JJF(浙) 1197-2023 液化天然氣立式儲罐容量校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforCapacityofLiquefiedNatural2023-04-17發(fā)布JJF（浙）1197-2023液化天然氣立式儲罐容量校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificatioofLiquefiedNaturalGasesVerticalTanksI 2 2 4 6 6 6 7 7 31 33 術(shù)語及定義》和JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》的規(guī)定編寫。使用本規(guī)范時，引用文件的最新版本（包括所有的液化天然氣立式儲罐容量校準(zhǔn)規(guī)范GB/T20368-2021液化天然氣(LNGB/T26978-2021現(xiàn)場組裝立式圓筒平底鋼質(zhì)低溫液化氣儲罐的設(shè)計(jì)與建造AQ3028化學(xué)品生產(chǎn)單位受限空間作業(yè)3.1液化天然氣立式儲罐liquefiednaturalgasesve3.2上計(jì)量基準(zhǔn)面（液位計(jì)安裝面）uppermea3.4液位系統(tǒng)參考高度referenceheightofliquidlevelsystem3.5最小測量容量thesmallestmeasur2主容器為鋼制內(nèi)罐，其形狀為圓柱形，內(nèi)壁一般為含鎳9%的合金鋼。天然氣液相全部裝存于鋼制內(nèi)罐，氣相存在于穹頂與鋼制內(nèi)罐液相之間的空間3圖1全容罐結(jié)構(gòu)示意圖可承受荷載的絕熱層全部傳遞到混凝土外罐上，其氣相壓力由儲罐的頂部承金屬薄膜內(nèi)罐的形狀為棱柱形，其橫截面為正多邊形（如正56邊形），4圖2薄膜罐結(jié)構(gòu)示意圖Vdi——第i圈板的內(nèi)直徑，mm；ΔVP——液體靜壓力容量修正值，dm3；5ΔVB——罐底容量，dm3；ΔVL——罐傾斜的修正值，dm3。將棱柱形儲罐內(nèi)罐分為若干層，從下至上依次計(jì)算各層Vihi(3)Si——第i層的面積，mm2；hi——第i層的層高，mm；ViVJJF（浙）1197-202366.2.1液位計(jì)導(dǎo)向管以及對容量計(jì)量有影6.2.2對于圓柱形儲罐，校準(zhǔn)前應(yīng)經(jīng)過水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)應(yīng)滿足GB/T表1校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器技術(shù)參數(shù)表設(shè)備名稱測量范圍準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差備注全站儀（1.7~80）m測角準(zhǔn)確度等級：不低于I級測距準(zhǔn)確度等級：不低于Ⅱ級根據(jù)測量方法，可選配其中一種作為標(biāo)準(zhǔn)器三維激光掃描儀（0.6~50）m測角最大允許誤差：±20″測距最大允許誤差：±（2+10×10-6L）mm（L為測量距離）鋼卷尺（0~100）mⅡ級測深鋼卷尺（0~30）mMPE：±2.0mm使用時進(jìn)行修正（0~50）mMPE：±3.0mm激光測距儀自動安平水準(zhǔn)儀（1~100）mDSZ3級及以上根據(jù)底量測量方法選配激光掃平儀（1~50）mMPE：±20″測厚儀（0~50）mm≤10mm，±0.1mm；＞10mm，±(0.1+1%L)mm（L為測量厚度）JJF（浙）1197-20237表2校準(zhǔn)用配套設(shè)備技術(shù)參數(shù)表設(shè)備名稱型號規(guī)格/測量范圍備注標(biāo)高尺（0~2）m最小分度值1mm，根據(jù)底量測量方法選配棱鏡和對中桿/根據(jù)底量測量方法選配便攜式氣體報(bào)警儀/滿足一氧化碳、硫化氫、氧氣和可燃?xì)怏w等氣體濃度值檢測要求輻射溫度計(jì)（-10～50）℃最大允許誤差：±1.0℃溫濕度計(jì)(-20~50)℃(10~90)%RH最大允許誤差：±1.0℃±7%RH空盒氣壓表(800-1060)hPa最大允許誤差：±2hPa防爆燈具——滿足要求對講機(jī)——滿足要求安全帶——滿足要求三腳架——滿足要求防毒面具——滿足要求數(shù)據(jù)處理軟件——滿足本規(guī)范的計(jì)算要求表3校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表校準(zhǔn)項(xiàng)目圓柱形儲罐測量棱柱形儲罐測量圓柱面測量+棱柱面的測量 +各圈板高度、板厚測量+罐底測量++罐體傾斜測量+液位系統(tǒng)參考高度測量++穹頂測量++罐內(nèi)附件測量++注：“+”表示應(yīng)校準(zhǔn)項(xiàng)目，“-”表示不需校準(zhǔn)項(xiàng)目JJF（浙）1197-20238e)選取某一母線，利用光電測量儀器觀測各圈板水平焊縫上下之間的高9各圈板高度測量1）采用全站儀法測量時，選取對稱的四條母線，利平均值作為各圈板高度。（2）采用三維激光掃描法測量時，在數(shù)據(jù)處理軟件0-2……0-n，n——半徑方向測量條數(shù))的交點(diǎn)的位置。測量點(diǎn)的數(shù)目由罐的直徑大小確定，一般情況下測量點(diǎn)數(shù)見表4，同心圓到罐底中心的距●●●m表4罐底測量點(diǎn)數(shù)量基圓直徑(m)mnD≤308830<D≤608D>60JJF（浙）1197-202317圖3罐底量測量示意圖連續(xù)讀兩次，兩次讀數(shù)差不超過1mm，取平均值作為記錄各測量點(diǎn)的標(biāo)高(參將全站儀架設(shè)在罐底靠近中心的穩(wěn)定點(diǎn)上，用對中桿逐一直立于各測量JJF（浙）1197-2023），兩次讀數(shù)差值不超過1mm的，以第一次讀數(shù)為測量值。取4個等分點(diǎn)平均值a）等待儀器與周圍環(huán)境溫度條件平衡，將全站儀儀器架設(shè)在罐內(nèi)測量中置橫截面正多邊形各邊的點(diǎn)坐標(biāo)，每條邊測量不少于5個點(diǎn)，測量時d）完成一個橫截面正多邊形各邊的點(diǎn)坐標(biāo)，全站儀再次照準(zhǔn)檢核目標(biāo)，參考7.1.3.1確定測量點(diǎn)數(shù)量和位置，測量條數(shù)n和等分圓環(huán)的數(shù)量m根可使用(見附錄A)。三維激光掃描法測得到數(shù)據(jù)計(jì)算水平圓周半徑時，應(yīng)按圈板將點(diǎn)云分層，每圈板分層不少于2層，用于計(jì)算半徑的每層點(diǎn)云厚度宜為B基——下計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高，mm；F(hd,Bm,i,B基)——自定義函數(shù)，定義如下：注：(1)當(dāng)下計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)高于或等于罐底最高點(diǎn)時，令hd=0得到死量。(2)當(dāng)下計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)低于罐底最高點(diǎn)時，令hd等于下計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)至罐底最高點(diǎn)高度時得到罐底容量；hd在區(qū)間高度內(nèi)分別取值，代入公式計(jì)算得到不同高度下的罐底量容量表。設(shè)圈板最上層實(shí)測水平圓圓心與最下層實(shí)測水平圓圓心平面坐標(biāo)之差分dx=x上-x下dy=y上-y下β=arctan(8)上,y上)——為立式罐最上層實(shí)測水平圓圓心點(diǎn)平面(x下,y下)——為立式罐最下層實(shí)測水平dH——為立式罐最上層實(shí)測水平圓和最下層實(shí)測水平圓之間的垂直高ΔVP=Kh2ρ——罐內(nèi)液體平均密度，g/cm3；E——圈板鋼材的彈性模量，9Ni鋼彈性模量E＝B起——附件起點(diǎn)標(biāo)高，mm；B止——附件止點(diǎn)標(biāo)高，mm；體積不應(yīng)小于最小測量容量Vmin。