專利名稱：外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型罐容量檢定方法，特別是對外浮頂立式金屬罐容量的檢定方法。
背景技術(shù)：
外浮頂立式金屬罐是立式金屬罐中的一種，它廣泛應(yīng)用于石油煉制、化工企業(yè)及港口碼頭的油品儲運。外浮頂立式金屬罐屬于大型計量罐。通常按照國家計量檢定規(guī)程JJG168-87的要求，立式金屬罐的檢定周期不超過4年。當新建罐或大修罐初檢后到達復(fù)檢周期時，就必須對罐進行復(fù)檢。目前對于外浮頂立式金屬罐罐底的檢定，均是將罐內(nèi)液體完全清空、罐體人孔打開的前提下，人員進入罐內(nèi)利用測量儀器設(shè)備進行檢定。由于外浮頂立式金屬罐屬于大型計量罐，清理一次罐企業(yè)需要花費幾十萬元至上百萬元的資金和半月甚至一兩個月的時間，以至于影響企業(yè)的生產(chǎn)。因此，企業(yè)對帶液檢定外浮頂立式金屬罐的呼聲很高、很迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法，降低檢定成本，為企業(yè)節(jié)省資金和時間，保證正常生產(chǎn)。
外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法包括技術(shù)條件準備、環(huán)境條件監(jiān)測、設(shè)備自查自校、檢定測量方法和數(shù)據(jù)處理過程。其檢定測量原理為立式金屬罐的罐體在理想狀態(tài)下為一圓筒，通常罐體用鋼板焊接(鉚接)而成，以焊縫為界可分為若干層，從下至上依次稱為第一圈板，第二圈板……第n圈板，若考慮罐底不平度、罐內(nèi)附件體積、液體靜壓力引起的罐壁彈性變形的修正值，以及罐體的傾斜修正等，則每一圈板容量Vi為 式中di——第i圈板的內(nèi)直徑(mm)；hi——第i圈板的內(nèi)高(mm)；i＝1，2，3，…n——為圈板的序號；ΔV靜——液體靜壓力修正值；ΔV附——罐內(nèi)附件之體積，當它的體積使罐的有效容量增加時，ΔV附為正值；反之，為負值；ΔV底——罐底不平度的修正值；ΔV斜——罐傾斜的修正值。
罐的總?cè)萘縑為V=Σi=1nVi]]>由測量原理可知，我們需要測量出每圈板直徑、板高、板厚，罐底的標高及其測量位置、下計量點標高，罐內(nèi)附件的幾何尺寸及起止位置，并對罐體傾斜度和橢圓度進行測量。
在圈板直徑的測量中，有的是通過外圍(或內(nèi)鋪)尺測出圓周計算后獲得，有的是以測量后的基圓直徑為基準，通過測量各圈板相對于基圓的徑向偏差再計算獲得。
外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法的測量分為罐體外部測量、外浮頂完全降落于罐底時的罐內(nèi)測量、外浮頂完全起浮后低位時的罐內(nèi)測量、參照高度測量、罐體總高測量、罐內(nèi)附件測量。
(1)罐體外部測量當罐體不保溫時，基圓的圓周，各圈板的板高、板厚、徑向差均可依照檢定規(guī)程在罐體外部測量。
當罐體保溫時，外浮頂完全降落于罐底后，在罐內(nèi)可以測量浮頂上方基圓圈板的圓周及其他圈板的徑向差。而在罐內(nèi)無法測量浮頂下方各圈板的直徑、板高、板厚等參數(shù)；板高和板厚可沿用上周期數(shù)據(jù)或查閱圖紙獲得。對于圈板直徑，此時采用罐體外部測量來完成。測量可分兩種情況，其一，一圈板與罐底連接處的上方有一段圈板未保溫且外露，如果外露部分能夠圍尺測量罐體圓周，則以該圍尺測量的圓周作為外測一圈板及其他圈板徑向差的基圓。按照檢定規(guī)程要求的點數(shù)，預(yù)先在罐外第一圈板的1/4板高處、其他圈板的1/4和3/4板高處對保溫層手工鉆孔，要求各鉆孔鉛垂對應(yīng)以便于用垂準儀進行測量。以基圓為基準，將探針標尺分別插入預(yù)先鉆孔處，用垂準儀測量各圈板的徑向偏差值。測量完成后，用拉鉚器將孔鉚合。
其二，罐體外部全部保溫。這時把罐內(nèi)基圓作為罐外測量基圓。測量方法是利用標靶將罐內(nèi)基圓位置返測到罐外對應(yīng)位置并用手工在保溫層上鉆出測量孔，并以此孔對應(yīng)的圈板外側(cè)作為測量該孔所在鉛垂線上其他圈板徑向差的基準。利用測得的徑向差再考慮各圈板的板厚、基圓周長就可計算出各圈板的內(nèi)徑。按照檢定規(guī)程要求的點數(shù)，沿圓周在保溫層上鉆出基準孔及其他圈板1/4、3/4板高處鉛錘對應(yīng)基準孔的測量孔，一圈板只在3/4板高處鉆孔。將探針標尺分別插入預(yù)先鉆孔處，用垂準儀測量各圈板的徑向偏差值。測量完成后，用拉鉚器將孔鉚合。
罐底邊部標高測量在罐體外部繞一圈板圓周均勻布置若干測點，利用水準儀和標高尺，建立多個關(guān)聯(lián)測站對所有測點進行標高測量，最后將所有測點的標高換算到第一個測站對應(yīng)水平上的標高，利用上、下標靶的相關(guān)測量將邊部標高換算到罐內(nèi)罐底標高測量時的測量水平面上。
