JJF(浙) 1197-2023 液化天然气立式储罐容量校准规范

JF(浙)1197-20232023-04-17发布2023-07-17实施浙江省市场监督管理局发布JJF（浙）1197-2023液化天然气立式储罐容量校准规范CalibrationSpecificatioofLiquefiedNaturalGasesVerticalTanksI 2 2 4 6 6 6 7 7 31 33 术语及定义》和JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》的规定编写。使用本规范时，引用文件的最新版本（包括所有的液化天然气立式储罐容量校准规范GB/T20368-2021液化天然气(LNGB/T26978-2021现场组装立式圆筒平底钢质低温液化气储罐的设计与建造AQ3028化学品生产单位受限空间作业3.1液化天然气立式储罐liquefiednaturalgasesve3.2上计量基准面（液位计安装面）uppermea3.4液位系统参考高度referenceheightofliquidlevelsystem3.5最小测量容量thesmallestmeasur2主容器为钢制内罐，其形状为圆柱形，内壁一般为含镍9%的合金钢。天然气液相全部装存于钢制内罐，气相存在于穹顶与钢制内罐液相之间的空间3主容器(钢制内罐薄膜罐结构形式为由一个薄的钢质主容器(即薄膜)、绝热层和预应力混凝土罐体共同组成的能储存低温液体的复合结构。金属可承受荷载的绝热层全部传递到混凝土外罐上，其气相压力由储罐的顶部承金属薄膜内罐的形状为棱柱形，其横截面为正多边形(如正56边形),JJF(浙)1197-20234图2薄膜罐结构示意图4.2液化天然气立式储罐校准原理圆柱形储罐内罐罐体在理想状态下应是一竖直圆筒，分为若干层，从下至d,——第i圈板的内直径，mm;h,——第i圈板的内高，mm;i=1,2,3,…,n——为圈板的序号；若考虑液体静压力引起的罐壁弹性变形的修正值、罐内附件体积、罐底容量和罐体的倾斜修正等，则内罐的总容量V为：JJF（浙）1197-20235将棱柱形储罐内罐分为若干层，从下至上依次计算各层VSihi(3)Si——第i层的面积，mm2；hi——第i层的层高，mm；VViVJJF（浙）1197-202366.2.1液位计导向管以及对容量计量有影6.2.2对于圆柱形储罐，校准前应经过水压试验，水压试验应满足GB/T表1校准用标准器技术参数表设备名称测量范围准确度等级或最大允许误差备注全站仪（1.7~80）m测角准确度等级：不低于I级测距准确度等级：不低于Ⅱ级根据测量方法，可选配其中一种作为标准器三维激光扫描仪（0.6~50）m测角最大允许误差：±20″测距最大允许误差：±（2+10×10-6L）mm（L为测量距离）钢卷尺（0~100）mⅡ级测深钢卷尺（0~30）mMPE：±2.0mm使用时进行修正（0~50）mMPE：±3.0mm激光测距仪自动安平水准仪（1~100）mDSZ3级及以上根据底量测量方法选配激光扫平仪（1~50）mMPE：±20″测厚仪（0~50）mm≤10mm，±0.1mm；＞10mm，±(0.1+1%L)mm（L为测量厚度）JJF（浙）1197-20237表2校准用配套设备技术参数表设备名称型号规格/测量范围备注标高尺（0~2）m最小分度值1mm，根据底量测量方法选配棱镜和对中杆/根据底量测量方法选配便携式气体报警仪/满足一氧化碳、硫化氢、氧气和可燃气体等气体浓度值检测要求辐射温度计（-10～50）℃最大允许误差：±1.0℃温湿度计(-20~50)℃(10~90)%RH最大允许误差：±1.0℃±7%RH空盒气压表(800-1060)hPa最大允许误差：±2hPa防爆灯具——满足要求对讲机——满足要求安全带——满足要求三脚架——满足要求防毒面具——满足要求数据处理软件——满足本规范的计算要求表3校准项目一览表校准项目圆柱形储罐测量棱柱形储罐测量圆柱面测量+棱柱面的测量 +各圈板高度、板厚测量+罐底测量++罐体倾斜测量+液位系统参考高度测量++穹顶测量++罐内附件测量++注：“+”表示应校准项目，“-”表示不需校准项目JJF（浙）1197-20238e)选取某一母线，利用光电测量仪器观测各圈板水平焊缝上下之间的高9各圈板高度测量1）采用全站仪法测量时，选取对称的四条母线，利平均值作为各圈板高度。