苗桂 侯松梁 王龍龍

摘要：立式金屬罐是當(dāng)前國(guó)際上用于石油、液體石油產(chǎn)品以及其他液體貨物的貿(mào)易結(jié)算、收發(fā)交接的重要計(jì)量器具。檢測(cè)立式金屬罐的容量是一件非常重要的工作，容量計(jì)算的準(zhǔn)確性和企業(yè)與國(guó)家的利益息息相關(guān)，是保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)利益不受損失的重要工作，立式金屬罐被列為實(shí)施強(qiáng)制管理的計(jì)量器具目錄。在實(shí)際操作的過(guò)程中，檢定工作往往不能夠達(dá)到預(yù)想的精確程度，使得計(jì)算容量的時(shí)候非常容易出現(xiàn)誤差。本文將從五個(gè)方面入手，針對(duì)可能影響立式金屬罐容量計(jì)算精度的影響要素進(jìn)行分析，使得在日后計(jì)算容量的過(guò)程中可以排除干擾因素，獲得更加精確的容量計(jì)算數(shù)據(jù)，這對(duì)立式金屬罐使用中的標(biāo)定工作具有非常重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：立式金屬罐;容量計(jì)量;影響因素;計(jì)算要點(diǎn)

在當(dāng)前國(guó)際貿(mào)易進(jìn)行液體貨物計(jì)量的時(shí)候，通常都會(huì)將立式金屬罐的容量計(jì)量作為通用的方法。針對(duì)立式金屬罐的容量計(jì)量，我國(guó)有專門規(guī)定的檢定方法與規(guī)程，我國(guó)原國(guó)家計(jì)量局頒布的JJG168-1987就是專門用于測(cè)量金屬儲(chǔ)罐容量的，使用該方法和規(guī)程計(jì)算出的精確程度非常高，誤差率僅為0.02%～0.08%。但是是實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)立式金屬儲(chǔ)罐進(jìn)行容量計(jì)算的時(shí)候，卻經(jīng)常難以到達(dá)預(yù)期理想的精度要求，造成這樣情況的主要原因在于使用計(jì)算方法和規(guī)程的時(shí)候缺乏系統(tǒng)性和完整性，并且在計(jì)算過(guò)程中沒(méi)能將一些影響因素進(jìn)行修正，這就導(dǎo)致了計(jì)算出來(lái)的容量誤差較大。以下將針對(duì)對(duì)立式金屬儲(chǔ)罐容量有影響的因素進(jìn)行展開(kāi)討論，探索在檢定立式金屬儲(chǔ)罐容量過(guò)程中，提高檢定準(zhǔn)確度的方法。

一、盛液品質(zhì)

通常對(duì)立式金屬罐進(jìn)行罐容表計(jì)算都需要在空罐的狀態(tài)下進(jìn)行，如果罐內(nèi)存放有液體的時(shí)候，罐體就會(huì)發(fā)生一定的彈性變形，使得液體靜壓力修正值產(chǎn)生變化。由此可見(jiàn)，盛液品質(zhì)對(duì)立式金屬罐容量計(jì)量的影響主要是通過(guò)靜壓力修正值造成的。立式金屬罐檢定規(guī)章JJG 168-2005中對(duì)于修正液體靜壓力值有理想的表達(dá)式，但是在實(shí)際進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，對(duì)靜壓力值修正產(chǎn)生影響的因素種類還有非常多。

在罐底拉引力的作用下，管壁向著直徑放線的位移會(huì)減小，這就造成了靜壓力修正值發(fā)生了不確定性的變化，好在其影響程度較小;罐壁偏離正圓柱體會(huì)對(duì)靜壓力修正值造成一定的影響，主要是由于測(cè)量時(shí)候母線選取的數(shù)量較少，測(cè)量的過(guò)程中選擇的母線豎向越多，靜壓力修正值受到的影響就會(huì)越小;加強(qiáng)圈會(huì)對(duì)靜壓力修正值產(chǎn)生較為明顯的影響，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在具有加強(qiáng)圈的圈板內(nèi)如果不進(jìn)行靜壓力的修正，測(cè)量出的結(jié)果反而會(huì)更加準(zhǔn)確[1]。除了以上因素之外，罐壁的平均板厚、液位測(cè)量等各種因素都會(huì)對(duì)靜壓力修正值造成一定的影響，但是由于造成的誤差相對(duì)較小，因此可以不對(duì)其進(jìn)行考慮。