(2)外浮頂完全降落于罐底時的罐內(nèi)測量基圓測量浮頂降落于罐底后，以露出浮頂防雨密封護板至少為板高一半的圈板為基圓所在圈板，以圈板的1/4或3/4板高處為基圓所在位置，用內(nèi)鋪尺法測量圓周。
各圈板徑向差測量在罐內(nèi)浮頂上，利用光學(xué)垂準儀和移動式徑向偏差儀測量各圈板的徑向偏差。
浮頂起點標高測量單盤式浮頂將水準儀安裝在浮頂上相對穩(wěn)定的位置，將單盤半徑大約8等分，并固定數(shù)值，用量油尺的零點對齊單盤與船艙連接角鐵在單盤上的邊緣，向半徑方向以固定數(shù)值為基礎(chǔ)畫出8點標記，在單盤上對稱的8個方向以上法在單盤上做標記，將標尺逐一垂直立于標記處，用水準儀讀取數(shù)據(jù)并做好記錄。將超聲波測厚儀安裝好，測量單盤厚度，多次測量取其平均值并做好記錄。
雙層式浮頂將水準儀安裝在浮頂上相對穩(wěn)定的位置，將浮盤上各船艙的艙口全部打開，標尺通過艙口垂直立于船艙底部的鐵板上，用水準儀讀取數(shù)據(jù)并做好記錄。安裝好超聲波測厚儀，進入船艙里，測量底部鋼板的厚度，測量最少4個船艙底部鋼板的厚度，取平均值并做好記錄。
下標靶標高測量在與罐頂計量檢尺臺對應(yīng)的浮頂上方的罐壁上，將帶有強力磁性座的支架吸附在罐壁上，將下標靶安裝在支架上；同時在計量檢尺臺上設(shè)置上標靶并要求上、下標靶在鉛垂方向上相互對應(yīng)。通常我們用垂準儀底座的平面當作下標靶，將其安裝于該架上并利用其自身所帶水平氣泡將其調(diào)平。用浮頂起點標高測量中的水平儀的水平，測出下標靶的標高。
上標靶、上檢尺點標高測量以一把水平尺為把柄，將一塊平面板固定于水平尺的一端來作為上標靶。要求水平尺處于水平時平面板也處于水平。在罐頂計量檢尺臺上，用可調(diào)高三角架將上標靶置于和下標靶在鉛垂方向上相互對應(yīng)的位置上并將其調(diào)平，其所在水平要高于上檢尺點所在水平。將水平儀架設(shè)在上述兩水平之間并調(diào)平，利用標高尺分別測出上標靶的標高(下表面倒尺)和上檢尺點的標高。
上、下標靶高差測量將激光測距儀的測量基準設(shè)置為后蓋后緣。將激光測距儀放置在已調(diào)平下標靶的平面上，此時測距零點正好在下標靶的平面上。按動測距儀測量鍵調(diào)整激光光斑打在上標靶上，再次按動測量鍵測出上、下標靶間的距離。重復(fù)上述測量，將兩次測量值的平均值作為上、下標靶高差。
板高、板厚測量在浮頂人梯附近的罐壁處，將量油尺從罐頂沿罐壁放下，用磁鐵將量油尺尺帶固定在最高圈板的罐壁上，保持尺帶自由下垂。同樣在浮頂上方罐壁處用磁鐵將尺帶固定。讀取浮頂上方最下面一道圈板水平焊縫中間的量油尺讀數(shù)。沿著浮頂人梯，利用水準儀由下往上依次觀測相鄰圈板水平焊縫中間所對的量油尺讀數(shù)，最后讀取最高圈板上沿的讀數(shù)，并做好記錄。二圈板板高可用總高減其他圈板板高獲得。
將超聲波測厚儀安裝調(diào)試完畢后，在測量處涂上耦合劑，將探頭與被測圈板耦合，屏幕即顯示被測材料厚度值及耦合標志。拿開探頭后，厚度值保持，耦合標志消失，所測厚度值即為圈板厚度。如耦合標志閃爍或無耦合標志，及所測數(shù)據(jù)變化，說明耦合性不好，需重新涂抹耦合劑，重新測量。如材料實際聲速與5900m/s不同時，應(yīng)測得實際聲速并按下式計算實際厚度值H0＝H×V0/5900式中H——5900m/s聲速下測得值(mm)；V0——材料實際聲速值(m/s)；H0——材料實際厚度值(mm)；測量位置在各圈板的1/4或3/4處。
橢圓度測量根據(jù)基圓圈板測量的圓周，對罐的八個對稱方位在罐壁上作標記，在罐底標高測量的同時，用3m盒尺的零點對準有標記處的一、二圈板間水平橫焊縫的中心，使尺帶自由懸垂，用水準儀一一讀取數(shù)據(jù)，并做好記錄。最后將所有測點的標高換算到第一個測站對應(yīng)水平上的標高。
(3)外浮頂完全起浮后低位時的罐內(nèi)測量罐底標高測量(拔浮頂支腿)測量原理當浮頂完全起浮后，將水準儀架在浮頂穩(wěn)定處并調(diào)平。分別抽出每根浮頂支腿并通過標高尺測量出浮頂支腿墊板的標高。該標高加支腿墊板的厚度即為罐底標高。各支腿在浮頂上呈環(huán)形分布，測出各圈支腿所在的半徑或直徑。
當浮頂完全起浮超過起浮止點200～300mm時，停止收發(fā)作業(yè)并靜置1小時以上，確保浮頂處于穩(wěn)定狀態(tài)。將水準儀安裝在浮頂中部相對穩(wěn)定的位置上并調(diào)平。將帶有起重滑輪的三角架支架在將被拔出的浮頂支腿上方，將起重繩掛鉤掛在支腿的起吊環(huán)上，繩的另一端由人工拉拽，同時用銅制工具卸下浮頂支腿銷，然后人工拽繩緩慢將支腿拔出。同時用抹布圍在支腿套筒的上沿，防止支腿帶出很多油同時也減少支腿與套筒的碰撞。將套管式標高尺連成5米長，通過支腿套管豎直插入罐底直達支腿墊板，旋轉(zhuǎn)套管標高尺，清除墊板沉積物，確認清理完成后立直標高尺用水準儀讀出標高。在外拔標高尺的過程中用抹布圍在標高尺上，即對標高尺完成擦拭又防止帶出油來。最后將支腿送回原位恢復(fù)原貌，并對拆卸中損壞的配件進行更新。
