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        容量比較法檢測立式金屬罐罐容底量方法的探討

        2015-12-22 05:42:22曹兵國家大容量第一計(jì)量站遼寧撫順113000
        化工管理 2015年17期
        關(guān)鍵詞:液位變形

        曹兵(國家大容量第一計(jì)量站,遼寧 撫順 113000)

        儲罐作為液態(tài)貨物的儲存設(shè)備,又是重要貨物交接收發(fā)的計(jì)量器具。對于儲罐計(jì)量時(shí)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否,直接關(guān)系到貿(mào)易雙方利益。為此如何發(fā)現(xiàn)儲罐存在差量的原因并加以解決,是事關(guān)重要的工作。

        現(xiàn)在我們對立式金屬罐罐容的檢測主要是依據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG168—2003《立式金屬罐容量》的規(guī)定。采用的方法主要是以幾何測量法為主,容量比較法作為傳統(tǒng)的方法被保留了。幾何測量法技術(shù)設(shè)備先進(jìn),工作時(shí)間要短,參與工作人員要少,存在很大的優(yōu)勢,現(xiàn)階段為普遍采用。但是,在立式金屬罐容量測量當(dāng)中,罐底部分的變形一直制約著測量精度,采用容量比較法還是有他的合理性。

        1 利用容量比較法進(jìn)行容量測量的原因

        1.1 基礎(chǔ)沉降是對罐容計(jì)量造成誤差的主要原因

        目前對于我國的建罐現(xiàn)狀,在內(nèi)陸建造的儲罐主要以軟基礎(chǔ)為主,大多數(shù)采取環(huán)墻(梁)式結(jié)構(gòu)。在地質(zhì)條件較差及沿海港口填海造田建造的罐,一般采取樁基礎(chǔ)(硬基礎(chǔ))。

        作為基礎(chǔ)沉降對罐容計(jì)量造成誤差的原因,首先要從水沉降試驗(yàn)進(jìn)行分析。儲罐在進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí),在高液水位的重力作用下,對罐底產(chǎn)生很大的壓強(qiáng),儲罐的地基要產(chǎn)生整體沉降和局部沉降。無論是硬基礎(chǔ)還是軟基礎(chǔ),這種沉降都要發(fā)生,只是沉降量大小不同而已。一般情況下罐基礎(chǔ)在進(jìn)行整體沉降的同時(shí),罐的中心沉降量相對加大(不包括外環(huán)梁軟基礎(chǔ)),因?yàn)樵诠薜装宓倪叢渴墉h(huán)梁的約束,其環(huán)梁承載強(qiáng)度和承載面積都比較大,從而罐底邊部(罐壁板處)受約束力就大。并且罐底板邊部的邊緣板厚度相對要厚,承載能力相對也較強(qiáng)。而罐底中部區(qū)間罐底板下面地基是由瀝青砂、沙碎石、素土等組成的,罐底板中部區(qū)間的中幅板厚度相對邊緣板要薄的很多。為此,一般情況下基礎(chǔ)沉降往往是罐底中部區(qū)間沉降要大于邊部沉降。

        罐底基礎(chǔ)水壓試驗(yàn)時(shí)在重力作用下,產(chǎn)生的沉降是由即瞬時(shí)沉降(初始沉降)、固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降(次壓縮沉降)等組成。這幾種沉降那些占主導(dǎo)地位,主要取決于地基的土質(zhì)狀況、基礎(chǔ)的施工工藝及施工質(zhì)量好壞而定。地基的土質(zhì)狀況、基礎(chǔ)的施工工藝及及施工質(zhì)量好的,罐底沉降量就?。坏鼗耐临|(zhì)狀況、基礎(chǔ)的施工工藝及施工質(zhì)量較差的,罐底沉降量就大。

        對于罐底鋼板,在水壓試驗(yàn)時(shí)也要隨地基沉降而變形,由于罐底鋼板的物理特性決定,這種變形一部分是塑性變形,一部分是彈性變形。塑性變形隨地基變形而不恢復(fù),而彈性變形就要根據(jù)外力作用下的情況而變化。一種變化是當(dāng)液位在某個(gè)高度重力下罐底板隨地基整體下沉;一種變化是當(dāng)空罐時(shí)或液位較低時(shí)罐底板彈起,這時(shí)基礎(chǔ)同罐底板形成一個(gè)空隙。這一空隙就好像罐底板多了個(gè)夾層或暗艙,在高液位時(shí)(一般液面高度為1-3m左右以上)將儲罐的液態(tài)貨物藏在這一夾層或暗艙,造成液體貨物的液面降低一個(gè)高度△h。低液位時(shí)(在0.5-1.0m左右),罐底板又彈起恢復(fù)原形狀,這時(shí)把藏在夾層或暗艙的液體貨物又放出來,罐體液面升高一個(gè)高度△h。