罐的最小測量高度hmin是指最小測量容量相S——罐的橫截面積，mm2；際密度進(jìn)行修正，也可把靜壓力修正值根據(jù)實(shí)際使用密度直接修正到容量表 dii-a0)2+(yi-b0)2 di=J(xi-a1)2+(yi-b1)2 di=J(xi-am-2)2+(yi-bm-2)2 di=J(xi-am-1)2+(yi-bm-1)2n——水平圓周上測量目標(biāo)的總點(diǎn)數(shù)；r當(dāng)連續(xù)兩次計(jì)算的半徑之差的絕對值rm-rm-1≤0.01mm和連續(xù)兩次計(jì)算的 m-am-12m-bm-12最后的半徑計(jì)算結(jié)果rm為所求的水平圓周半徑。r2即r2=x2-2xx0+x+y2-2yy0+yJJF（浙）1197-2023令a=-2x0，b=-2y0，c=x+y-r2則點(diǎn)(xi,yi)到圓的邊緣的距離的,令f(a,b,c)為δi的平方和：f(a,b,c)對a，b，c求偏導(dǎo)，并令偏導(dǎo)等于0，得到極值點(diǎn)×Σxi得：nΣx-ΣxiΣxi)a+(nΣxiyi-ΣxiΣyi)b+nΣx+nΣxiy-Σ(x+y)Σxi=0(A.10)×n-(A.11)×Σyi得：2222022220nΣxiyi-ΣxiΣyi)a+(nΣy-ΣyiΣyi)b+nΣxyi+nΣy-Σ(x+y)Σyi=0JJF（浙）1197-2023K1a+K4b得x0，y0，r的估計(jì)擬合值：cy0——水平圓圓心坐標(biāo)y的估計(jì)擬合值，mn——水平圓周上測量目標(biāo)的總點(diǎn)數(shù)；），rr——為全站儀測量時實(shí)際溫度條件下得到的半徑，mm；α——鋼板的線膨脹系數(shù)，0C-1；t——全站儀測量時罐壁的溫度，0C。JJF（浙）1197-2023注：如果鋼板的線膨脹系數(shù)不是線性的，則按照提供的膨脹系數(shù)分段修正。表A.1驗(yàn)證數(shù)據(jù)表X（m）Y（m）X（m）141.4833-15.429525-6.618839.155749-29.8454-29.8066242.4827-11.904926-10.17438.266850-27.2998-32.443343.1815-8.308827-13.644737.092251-24.5321-34.8438443.5985-4.670528-16.991835.599252-21.5709-37.0013543.6458-1.006629-20.187133.807453-18.4337-38.8936643.39232.64730-23.22731.765854-15.1492-40.5201742.82266.264631-26.083129.473355-11.729-41.8367841.91239.812332-28.70726.919556-8.2084-42.8521940.749913.281433-31.134724.177657-4.612-43.559739.286816.636734-33.298121.22158-0.9686-43.954337.511419.840635-35.187118.0826592.6956-44.021735.47922.887136-36.80614.7958609.9717-43.203533.186725.744337-38.117111.37516113.5264-42.315930.632328.371538-39.12967.85536216.9972-41.139427.871730.778139-39.84634.26226320.3462-39.652524.928332.957240-40.230.6196423.5456-37.867921.78434.839141-40.3153-3.04416526.5943-35.83618.492936.447442-40.0877-6.70346629.4532-33.543715.07637.76843-39.5085-10.32236732.0919-31.00012011.558838.790644-38.5986-13.86976834.4863-28.2272217.965939.507445-37.4305-17.34316936.6572-25.276224.320939.882546-35.948-20.69387038.5451-22.135230.657739.942347-34.1934-23.91297140.1628-18.848124-2.997139.713448-32.1616-26.9665JJF（浙）1197-2023根據(jù)最小二乘法原理擬合第j條邊，該邊的直線方程為：yj=aj+bjxj式中aj、bj的最佳估計(jì)值為：對于相鄰兩邊yj=aj+bjxj、yj+1=aj+1+bj+1xj+1其交點(diǎn)(xk,yk)為：）：面與穹頂內(nèi)表面最高點(diǎn)距離Hd、吊頂以上圓直筒高度hd，按式（C.1）計(jì)算穹即為穹頂可容納氣相的體積Vd。