Vol.3 No.1 2010

32/100

研究論文:石油流量国家標準の確立とわが国の標準供給体制(嶋田ほか)−29−Synthesiology Vol.3 No.1(2010)られる。我が国ではこれまで石油流量の国家標準がなかったため、通商用など特定の計量器を対象とした校正・検査のために法律によって定められた基準器を用いた(2)の方法が用いられてきた。しかし、その方法ではカバーできない高精度の流量測定、多様な液種・流量範囲の流量測定、国際的な受け入れを保証された流量測定のための計量器を校正するニーズの最近の高まりを受けて、国家標準としての流量標準を確立することが必要となった。そこで、信頼性を確保できる(1)と拡張性を重視した(2)を組み合わせた方法、すなわち、中核となる流量範囲および液種で産総研が高精度(小さな不確かさ)の流量標準を供給し、JCSS(校正事業者登録制度)を活用することにより校正事業者が既に保有する校正装置で標準流量の範囲を拡大し、また校正液種を拡張する方法が選択された。図2に液種および流量範囲に関する産総研と校正事業者の分担関係の詳細を示す。台数が多いタンクローリーの出荷用流量計の流量範囲を想定して、この国家標準では流量標準の最大流量として300 m3/hを設定し、その液種は、粘度が中間にある灯油と軽油とした。4.2 国家標準の校正方法と要素技術の調査と比較校正事業者が校正する液種や流量の範囲を広げる際には、その校正の不確かさは基となる国家標準のもつ不確かさに比べて増大する。不確かさを小さくしようとする校正事業者の負担を小さくするためには、国家標準による校正をできる限り小さな不確かさで行うことが求められる。石油類の課税標準などの数量の測定に使用される流量計には器差(標準値から偏差)を0.2 %以内とする管理[2]が要求される。そこで、石油流量の国家標準の不確かさの目標値として体積流量基準で0.04 %以下を設定した。この値は他国のNMI(計量標準機関)の国家標準と比較しても最高水準の目標値であり、多くの技術的な課題が予測されたが、それを乗り越えて国家標準を構築することとした。流量計の校正は、校正対象の流量計を通過する標準流量と流量計の指示値とを比較することにより行われる。石油用の流量計を校正する代表的な方法[3][4]は下記に分類される。ここでは、流量計を用いて流量計を校正する方法(比較法)では標準となる流量計を校正設備で校正する必要性が生じるため、また、流量計を通過する瞬時流量を測定する方法(動的校正法)では不確かさを小さくすることが困難であるため、これらの方法を除いた。 (1)流れの種類による分類・停止法:校正の前後で被校正流量計の流れを停止させる方法。校正設備を比較的安価に構築できるが、停止状態と校正流量との間の流れの過渡状態が流量計に影響を及ぼす可能性がある。・通液法:校正作業の間に被校正流量計の流量を変えない方法。流れの過渡状態による影響はない。 (2)参照する標準器の種類による分類・体積法(体積タンク):あらかじめ校正した体積目盛りを備えた体積タンクに試験液を流入させ、その体積を測定する方法。一般的な石油設備での実績はあるが、体積タンク内側壁面に残着する試験液の影響を評価することや、試験液の温度体積膨張による影響を小さくするために体積タンク内の試験液の温度を高精度に測定することが必要である。・体積法(体積管):管路内を移動するピストンが排除する体積をあらかじめ校正し、その管路を用いて流量計を校正する方法。大気開放部分がない(閉ループ)ため、蒸気の影響を考慮する必要性がなく、多くの石油設備で実績がある。高精度を達成するためには、移動体の位置を検出する装置の影響、測定区間の温度測定、移動体と測定管路壁面との間の漏れ、移動体の膨張、圧縮の影響を検討する必要性がある。・秤量法:秤量タンクに試験液を流入させ、秤量計を用いて流入質量を測定する方法。高精度を達成できるが、高所から試験液を流入させると、秤量計は試験液の衝撃の影響を受ける。また、質量測定時には秤量タンクを外部から荷重をかけない仕組みにする必要がある。 (3)通液法における流れの切り替え方法による分類・高速バルブ法:バルブを高速で回転させることにより、試験流体の試験ラインからの流れを貯蔵タンク側と標準器側へと切り替える方法。転流器法に比べ安価であるが、切り替えを高速に行うと大きな図2 国家標準と校正事業者との液種と流量範囲の分担概略図流量 (m3 /h)粘度(mPa ・s)税務メータ範囲税務メータ範囲校正事業者で拡張・拡大(JCSSの利用)校正事業者で拡張・拡大(JCSSの利用)化学プラント化学プラントタンクローリータンクローリー石油精製石油精製石油基地石油基地0.10.1110100110100100010000国家標準B重油A重油灯油軽油ガソリン

※このページを正しく表示するにはFlashPlayer9以上が必要です