        在儲罐投入正常使用后,對于罐底基礎(chǔ)土質(zhì)及施工質(zhì)量較差的地基,由于進(jìn)行頻繁的收發(fā)交接,使罐內(nèi)液態(tài)貨物在高液位和低液位之間頻繁交替發(fā)生,液態(tài)貨物的重力作用于罐底板和基礎(chǔ),使其基礎(chǔ)沉降還要逐漸加大,從而罐底板的變形也要加大,嚴(yán)重時(shí)罐底有可能形成鍋底狀,這一變形的過程,少著幾年多著十幾年。

        1.2 罐底下計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)對罐容量的影響

        針對罐底基礎(chǔ)變形,在空罐時(shí)和帶液時(shí)罐底狀態(tài)不一,導(dǎo)致儲罐容量表失準(zhǔn),造成液態(tài)貨物交接時(shí)的差量。目前,我們國家對立式金屬罐的計(jì)量檢定,是按照國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG168-2005《立式金屬罐容量》進(jìn)行的,采用方法為幾何測量法經(jīng)過計(jì)算得到容積的。容量表的編制則是以參照高度為標(biāo)尺,下計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)為零點(diǎn)進(jìn)行制表,編制成容量表就是在空罐時(shí)的檢定狀態(tài)出具的容量表。對于檢定證書及容量表、底量表是在空罐時(shí)的檢定狀態(tài)出具的。為此儲罐在投入正常使用后,罐體狀態(tài)同空罐時(shí)不同,容量表要發(fā)生一定的失準(zhǔn)。這一失準(zhǔn)是由于儲罐使用時(shí)裝入液態(tài)貨物后,由于罐底板發(fā)生沉降,并且這一沉降是不規(guī)則的,這一失準(zhǔn)造成差量的大小,是與罐底基礎(chǔ)沉降情況而定的。對于以上存在這些差量,都與計(jì)量板有關(guān)。為此,裝入液態(tài)貨物后,罐底板下沉,罐底量表就要發(fā)生變化,其變化的主要原因就是罐底板變形引起的。

        使用儲油罐進(jìn)行計(jì)量時(shí),要根據(jù)容量表的高度對應(yīng)的體積量進(jìn)行。要涉及參照高度(上計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)與下計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)之間的垂直距離)。

        2 利用容量比較法測量立式金屬罐容量的檢定步驟

        將兩座已經(jīng)經(jīng)過檢定的立式金屬罐,分別作為標(biāo)準(zhǔn)罐和被測罐,其中作標(biāo)準(zhǔn)罐的一座應(yīng)在高液位時(shí)罐底不再發(fā)生變形的情況下,以高液位時(shí)筒體部分作為標(biāo)準(zhǔn)容量,并且液面檢尺高度以罐頂檢尺點(diǎn)為基準(zhǔn)(防止下計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)局部變化而影響液位高度),將標(biāo)準(zhǔn)容量段的液體分批注入被測量罐進(jìn)行容積比較,從而找出被測罐的罐底變形引起的差量。

        首先將標(biāo)準(zhǔn)罐的液體向被測罐注入,待注入液體恰好浸沒被測罐底中心最高點(diǎn)時(shí)停止注水,以比對被測罐底量以幾何測量法和容量比較法的誤差。而后繼續(xù)向被測罐注液測量,通過標(biāo)準(zhǔn)罐和被測罐容量表數(shù)據(jù),比較找出罐底板突變或漸變的臨界液高或漸變規(guī)律。

        立式金屬罐筒體部分的準(zhǔn)確度(不確定度不大于0.03%),大大高于整體罐的準(zhǔn)確度(不確定度不大于0.1%),將此部分作為標(biāo)準(zhǔn)罐看待,完全滿足測量的精度要求。

        根據(jù)測量數(shù)據(jù),編制容量表。

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