（2）采用三维激光扫描法测量时，在数据处理软件0-2……0-n，n——半径方向测量条数)的交点的位置。测量点的数目由罐的直径大小确定，一般情况下测量点数见表4，同心圆到罐底中心的距RIR1/mIIRIIR2/mRm1R(m1)/mRmR表4罐底测量点数量基圆直径(m)mnD≤308830<D≤608D>6032Ⅰ6832Ⅰ68457图3罐底量测量示意图连续读两次，两次读数差不超过1mm，取平均值作为记录各测量点的标高(参将全站仪架设在罐底靠近中心的稳定点上，用对中杆逐一直立于各测量），两次读数差值不超过1mm的，以第一次读数为测量值。取4个等分点平均值a）等待仪器与周围环境温度条件平衡，将全站仪仪器架设在罐内测量中置横截面正多边形各边的点坐标，每条边测量不少于5个点，测量时d）完成一个横截面正多边形各边的点坐标，全站仪再次照准检核目标，参考7.1.3.1确定测量点数量和位置，测量条数n和等分圆环的数量m根可使用(见附录A)。三维激光扫描法测得到数据计算水平圆周半径时，应按圈板将点云分层，每圈板分层不少于2层，用于计算半径的每层点云厚度宜为VF,B,B,BF,B,BB基——下计量基准点标高，mm；Fhd,Bm,i,B基——自定义函数，定义如下：Fhd,Bm,i,B基m,ihdB基m,ihdB基)(Βm,ihdB基)注：(1)当下计量基准点高于或等于罐底最高点时，令hd=0得到死量。(2)当下计量基准点低于罐底最高点时，令hd等于下计量基准点至罐底最高点高度时得到罐底容量；hd在区间高度内分别取值，代入公式计算得到不同高度下的罐底量容量表。设圈板最上层实测水平圆圆心与最下层实测水平圆圆心平面坐标之差分dxx上x下dyy上y下arctan()(8)上,y上)——为立式罐最上层实测水平圆圆心点平面(x下,y下)——为立式罐最下层实测水平dH——为立式罐最上层实测水平圆和最下层实测水平圆之间的垂直高VLd2(1)h106VPKh2(10)Kg(0.0011)d3104ρ——罐内液体平均密度，g/cm3；E——圈板钢材的弹性模量，9Ni钢弹性模量E＝1B基——下计量基准点处标高，mm；体积不应小于最小测量容量Vmin。罐的最小测量高度hmin是指最小测量容量相VShh V S——罐的横截面积，mm2；际密度进行修正，也可把静压力修正值根据实际使用密度直接修正到容量表rinaa1(1/n)[xir1(xia0)/di](A.1)b(yib0)/di] di(xia0)2(yib0)2aa2(1/n)[xir2(xia1)/di](A.2)(yib1)/di] di(xia1)2(yib1)2aam1(1/n)[xirm1(xiam2)/di](A.3)(yibm2)/di] di(xiam2)2(yibm2)2rm(1/n)am(1/n)[xirm(xiam1)/di](A.4)(yibm1)/di] di(xiam1)2(yibm1)2n——水平圆周上测量目标的总点数；r 2最后的半径计算结果rm为所求的水平圆周半径。r2xx02yy02即r2x22xx0xy22yy0yJJF（浙）1197-2023令a2x0，b2y0，cxyr2则点(xi,yi)到圆的边缘的距离的,di2r2xix02yiy02r2xyaxibyic令fa,b,c为i的平方和：fa,b,cxyaxibyic2fa,b,c对a，b，c求偏导，并令偏导等于0，得到极值点axibyicxi0axibyicxi02yiaxibyicyi0axibyicyi02yi2yi2yiA.9nA.11xi得：22220nxyaxbycxxyaxbycx22220nxyaxibyixixyaxibyixi0nxxixianxiyixiyibnxnxiyxyxi0A.10nA.11yi得：22220nxyaxbycyxyaxbycy22220nxyaxibyiyixyaxibyiyi0nxiyixiyianyyiyibnxyinyxyyi0JJF（浙）1197-2023KK2令K3K4K52nxixixi2nxiyixiyinxnxiyixiyixi可得：nyyiyinxyinyixiyiyiK1aK2bK30，K2aK4bK50则：K2K5K3K4KKKKxyaK1K4K2K2K1K4n得x0，y0，r的估计拟合值：a2ba2b24cx0y0ryi——水平圆周上第i号测量目标点的yx0——水平圆圆心坐标x的估计拟y0——水平圆圆心坐标y的估计拟合值，mn——水平圆周上测量目标的总点数；），rr——为全站仪测量时实际温度条件下得到的半径，mm；——钢板的线膨胀系数，0C1；t——全站仪测量时罐壁的温度，0C。JJF（浙）1197-2023注：如果钢板的线膨胀系数不是线性的，则按照提供的膨胀系数分段修正。表A.1验证数据表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对于某一横截面测量的点其坐标值为xij,yij，i1,2,3,...n为点的序号，根据最小二乘法原理拟合第j条边，该边的直线方程为：yjajbjxj(B.1）式中aj、bj的最佳估计值为：jjbjxij2yijxijxijyij22ijijNxx22ijijNxijyijyijxijxijyij2Nxij2xij2对于相邻两边yjajbjxj、yj1aj1bj1xj1其交点xk,yk为：xkykaj-aj1bj1bjajbj1aj1bjbj1bj该横截面面积采用三角面积积分法计算，将相邻两点xk,yk、xk1,yk1与）：SnSnSJJF(浙)1197-2023附录C穹顶测量及数据处理方法(x-x₀)²+(y-y₀)²+(z-z₀)²=r²JJF（浙）1197-2023H(x0,y0,z0,rd)(xix0)2(yiy0)2(ziz0)2rd22求偏导后简化得式（C.3C.4）。xix02yiy02ziz02rd20xiNzixix02yiy02ziz02 xix02yiy02ziz02xix02yiy02ziz02r rr0uxx viyiy wzz代入（C.3C.4）后简化得： N222uiN222uiu0viv0wiw0Nr参考7.1.1获得测量数据，参考附录A计算外罐内直径Dd。采用全站仪或三维激光扫描仪测量获取穹顶内表面最高点坐标和吊顶上表面平均坐标（测量吊顶上表面不少于36个点的坐标取平均值），两者高程坐标的差值即为吊顶上表面与穹顶内表面最高点距离Hd。采用全站仪或三维激光扫描仪测量获取穹顶内表面与外罐内表面交界处坐标平均值（测量交界处不少于36个点的坐标取平均值）和吊顶上表面平均坐标（测量吊顶上表面不少于36个点的坐标取平均值），两者高程坐标的差值即为吊顶以上圆直筒高度hd。出其体积，对于不能实际测量的附件，也可JJF（浙）1197-2023申校单位：校准依据：罐号：储罐类型：环境温度：标称容量：罐体材质：校准使用的标准器标准器名称型号设备编号证书编号有效期至计算结果倾斜角：内罐总容量：测量不确定度：底量：死量：JJF（浙）1197-2023序号圈板高分层高厚度圈板温度水平圆周半径棱柱横截面温度修正至℃各分层值1/4值、3/4值平均值JJF（浙）1197-20230ⅠⅨⅡⅩⅢⅪⅣⅫⅤⅩⅢⅥⅩⅣⅦⅩⅤⅧⅩⅥ0月月共第页日页JJF（浙）1197-2023测量计算值rdDdHdV日JJF（浙）1197-20231.校准结果：℃时内罐总容量:m3，相对扩展不确定度（k=2℃时罐体弧顶部分总容量：m3。2.此罐容表以液位计对应的罐底点为基准点，当液面达到测量零点时，对应的体积为死量：m3。3.后附容量表共页，容量表的对应温度为：℃。4.容量表的液位高度由液位计以读取，液位系统参考高度如附图所示，使用液位计的读数查表前必须根据罐内温度修正到实际高度。5.静压力容量修正表为液体密度为g/cm3的静压力增大值，在使用时，若液体密度变化，应将相应的静压力容量修正值乘于液体实际密度与g/cm3的比值，得其修正值ΔVP。6.为了保证罐容量测量不确定度达到给出的相对扩展不确定度Urel，所排出或注入的最少液体体积不应小于最小测量容量。罐的最小测