關于立式金屬罐容量計量的討論

苗桂 侯松梁 王龍龍

摘要：立式金屬罐是當前國際上用于石油、液體石油產品以及其他液體貨物的貿易結算、收發交接的重要計量器具。檢測立式金屬罐的容量是一件非常重要的工作，容量計算的準確性和企業與國家的利益息息相關，是保證我國經濟利益不受損失的重要工作，立式金屬罐被列為實施強制管理的計量器具目錄。在實際操作的過程中，檢定工作往往不能夠達到預想的精確程度，使得計算容量的時候非常容易出現誤差。本文將從五個方面入手，針對可能影響立式金屬罐容量計算精度的影響要素進行分析，使得在日后計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算數據，這對立式金屬罐使用中的標定工作具有非常重要的指導意義。

關鍵詞：立式金屬罐;容量計量;影響因素;計算要點

在當前國際貿易進行液體貨物計量的時候，通常都會將立式金屬罐的容量計量作為通用的方法。針對立式金屬罐的容量計量，我國有專門規定的檢定方法與規程，我國原國家計量局頒布的JJG168-1987就是專門用于測量金屬儲罐容量的，使用該方法和規程計算出的精確程度非常高，誤差率僅為0.02%～0.08%。但是是實際生產中對立式金屬儲罐進行容量計算的時候，卻經常難以到達預期理想的精度要求，造成這樣情況的主要原因在于使用計算方法和規程的時候缺乏系統性和完整性，并且在計算過程中沒能將一些影響因素進行修正，這就導致了計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，提高檢定準確度的方法。

一、盛液品質

通常對立式金屬罐進行罐容表計算都需要在空罐的狀態下進行，如果罐內存放有液體的時候，罐體就會發生一定的彈性變形，使得液體靜壓力修正值產生變化。由此可見，盛液品質對立式金屬罐容量計量的影響主要是通過靜壓力修正值造成的。立式金屬罐檢定規章JJG 168-2005中對于修正液體靜壓力值有理想的表達式，但是在實際進行計算的過程中，對靜壓力值修正產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;加強圈會對靜壓力修正值產生較為明顯的影響，根據大量的實驗數據表明，在具有加強圈的圈板內如果不進行靜壓力的修正，測量出的結果反而會更加準確[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，因此可以不對其進行考慮。

二、罐底板和壓實基礎間隙

當前對立式金屬罐容量計量的準確度要求約在0.2%，對容量計量產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，當罐體裝滿液體后，罐底會發生形變，這個時候計算油量就會出現一定的誤差。

罐底板對立式金屬罐容量計算產生影響的問題相對復雜。其主要原因在于空罐狀態和滿罐狀態下罐底板發生的形變非常大。由于大部分立式金屬罐的基礎通常都是軟基礎，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，罐底板和基礎之間就會出現的一定的縫隙，這些就會影響到容積表的精準度。

可以想象當罐底板和基礎之間出現縫隙的時候，罐內承裝液體達到一定質量后，罐底板就會發生變性，空罐的形狀就此發生改變，而產生的計量零點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誤差[2]。

通過大量的實驗數據可以得出結論，罐底板下方出現的縫隙，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量準確度在0.2%之內，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，由于罐內的液體溫度也相對穩定，因此這個影響都可以忽略不計。如果罐內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該通過計算加權平均數得知，不能簡單的計算算術平均值。此外罐壁溫度修正結果一定要是在罐裝過后36小時之后才可以進行計算。一定需要注意現階段常見的立式金屬罐材質多為碳鋼和容器鋼，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，同種材質之間計算圓周時無需進行線膨脹系數的修正，不同材質的線膨脹系數差別則較大，即使是不銹鋼，在不同品種之間的線膨脹系數的差距也很大。所以當測量時的溫度偏離標準溫度較大時，比如-20℃或40℃等情況，將對直徑的影響會達到萬分之二以上。

四、參照高度

當前國際上默認立式金屬罐的參考高度是恒定的，但這個觀念顯然是適應實際情況。經過大量的實驗數據分析，在立式金屬儲罐儲存液體后或者在長期使用之后，其參考高度都會發生一定的變化，調查顯示，七成以上的罐參照高度會在罐體使用后發生一定的變化，增大和減小都有可能發生[3]。參照高度的變化一般不會對立式金屬罐罐體的容積產生影響。但是通過大量的研究數據表明，立式金屬罐參照高度的變化是由于罐底板發生形變，致使計量零點產生了垂直位移。在計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變化，因此，計算的時候必須將參考高度進行實測，了解變化量后在計算容量。

五、浮頂摩擦力

現階段利用立式金屬浮頂罐進行油品提及測量的時候，通常情況下會用到外浮頂罐和內浮頂罐，在實際測量的過程中，會受到各種因素的影響，其中浮頂摩擦力的影響最為突出。當前國際上普遍認為立式金屬罐浮頂是一個自由浮體，也就是說浮頂的升降會隨著液位的升降同步出現運動。但是在近些年的研究中發現，浮頂密封件和罐壁之間是存在著一定的摩擦力的，這會使得浮頂的運動受到了約束，不再能夠同步進行活動。如果浮頂升降浮動變成了出現間斷現象的躍動，這種修正方法就會失去準確性。當前我國正在研究怎么樣通過實測浮頂的沉沒深度來確定浮頂摩擦力造成的影響，從而確定浮頂的影響量，這種方法就會讓立式金屬罐容量的測量更加準確，也更加符合實際測量的情況。當前所采取的方法主要是通過多次實驗盡可能減小誤差的出現，讓數據更加準確。

結束語：

精確計量立式金屬罐的容量是一項非常重要的工作，它能保證國家在跨國液體貨物貿易的過程中占據主動，避免由于計算精度不足導致的國際、企業經濟受到損失。然而當前在計算立式金屬罐容量的時候仍然存在精準程度不足的問題，這就需要我國相關部門和技術機構必須要提高對其重視程度，積極更新算法，將對容量產生影響的因素進行考慮，設定準確的修正值，只有這樣才能保證罐體容量計量更加準確，讓我國在跨國液體貿易中具有更充足的底氣。

參考文獻

[1]趙瑾，陳正茂.立式金屬罐容量計量期間核查條件分析研究[J].中國計量，2015（06）：67-68.

[2]劉蘇榮.對立式金屬罐容積表使用難點的說明[J].計量與測試技術，2015，42（03）：34-35+38.

[3]趙瑾，張興黨，劉亞麗.立式金屬罐容量計量期間核查條件分析研究[J].工業計量，2014，24（01）：55-56+58.