用鋼卷尺或激光測距儀測出各環(huán)支腿所在的半徑或直徑并做好記錄。
死量基準點標高測量繼續(xù)利用測量罐底時的水準儀(保持原測量水平不變)測量本項。在浮頂上靠近罐壁的一個指定的呼吸閥處，將呼吸閥拔出，在浮船上用來支撐呼吸閥的筒壁上做出檢尺時下尺標記，在該標記處立直標高尺并確保尺頭抵達罐底，用水準儀讀出標高。該標高即為罐底的死量基準點標高。
下計量基準點的標高測量(標靶、上計量基準點標高等)下計量基準點的標高可通過參照高度、上計量基準點標高、上、下標靶標高最終推導(dǎo)出下計量基準點相對于罐底標高測量水平下的標高。
浮船起浮高度及質(zhì)量的測量按規(guī)程的要求測量。
(4)參照高度測量參照高度測量參照高度是指上計量基準點與下計量基準點之間的垂直距離。首先將套管尺管內(nèi)鋼絲繩與套管尺頭連接牢固，然后將套管尺逐節(jié)連接緊密并逐漸沿量油管放下。等套管尺頭接觸下計量板后，要保證套管尺高出上計量點1m左右。用扳手卡緊在套管尺外露部分的中部，并使之按順時針方向旋轉(zhuǎn)以使套管尺頭能夠?qū)⑾掠嬃堪逄幍某练e物得以清理。在確認下計量板沉積物被清理后(標高尺不再有下移)，立直套管尺讀取上計量基準點對應(yīng)的標高尺刻度，即為所測參照高度。重復(fù)上述測量兩次以上，取平均值作為罐的參照高度并做好記錄。將標高尺逐節(jié)拔出卸下，查看標高尺有無變形；如有變形，則應(yīng)更換標高尺重新測量。
(5)罐體總高測量罐體總高測量利用同一水平下的罐底邊部標高和下計量基準點標高、參照高度、同一水平下的罐體上沿標高和上計量基準點標高間接測出罐體總高度。將水準儀支架在上檢尺臺上并調(diào)平。用標高尺分別立在罐體最上一層圈板的上沿和檢尺口上沿，分別讀出標高并做好記錄。
(6)罐內(nèi)附件測量罐內(nèi)附件測量或查閱對于復(fù)檢罐，罐內(nèi)附件的數(shù)據(jù)可參考上一周期檢定時的原始數(shù)據(jù)。無上周期檢定數(shù)據(jù)的也可通過查詢罐施工驗收圖紙和相關(guān)資料，記錄罐內(nèi)各附件(人孔、攪拌孔、加熱器、進出油管、浮頂支腿墊板厚度等)的形狀、幾何參數(shù)以及起止點數(shù)據(jù)。
帶液檢定這種方法既為企業(yè)節(jié)約大量清罐資金又節(jié)省了清罐時間，從而大大降低企業(yè)檢定成本、為企業(yè)帶來很大效益。
具體實施例方式
外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法包括技術(shù)條件準備、環(huán)境條件監(jiān)測、設(shè)備自查自校、檢定方法、數(shù)據(jù)處理過程及不確定度評定等步驟。檢定的具體測量根據(jù)罐體類型和JJG168-87《立式金屬罐容量》中的要求及實際測量的操作方法可將罐體測量分為外部測量、外浮頂完全降落于罐底時的罐內(nèi)測量、外浮頂完全起浮后低位時的罐內(nèi)測量、參照高度測量、罐體總高測量、罐內(nèi)附件測量六部分。
1、外部測量1.1當罐體不保溫時，基圓的圓周，各圈板的板高、板厚、徑向差均可依照JJG168-87《立式金屬罐容量》檢定規(guī)程在罐體外部測量。
1.2當罐體保溫時，外浮頂完全降落于罐底后，在罐內(nèi)可以測量浮頂上方基圓圈板的圓周及其他圈板的徑向差。而在罐內(nèi)無法測量浮頂下方各圈板的直徑、板高、板厚等參數(shù)；板高和板厚可沿用上周期數(shù)據(jù)或查閱圖紙獲得。對于圈板直徑，此時采用罐體外部測量來完成。測量可分兩種情況，其一，一圈板與罐底連接處的上方有一段圈板未保溫且外露，如果外露部分能夠圍尺測量罐體圓周，此時將此圓周作為外測一圈板及其他圈板徑向差的基圓?；鶊A測量位置可選在一圈板未保溫部分的中部。以鋼直尺的零點對準罐底，以固定高度在圍尺圓周位置處用粉筆畫出5cm長的水平橫線，沿圓周每隔1~3m畫一水平橫線，繞罐壁一周。用磁鐵將鋼卷尺的一端固定在罐壁上，按逆時針方向放尺，使尺大致圍繞在測量圓周附近，并要緊貼罐壁，用磁鐵固定5分鐘左右，使尺子和罐壁要充分達到動態(tài)熱平衡。在測量圓周的水平橫線上距離豎焊縫和其它障礙物300mm外的位置，畫一細豎線，與水平橫線成十字交叉。將鋼卷尺的零刻度線與豎線重合，尺帶的上邊緣與水平橫線的下緣對齊。用磁鐵在零刻度線的左側(cè)固定尺帶，在距離磁鐵大約3m左右，將尺夾套在尺帶上，在它的套環(huán)上連接拉力計，使尺帶的上緣與水平橫線的下緣重合。在罐壁的切線方向拉緊尺子，并使拉力計的讀數(shù)達到98N或10kg，觀察尺帶零點與起點豎線是否發(fā)生相對位移，有位移說明磁力不夠，需增加磁鐵數(shù)量重新測量，無位移說明起點準確，用磁鐵在尺帶與罐壁的切點處將尺帶固定在罐壁上。