畢 江 夏 偉

大慶油田設(shè)計(jì)院

用全站儀測(cè)量臥式金屬罐容量

畢 江 夏 偉

大慶油田設(shè)計(jì)院

采用專(zhuān)用輔助設(shè)備將防爆全站儀架設(shè)在臥罐的中心點(diǎn)附近進(jìn)行水平調(diào)整和固定，確定全站儀的定向方向。設(shè)定向方向的水平角為0°00′00″，垂直方向的高度角為0°00′00″，設(shè)置完畢后就可用全站儀對(duì)臥罐進(jìn)行連續(xù)測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，用全站儀測(cè)量臥式金屬罐是可行的。采用該方法檢定臥罐，其檢定結(jié)果符合《臥式金屬罐容積（JJG266—1996）》檢定規(guī)程中的技術(shù)要求。該方法可操作性強(qiáng)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，擴(kuò)展了全站儀測(cè)量臥式金屬罐的范圍。

全站儀；臥式金屬罐；測(cè)量方法；試驗(yàn)

1 測(cè)量方法

采用專(zhuān)用輔助設(shè)備將防爆全站儀架設(shè)在臥罐的中心點(diǎn)附近進(jìn)行水平調(diào)整和固定，確定全站儀的定向方向。設(shè)定向方向的水平角為0°00′00″，垂直方向的高度角為0°00′00″，設(shè)置完畢后就可用全站儀進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。

（1）直圓筒部分罐壁上目標(biāo)點(diǎn)的確定。在直圓筒上對(duì)每個(gè)圈板進(jìn)行2組數(shù)據(jù)測(cè)量，每個(gè)垂直于臥罐縱軸線(xiàn)截面上的測(cè)量點(diǎn)不少于16個(gè)；點(diǎn)位要均勻分布，不要離焊縫太近。

（2）臥罐封頭上測(cè)量點(diǎn)位置的確定。在臥式金屬罐的頂型中只有弧形頂?shù)臏y(cè)量比較繁瑣，而其他頂型的測(cè)量簡(jiǎn)單且數(shù)據(jù)量也較少。對(duì)于弧形頂頂型的測(cè)量可依據(jù)弧形頂頂型的形狀特點(diǎn)來(lái)確定測(cè)量方案。具體操作如下：軸線(xiàn)方向上測(cè)量點(diǎn)間隔應(yīng)為2～5 cm；測(cè)量封頭垂直于軸線(xiàn)截面圓周上的目標(biāo)點(diǎn)的空間坐標(biāo)；封頭半徑及其他垂直截面位置上的測(cè)量點(diǎn)數(shù)不少于16個(gè)；圓周上的目標(biāo)點(diǎn)要分布均勻；中心點(diǎn)測(cè)量2個(gè)數(shù)據(jù)；該測(cè)量過(guò)程的核心主要是目標(biāo)點(diǎn)要精確定位，通過(guò)合理增加測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。

（3）直圓筒圈板半徑的測(cè)量。確定要測(cè)量圈板的位置后，將經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的激光標(biāo)線(xiàn)儀精確安置在該位置，并使激光束準(zhǔn)確指向需測(cè)量的圈板垂直剖面上。手工操作全站儀，按照確定目標(biāo)點(diǎn)的間隔、數(shù)量逐一測(cè)量罐壁目標(biāo)點(diǎn)的水平角、高度角和距離并準(zhǔn)確記錄。同時(shí)用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的紅外測(cè)溫儀測(cè)量該圈板的罐壁溫度，溫度測(cè)量值不少于4點(diǎn)（均勻分布即可）。移動(dòng)激光標(biāo)線(xiàn)儀至下一個(gè)測(cè)量位置，繼續(xù)手工操作全站儀直至所有的圈板半徑數(shù)據(jù)測(cè)量完畢，包括兩端封頭半徑的測(cè)量。

