los vectores involucrados estn en ngulos rectos, el producto de la ecuacin se puede

escribir usando los valores escalares y la magnitud de la fuerza de Coriolis cF puede expresarse por:

mvamF tc **

2*

La masa de la partcula de fluido puede expresarse como:

xAm **

Donde:

= la densidad de la partcula fluida

= el rea interior del tubo

x= la longitud de la partcula

La rata de flujo msica mq

en el tubo ser:

Avqm **

Combinando las ecuaciones anteriores, se encuentra que la fuerza de Coriolis es proporcional a la ratade flujo msica as:

xqF mc **

2

Debido a que los tubos de flujo en la realidad presentan deformacin la ecuacin anterior no puedeaplicarse en el eje de las x para encontrar la fuerza total de Coriolis en el tubo. Aplicando unaconstante de proporcionalidad c podemos obtener:

dqcF mc ****2

Donde:d= la longitud del tubo.

Finalmente la rata de flujo msico puede expresarse como una funcin de la fuerza de Coriolis sobre eltubo as:

dc

Fq cm

***2

Para los medidores de Coriolis la rotacin es producida por la vibracin cclica del tubo,normalmente los puntos de entrada y salida vibran en la misma direccin. Como un resultado, la fuerzade Coriolis acta en las direcciones opuestas en los dos lados y produce una vibracin secundaria enel tubo siendo sta proporcional a la fuerza de Coriolis, la distorsin detectada determina el flujomsico del fluido a medir.

A


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Las aplicaciones tpicas incluyen la medicin de gas en campos de produccin, gasoductos, sistemas de

distribucin y uso como combustible.

4.5 NORMATIVIDAD APLICABLE A MEDIDORES DE TRANSFERENCIA DE CUSTODIA

Los sistemas de medicin de gas de transferencia de custodia con el fin de garantizar confiabilidad enlos resultados deben cumplir la normatividad que ha sido desarrollado bajo la direccin de organismosinternacionales que basados en pruebas experimentales han definido los criterios para su montaje,operacin y verificacin.

ECOPETROL S.A. est obligado a cumplir el RUT (Resolucin CREG 077 DE 1999 y todas lasresoluciones posteriores que la modifican) en los puntos que como productor entrega gas natural a lossistemas de transporte e igual manera en aquellos puntos que reciben gas del sistema de transportepara su consumo en sus instalaciones. El RUT en su numeral 5.3.1 define los elementos que componen

el sistema de medicin y fija la obligatoriedad de usar medidores homologados por la Superintendenciade Industria y Comercio de conformidad con el Decreto 2269 de 1993 o las recomendaciones de laAGA.

De otra parte, conociendo las bondades de cumplir la normatividad internacional en los sistemas demedicin de gas ECOPETROL extiende su aplicacin a aquellos sistemas donde se realizacin liquidacinde transferencia de gas.

De igual manera el RUT Numeral 5.3 define la medicin volumtrica a partir de equipos oficialesdebidamente calibrados empleando los mtodos de clculo establecidos por el fabricante yrecomendados por el AGA.

Por lo anterior, se incluye en este manual los aspectos fundamentales de cada una de las normas

aplicables:Medidor Tipo Diferencial Platina de Orificio Concntrico Construccin y Montaje. Reporte AGA 3API 14.3.2Medidor Tipo Diferencial Platina de Orificio Concntrico: Clculo Flujo Volumtrico. Norma API14.3.3Medidor Tipo Turbina: Reporte AGA 7Medidor Tipo Ultrasnico: Reporte AGA 9Medidor Tipo Coriolis: Reporte AGA 11Medidor tipo desplazamiento Positivo: ASME B109.1 y ASME B109.2Determinacin Factor de Supercompresibilidad: Reporte AGA 8Medicin Electrnica de Gas: Norma MPMS 21.1

4.5.1 Medidor tipo orificio. Requerimientos de construccin y montaje. Reporte AGA 3-2000

La norma ANSI/API MPMS 14.3.2 - 1992 Reporte AGA 3 y su revisin del ao 2000 establecen lasespecificaciones y requerimientos de instalacin para la medicin de gas natural usando medidores deorificio concntrico. Adems, la norma suministra las especificaciones para la construccin einstalacin de placas de orificio, tubos medidores y accesorios asociados. La norma ANSI/API MPMS14.3.3 1992 fija los criterios para la ecuacin de clculo de flujo del medidor tipo orificio.