按逆時針方向，沿測量圓周軌跡用上法依次固定尺帶。注意，除圍尺起點始終固定外，在給任何一點加力時，其前兩個切點都必須固定，即在測量過程中要保證有兩個切點同時固定，以防尺帶的滑落。當用上法將尺帶固定到起點時，查看尺帶零刻度線與起點豎線是否有位移，如無位移，說明測量狀況完好，將起點磁鐵右移，止點尺帶加力到與尺帶受檢拉力相同。在豎線的右側(cè)固定止端尺帶，讀取起點豎線對應(yīng)鋼卷尺的讀數(shù)至mm值，記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)測量圓周，兩次之差應(yīng)不得大于下表所示允差，記錄兩次測量數(shù)據(jù)；圓周長(C)測量允差

實際測量時，卷尺要越過焊縫、鉚釘及加強板的凸出部分，給測量圓周的周長測量帶來一定的系統(tǒng)誤差，對此需用跨越器進行修正值的測量。將跨越器定一任意弦長，用鋼卷尺測出此弦緊貼罐壁對應(yīng)的無障礙弧長。在不同位置測量兩次，取其平均值。再用鋼卷尺測出跨越器越過突出物時所對應(yīng)弧長。在不同位置測量兩次，取其平均值。用兩平均數(shù)之差乘以該突出物的總數(shù)即得該突出物引起的周長的修正值。
對于各圈板徑向差測量，按照檢定規(guī)程要求的點數(shù)，預(yù)先在罐外第一圈板的1/4板高處、其他圈板的1/4和3/4板高處對保溫層手工鉆孔，要求各鉆孔鉛垂對應(yīng)以便于用垂準儀進行測量。以一圈板測量圓周為基準，將探針標尺分別插入預(yù)先鉆孔處，用垂準儀測量各圈板的徑向偏差值。測量完成后，用拉鉚器將空鉚合。
其二，罐體外部全部保溫。這時把罐內(nèi)基圓作為罐外測量基圓。測量方法是利用標靶將罐內(nèi)基圓位置返測到罐外對應(yīng)位置并用手工在保溫層上鉆出測量孔，并以此孔對應(yīng)的圈板外側(cè)作為測量該孔所在鉛垂線上其他圈板徑向差的基準。利用測得的徑向差再考慮各圈板的板厚、基圓周長就可計算出各圈板的內(nèi)徑。按照檢定規(guī)程要求的點數(shù)，沿圓周在保溫層上鉆出基準孔及其他圈板1/4、3/4板高處鉛錘對應(yīng)基準孔的測量孔，一圈板只在3/4板高處鉆孔。將探針標尺分別插入預(yù)先鉆孔處，用垂準儀測量各圈板的徑向偏差值。測量完成后，用拉鉚器將空鉚合。
在罐內(nèi)測完各圈板徑向差后，分別在各測站位置設(shè)立下標靶同時在罐頂設(shè)立與之對應(yīng)的上標靶，在罐外也設(shè)置與之對應(yīng)的上、下標靶。將罐內(nèi)、外的上、下標靶均調(diào)成水平狀態(tài)。在罐內(nèi)將水準儀架設(shè)在穩(wěn)定處并調(diào)平，利用標高尺測量出下標靶和基圓位置的標高；用激光測距儀測出上、下標靶間的高差；在罐頂將水準儀架設(shè)在穩(wěn)定處并調(diào)平，利用標高尺測量出兩個上標靶的標高。在罐外將水準儀架設(shè)在穩(wěn)定處并調(diào)平，利用標高尺測量出下標靶的標高；用激光測距儀測出上、下標靶間的高差；對以上測量數(shù)據(jù)做好記錄。利用上述測量數(shù)據(jù)和待測圈板的板高就可計算出罐外下標靶與基準孔和各圈板待測孔的高差，根據(jù)計算高差用量油尺在罐壁保溫層上標記出各孔的位置并用手工方式鉆出測量孔。將探針標尺插入基準孔處，要求針標尺處于水平且指向罐體中軸。在標尺的正下方安裝光學(xué)垂準儀支架，將平面托架盡可能安平，然后將光學(xué)垂準儀安放在平面托架上用螺絲固定緊，調(diào)整光學(xué)垂準儀的三個底腳旋鈕使水平氣泡居中，放松固定儀器的中心螺絲，水平移動儀器，使標尺應(yīng)在視野中心，固定中心螺絲，旋轉(zhuǎn)微動鈕，使儀器慢慢旋轉(zhuǎn)方向，并使十字線橫線應(yīng)與標尺刻度線平行，旋緊微動固定鈕使其固定，旋轉(zhuǎn)調(diào)焦旋鈕，使標尺刻度線清晰地呈現(xiàn)于目鏡中，讀取十字線橫線與標尺對應(yīng)的數(shù)值，并做記錄。微動標尺，再將其恢復(fù)原位置，再次讀數(shù)，兩次之差不應(yīng)大于1mm，否則應(yīng)重測。在各圈板的測量孔用以上方法逐個測量，記錄各測點的徑向偏差數(shù)值。
1.3罐底邊部標高測量罐底邊部標高測量我們在罐體外部繞一圈板圓周對罐底板按照JJG168-87《立式金屬罐容量》中的有關(guān)要求均勻布置若干(雙數(shù))測點。首先在與罐頂計量檢尺臺對應(yīng)的罐底附近建立第1個測點，其他測點按逆時針方向依次標記第2、3、……N點。第一個測站設(shè)在第一個測點附近。利用水準儀和標高尺對罐底板各測點標高進行測量，下一個測站要對上一個測站的最后一個測點進行測量來建立相鄰測站的關(guān)聯(lián)。記錄每個測點的測量結(jié)果，最后將所有測點的標高換算到第一個測站對應(yīng)水平上的標高。
