Определение плотности жидкости в вагоне-цистерне

Для определения массы содержимого вагона-цистерны объемно-массовым статическим методом требуется иметь показатели плотности жидкости в цистерне при температуре наливаемой среды. Плотностью жидкости называется ее масса в единице объема. Согласно международной системе единиц СИ единицами измерения плотности является килограмм на кубический метр (кг/м3). В практических целях разрешается размерность плотности в граммах на кубический сантиметр (г/см3). Определение плотности грузов в соответствии с ГОСТ 3900 "Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности" выполняют при помощи ареометров (рис. 3) или иных специальных приборов измерения.

Рис. 3 Ареометр

Ареометр конструктивно является запаянной с обеих сторон трубкой 1, имеющей расширение книзу. В узкой верхней части ареометра размещена шкала 2, каждое деление которой равно 0,0005 г/см3. В уширенной части измерительного устройства может быть размещен термометр со шкалой 3. Ареометр для нефти изготавливается по ГОСТ 18481.

Нефтепродукт, которому необходимо определить плотность, наливают в устойчивый стеклянный цилиндр (по ГОСТ 18481), высотой больше длины ареометра. Чистый и без следов влаги ареометр осторожно погружают в анализируемую жидкость медленно и строго по вертикали, удерживая его за верхний конец, избегая смачивания части трубки, которая расположена выше уровня жидкости. Требуется следить за тем, чтобы ареометр не соприкасался со стенками и дном цилиндра.

После остановки вертикальных перемещений ареометра выполняется отсчет по верхнему краю 2 мениска нефтепродукта, другими словами по границе смачиваемости трубки 1 ареометра (рис. 4).

Показание ареометра фиксируется с точностью до 0,0005 г/см3, при этом глаз наблюдающего должен быть на уровне мениска жидкости.

Вместе с замером плотности фиксируют температуру нефтепродукта по термометру ареометра или другому термометру (по ГОСТ 400).

Температура продукта измеряется во всех случаях рядом с цистерной непосредственно после извлечения пробоотборного устройства из цистерны. Требуется следить за тем, чтобы термометр не прикасался к стенкам и дну цилиндра. Плотность нефтепродукта можно определять непосредственно в месте забора проб только при выполнении следующих условий:

  • есть ровная устойчивая горизонтальная площадка, которая не подвержена сотрясениям и является удобной для выполнения измерений;
  • измерительные приборы в полной мере защищены от ветрового воздействия и атмосферных осадков.

При несоблюдении перечисленных условий плотность набранной пробы нефтепродукта должна быть определена в закрытом помещении с последующим приведением определенного значения плотности к плотности анализируемой среды при среднеобъемной температуре содержимого в вагоне-цистерне, в обязательном порядке.

Плотность нефтепродуктов зависима от температуры, и уменьшается с повышением и увеличивается с понижением температуры, поэтому, чтобы сравнить числовые значения принята плотность, которая определена при 20°С.

Практически, нефтепродукт отгружается или подается под выгрузку с температурой, которая отличается от 20°С, поэтому, чтобы установить соответствие качественному паспорту (сертификату) поставщика или техническим нормам, которые изложены в ГОСТ или ТУ, плотность, замеренную ареометром в пробе из железнодорожных вагонов-цистерн, пересчитывают в плотность при 20°С, применяя данные таблиц из ГОСТ 3900.

В паспорте качества (сертификате) есть данные о плотности нефтепродукта при температуре +20°С. Тогда плотность нефтепродукта ρt, [г/см3] при требуемой температуре t возможно определить по формуле:

где ρ20  -  плотность нефтепродукта при температуре 20°С согласно качественному паспорту (сертификату), г/см3
α  -  температурная поправка плотности на 1°С, г/см3

Температурная поправка a определяется, исходя из значения плотности нефтепродукта при температуре 20°С по табл. 2.

Таблица 2. - Средние температурные поправки плотности нефтепродуктов
"Плотность" - Плотность нефтепродукта при 20°С, г/см3
"Поправка" - Температурная поправка на 1°С, (·10-4) г/см3
Плотность Поправка Плотность Поправка Плотность Поправка
0,6900÷0,6999 9,10 0,7000÷0,7099 8,97 0,7100÷0,7199 8,84
0,7200÷0,7299 8,70 0,7300÷0,73999 8,57 0,7400÷0,7499 8,44
0,7500÷0,7599 8,31 0,7600÷0,7699 8,18 0,7700÷0,7799 8,05
0,7800÷0,7899 7,92 0,7900÷0,7999 7,78 0,8000÷0,8099 7,65
0,8100÷0,8199 7,52 0,8200÷0,8299 7,38 0,8300÷0,8399 7,25
0,8400÷0,8499 7,12 0,8500÷0,8599 6,99 0,8600÷0,8699 6,86
0,8700÷0,8799 6,73 0,8800÷0,8899 6,60 0,8900÷0,8999 6,47

в ряде случаев в сопроводительной документации указываются плотность нефтепродукта, определенная при температуре +15°С. Если информация о плотности груза при 20°С не представлена, чтобы сравнить плотность нефтепродукта при его истиной температуре с плотностью при 15°С применяют формулу:

В этом случае температурная поправка плотности на 1°С a принимается по данным табл.3.

Таблица 3. - Средние температурные поправки плотности нефтепродуктов.
"Плотность" - Плотность нефтепродукта при 15°С, г/см3
"Поправка" - Температурная поправка на 1°С, (·10-4) г/см3
Плотность Поправка Плотность Поправка Плотность Поправка
0,6945÷0,7044 9,10 0,7045÷0,7143 8,97 0,7144÷0,7243 8,84
0,7244÷0,7343 8,70 0,7344÷0,7442 8,57 0,7443÷0,7541 8,44
0,7542÷0,7640 8,31 0,7641÷0,7740 8,18 0,7739÷0,7839 8,05
0,7840÷0,7938 7,92 0,7939÷0,8039 7,78 0,8038÷0,8137 7,65
0,8138÷0,8236 7,52 0,8237÷0,8336 7,38 0,8337÷0,8435 7,25
0,8436÷0,8535 7,12 0,8536÷0,8634 6,99 0,8635÷0,8733 6,86
0,8734÷0,8832 6,73 0,8833÷0,8932 6,60 0,8933÷0,9031 6,47

ПЕРЕВОЗКА ЖИДКИХ ГРУЗОВ НАЛИВОМ В ВАГОНАХ-ЦИСТЕРНАХ