關(guān)于立式金屬罐容量計(jì)量的討論

苗桂 侯松梁 王龍龍

摘要：立式金屬罐是當(dāng)前國際上用于石油、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)與國家的利益息息相關(guān)，是保證我國經(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)算容量的時候非常容易出現(xiàn)誤差。本文將從五個方面入手，針對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)前國際貿(mào)易進(jìn)行液體貨物計(jì)量的時候，通常都會將立式金屬罐的容量計(jì)量作為通用的方法。針對立式金屬罐的容量計(jì)量，我國有專門規(guī)定的檢定方法與規(guī)程，我國原國家計(jì)量局頒布的JJG168-1987就是專門用于測量金屬儲罐容量的，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)中對立式金屬儲罐進(jìn)行容量計(jì)算的時候，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)程的時候缺乏系統(tǒng)性和完整性，并且在計(jì)算過程中沒能將一些影響因素進(jìn)行修正，這就導(dǎo)致了計(jì)算出來的容量誤差較大。以下將針對對立式金屬儲罐容量有影響的因素進(jìn)行展開討論，探索在檢定立式金屬儲罐容量過程中，提高檢定準(zhǔn)確度的方法。

一、盛液品質(zhì)

通常對立式金屬罐進(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)存放有液體的時候，罐體就會發(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，盛液品質(zhì)對立式金屬罐容量計(jì)量的影響主要是通過靜壓力修正值造成的。立式金屬罐檢定規(guī)章JJG 168-2005中對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)算的過程中，對靜壓力值修正產(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對靜壓力修正值造成一定的影響，主要是由于測量時候母線選取的數(shù)量較少，測量的過程中選擇的母線豎向越多，靜壓力修正值受到的影響就會越小;加強(qiáng)圈會對靜壓力修正值產(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，測量出的結(jié)果反而會更加準(zhǔn)確[1]。除了以上因素之外，罐壁的平均板厚、液位測量等各種因素都會對靜壓力修正值造成一定的影響，但是由于造成的誤差相對較小，因此可以不對其進(jìn)行考慮。

二、罐底板和壓實(shí)基礎(chǔ)間隙

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

罐底板對立式金屬罐容量計(jì)算產(chǎn)生影響的問題相對復(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一段時間之后，罐底板和基礎(chǔ)之間就會出現(xiàn)的一定的縫隙，這些就會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)縫隙的時候，罐內(nèi)承裝液體達(dá)到一定質(zhì)量后，罐底板就會發(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，這就會是容積表中的液位出現(xiàn)誤差[2]。

通過大量的實(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罐的0.2%左右，而國際上要求立式金屬儲罐容量計(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，立式金屬罐不會發(fā)生太大的溫度變化。通常溫度每變化10℃，對罐容積的影響值大約在0.03%左右，由于罐內(nèi)的液體溫度也相對穩(wěn)定，因此這個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候，罐壁溫度對罐體容積造成的影響就不可以忽視了，對這時的罐壁平均溫度應(yīng)該通過計(jì)算加權(quán)平均數(shù)得知，不能簡單的計(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后36小時之后才可以進(jìn)行計(jì)算。一定需要注意現(xiàn)階段常見的立式金屬罐材質(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)算圓周時無需進(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)測量時的溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度較大時，比如-20℃或40℃等情況，將對直徑的影響會達(dá)到萬分之二以上。

四、參照高度

當(dāng)前國際上默認(rèn)立式金屬罐的參考高度是恒定的，但這個觀念顯然是適應(yīng)實(shí)際情況。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在立式金屬儲罐儲存液體后或者在長期使用之后，其參考高度都會發(fā)生一定的變化，調(diào)查顯示，七成以上的罐參照高度會在罐體使用后發(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對立式金屬罐罐體的容積產(chǎn)生影響。但是通過大量的研究數(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)算的時候必須將參考高度進(jìn)行實(shí)測，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)行油品提及測量的時候，通常情況下會用到外浮頂罐和內(nèi)浮頂罐，在實(shí)際測量的過程中，會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)前國際上普遍認(rèn)為立式金屬罐浮頂是一個自由浮體，也就是說浮頂?shù)纳禃S著液位的升降同步出現(xiàn)運(yùn)動。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，這會使得浮頂?shù)倪\(yùn)動受到了約束，不再能夠同步進(jìn)行活動。如果浮頂升降浮動變成了出現(xiàn)間斷現(xiàn)象的躍動，這種修正方法就會失去準(zhǔn)確性。當(dāng)前我國正在研究怎么樣通過實(shí)測浮頂?shù)某翛]深度來確定浮頂摩擦力造成的影響，從而確定浮頂?shù)挠绊懥浚@種方法就會讓立式金屬罐容量的測量更加準(zhǔn)確，也更加符合實(shí)際測量的情況。當(dāng)前所采取的方法主要是通過多次實(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：

精確計(jì)量立式金屬罐的容量是一項(xiàng)非常重要的工作，它能保證國家在跨國液體貨物貿(mào)易的過程中占據(jù)主動，避免由于計(jì)算精度不足導(dǎo)致的國際、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候仍然存在精準(zhǔn)程度不足的問題，這就需要我國相關(guān)部門和技術(shù)機(jī)構(gòu)必須要提高對其重視程度，積極更新算法，將對容量產(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，讓我國在跨國液體貿(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].中國計(jì)量，2015（06）：67-68.

[2]劉蘇榮.對立式金屬罐容積表使用難點(diǎn)的說明[J].計(jì)量與測試技術(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.