1.4下標靶標高測量在與罐頂計量檢尺臺對應(yīng)的罐底附近設(shè)置下標靶；同時在計量檢尺臺上設(shè)置上標靶并要求上、下標靶在鉛垂方向上相互對應(yīng)。通常我們用垂準儀底座的平面當作下標靶，將其安裝于三腳架上并利用其自身所帶水平氣泡將其調(diào)平。用罐底邊部標高測量中的第一測站水平儀的水平，測出下標靶的標高。
1.5上標靶、上檢尺點標高測量以一把水平尺為把柄，將一塊平面板固定于水平尺的一端來作為上標靶。要求水平尺處于水平時平面板也處于水平。在罐頂計量檢尺臺上，用可調(diào)高三角架將上標靶置于和下標靶在鉛垂方向上相互對應(yīng)的位置上并將其調(diào)平，其所在水平要高于上檢尺點所在水平。將水平儀架設(shè)在上述兩水平之間并調(diào)平，利用標高尺分別測出上標靶的標高(下表面倒尺)和上檢尺點的標高。
1.6上、下標靶高差測量將激光測距儀的測量基準設(shè)置為后蓋后緣。將激光測距儀放置在已調(diào)平下標靶的平面上，此時測距零點正好在下標靶的平面上。按動測距儀測量鍵調(diào)整激光光斑打在上標靶上，再次按動測量鍵測出上、下標靶間的距離。重復(fù)上述測量，將兩次測量值的平均值作為上、下標靶高差。
1.7罐體傾斜度測量根據(jù)一圈板測量的圓周，對罐的八個對稱方位在罐壁上作標記，在罐底標高測量的同時，用水準儀一一讀取數(shù)據(jù)，并做好記錄。最后將所有測點的標高換算到第一個測站對應(yīng)水平上的標高。
2、外浮頂完全降落于罐底時的罐內(nèi)測量2.1基圓圓周的測量當浮頂降落于罐底后，以露出浮頂防雨密封護板至少為板高一半的圈板為基圓所在圈板，以圈板的1/4或3/4板高處為基圓所在位置，用內(nèi)鋪尺法測量圓周。
基圓圓周位置的選取基圓圓周位置的選取應(yīng)根據(jù)兩條原則，一是便于操作；二是能代表所在圈板的平均圓周。
水平線的畫法計算基圓板高3/4的數(shù)值，查看基圓板高3/4處上、下50mm范圍內(nèi)，基圓圓周處有無障礙物，確定基圓圓周的位置，記錄此位置到基圓圈板起點的距離。以3m盒尺的零點對準基圓圈板的起點，將尺帶拉至確定的基圓圓周位置以上，用粉筆在基圓圓周位置處準確畫出長5cm的水平橫線，在罐壁上每隔2m左右按照以上方法畫取水平橫線。或者在確定基圓圓周的水平位置后，用600mm鋼板尺量取基圓圓周的確定位置到上焊縫之間的距離，記錄數(shù)值，并用粉筆做5cm的水平標記。依據(jù)以上方法，畫出水平橫線；內(nèi)鋪尺法測量基圓圓周將鋼卷尺的尺帶順時針方向放開，繞罐壁一周，以達到尺帶的溫度應(yīng)大致接近罐內(nèi)溫度。選取鋪尺起點畫垂直豎線，應(yīng)與水平橫線交叉，將鋼卷尺尺帶零點對準垂直豎線，尺帶的上沿與水平橫線的下沿重合。用磁鐵固定尺帶零點的左側(cè)，順時針方向?qū)⒊邘а厮骄€方向鋪好，用鋼板尺壓緊尺帶，觀察尺帶的零點是否與垂直豎線重合，如確定重合，用鋼板尺依次壓緊尺帶使其與罐壁緊緊貼合，圍繞確定的基圓圓周鋪壓一周，臨近垂直豎線的最后一尺鋪壓完畢后，讀取尺帶與垂直豎線重合的數(shù)值，取至0.5mm，并做記錄。用以上方法測量兩次，兩次之差不得大于2mm，取其平均值；基圓圓周修正在基圓圓周水平橫線處選擇四個無障礙弧，用跨越規(guī)卡出無障礙弧的長度記錄數(shù)值，取四個弧長的平均值作為參比。在鋼卷尺越過障礙物的部位，以障礙物作為弧長中心，保持跨越規(guī)弦長不變用其卡出有障礙弧，記錄對應(yīng)的鋼卷尺長度，與參比該長度之差即為鋼卷尺相對該障礙物的跨越修正值；2.2徑向差測量各圈板徑向偏差測量位置的選取由于罐內(nèi)液體靜壓力以及水平焊接板的影響，除第一圈板形狀稍有不同外，其它各圈板的形狀其垂截面皆略呈鼓形的曲面。因此對這些圈板的直徑測量可選取測點進行代表性測量，然后取其平均值作為該圈板的直徑，一般選取在每圈板外高1/4和3/4位置且等距離的徑向偏差測量點。其水平方向測量點的選取應(yīng)按以下原則確定應(yīng)為偶數(shù)，周長小于等于100m時，相鄰水平測站的弧長不超過3m，最小測量點數(shù)不少于16點；周長大于100m時，相鄰水平測站的弧長不超過4m，最小測量點數(shù)不少于36點(對于變形大的罐，測量點根據(jù)情況增多)。
