Kütle Akış Ölçerler (MFM) ve Bunkerde Kullanımı
Coriolis ölçerin çalışma ilkesi, tank ölçümüyle karşılaştırma hesabı, limanlara göre zorunluluklar, doğrulama ve alıcının kontrol noktaları.
Kütle akış ölçer (mass flow meter, MFM), borudan geçen sıvının kütlesini doğrudan ölçen cihazdır. Bunker ikmalinde kullanılan türü Coriolis ölçerdir ve teslim edilen yakıt miktarını tank seviyesi, sıcaklık ve yoğunluk hesabına gerek kalmadan verir. Singapur'da fuel oil teslimatında 2017'den, distilat teslimatında 1 Temmuz 2019'dan, Rotterdam ve Antwerp-Bruges'te 1 Ocak 2026'dan beri zorunludur.[1][2] Singapur standardı sistem için %0,5 toplam ölçüm belirsizliği öngörür, bu değer 1.000 tonluk bir teslimatta 5 tona karşılık gelir.[3]
Coriolis Ölçerin Çalışma Prensibi
Ölçerin içinde bir ya da iki tüp sabit frekansta titreştirilir. Akış yokken tüpün giriş ve çıkış kolları aynı fazda hareket eder. Sıvı akmaya başladığında titreşen tüp içindeki kütleye Coriolis kuvveti etki eder: F = 2m(ω × v). Burada m kütle, ω titreşimin açısal hızı, v akış hızıdır. Bu kuvvet giriş ve çıkış kollarını zıt yönde bükerek iki kol arasında bir zaman farkı (Δt) oluşturur. Kolların üzerindeki algılayıcılar bu farkı ölçer. Kütle debisi, kalibrasyonla belirlenen bir katsayı ile bu farkın çarpımıdır:
ṁ = K × Δt
Aynı tüp yoğunluğu da verir. Tüpün doğal titreşim frekansı, içindeki sıvının kütlesine bağlıdır. Tüp hacmi sabit olduğundan frekans değişimi yoğunluğa çevrilebilir. Sıvı ağırlaştıkça frekans düşer. Kütle debisi yoğunluğa bölündüğünde hacim debisi elde edilir. Sonuçta ölçer tek cihazla kütle, yoğunluk ve sıcaklık bilgisini birlikte kaydeder. Bunker teslimatında yoğunluk akış boyunca değişebildiği için bu ayrıntı önemlidir.
Tank Ölçümü ve Hata Kaynakları
Geleneksel yöntemde barçın tankı teslimattan önce ve sonra iskandil edilir, tablodan hacim okunur, hacim sıcaklık ve yoğunlukla tona çevrilir. Hesap şu biçimdedir:
Kütle = gözlenen hacim × hacim düzeltme katsayısı (VCF) × (15 °C yoğunluğu − 0,0011)
0,0011 çıkarımı, ton/m³ cinsinden havadaki ağırlığa geçişi sağlar. Örnek olarak 15 °C'de 0,991 ton/m³ yoğunlukta, 50 °C'de yaklaşık 0,979 VCF ile 1.000 m³ yakıt yaklaşık 969 ton eder. Her giriş bu sonucu etkiler.
| Hata kaynağı | Varsayılan sapma | 969 tonluk teslimatta etki |
|---|---|---|
| Sıcaklık okuması | 5 °C | Yaklaşık 3 ton |
| 15 °C yoğunluğu | 1 kg/m³ | Yaklaşık 1 ton |
| Hacim (seviye, trim, meyil, tablo) | %0,5 | Yaklaşık 5 ton |
| Yakıta karışan hava | Hacimce %2 | Yaklaşık 19 ton |
Tablodaki değerler yukarıdaki formülle yapılan örnek hesaplardır. Sapmalar aynı yönde olmak zorunda değildir, bu nedenle toplam fark tek tek değerlerden büyük ya da küçük çıkabilir.