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4.5.1.1 Requerimientos de diseo y construccin

Aspectos generales

Los aspectos de aplicacin y exactitud de los medidores tipo orificio dependen directamente de lascondiciones de flujo, velocidad, tipo de fluido y las variables relacionadas con la operacin del sistema.Las siguientes definiciones enfatizan el significado particular de los trminos usados en las exigenciasdel medidor

Elemento primario. El elemento primario se define como la platina de orificio, el soporte de la platinade orificio con sus tomas de presin diferencial y los tramos rectos de tubera aguas arriba y debajo dela platina de orificio.

Platina o placa de orificio. Se define como una lmina delgada en la cual se ha maquinado un orificio

circular y concntrico. La platina de orificio tiene un borde afilado y cuadrado.Dimetro del orificio (d, dm, dr). El dimetro de la perforacin en la platina de orificio (d) es el dimetrointerno de la apertura de medicin, calculado a la temperatura de flujo Tf. Este dimetro se usa en laecuacin de flujo para determinar la rata de flujo. El dimetro medido de la perforacin en la platina deorificio (dm) es el dimetro interno medido a la temperatura de la platina de orificio (Tm), en elmomento de la medicin del dimetro del agujero. El dimetro de referencia del orificio (dr) es eldimetro del orificio a la temperatura de referencia (Tr), calculado como se especifica ms adelante. Eldimetro de referencia del orificio es el dimetro de la perforacin certificado o estampado en laplatina.

Soporte de la platina de orificio. Se define como un elemento de tubera tal como un juego de bridas deorificio o un accesorio del orificio, usado para contener y sostener la platina de orificio en el sistema de

tubera.Tubo de medicin. Se define como las secciones de tubera recta incluyendo todos los segmentos queson integrales al soporte de la platina de orificio, aguas arriba y aguas abajo de la platina de orificio.

Dimetro interno de tubo de medicin. (D, Dm, Dr). El dimetro interno calculado del medidor (D) es eldimetro interno de la seccin aguas arriba del tubo medidor, calculado a la temperatura de flujo, Tf.Este dimetro se usa en las ecuaciones de nmero de Reynolds y tambin para determinar . Eldimetro interno medido (Dm) es el dimetro interno de las seccin aguas arriba del tubo medidor, a latemperatura del tubo medidor, (Tm), en el momento de las mediciones del dimetro interno. Eldimetro interno de referencia del tubo medidor (Dr) es el dimetro interno de la seccin aguas arribadel tubo medidor, calculado a la temperatura de referencia Tr. El dimetro interno de referencia Dresel dimetro certificado o estampado en el tubo medidor.

Relacin de dimetros ( , m, r). La relacin de dimetros ( ) se define como el dimetro calculado delagujero de la platina de orificio (d) dividido por el dimetro interno calculado del tubo medidor (D) acondiciones de flujo. La relacin de dimetros ( m) se define como el dimetro medido del agujero de laplatina de orificio (dm) dividido por el dimetro interno medido del tubo medidor (Dm). La relacin dedimetro ( r), es el dimetro de referencia de la perforacin de la platina de orificio (dr) dividido por eldimetro interno de referencia del tubo medidor (Dr).

Rectificadores de flujo. Los rectificadores de flujo son equipos que remueven o reducen efectivamentelos componentes de turbulencia en la corriente de flujo.


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Tomas de presin ("Tap Hole"). Es un orificio taladrado radialmente en la pared del tubo medidor o en

el soporte de la platina del orificio. Su borde interno est a ras con la superficie interior y no tienerebabas.

Tomas de brida. Las tomas de brida son un par de tomas de presin ubicadas aguas arriba y aguasabajo a 1 de la superficie ms cercana de la platina de orificio.

Presin diferencial ( P). La presin diferencial ( P) es la diferencia de presin esttica, medida entretomas de brida aguas arriba y aguas abajo.

Medicin de temperatura (Tf, Tm, Tr). La temperatura Tf es la temperatura del fluido, medida en lalocalizacin designada, aguas arriba o aguas abajo de la platina de orificio. Los pozos del termmetrodeben ubicarse para detectar la temperatura promedio del fluido en la platina de orificio, Lostermopozos normalmente se instalan en el lado aguas abajo de la platina de orificio, a una distancia

determinada. La temperatura Tm es la temperatura medida de la platina de orificio y/o del tubomedidor en el momento de las mediciones de los dimetros. La temperatura Tres la temperatura dereferencia usada para determinar el dimetro de referencia de la platina de orificio (dr) y/o el dimetrointerno de referencia (Dr) del tubo medidor.