（4）罐體總長(zhǎng)、直圓筒長(zhǎng)、封頭高的測(cè)量。將安置好的全站儀的水平角置于定向方向，分別測(cè)量罐壁上的目標(biāo)點(diǎn)A、B、C、D、E、F的水平角、高度角和距離，測(cè)量2次并記錄，同時(shí)測(cè)量罐壁溫度6次（均勻分布）。通過(guò)計(jì)算坐標(biāo)系SAC、SBD、SEF的距離就可計(jì)算出臥罐直圓筒部分的平均長(zhǎng)度、封頭總長(zhǎng)度、罐體總長(zhǎng)度、封頭伸長(zhǎng)量等，經(jīng)過(guò)溫度修正即可用于容量計(jì)算。注意：罐體總長(zhǎng)度=直圓筒長(zhǎng)+封頭總長(zhǎng)+封頭伸長(zhǎng)量。

（5）弧形頂?shù)臏y(cè)量?；⌒雾敎y(cè)量的原理是將弧形頂分割成小圓臺(tái)，準(zhǔn)確測(cè)量圓臺(tái)的幾何尺寸，經(jīng)過(guò)必要的修正后，即可用于計(jì)算弧形頂?shù)娜萘俊Ｔ谂P罐縱軸線(xiàn)附近安置好全站儀后，按照事先確定的測(cè)量方法和規(guī)劃的測(cè)量參數(shù)（如目標(biāo)點(diǎn)間的水平角等），按次序準(zhǔn)確測(cè)量弧形頂縱軸線(xiàn)垂直截面圓周上目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。要注意：對(duì)弧形頂幾何特征點(diǎn)及其附近的測(cè)量應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)量點(diǎn)數(shù)量；對(duì)弧形頂封頭與直圓筒之間的變換點(diǎn)、封頭的中心點(diǎn)等數(shù)據(jù)要精確測(cè)量，以便用于確定頂型的高度和直圓筒部分的長(zhǎng)度；在測(cè)量過(guò)程中儀器的中心高度盡量與臥罐的縱軸線(xiàn)接近；測(cè)量的數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)溫度修正和傾斜修正才能用于容量的計(jì)算。

（6）參照高度的測(cè)量。參照高度的測(cè)量采用測(cè)深量油尺測(cè)量即可。

（7）罐體傾斜測(cè)量。罐體傾斜測(cè)量一般利用測(cè)量罐體直圓筒或罐體總長(zhǎng)的測(cè)量數(shù)據(jù)即可計(jì)算出罐體的軸向傾斜，罐體傾斜測(cè)量見(jiàn)圖1。

（8）核驗(yàn)點(diǎn)的測(cè)量?？紤]到在測(cè)量過(guò)程中全站儀可能發(fā)生水平、垂直移動(dòng)從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，測(cè)量時(shí)應(yīng)先測(cè)量特設(shè)的核驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。待該測(cè)站測(cè)量完畢后再次對(duì)核驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，如前、后2次測(cè)量值均在規(guī)定的范圍之內(nèi)，則表示該測(cè)站的測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

圖1 罐體傾斜時(shí)長(zhǎng)度測(cè)量示意（側(cè)視）

2 測(cè)量試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)

直圓筒半徑測(cè)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。直圓筒長(zhǎng)度測(cè)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表2。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用全站儀測(cè)量臥式金屬罐的直圓筒半徑和長(zhǎng)度均滿(mǎn)足測(cè)量誤差要求。

表1 直圓筒半徑測(cè)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)比對(duì)

表2 直圓筒長(zhǎng)度測(cè)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值

3 結(jié)論

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，用全站儀測(cè)量臥式金屬罐是可行的。采用該方法檢定臥罐，其檢定結(jié)果符合《臥式金屬罐容積（JJG266—1996）》檢定規(guī)程中的技術(shù)要求。該方法可操作性強(qiáng)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，擴(kuò)展了全站儀測(cè)量臥式金屬罐的范圍。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.8.079