Розроблення нормативно-методичних засад системи управління вимірюваннями під час обліку газу

Abstract

Dissertation is devoted to the development and implementation in practice of scientific and methodological approaches, and legal documents of management system of measurements at the metering centers in the transmission of gas from its suppliers to consumers. The procedural and systematic approach to manage risk of getting unauthentic results on the stage of design and operation of measuring equipment is theoretically justified and applied. The model of process control system of measuring the volume is created with statistical methods for quality control of measurement results as informative parameters of this system. Using cause and effect diagram are identified risks associated with potential failures of process measurement to use preventive and corrective actions before a failure occur. Here is invested and justified the process measurement variability, which is the source of changing the work environment and instability of standards in the transmission unit. Here are established mathematical dependences of gas measurement errors by their metrological validation in the air environment. Is developed technology of FMEA-analysis by adopting the Goldratt’s theory of constraints and are constructed cause and effect chains of undesirable defects of the rotary gas meters construction, eliminating of which at the stage of designing of the meters raise the quality and reliability of that meters. Are developed and put into practice two regulations for the effective implementation of corrective and preventive actions of measurements of gas management system. Диссертация посвящена вопросу разработки и внедрения научных и методологических подходов, а также нормативных документов системы управления измерениями на узлах учета газа при передаче его от поставщика к потребителям. На основании анализа состояния измерений на узлах учета газа теоретически обосновано и внедрено процессный и системный подходы в управление рисками получения недостоверных результатов измерений на стадиях проектирования и эксплуатации измерительного оборудования, что существенно повышает достоверность измерений и обеспечивает их необходимую точность. Разработана модель системы управления процессом измерения объема газа как системы с обратной связью, информативными параметрами которой являются статистические методы контроля изменчивости характеристик качества результатов измерения. С использованием причинно-следственных диаграмм определены риски, связанные с потенциальными отказами измерительного процесса с целью использования предупредительных и корректирующих действий до момента наступления отказов. Проведены исследования изменчивости процесса измерений, источником которой является изменение параметров рабочей среды, построены характерные кривые влияния погрешностей измерений от изменения давления, температуры и плотности газа в трубопроводе. С целью обеспечения прослеживаемости результатов измерений исследовано влияние нестабильности эталона передачи единицы измерения как источника изменчивости измерительного процесса с использованием контрольных карт средних значений и размахов. С использованием теории планирования факторного эксперимента проведены исследования метрологических характеристик счетчиков газа в условиях реальной рабочей среды и определены математические зависимости погрешностей измерений объема газа в трубопроводах среднего и низкого давления при работе их на природном газе и полученных в результате метрологического подтверждения на воздухе. Это дало возможность разработать и внедрить алгоритм управления результатами измерений количества природного газа, зафиксированными измерительными устройствами различных типов счетчиков с различными метрологическими характеристиками. В развитие технологии FMEA-анализа на основании теории ограничений Голдратта построено «дерево текущей реальности» причинно-следственных цепей нежелательных дефектов конструкции роторных счетчиков газа. Установлены ключевые недостатки конструкции счетчиков газа, предупреждение которых на стадии их проектирования существенно повысит их качество и надежность в эксплуатации. Разработана обобщенная причинно-следственная диаграмма конкретных дефектов счетчиков газа в эксплуатации с целью принятия предупредительных и корректирующих действий производителями счетчиков газа. В работе также предложен новый способ диагностики счетчиков газа в эксплуатации, информативным параметром которого есть потеря давления в счетчике газа, а также разработано и внедрено программное обеспечение процесса метрологического подтверждения измерения объема газа для узлов учета различных конфигураций. Разработано и внедрено в практику два нормативных документа, использование которых позволяет эффективно осуществлять корректирующие и предупредительные мероприятия системы управления измерениями при учете газа и существенно уменьшать риски недостоверных результатов измерений. Дисертація присвячена питанню розроблення і впровадження в практику наукових та методологічних підходів, а також нормативних документів системи управління вимірюваннями на вузлах обліку газу під час його постачання споживачам. Теоретично обґрунтовано і впроваджено процесний та системний підхід в управлінні ризиками одержання невірогідних результатів на стадіях проектування й експлуатації вимірювального обладнання. Розроблено модель системи управління процесом вимірювання об’єму газу, інформативними параметрами якої є статистичні методи контролю метрологічних характеристик результатів вимірювання. За допомогою причинно-наслідкової діаграми визначено ризики, пов’язані з потенційними відмовами процесу вимірювання з метою застосування запобіжних та коригувальних дій до того, як виникають відмови. Досліджено та обґрунтовано мінливість процесу вимірювання, джерелом якої є зміна параметрів робочого середовища та нестабільність еталонів під час передачі одиниці вимірювання. Встановлено математичні залежності похибок вимірювання лічильників газу в результаті їх метрологічного підтверджування на повітрі та реальному газовому середовищі. Із застосуванням теорії обмежень Голдратта розвинуто технологію FMEA-аналізу та побудовано причинно-наслідкові ланцюги небажаних дефектів конструкції роторних лічильників газу, усунення яких на стадії проектування конструкції лічильників підвищить їх якість та надійність. Розроблено і впроваджено в практику два нормативні документи для ефективного застосування коригувальних та запобіжних заходів в системі управління вимірюваннями під час обліку газу.