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容量比较法检定罐容案例分析及研究

大连某港口公司1号罐区的3座大型立式金属计量罐在进行贸易交接时多次发生差量, 其公司内部多次组织自查仍未找出原因, 故该公司委托我站帮助分析解决。我站采用容量比较法进行检定, 最终查明罐底沉降是造成此类贸易交接差量的主要原因。

一、检定原理

将经过检定的立式金属罐作为标准罐。标准罐应保证在高液位, 此时罐底已基本不再发生弹性形变, 无需考虑罐底变形的影响, 从而保证标准罐的计量准确度。以高液位时筒体部分作为标准容量, 按照JJG168-2005《立式金属罐容量检定规程》相关规定, 分别测量标准罐和被测罐液位的前尺和后尺。若标准罐设有计量板, 且计量板不受罐底变形的影响, 测量液位时可投实尺;若标准罐没有计量板, 测量液位时应以罐顶量油孔的上计量基准点作为零点, 投空尺, 以避免下计量基准点局部变化影响液位测量的准确度。

图1 容量比较法检定示意图

图1 容量比较法检定示意图
 

表2 配套设备

表2 配套设备

如图1所示, 将标准罐的高液位筒体容量分批注入被测量罐进行容量比较, 从而确定罐底量、基础沉降量 (罐底变形量) 、浮顶质量等相关数据, 进而生成新的罐容计量表。因立式金属罐筒体部分的准确度 (相对扩展不确定度不大于0.05%) , 大大高于整罐的准确度 (相对扩展不确定度不大于0.1%) , 所以将筒体部分作为标准容量, 完全满足测量的准确度要求。

二、所需设备及技术参数 (见表1、表2)

表1 主要检定设备及参数

表1 主要检定设备及参数

三、检定过程

将所有检定人员共分为3个工作小组, 即标准罐组、被测罐组、阀门组。每个工作小组配备两名检定人员。各小组具体分工为:标准罐组和被测罐组分别负责标准罐、被测罐的液位高度的测量;阀门组负责阀门管线的控制, 配合标准罐组与被测罐组完成数据采集任务, 并且负责现场的检定安全。

首先, 由标准罐向被测罐注水, 最好采用自压方式 (因为用泵介质流速较快, 不易控制液位) 。被测罐组检定人员从浮顶入孔进入罐底, 观察注入被测罐的液位, 当注入液位将要浸没计量板时, 用对讲机通知阀门组关闭阀门。大约等待20min, 液面平稳后, 同时测量标准罐、被测罐的液位高度, 至少测量两次, 两次测量结果不得超过1mm, 并做好记录。然后继续由标准罐向被测罐注入介质, 当注入液位将要浸没罐底最高点时, 通知阀门组关闭阀门, 重复液位测量。完成罐底测量后, 被测罐组撤离至罐顶量油孔处, 继续从标准罐向被测罐注入介质, 当液位大概升高500mm后, 通知阀门组关闭阀门, 重复液位测量。之后, 大概每隔500mm左右, 重复以上操作步骤, 直至液位达到4m左右。此时, 被测罐的罐底基本不再随着液位的增高而发生变化, 无需继续测量, 而4m以上筒体容量可用几何测量法获取, 从而生成被测罐的新罐容表。

因为被测罐标称容量为10万立方米, 标定时介质流入的速度为500m3/h, 标定液位高度为4m, 介质流入时间约为40h。设定标定点为*点, 每一标定点需至少静止0.3h, 检测液位高度及其他参数, 每点至少为0.3h。考虑到罐底死量和底量测量过程当中, 应当适当控制介质的流入速度, 以减少液位误差。每个罐的实际检定作业时间为 (55~60) h。

检定时需注意的问题:检定过程中, 每次充放介质结束后, 应静置20min左右, 待标准罐和被测罐液面平稳后再测量。对于两个罐的液位和参高测量, 每次至少测量两次, 两次测量的差值不得超过1mm, 否则重新测量, 测量后需及时记录。用容量比较法测量罐底及部分筒体, 根据实际测量数据, 用线性插值法计算出相应高度容量。4m以上容量用全站仪测出圈板圆周后计算得出。充放介质为水时, 充水前后温差小于10℃时, 可不进行温度修正。

四、几何测量法与容量比较法检定容量结果比对汇总表 (见表3~表5)

表3 罐号TK-101

表3 罐号TK-101

五、结束语

大型立式金属计量罐在贸易交接中易发生差量问题, 其主要原因就是罐底沉降形成“吃量”, 这一部分“吃量”并未真实地反映到原罐表中。该案例实践证明, 采用容量比较法测出罐底沉降引起的差量值, 可以有效地解决此类贸易差量问题。

表4 罐号TK-102

表4 罐号TK-102

表5%罐号TK-103

表5%罐号TK-103

作者:佟贵新 郑鹤 彭元博 江涛
国家大容量第一计量站

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