將旗繩穿過滑輪組件的滑輪，將滑輪組件勾掛在罐頂?shù)淖o欄上，將標尺插入磁性爬車的標尺槽中，擰緊兩邊的螺絲，以使標尺固定。將旗繩的一端連接在爬車前部的圓環(huán)上，使圓環(huán)左右擺動自如，拉緊旗繩另一端，使爬車側(cè)面向罐壁自由懸垂，確定位置扶正小車，使小車上三個滾輪都需緊貼罐壁，將爬車拉至基圓水平橫線處，爬車上后兩滾輪與罐壁的切線應(yīng)與水平橫線的下沿重合。在標尺的正下方安裝光學(xué)垂準儀支架，將平面托架盡可能安平，然后將光學(xué)垂準儀安放在平面托架上用螺絲固定緊，調(diào)整光學(xué)垂準儀的三個地腳旋鈕使水平氣泡居中，放松固定儀器的中心螺絲，水平移動儀器，使標尺應(yīng)在視野中心，固定中心螺絲，旋轉(zhuǎn)微動鈕，使儀器慢慢旋轉(zhuǎn)方向，并使十字線橫線應(yīng)與標尺刻度線平行，旋緊微動固定鈕使其固定，旋轉(zhuǎn)調(diào)焦旋鈕，使標尺刻度線清晰地呈現(xiàn)于目鏡中，讀取十字線橫線與標尺對應(yīng)的數(shù)值，并做記錄。微動爬車，再將其恢復(fù)原位置，再次讀數(shù)，兩次之差不應(yīng)大于1mm，否則應(yīng)重測。拉動旗繩，使爬車按垂線方向向上運動，逐一讀取各圈板的徑向偏差值；在各測點用以上方法逐次測量記錄各測點的徑向偏差數(shù)值。
2.3浮頂起點標高測量單盤式浮頂將水準儀安裝在浮頂上相對穩(wěn)定的位置，將單盤半徑大約8等分，并固定數(shù)值，用量油尺的零點對齊單盤與船艙連接角鐵在單盤上的邊緣，向半徑方向以固定數(shù)值為基礎(chǔ)畫出8點標記，在單盤上對稱的8個方向以上法在單盤上做標記，將標尺逐一垂直立于標記處，用水準儀讀取數(shù)據(jù)并做好記錄。將超聲波測厚儀安裝好，測量單盤厚度，多次測量取其平均值并做好記錄。
雙層式浮頂將水準儀安裝在浮頂上相對穩(wěn)定的位置，將浮盤上各船艙的艙口全部打開，標尺通過艙口垂直立于船艙底部的鐵板上，用水準儀讀取數(shù)據(jù)并做好記錄。安裝好超聲波測厚儀，進入船艙里，測量底部鋼板的厚度，測量最少4個船艙底部鋼板的厚度，取平均值并做好記錄。
2.4下標靶標高測量在與罐頂計量檢尺臺對應(yīng)的浮頂上方的罐壁上，將帶有強力磁性座的支架吸附在罐壁上，將下標靶安裝在支架上；同時在計量檢尺臺上設(shè)置上標靶并要求上、下標靶在鉛垂方向上相互對應(yīng)。通常我們用垂準儀底座的平面當作下標靶，將其安裝于該架上并利用其自身所帶水平氣泡將其調(diào)平。用浮頂起點標高測量中的水平儀的水平，測出下標靶的標高。
2.5上標靶、上檢尺點標高測量同1.6。
2.6上、下標靶高差測量同1.7。
2.7板高板厚測量在浮頂人梯附近的罐壁處，將量油尺從罐頂沿罐壁放下，用磁鐵將量油尺尺帶固定在最高圈板的罐壁上，保持尺帶自由下垂。同樣在浮頂上方罐壁處用磁鐵將尺帶固定。讀取浮頂上方最下面一道圈板水平焊縫中間的量油尺讀數(shù)。沿著浮頂人梯，利用水準儀由下往上依次觀測相鄰圈板水平焊縫中間所對的量油尺讀數(shù)，最后讀取最高圈板上沿的讀數(shù)，并做好記錄。二圈板板高可用總高減其他圈板板高獲得。
將超聲波測厚儀安裝調(diào)試完畢后，在測量處涂上耦合劑，將探頭與被測圈板耦合，屏幕即顯示被測材料厚度值及耦合標志。拿開探頭后，厚度值保持，耦合標志消失，所測厚度值即為圈板厚度。如耦合標志閃爍或無耦合標志，及所測數(shù)據(jù)變化，說明耦合性不好，需重新涂抹耦合劑，重新測量。如材料實際聲速與5900m/s不同時，應(yīng)測得實際聲速并按下式計算實際厚度值H0＝H×V0/5900式中H——5900m/s聲速下測得值(mm)；V0——材料實際聲速值(m/s)；H0——材料實際厚度值(mm)；測量位置在各圈板的1/4或3/4處。
2.8罐體橢圓度測量根據(jù)基元圈板高度3/4處的內(nèi)周長，將其周長分成8等分，并在罐壁上作標記，用鋼卷尺測量兩對稱點之間的距離。將鋼卷尺的零點對準一點，在其對稱點上拉直鋼卷尺，左右水平移動鋼卷尺找出最大數(shù)值即為兩對稱點間的距離，依法測量，求出橢圓的各長短半徑，并做好記錄。
3、外浮頂完全起浮后低位時的罐內(nèi)測量3.1罐底標高測量測量原理當浮頂完全起浮后，將水準儀架在浮頂穩(wěn)定處并調(diào)平。分別抽出每根浮頂支腿通過標高尺測量出浮頂支腿墊板的標高。該標高加支腿墊板的厚度即為罐底標高。各支腿在浮頂上呈環(huán)形分布，測出各圈支腿所在的半徑或直徑。
當浮頂完全起浮超過起浮止點200～300mm時，停止收發(fā)作業(yè)并靜置1小時以上，確保浮頂處于穩(wěn)定狀態(tài)。將水準儀安裝在浮頂中部相對穩(wěn)定的位置上并調(diào)平。將帶有起重滑輪的三角架支架在將被拔出的浮頂支腿上方，將起重繩掛鉤掛在支腿的起吊環(huán)上，繩的另一端由人工拉拽，同時用銅制工具卸下浮頂支腿銷。然后人工拽繩緩慢將支腿拔出。同時用抹布圍在支腿套筒的上沿，防止支腿帶出很多油同時也減少支腿與套筒的碰撞。將套管式標高尺連成5米長，通過支腿套管豎直插入罐底直達支腿墊板，旋轉(zhuǎn)套管標高尺，清除墊板沉積物，確認清理完成后立直標高尺用水準儀讀出標高。在外拔標高尺的過程中用抹布圍在標高尺上，即對標高尺完成擦拭又防止帶出油來。最后將支腿送回原位恢復(fù)原貌。對拆卸中損壞的配件進行更新。用鋼卷尺或激光測距儀測出各環(huán)支腿所在的半徑或直徑并做好記錄。
