关于立式金属储罐容量计量的讨论

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[摘 要]立式金属罐的检定是一项非常重要的工作，但在使用中的检定工作并不能达到检定规程中预想的精度，造成容量计量的误差。本文从几个方面讨论了可能对立式罐计量精度产生影响的因素，对立式罐使用中的标定工作具有一定的指导意义。

[关键词]立式金属罐；容量；计量

中图分类号：TB938.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0080-01

立式金属储罐是目前国际间能源储存和计量的主要器具，它的准确性直接关系到企业乃至国家的利益，因此具有至关重要的作用，已被列为强检器具[1]。

在国际液体货物的贸易计量中，许多国家均将立式罐的容量计量规定为最基本的方法。在我国，立式罐检定方法和规程JJG168-87由中国计量科学院于正式颁布，其标定精度可达0.02%～0.08%[2]。但目前按检定规程标定的立式罐容积表并不能达到预期理想的精度指标，主要是由于规程中不能很好的完整性的将使用过程中的各种因素进行修正，因此对计量结果有较大影响。本文讨论了几种可能对立式罐计量精度产生影响的因素，对立式罐在使用过程中检定工作准确性的提高具有一定意义。

1 盛液品质

立式罐的罐容表通常是在空罐状态下计量的，当其内装有液体时，罐体必然发生弹性变形而产生液体静压力修正值，因此盛液品质主要是通过影响静压力修正值来影响容量计量的。在立式罐检定规程JJG-2005中，静压力修正有其理想化的表达式，但在实际使用过程中，静压力修正还受很多因素影响[3]。

罐底拉引力作用使罐壁径向位移减小从而引起静压力修正值不确定度的变化，但影响较小；罐壁偏离正圆柱体对静压力修正值造成的影响主要取决于测量时母线数目的数量选取，母线选取越多，影响越小[4]；加强圈对静压力的影响是显而易见的，据研究表明，有加强圈的那层圈板在不进行静压力修正时测量容量更准确[5]；罐壁的平均板厚度、液位测量以及密度测量等因素同样亦会给静压力修正值带来相对误差，但误差很小，可以忽略不计。

2 罐底板和压实基础之间的间隙

目前立式罐计量准确度约为0.2%，其中影响最大的为罐底部容量的测量，其误差可达0.1%或0.15%。检定规程在对罐底容量测量方面只考虑了在空罐条件下罐底不平度，而罐在装油后在原来基础上产生了进一步变形，此时在计算油量时会出现误差[6]。

关于罐底板对立式罐容积的影响问题较为复杂。主要在于空罐时与盛液后，罐底板形状产生了很大的变化。其原因首先是立式罐基础绝大多数均是软基础，其次是罐底板较薄（一般在6mm～10mm），没有足够的承压能力。因此投入使用一段时间后，空罐时罐底板和基础之间就出现间隙，是影响容积表精确度的基本原因。很明显只要立式罐罐底板下面于空罐时存在间隙，那么当贮存的液体达到某一液位后，就会将罐底板压下去，改变空罐形状，产生计量零点随底板一起下降，使得原来因罐底板形状所扣除的体积减少，从而改变了容积表中液位产生了计量误差。根据大量实验结果表明罐底板下间隙部分的容积，大约为全罐容积的0.2%，显然由此产生的误差对置信水平不大于0.2%的要求来讲是不可忽视的[7-8]。

3 罐壁温度修正

在常温条件下，罐壁温度变化较小，一般在10℃范围内，其极限影响罐容量值为0.03%左右，由于罐内液体温度较稳定，故此影响通常可以忽略不计。但是当罐内液体温度较高时，此影响不可忽略，此时罐壁平均温度必须采用加权平均而不能用算数平均值计算。同时这个温度修正结果必须在油品进罐36小时后才可应用。

4 参照高度

目前研究均认为参照高度是个恒定值，但实际上是错误的。分析大量实测结果表明，大约有70%-80的罐参照高度当罐内装液后会产生或增大或减小的变化。这个变化不但会影响容积，还会导致空高测量液位出现误差。

目前研究表明参照高度的变化主要是罐底板上计量零点产生垂直位移造成的。因此空罐和装液后的参照高度，二者极可能不同，其变化量必须通过实测才能确定。

5 浮顶摩擦力

立式罐浮顶普遍被认作是一个自由浮体，即可以随液位升降同步连续浮动。但现有研究表明，由于浮顶密封件与罐壁之间存在摩擦力，已使浮顶成为受约束物体。它的升降浮动成为间断的跃动，这样现有的修正方法就失准了，目前国内正在研究用实测浮顶沉没深度来决定浮顶的影响量，这无疑更加精准的符合实际情况。

参考文献

[1]基于三维激光扫描的大型容积罐容积计量方法研究.陈哲敏，郑建英等.《计量技术》，2013，2：14-15.

[2]关于立式罐容量计量的思考.张慧.《科技创业家》2012，10：241.

[3]关于立式罐大容量计量的液体静压力修正值计算.廉育英《西北大学学报》1987，17（2）：

[4]立式罐液体静压力效应修正值应用研究.廉永胜.《中国计量》，2012，11：76-77.

[5]立罐加强圈对静压力的影响.富晓雷，郭豫宁.《品牌与标准化》，2009，12：44.

[6]立式金属罐罐底变形量测量的研究[J].谷小红，佟仕忠，孙金革.《抚顺石油学院学报》，2003，23，（3）：72-73.

[7]关于立式金属罐的容积表.刘焕桥.《工业计量》1994，3：26-27.

[8]立式罐罐底变形对容量计量影响的测量方法研究[J].杜海东.《黑龙江科技信息》，2011，26：35-36.