Son satır, sektörde cappuccino etkisi olarak bilinen duruma karşılık gelir. Yakıta karışan hava köpük oluşturur ve tankta hacmi olduğundan büyük gösterir.[4] Köpük söndükten sonra gerçek miktar ortaya çıkar, ancak barç o sırada gemiden ayrılmış olabilir. Tank ölçümü kütleyi hacimden hesapladığı için bu hataya açıktır. MFM ise kütleyi doğrudan ölçer ve çevirme adımına ihtiyaç duymaz. Rotterdam ve Antwerp-Bruges'teki düzenlemenin gerekçesi de bu limanlarda tekrar eden miktar sorunlarıdır.[2]
MFM Sisteminin Bileşenleri ve Kayıtları
MFM tek bir cihazdan oluşmaz, barçın teslimat hattına kurulan bir ölçüm sistemidir. Sistem, ölçüm tüpünü taşıyan sensör, sinyali işleyen verici, teslimat verisini kaydeden birim ve çıktı alan yazıcıdan oluşur. Hattın ölçer çevresindeki bölümü mühürlenir, böylece akışın ölçerin dışından geçirilmesi önlenir. Sertifikasyon bu nedenle yalnız sensörü değil, kurulumun tamamını kapsar.[2][3]
Teslimat sonunda alınan çıktı, başlangıç ve bitiş toplayıcı değerlerini, teslim edilen kütleyi, ortalama yoğunluğu ve sıcaklığı gösterir. Debi ve yoğunluk zamana yayılmış halde de izlenebilir. Bu kayıt taraflar arasında ortak bir belgedir ve anlaşmazlık halinde teslimatın hangi aşamasında sapma olduğunu gösterir. Ölçerin yoğunluğu akış sıcaklığındaki değerdir. Laboratuvar sonucuyla karşılaştırılırken 15 °C'ye çevrilmesi gerekir.
Bunker sektöründe kullanılan diğer hat ölçerleri, örneğin pozitif deplasmanlı ve türbinli ölçerler, hacmi ölçer. Bu ölçerlerde kütleye geçmek için yine sıcaklık ve yoğunluk bilgisi gerekir, dolayısıyla tank ölçümündeki çevirme hatalarının bir bölümü devam eder. Coriolis ölçerin ayırt edici özelliği bu adımı ortadan kaldırmasıdır.
Limanlara Göre Zorunluluklar
| Liman | Durum | Dayanak |
|---|---|---|
| Singapur | Fuel oil 2017, distilat 1 Temmuz 2019'dan beri zorunlu | MPA, SS 648-1:2024 |
| Rotterdam, Antwerp-Bruges | 1 Ocak 2026'dan beri zorunlu | Liman kuralı, ISO 22192 |
| Fujairah | Liman, 2023'te zorunluluğu değerlendirdiğini açıkladı | Liman açıklaması |
Kaynak: MPA; Rotterdam Limanı; Antwerp-Bruges Limanı; Ship & Bunker.[1][2][5]
Singapur'da sistem SS 648 standardına göre onaylanır. SS 660:2020 terminalden bunker tankerine yapılan yüklemeyi, TR 80:2020 ise ana ölçerle doğrulamayı düzenler.[3] Ölçer teslimat sırasında arızalanırsa izin alınarak tank ölçümüyle devam edilir. Rotterdam ve Antwerp-Bruges'te kural, geleneksel yakıt ve biyoyakıt veren bütün bunker gemilerini kapsar. Sistem ISO 22192 standardına göre sertifikalı olmalıdır ve kurala uymayan işletmeye para cezası verilebilir ya da bunker lisansı iptal edilebilir. Kural 2023'te açıklandığında bu limanlardaki 170 bunker gemisinden yalnız 40'ında ölçer bulunuyordu.[2]
Bu limanlar dışındaki teslimatlarda ölçüm yöntemi teklif aşamasında yazılı olarak belirlenmelidir. Türkiye ve Akdeniz limanlarına ilişkin bilgiler Limanlar sayfasında yer alır.
Ölçüm Belirsizliği ve Doğrulama
Havalanma
Coriolis ölçerin en bilinen hata kaynağı iki fazlı akıştır. Sıvı içinde hava kabarcığı bulunduğunda tüpün titreşimi bozulur ve okuma güvenilirliğini kaybedebilir. Bu durum özellikle tank dibine yaklaşıldığında ve hattın boşaltılması sırasında görülür. Tasarımlar bu konuda aynı başarıyı göstermez. Bazı sistemler havalanmayı tespit edip teslimat çıktısına yazar. Sistem çıktısındaki havalanma bilgisi bu nedenle miktarla birlikte değerlendirilir.[3][4]
Kalibrasyon ve Sıfır Kontrolü
Ölçüm, tüpün titreşim davranışına ve dolayısıyla sertliğine bağlıdır. Cihaz sıcaklık ve basınç etkisini telafi eder. Telafi edilemeyen değişim, tüpte zamanla oluşan aşınma, korozyon ve kaplamadan gelir. Bu nedenle düzenli doğrulama gerekir. Periyodik sıfır kontrolü yaygındır, ancak ölçerin gerçek çalışma koşullarındaki performansını doğrudan göstermez. Sektör bu yüzden ana ölçerle yerinde doğrulamayı öne çıkarmıştır.[3] AB'de cihaz tarafında Ölçü Aletleri Direktifi (MID), uluslararası düzeyde OIML R117 kuralı başvuru metnidir.