3.2死量基準點標高測量繼續(xù)利用測量罐底時的水準儀(保持原測量水平不變)測量本項。在浮頂上靠近罐壁的一個指定的呼吸閥處，將呼吸閥拔出，在浮船上用來支撐呼吸閥的筒壁上做出檢尺時下尺標記，在該標記處立直標高尺并確保尺頭抵達罐底，用水準儀讀出標高。該標高即為罐底的死量基準點標高。
3.3下標靶標高測量同2.4。
3.4上標靶、上檢尺點標高測量同2.5。
3.5上、下標靶高差測量同2.6。
3.6浮船起浮高度及質(zhì)量的測量單盤式浮頂在罐內(nèi)液體高度達到使浮頂完全起浮后時，將水準儀安裝在浮頂上相對穩(wěn)定的位置，將單盤半徑大約8等分，并固定數(shù)值，用量油尺的零點對齊單盤與船艙連接角鐵在單盤上的邊緣，向半徑方向以固定數(shù)值為基礎(chǔ)畫出8點標記，在單盤上對稱的8個方向以上法在單盤上做標記，將標尺逐一垂直立于標記處，用水準儀讀取數(shù)據(jù)并做好記錄。將單盤上人孔或呼吸閥、取樣口打開，以能看到液面為宜，將標尺零點緊貼于液面，用水準儀讀取數(shù)值，重復(fù)兩次，兩次之差不得大于1mm。然后換取另一處可測液面的位置，用上述方法重復(fù)測量兩次，其平均值與上次數(shù)據(jù)差值不得大于2mm，取多處液面的平均值，并做好記錄。
雙層式浮頂當罐內(nèi)液體的高度足以使浮盤完全浮起后，在浮盤上穩(wěn)定位置，安裝好水準儀，將浮盤上各船艙的艙口全部打開，標尺通過艙口垂直立于船艙底部的鐵板上，用水準儀讀取數(shù)據(jù)，要將浮盤最少分為8等分圓環(huán)，每一環(huán)上最好取8點以上，標尺逐一立于各點上，讀取數(shù)據(jù)，用量油尺量取相鄰兩環(huán)之間的距離。打開取樣口或人孔，將標尺零點緊貼在液體表面，使標尺垂直，用水準儀讀取數(shù)據(jù)，重復(fù)測量兩次，兩次之差不得大于1mm，換置標尺位置，測量液面高度，與上次測量平均值之差不得大于2mm，取平均值即為油高。
4、參照高度測量參照高度是指上計量基準點與下計量基準點之間的垂直距離。首先將套管尺管內(nèi)鋼絲繩與套管尺頭連接牢固，然后將套管尺逐節(jié)連接緊密并逐步沿量油管放下。等套管尺頭接觸下計量板后，要保證套管尺高出上計量點1m左右。用扳手卡緊在套管尺外露部分的中部，并使之按順時針方向旋轉(zhuǎn)以使套管尺頭能夠?qū)⑾掠嬃堪逄幍某练e物得以清理。在確認下計量板沉積物被清理后(標高尺不再有下移)，立直套管尺讀取上計量基準點對應(yīng)的標高尺刻度，即為所測參照高度。重復(fù)上述測量兩次以上，取平均值作為罐的參照高度并做好記錄。將標高尺逐節(jié)拔出卸下，查看標高尺有無變形；如有變形，則應(yīng)更換標高尺重新測量。
5、罐體總高測量利用同一水平下的罐底邊部標高和下計量基準點標高、參照高度、同一水平下的罐體上沿標高和上計量基準點標高間接測出罐體總高度。將水準儀支架在上檢尺臺上并調(diào)平。用標高尺分別立在罐體最上一層圈板的上沿和檢尺口上沿，分別讀出標高并做好記錄。
6、罐內(nèi)附件對于復(fù)檢罐，罐內(nèi)附件的數(shù)據(jù)可參考上一周期檢定時的原始數(shù)據(jù)。無上周期檢定數(shù)據(jù)的也可通過查詢罐施工驗收圖紙和相關(guān)資料，記錄罐內(nèi)各附件(人孔、攪拌孔、加熱器、進出油管、浮頂支腿墊板厚度等)的形狀、幾何參數(shù)以及起止點數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理及檢定、校準證書的出具檢定、校準證書是對被檢計量器具的計量性能的綜合報告，是計量檢定、校準工作的最終結(jié)果，也是受檢單位使用被檢計量器具進行計量的依據(jù)。為了快速及正確出具檢定、校準證書，需用現(xiàn)代化的微機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以減少人工操作，提高工作效率。
權(quán)利要求
1.一種外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法，它包括技術(shù)條件準備、環(huán)境條件監(jiān)測、設(shè)備自查自校、檢定測量方法和數(shù)據(jù)處理過程，檢定測量方法是將罐體容積分成若干部分進行檢測，再求取各部分檢定值及修正值的代數(shù)和，具體分為各圈板板高、板厚及其圓周測量、參照高度測量、罐體總高測量、罐內(nèi)附件測量、浮頂測量、罐體傾斜度測量、橢圓度測量、罐底測量，其特征是罐底測量包括a、罐底邊部標高測量在罐體外部繞一圈板圓周均勻布置若干測點，利用水準儀和標高尺，建立多個關(guān)聯(lián)測站對所有測點進行標高測量，最后將所有測點的標高換算到第一個測站對應(yīng)水平上的標高，利用上、下標靶的相關(guān)測量將邊部標高換算到罐內(nèi)罐底標高測量時的測量水平面上；b、罐底標高測量當浮頂完全起浮后，將水準儀架在浮頂穩(