Разработки и изобретения БелГИМ

В октябре 1998 г. в БелГИМ был создан производственно-исследовательский отдел эталонов и стандартных образцов газовых смесей. Первые стандартные образцы (СО) – поверочные газовые смеси (ПГС) БелГИМ – появились в 1999 г., а первый Национальный эталон единицы молярной доли водорода в газовых смесях (НЭ РБ 9-02) – в 2001 году. В течение 2001-2004 гг. он был модернизирован, расширен и включен в Реестр эталонов Республики Беларусь под номером НЭ РБ 13-04.

В иерархической структуре эталонов первичные эталонные газовые смеси (ПЭГС) соответствуют уровню национальных эталонов. Такие ПЭГС могут быть как эталонами сравнения, так и рабочими эталонами 0-ого разряда. Они изготавливаются т.н. гравиметрическим (весовым) методом в соответствии с международным стандартом ИСО 6142. В БелГИМ изготавливают ПЭГС и Государственные стандартные образцы (ГСО) 1-го, 2-го разрядов. Первичные эталонные газовые смеси применяются для воспроизведения с наивысшей точностью единиц молярной доли газовых компонентов в смесях и используются при проведении международных сличений, калибровке эталонных СИ, а также при производстве ГСО 1-го, 2-го разрядов, изготавливаемых под заказ.

Ежегодно по разработанным ТУ РБ 100055197.002-2000, ТУ РБ 100055197.003-2001, ТУ РБ 100055197.007-2005 в секторе эталонов и ПГС отдела физико-химических и оптических измерений БелГИМ производится до 350 ГСО состава газовых смесей в баллонах под давлением не менее 50 атм. (5 МПа) по заявкам более чем от 150 предприятий республики и аттестуется около 1200-1300 единиц ГСО, изготовленных на ОАО «Крион». Качество ГСО полностью соответствует международным стандартам, что подтверждается результатами международных сличений. Изготовленные и аттестованные ГСО состава газовых смесей БелГИМ поступают в метрологические подразделения, испытательные и поверочные лаборатории промышленных предприятий и организаций РБ.

«Стандартные образцы состава газовых смесей БелГИМ», внесенные в Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь.

Сличения

Для обеспечения высокого уровня газоаналитических измерений, определения уровня эталонов и их международного признания БелГИМ принимает участие в международных сличениях.

В институте на комплексе оборудования НЭ РБ 13-04 были разработаны и изготовлены эталонные газовые смеси, имитирующие состав выхлопа автомобильных газов. В 2004 - 2005 гг. они успешно прошли международные сличения по теме КООМЕТ 312/RU/04 «Сличения эталонов сравнения – газовых смесей, содержащих СО₂, СО, С₃Н₈ в азоте (автомобильные газы)», в которых помимо БелГИМ участвовали: ВНИИМ (Россия), ВАМ (Германия), Укрметртестстандарт (Украина). Данные сличения стали первыми ключевыми сличениями в области газового анализа, организованными техническим комитетом (ТК) 1.8 «Физико-химия» КООМЕТ и зарегистрированы в Приложении В международной базы КСDB как COOMET.QM-K3. Актуальность сличений обосновывалась ужесточением требований к контролю автотранспортных выбросов и введением в действие экологических норм ЕВРО-4 и ЕВРО-5.

Результаты сличений признаны в качестве калибровочных и измерительных возможностей (СМС-данных) БелГИМ в области автомобильных газов и в 2007 г. размещены на сайте МБМВ.

В настоящее время (2008 г.) БелГИМ участвует в двух международных ключевых сличениях: «Эталоны сравнения – синтетический природный газ» (тема КOOMET №400) и «Эталоны сравнения оксида углерода в азоте (тема КOOMET №401), которые зарегистрированы в международной базе данных как СООМЕТ QM-23b и СООМЕТ QM-1а, соответственно. Успешное завершение сличений позволит БелГИМ расширить свои CМC-данные в области газового анализа (количество вещества).

Патенты

В ходе выполнения НИОКР в рамках ГНТП и заданий Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь ведущий инженер сектора эталонов и стандартных образцов газовых смесей Ананьин В.Н. получил два патента на изобретение:
1. Патент на изобретение №9858 «Способ ввода пробы углеводородных сжиженных газов в хроматограф».
2. Патент на изобретение № 9937 «Способ и установка для получения Н2 эталонной чистоты».

Выполнение Программы импортозамещения.

В 1 кв. 2008 г. в БелГИМ успешно завершена работа по заданию 1.1 подпрограммы «Эталоны Беларуси»: «Создать эталон единицы молярной доли компонентов природного газа для контроля качества газообразного топлива», в результате которой создан комплекс эталонных СИ и оборудования, обеспечивающий эталонный уровень измерений многокомпонентных газовых смесей состава природных газов и определения на этой основе теплотворной способности природного газа.