Rugosidad promedio (Ra). La rugosidad promedio (Ra) es la definida en la norma ANSI B46.1 como "elpromedio aritmtico de los valores absolutos de la desviacin del perfil de altura medido, tomadodentro de la longitud de la muestra y medido a partir de la lnea grfica central".

4.5.1.2 Especificaciones de la platina de orificio

Los smbolos que se emplean para las dimensiones de la platina de orificio se muestran en la Figura 19.

Figura 19 - Platina se Orificio

4.5.1.2.1 Caras de la platina de orificio.

Las caras aguas arriba y aguas abajo de la placa de orificio deben ser planas. Las desviaciones de lasuperficie plana de la platina deben ser menores o iguales al 1% de la altura de la "barrera" la cual sedetermina por la frmula (Dm - dm)/2. En la Figura 20 se muestran las tolerancias de lahorizontalidad de la platina de orificio para diferentes dimetros del orificio de la platina y diferentestamaos nominales del tubo medidor.


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Figura 20 - Tolerancias de la platina de orificio

La rugosidad de la superficie de las caras de la platina de orificio, aguas arriba y aguas abajo, no debentener abrasiones ni ralladuras a simple vista que excedan la Raen 50 micropulgadas. La rugosidad debeser verificada con equipos electrnicos o con comparadores de rugosidad que posean una aceptablerepetibilidad. La placa de orificio debe mantenerse limpia todo el tiempo de acumulaciones de suciedady otros materiales extraos. A fin de mantener la platina de orificio limpia y libre de slidos se deben

fijar inspecciones peridicas de acuerdo a las condiciones operacionales. Lo anterior es debido a que elcoeficiente de descarga es afectada por la presencia de estos compuestos.

4.5.1.2.2 Borde del agujero de la platina de orificio.

El borde del agujero de la platina de orificio aguas arriba, debe ser recto y afilado. Se considera que elborde del orificio de la platina es demasiado agudo, para efectos de medicin de flujo, si el borde aguasarriba refleja un rayo de luz, cuando se observa sin ninguna lente de aumento. La estimacin de laagudeza o filo del borde se hace comparando el borde del agujero de la platina de orificio con el bordedel orificio de una platina de referencia del mismo dimetro nominal. Los bordes aguas arriba y aguasabajo del agujero de la platina de orificio deben estar libres de defectos a simple vista como rugosidad,rebabas, golpes, muescas o desportilladuras. Si hay alguna duda sobre la calidad del borde para unamedicin exacta, la platina de orificio debe reemplazarse


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4.5.1.2.3 Dimetro y circularidad de agujero de la platina de orificio.

El dimetro medido del agujero de la platina de orificio, dm, se define como el promedio aritmtico decuatro o ms mediciones de dimetro igualmente espaciados. Ninguno de las cuatro o ms medicionesdebe variar, respecto del valor medio, ms all de las tolerancias dadas en la siguiente tabla:

Dimetro de orificio, dm (inch) Tolerancia ( inch)

0.250 0.00030.251-0.375 0.00040.376-0.500 0.00050.501-0.625 0.00050.626-0.750 0.00050.751-0.875 0.0005

0.876-1.000 0.0005>1.000 0.0005 inch por pulgada de dimetro

La temperatura de la platina de orificio debe registrarse el mismo tiempo que se realiza la medicin deldimetro del agujero.

El dimetro de referencia del agujero de la platina de orificio, dr, se define como el dimetro dereferencia calculado a la temperatura de referencia (Tr) y se puede determinar por la ecuacin:

mrmr TTdd 11

1 = coeficiente lineal de expansin trmica segn material de la platina de orificio acero inoxidable304/316: 0.00000925 in/in.F y acero carbn: 0.0000062 in/in.F

dr= dimetro del agujero de la platina de orificio, calculado a la temperatura de referencia Tr.dm= Dimetro del agujero de la platina de orificio, medido a Tm.Tm= Temperatura de la platina de orificio en el momento de las mediciones del dimetro.Tr= temperatura de referencia del dimetro del agujero de la platina.