Kurulum ve İşletme Koşulları
Ölçerin doğruluğu laboratuvar koşullarında belirlenir, sahadaki sonuç ise kuruluma da bağlıdır. Tüpün teslimat boyunca tam dolu olması, ölçerin titreşim kaynaklarından uzak durması ve sıvı akışının kararlı olması gerekir. Barç pompasının açılış ve kapanış aşamaları ile tank dibine yaklaşılan son bölüm, hava kapma riskinin en yüksek olduğu anlardır. Bu aşamalarda debiyi düşürmek uygulamada kullanılan bir önlemdir. Yüksek viskoziteli yakıtın yeterince ısıtılmaması da ölçüm kaybını artırabilir ve pompa emişinde havalanmaya yol açabilir.
Kütle ve Ağırlık Ayrımı
Ölçer gerçek kütleyi, yani vakumdaki kütleyi okur. Ticari tonaj ise çoğunlukla havadaki ağırlıktır. Yukarıdaki 0,0011 düzeltmesi bu farkı temsil eder. 991 kg/m³ yoğunlukta fark yaklaşık %0,11'dir, yani 1.000 tonda yaklaşık 1,1 ton eder. Bu nedenle sözleşmede ve yakıt belgesinde hangi esasın kullanıldığı açıkça yazılmalıdır.
Alıcı Tarafta Kontrol Noktaları
Teslimat öncesinde ölçerin sertifikası, mühürleri ve son doğrulama tarihi kontrol edilir. Teslimat bittiğinde sistem çıktısı ile bunker teslim belgesindeki miktar karşılaştırılır. Gemi kendi iskandilini ölçer varken de yapar, çünkü fark çıktığında elde bulunan ikinci kayıt budur. Gemi üzerindeki alıcı ölçerleri ayrıca ISO 21562:2020 standardı tanımlar.[6] Teslimat sırasında debi ve yoğunluk ekranının izlenmesi de yararlıdır, çünkü yoğunluktaki ani düşüş çoğunlukla havalanmanın ilk işaretidir.
Ölçer miktarı belirler, kaliteyi belirlemez. Yakıtın kükürt oranı ve ISO 8217 uygunluğu numuneyle kanıtlanır. Singapur'da MFM zorunluluğundan sonra da sürveyör talebinin sürmesinin nedeni budur.[7] Kükürt sınırları IMO 2020 yazısında anlatılmaktadır, Bunkerist'in sağladığı yakıtlar ise Fuel Oil ve Gas Oil sayfasında yer alır.
Sık sorulan sorular
Kütle akış ölçer nedir?
Kütle akış ölçer (mass flow meter, MFM), borudan geçen sıvının kütlesini doğrudan ölçen cihazdır.
MFM, hacim ölçerden daha mı doğrudur?
Kütleyi doğrudan ölçtüğü için hacimden kütleye çevirme adımındaki hataları taşımaz. Havalanma, kurulum ve kalibrasyon yine sonucu etkiler.
MFM varken numune gerekir mi?
Evet. Ölçer miktarı verir. MARPOL numunesi ve taraf numuneleri ayrı bir yükümlülüktür, yakıtın kalitesini ve kükürt oranını bunlar gösterir.
Cappuccino etkisi nedir?
Yakıta karışan havanın köpük oluşturarak tankta hacmi olduğundan büyük göstermesidir. Köpük söndüğünde alıcı, faturadakinden az yakıt aldığını görebilir.
Kaynaklar
- Maritime and Port Authority of Singapore. Bunkering Standards; FreightWaves. Singapore Mandates Accurate Distillate Fuel Meters as of July 1.
- Port of Rotterdam ve Port of Antwerp-Bruges. Mass Flow Meter Bunker Measurement System Mandatory as of 1 January 2026; Ship & Bunker. Rotterdam and Antwerp-Bruges Mass Flow Meter Mandate Enters into Force.
- Enterprise Singapore. SS 648-1:2024, SS 660:2020, TR 80:2020, katalog bilgileri; Tanks and Terminals. Autumn 2021; Emerson. Improving Bunkering Operations by Using Coriolis Mass Flow Meter Technology.
- Ship & Bunker. Tricks of the Bunker Trade: The Cappuccino Effect; Can You Beat the Coriolis Flow Meters; ExxonMobil Marine. The Fuel Measurement Challenge.
- Ship & Bunker. IBIA Convention: Port of Fujairah Mulls Mandatory Mass Flow Meters for Bunkering, 2023.
- ISO. ISO 21562:2020, katalog özeti.
- Ship & Bunker. IBIA Convention: Viking Marine Saw Increased Surveyor Demand in Singapore After MFMs.