В целях обеспечения единства, повышения точности измерений в области анализа и контроля качества газомоторного и коммунально-бытового газового топлива, а также для обеспечения выпуска конкурентоспособной продукции Белорусским газоперерабатывающим и Мозырьским нефтеперерабатывающим заводами во 2 квартале 2007 г. производственно-исследовательский отдел физико-химических и оптических измерений, сектор эталонов и стандартных образцов газовых смесей БелГИМ завершил работу над НИОКР по заданию Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь: «Разработать методику выполнения измерений компонентного состава углеводородных сжиженных газов. Создать и освоить единичный выпуск стандартных образцов состава компонентов сжиженных газов». В декабре 2007 г. Государственным комитетом по стандартизации Республики Беларусь утверждены два ГСО состава компонентов сжиженных газов, разработанных в БелГИМ.

Весь комплекс проведенных работ служит научным обоснованием для создания на базе БелГИМ мелкосерийного производства ГСО природного и сжиженного газов эталонного уровня точности, что позволит обеспечить их конкурентоспособность на внешнем и внутреннем рынках.

В настоящий время БелГИМ наладил единичный выпуск ГСО состава природных и сжиженных газовых смесей.

В 2008 году Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь профинансировал двухгодичный проект по созданию на базе БелГИМ мелкосерийного производства ГСО состава газообразных видов топлива для метрологического обеспечения контроля качества при внутри- и межгосударственных расчетах за энергоносители. Основная цель проекта – выполнение задач правительственной программы по импортозамещению, экономии и бережливости.

По предварительным расчетам экономический эффект от выполнения проекта составит 45 тыс. у.е. в год. Срок окупаемости проекта, не более 3 лет (с учетом транспортных расходов при планируемой цене за единицу продукции ГСО природного газа 600-700 тыс. руб. и ГСО углеводородных сжиженных газов 2000-4000 тыс. руб.). Следует учесть, что стоимость аналогичных ГСО - имитаторов природного газа и сжиженного газа, импортируемых из России обходится белорусским предприятиям намного дороже. Так, например, стоимость одного импортного ГСО – эталонной газовой смеси состава природного газа – составляет от 450 до 1000 у.е., а сжиженного газа от 1500 до 2500 у.е. (разница в ценах зависит от объема ГСО, его состава и точности метрологической аттестации).

В текущий момент сотрудники БелГИМ разрабатывают СО углеводородных сжиженных газов для Мозырского НПЗ и Речицкого ГПЗ, которые производят в год до 400 000 тонн углеводородных сжиженных газов (УСГ) для коммунально-бытового потребления и использования в качестве газомоторного топлива. Что касается международного сотрудничества, лаборатория БелГИМ выполняет работы по договору на поставку иностранному предприятию «Газхимэкспорт» двух СО сжиженных газов. Также БелГИМ поставил три СО 6-7-ми компонентного состава аналогичной газовой смеси Белорусскому газоперерабатывающему заводу в г. Речица. Кроме того, уже несколько лет институт на договорной основе успешно сотрудничает с ОАО «Белтрансгаз» и поставляет ему аттестованные ГСО природных газов (более 45 ед. в год).

Таким образом, в рамках программы импортозамещения выпуск ГСО газовых смесей (всех видов) в БелГИМ (совместно с ОАО «Крион») примерно на 80% удовлетворяет потребности белорусской промышленности в данных видах ГСО, остальные 20% доли рынка приходится на ГСО, выпускаемые РУП «Минский НИИ радиоматериалов» и РУП «Белгазтехника».

Область применения

Стандартные образцы состава газовых смесей востребованы практически во всех отраслях народного хозяйства. Их применяют в медицине, нефте- и газоперерабатывающей промышленности, в химической и горно-рудной промышленности, на ТЭЦ, при производстве строительных материалов, в жилищно-коммунальном хозяйстве, на транспорте и т.д. Наибольшее распространение получили СО «метан-воздух/азот», которые применяются при поверке сигнализаторов взрывоопасных концентраций газовых смесей. ГСО «автомобильных газов» широко используются на станциях технического обслуживания автомобилей, на постах ГАИ.

С точки зрения учета потребностей промышленных предприятий в ГСО состава газовых смесей, их можно разделить на 3 большие группы:
• ГСО промышленных газов, включая метан, оксид углерода, кислород, водород, азот, аргон, пропан (по объему выпуска этой группы ГСО, БелГИМ полностью удовлетворяет потребности белорусской промышленности);
• ГСО газообразных видов топлива. По этой группе ГСО БелГИМ закрывает потребности промышленных предприятий республики наполовину. Например, ОАО «Белтрансгаз» полностью работает на ГСО БелГИМ. Такие ГСО востребованы также крупными ТЭЦ, ОАО «Белкалий», РУП «БелТЭИ» и др.);
• ГСО экологически вредных выбросов газов и атмосферных примесей. Эта группа ГСО пока находится в стадии разработки. В рамках подпрограммы «Эталоны Беларуси» ГНТП «Эталоны и научные приборы» БелГИМ подал на рассмотрение проект, который предполагает разработку эталонной базы для этой группы ГСО в течение 2009-2010 гг.