V圖C.1穹頂測量示意圖圖C.2全站儀測量穹頂內(nèi)表面各點(diǎn)示意圖采用最小二乘法對球面進(jìn)行擬合計(jì)算穹頂內(nèi)表面半徑rd，在三維坐標(biāo)系(x-x0)2+(y-y0)2+(z-z0)2=rd2(C.2）對于最小二乘法擬合球即求解令下式（C.2）H最小時(x0,y0,z0,rd)的值。求偏導(dǎo)后簡化得式（C.3C.4）。 i-y w=z-代入（C.3C.4）后簡化得：參考7.1.1獲得測量數(shù)據(jù)，參考附錄A計(jì)算外罐內(nèi)直徑Dd。采用全站儀或三維激光掃描儀測量獲取穹頂內(nèi)表面最高點(diǎn)坐標(biāo)和吊頂上表面平均坐標(biāo)（測量吊頂上表面不少于36個點(diǎn)的坐標(biāo)取平均值），兩者高程坐標(biāo)的差值即為吊頂上表面與穹頂內(nèi)表面最高點(diǎn)距離Hd。采用全站儀或三維激光掃描儀測量獲取穹頂內(nèi)表面與外罐內(nèi)表面交界處坐標(biāo)平均值（測量交界處不少于36個點(diǎn)的坐標(biāo)取平均值）和吊頂上表面平均坐標(biāo)（測量吊頂上表面不少于36個點(diǎn)的坐標(biāo)取平均值），兩者高程坐標(biāo)的差值即為吊頂以上圓直筒高度hd。出其體積，對于不能實(shí)際測量的附件，也可JJF（浙）1197-2023申校單位：校準(zhǔn)依據(jù)：罐號：儲罐類型：環(huán)境溫度：標(biāo)稱容量：罐體材質(zhì)：校準(zhǔn)使用的標(biāo)準(zhǔn)器標(biāo)準(zhǔn)器名稱型號設(shè)備編號證書編號有效期至計(jì)算結(jié)果傾斜角：內(nèi)罐總?cè)萘浚簻y量不確定度：底量：死量：JJF（浙）1197-2023序號圈板高分層高厚度圈板溫度□水平圓周半徑□棱柱橫截面溫度修正至℃□各分層值□1/4值、3/4值平均值JJF（浙）1197-20230ⅠⅨⅡⅩⅢⅪⅣⅫⅤⅩⅢⅥⅩⅣⅦⅩⅤⅧⅩⅥ0月月共第頁日頁JJF（浙）1197-2023測量計(jì)算值rdDdHdV日J(rèn)JF（浙）1197-20231.校準(zhǔn)結(jié)果：℃時內(nèi)罐總?cè)萘?m3，相對擴(kuò)展不確定度（k=2℃時罐體弧頂部分總?cè)萘浚簃3。2.此罐容表以液位計(jì)對應(yīng)的罐底點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，當(dāng)液面達(dá)到測量零點(diǎn)時，對應(yīng)的體積為死量：m3。3.后附容量表共頁，容量表的對應(yīng)溫度為：℃。4.容量表的液位高度由液位計(jì)以讀取，液位系統(tǒng)參考高度如附圖所示，使用液位計(jì)的讀數(shù)查表前必須根據(jù)罐內(nèi)溫度修正到實(shí)際高度。5.靜壓力容量修正表為液體密度為g/cm3的靜壓力增大值，在使用時，若液體密度變化，應(yīng)將相應(yīng)的靜壓力容量修正值乘于液體實(shí)際密度與g/cm3的比值，得其修正值ΔVP。6.為了保證罐容量測量不確定度達(dá)到給出的相對擴(kuò)展不確定度Urel，所排出或注入的最少液體體積不應(yīng)小于最小測量容量。罐的最小測量容量為液高Δh/Urel所對應(yīng)的容量表容積(Δh為液位計(jì)最大允許誤差）。7.罐大修或嚴(yán)重變形后請重新申請校準(zhǔn)。8.計(jì)算示例：A：液體計(jì)算（1）靜壓力修正（適用于圓柱形儲罐）：從靜壓力修正表中，根據(jù)液位和密度，查表可得容量表示值VB=，靜壓力修正值ΔVP=。（2）溫度修正：本罐材質(zhì)為:，對應(yīng)的線性熱脹系數(shù)為α=，溫度修正后罐內(nèi)液體體積為：注：如果鋼板的線膨脹系數(shù)不是線性的，則按照提供的膨脹