二、罐底板和壓實(shí)基礎(chǔ)間隙

當(dāng)前對(duì)立式金屬罐容量計(jì)量的準(zhǔn)確度要求約在0.2%，對(duì)容量計(jì)量產(chǎn)生最大影響的就在于罐底部的容量測(cè)量的時(shí)候僅僅考慮了在立式金屬儲(chǔ)罐空罐情況下罐底的不平度，當(dāng)罐體裝滿液體后，罐底會(huì)發(fā)生形變，這個(gè)時(shí)候計(jì)算油量就會(huì)出現(xiàn)一定的誤差。

罐底板對(duì)立式金屬罐容量計(jì)算產(chǎn)生影響的問(wèn)題相對(duì)復(fù)雜。其主要原因在于空罐狀態(tài)和滿罐狀態(tài)下罐底板發(fā)生的形變非常大。由于大部分立式金屬罐的基礎(chǔ)通常都是軟基礎(chǔ)，缺乏對(duì)罐底板的承托能力，并且罐底板通常也比較薄，缺乏足夠的承壓能力。在立式金屬罐使用過(guò)一段時(shí)間之后，罐底板和基礎(chǔ)之間就會(huì)出現(xiàn)的一定的縫隙，這些就會(huì)影響到容積表的精準(zhǔn)度。

可以想象當(dāng)罐底板和基礎(chǔ)之間出現(xiàn)縫隙的時(shí)候，罐內(nèi)承裝液體達(dá)到一定質(zhì)量后，罐底板就會(huì)發(fā)生變性，空罐的形狀就此發(fā)生改變，而產(chǎn)生的計(jì)量零點(diǎn)也會(huì)隨著底板一同下降，造成了罐底板形狀被扣除的體積有所減小，這就會(huì)是容積表中的液位出現(xiàn)誤差[2]。

通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論，罐底板下方出現(xiàn)的縫隙，其容積大約為整體立式金屬儲(chǔ)罐的0.2%左右，而國(guó)際上要求立式金屬儲(chǔ)罐容量計(jì)量準(zhǔn)確度在0.2%之內(nèi)，顯然這樣的誤差是不能夠被忽視的。

三、罐壁溫度修正

在常溫的條件下，立式金屬罐不會(huì)發(fā)生太大的溫度變化。通常溫度每變化10℃，對(duì)罐容積的影響值大約在0.03%左右，由于罐內(nèi)的液體溫度也相對(duì)穩(wěn)定，因此這個(gè)影響都可以忽略不計(jì)。如果罐內(nèi)承裝的液體溫度較高的時(shí)候，罐壁溫度對(duì)罐體容積造成的影響就不可以忽視了，對(duì)這時(shí)的罐壁平均溫度應(yīng)該通過(guò)計(jì)算加權(quán)平均數(shù)得知，不能簡(jiǎn)單的計(jì)算算術(shù)平均值。此外罐壁溫度修正結(jié)果一定要是在罐裝過(guò)后36小時(shí)之后才可以進(jìn)行計(jì)算。一定需要注意現(xiàn)階段常見(jiàn)的立式金屬罐材質(zhì)多為碳鋼和容器鋼，也有采用不銹鋼和鋁來(lái)建罐，而鋼卷尺一般為碳鋼和不銹鋼，同種材質(zhì)之間計(jì)算圓周時(shí)無(wú)需進(jìn)行線膨脹系數(shù)的修正，不同材質(zhì)的線膨脹系數(shù)差別則較大，即使是不銹鋼，在不同品種之間的線膨脹系數(shù)的差距也很大。所以當(dāng)測(cè)量時(shí)的溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度較大時(shí)，比如-20℃或40℃等情況，將對(duì)直徑的影響會(huì)達(dá)到萬(wàn)分之二以上。