wěn)定處并調(diào)平，分別抽出每根浮頂支腿并通過標高尺測量出浮頂支腿墊板的標高，該標高加支腿墊板的厚度即為罐底標高；c、浮頂支腿分布測量各支腿在浮頂上呈環(huán)形分布，測出各圈支腿所在的半徑或直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法，其特征是參照高度的測量是首先將套管尺管內(nèi)鋼絲繩與套管尺頭連接牢固，然后將套管尺逐節(jié)連接緊密并逐步沿量油管放下，等套管尺頭接觸下計量板后，要保證套管尺高出上計量點1m左右，用扳手卡緊在套管尺外露部分的中部，并使之按順時針方向旋轉(zhuǎn)以使套管尺頭能夠?qū)⑾掠嬃堪逄幍某练e物得以清理，在確認下計量板沉積物被清理后，立直套管尺讀取上計量基準點對應(yīng)的套管尺刻度，即為所測參照高度；重復(fù)上述測量兩次以上，取平均值作為罐的參照高度；將套管尺逐節(jié)拔出卸下，查看套管尺有無變形，如有變形，則應(yīng)更換套管尺重新測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法，其特征是它還包括死量基準點標高測量，死量基準點標高測量是在浮頂上靠近罐壁的一個指定的呼吸閥處，將呼吸閥拔出，在指定點測量該點對應(yīng)的罐底的標高作為罐底的死量基準點標高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法，其特征是各圈板圓周測量中，一圈板與罐底連接處的上方有一段圈板未保溫且外露，如果外露部分能夠圍尺測量罐體圓周，則以該圍尺測量的圓周作為外測一圈板及其他圈板徑向差的基圓，按照檢定規(guī)程要求的點數(shù)，預(yù)先在罐外第一圈板的1/4板高處、其他圈板的1/4和3/4板高處對保溫層手工鉆孔，要求各鉆空鉛垂對應(yīng)以便于用垂準儀進行測量，以基圓為基準，將探針標尺分別插入預(yù)先鉆孔處，用垂準儀測量各圈板的徑向偏差值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法，其特征是罐體外部全部保溫時，把罐內(nèi)基圓作為罐外測量基圓，測量方法是利用標靶將罐內(nèi)基圓位置返測到罐外對應(yīng)位置并用手工在保溫層上鉆出測量孔，并以此孔對應(yīng)的圈板外側(cè)作為測量該孔所在鉛垂線上其他圈板徑向差的基準，利用測得的徑向差再考慮各圈板的板厚、基圓周長就可計算出各圈板的內(nèi)徑；按照檢定規(guī)程要求的點數(shù)，沿圓周在保溫層上鉆出基準孔及其他圈板1/4、3/4板高處鉛錘對應(yīng)基準孔的測量孔，一圈板只在3/4板高處鉆孔，將探針標尺分別插入預(yù)先鉆孔處，用垂準儀測量各圈板的徑向偏差值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法，其特征是浮頂測量包括單盤式浮頂將水準儀安裝在浮頂上相對穩(wěn)定的位置，將單盤半徑大約8等分，并固定數(shù)值，用量油尺的零點對齊單盤與船艙連接角鐵在單盤上的邊緣，向半徑方向以固定數(shù)值為基礎(chǔ)畫出8點標記，在單盤上對稱的8個方向以上法在單盤上做標記，將標尺逐一垂直立于標記處，用水準儀讀取數(shù)據(jù)并做好記錄，將超聲波測厚儀安裝好，測量單盤厚度，多次測量取其平均值并做好記錄；雙層式浮頂將水準儀安裝在浮頂上相對穩(wěn)定的位置，將浮盤上各船艙的艙口全部打開，標尺通過艙口垂直立于船艙底部的鐵板上，用水準儀讀取數(shù)據(jù)并做好記錄，安裝好超聲波測厚儀，進入船艙里，測量底部鋼板的厚度，測量最少4個船艙底部鋼板的厚度，取平均值并做好記錄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種外浮頂立式金屬罐帶液計量檢定方法，它是將罐體容積分成若干部分進行檢測，再求取各部分檢定值及修正值的代數(shù)和。檢定測量分為罐體外部測量、外浮頂完全降落于罐底時的罐內(nèi)測量、外浮頂完全起浮后低位時的罐內(nèi)測量、參照高度測量、罐體總高測量、罐內(nèi)附件測量。在圈板直徑的測量中，有的是通過外圍(或內(nèi)鋪)尺測出圓周計算后獲得，有的是以測量后的基圓直徑為基準通過測量各圈板相對于基圓的徑向偏差再計算獲得。罐底量及死量的測量是在浮頂上采用拔下支腿、設(shè)定標靶的方式進行測量。參照高度的測量采用帶清理功能的套管尺進行測量。本發(fā)明方法既為企業(yè)節(jié)約大量清罐資金又節(jié)省了清罐時間，從而大大降低企業(yè)檢定成本、為企業(yè)帶來很大效益。
文檔編號G01B17/02GK1664498SQ200510046109
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者佟明星, 白胤, 王玉清, 鄭鶴 申請人:國家大容量第一計量站