Nota: 1, Try Tmdeben estar en unidades consistentes. Para los propsitos de esta norma, se suponeque Tres igual a 68 F.

4.5.1.2.4 Espesor del agujero de la placa de orificio (e).

La superficie interna del agujero de la platina de orificio debe tener la forma de un cilindro de dimetrocortante, sin defectos tales como ranuras, aristas, protuberancias o huecos visibles a simple vista. Lalongitud del cilindro es el espesor del agujero de la platina orificio (e). El mnimo espesor permitido del

agujero de la platina de orificio se define por el mayor valor entre e 0.01dm e>0.005 pulgadas. Elmximo espesor permitido para el agujero de la platina de orificio (e) se define por el menor valorentre e 0.02Dmo e 0.125 dm.

4.5.1.2.5 Espesor de la platina de orificio (E).

Los valores recomendados de espesor de la platina de orificio construida en acero inoxidables 316 y304 para tuberas de 2 a 6 es de 0.125, para tuberas de 8 a 12 el espesor es de 0.250 y paratuberas de 14 y mayores el espesor de la platina es de 0.375, estos criterios son aplicados asistemas que operen a presiones diferenciales no mayores de 200 pulgadas de agua y temperaturas deoperacin no mayores de 150 F. Para condiciones diferentes a las mencionadas, se debe contactar al


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fabricante para la obtencin de informacin especfica sobre deflexin de la platina, para una

determinada relacin de dimetros, temperatura, material de la platina de orificio, soporte de la platinade orificio y presin diferencial. El uso de altas diferenciales de presin ( P/Pf>0.7 c.w./ psia) generaerrores del 0.1% en el clculo del factor de expansin.

4.5.1.2.6 Angulo de bisel ( ).

Es el ngulo formado entre la superficie inclinada interior del agujero y la cara de la platina aguasabajo. El valor permitido para el ngulo de bisel es de 45 +/- 15. La superficie del bisel de la platinano debe tener defectos visibles a simple vista como ranuras, aristas, protuberancias o huecos. Si serequiriese bisel, su dimensin mnima, medida a lo largo del eje del orificio, (E-e), no debe ser menorde un 1/16 de pulgada.

4.5.1.3 Especificaciones del tubo de medicin

4.5.1.3.1 Definicin

El tubo medidor se define como la seccin recta de tubera aguas arriba incluyendo los enderezadoresde flujo, si son usados, el soporte de la platina de orificio y la longitud de tubera aguas abajo. Laseccin aguas arriba del medidor se define como la longitud recta que se extiende de la platina deorificio al cambio en rea de flujo (no incluidos los accesorios del medidor) o cambio de direccin deflujo. No deben existir conexiones de tubera en este tramo de lnea, con excepcin de las tomas depresin, indicadores de temperatura, rectificadores de flujo bridado o asegurado con pin, soldaduras obridas de los porta-orificios y bridas para conectar extensiones de tubera recta aguas arriba o aguasabajo. Cualquier brida o soldadura aguas abajo debe estar localizada mnimo a 2 de la cara de laplatina de orificio, de lo contrario se deben maquinar.

4.5.1.3.2

Superficie interna.La rugosidad superficial interna del tubo medidor debe medirse aproximadamente en las mismasubicaciones axiales que se usan para verificar y determinar el dimetro interno del tubo medidor. Lamedicin de la rugosidad se lleva a cabo con un instrumento electrnico que mide la rugosidadpromedio (de un mnimo de cuatro medidas de rugosidad). La rugosidad superficial interna del tubomedidor no debe exceder para medidores hasta de 12 de dimetro una rugosidad mxima de 300micropulgadas para un r de 0.6 o menor y 250 micropulgadas para un r 0.6 o mayor. Paramedidores de dimetro superior a 12 la rugosidad no debe exceder 600 micropulgadas para r igualeso menores de 0.6 y 500 micropulgadas para r superiores a 0.6. La mnima rugosidad no debe sermenor a 34 micropulgadas para todos los dimetros.

4.5.1.3.3

Dimetro del tubo medidor (Dmy Dr).

El dimetro interno medido del tubo medidor, Dmdebe ser determinado mediante cuatro medicionesdel dimetro, igualmente espaciadas a una pulgada aguas arriba de la cara de la platina de orificio elpromedio aritmtico de stas cuatro

anexo 24 manual medición hidrocarburos cap 14 medicion gas natural (actual

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