四、參照高度

當(dāng)前國(guó)際上默認(rèn)立式金屬罐的參考高度是恒定的，但這個(gè)觀念顯然是適應(yīng)實(shí)際情況。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在立式金屬儲(chǔ)罐儲(chǔ)存液體后或者在長(zhǎng)期使用之后，其參考高度都會(huì)發(fā)生一定的變化，調(diào)查顯示，七成以上的罐參照高度會(huì)在罐體使用后發(fā)生一定的變化，增大和減小都有可能發(fā)生[3]。參照高度的變化一般不會(huì)對(duì)立式金屬罐罐體的容積產(chǎn)生影響。但是通過(guò)大量的研究數(shù)據(jù)表明，立式金屬罐參照高度的變化是由于罐底板發(fā)生形變，致使計(jì)量零點(diǎn)產(chǎn)生了垂直位移。在計(jì)算立式金屬罐容量的時(shí)候，空罐和罐裝之后的參考高度有很大的可能性出現(xiàn)變化，因此，計(jì)算的時(shí)候必須將參考高度進(jìn)行實(shí)測(cè)，了解變化量后在計(jì)算容量。

五、浮頂摩擦力

現(xiàn)階段利用立式金屬浮頂罐進(jìn)行油品提及測(cè)量的時(shí)候，通常情況下會(huì)用到外浮頂罐和內(nèi)浮頂罐，在實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中，會(huì)受到各種因素的影響，其中浮頂摩擦力的影響最為突出。當(dāng)前國(guó)際上普遍認(rèn)為立式金屬罐浮頂是一個(gè)自由浮體，也就是說(shuō)浮頂?shù)纳禃?huì)隨著液位的升降同步出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。但是在近些年的研究中發(fā)現(xiàn)，浮頂密封件和罐壁之間是存在著一定的摩擦力的，這會(huì)使得浮頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)受到了約束，不再能夠同步進(jìn)行活動(dòng)。如果浮頂升降浮動(dòng)變成了出現(xiàn)間斷現(xiàn)象的躍動(dòng)，這種修正方法就會(huì)失去準(zhǔn)確性。當(dāng)前我國(guó)正在研究怎么樣通過(guò)實(shí)測(cè)浮頂?shù)某翛](méi)深度來(lái)確定浮頂摩擦力造成的影響，從而確定浮頂?shù)挠绊懥?，這種方法就會(huì)讓立式金屬罐容量的測(cè)量更加準(zhǔn)確，也更加符合實(shí)際測(cè)量的情況。當(dāng)前所采取的方法主要是通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)盡可能減小誤差的出現(xiàn)，讓數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

結(jié)束語(yǔ)：

精確計(jì)量立式金屬罐的容量是一項(xiàng)非常重要的工作，它能保證國(guó)家在跨國(guó)液體貨物貿(mào)易的過(guò)程中占據(jù)主動(dòng)，避免由于計(jì)算精度不足導(dǎo)致的國(guó)際、企業(yè)經(jīng)濟(jì)受到損失。然而當(dāng)前在計(jì)算立式金屬罐容量的時(shí)候仍然存在精準(zhǔn)程度不足的問(wèn)題，這就需要我國(guó)相關(guān)部門和技術(shù)機(jī)構(gòu)必須要提高對(duì)其重視程度，積極更新算法，將對(duì)容量產(chǎn)生影響的因素進(jìn)行考慮，設(shè)定準(zhǔn)確的修正值，只有這樣才能保證罐體容量計(jì)量更加準(zhǔn)確，讓我國(guó)在跨國(guó)液體貿(mào)易中具有更充足的底氣。

參考文獻(xiàn)

[1]趙瑾，陳正茂.立式金屬罐容量計(jì)量期間核查條件分析研究[J].中國(guó)計(jì)量，2015（06）：67-68.

[2]劉蘇榮.對(duì)立式金屬罐容積表使用難點(diǎn)的說(shuō)明[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2015，42（03）：34-35+38.

[3]趙瑾，張興黨，劉亞麗.立式金屬罐容量計(jì)量期間核查條件分析研究[J].工業(yè)計(jì)量，2014，24（01）：55-56+58.