畢 江 夏 偉

大慶油田設(shè)計(jì)院

用全站儀測量臥式金屬罐容量

畢 江 夏 偉

大慶油田設(shè)計(jì)院

采用專用輔助設(shè)備將防爆全站儀架設(shè)在臥罐的中心點(diǎn)附近進(jìn)行水平調(diào)整和固定，確定全站儀的定向方向。設(shè)定向方向的水平角為0°00′00″，垂直方向的高度角為0°00′00″，設(shè)置完畢后就可用全站儀對臥罐進(jìn)行連續(xù)測量?，F(xiàn)場試驗(yàn)證明，用全站儀測量臥式金屬罐是可行的。采用該方法檢定臥罐，其檢定結(jié)果符合《臥式金屬罐容積（JJG266—1996）》檢定規(guī)程中的技術(shù)要求。該方法可操作性強(qiáng)，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，擴(kuò)展了全站儀測量臥式金屬罐的范圍。

全站儀；臥式金屬罐；測量方法；試驗(yàn)

1 測量方法

采用專用輔助設(shè)備將防爆全站儀架設(shè)在臥罐的中心點(diǎn)附近進(jìn)行水平調(diào)整和固定，確定全站儀的定向方向。設(shè)定向方向的水平角為0°00′00″，垂直方向的高度角為0°00′00″，設(shè)置完畢后就可用全站儀進(jìn)行連續(xù)測量。

（1）直圓筒部分罐壁上目標(biāo)點(diǎn)的確定。在直圓筒上對每個(gè)圈板進(jìn)行2組數(shù)據(jù)測量，每個(gè)垂直于臥罐縱軸線截面上的測量點(diǎn)不少于16個(gè)；點(diǎn)位要均勻分布，不要離焊縫太近。

（2）臥罐封頭上測量點(diǎn)位置的確定。在臥式金屬罐的頂型中只有弧形頂?shù)臏y量比較繁瑣，而其他頂型的測量簡單且數(shù)據(jù)量也較少。對于弧形頂頂型的測量可依據(jù)弧形頂頂型的形狀特點(diǎn)來確定測量方案。具體操作如下：軸線方向上測量點(diǎn)間隔應(yīng)為2～5 cm；測量封頭垂直于軸線截面圓周上的目標(biāo)點(diǎn)的空間坐標(biāo)；封頭半徑及其他垂直截面位置上的測量點(diǎn)數(shù)不少于16個(gè)；圓周上的目標(biāo)點(diǎn)要分布均勻；中心點(diǎn)測量2個(gè)數(shù)據(jù)；該測量過程的核心主要是目標(biāo)點(diǎn)要精確定位，通過合理增加測量數(shù)據(jù)來提高測量的準(zhǔn)確度。

（3）直圓筒圈板半徑的測量。確定要測量圈板的位置后，將經(jīng)過校準(zhǔn)的激光標(biāo)線儀精確安置在該位置，并使激光束準(zhǔn)確指向需測量的圈板垂直剖面上。手工操作全站儀，按照確定目標(biāo)點(diǎn)的間隔、數(shù)量逐一測量罐壁目標(biāo)點(diǎn)的水平角、高度角和距離并準(zhǔn)確記錄。同時(shí)用經(jīng)過校準(zhǔn)的紅外測溫儀測量該圈板的罐壁溫度，溫度測量值不少于4點(diǎn)（均勻分布即可）。移動(dòng)激光標(biāo)線儀至下一個(gè)測量位置，繼續(xù)手工操作全站儀直至所有的圈板半徑數(shù)據(jù)測量完畢，包括兩端封頭半徑的測量。

（4）罐體總長、直圓筒長、封頭高的測量。將安置好的全站儀的水平角置于定向方向，分別測量罐壁上的目標(biāo)點(diǎn)A、B、C、D、E、F的水平角、高度角和距離，測量2次并記錄，同時(shí)測量罐壁溫度6次（均勻分布）。通過計(jì)算坐標(biāo)系SAC、SBD、SEF的距離就可計(jì)算出臥罐直圓筒部分的平均長度、封頭總長度、罐體總長度、封頭伸長量等，經(jīng)過溫度修正即可用于容量計(jì)算。注意：罐體總長度=直圓筒長+封頭總長+封頭伸長量。

（5）弧形頂?shù)臏y量?；⌒雾敎y量的原理是將弧形頂分割成小圓臺(tái)，準(zhǔn)確測量圓臺(tái)的幾何尺寸，經(jīng)過必要的修正后，即可用于計(jì)算弧形頂?shù)娜萘?。在臥罐縱軸線附近安置好全站儀后，按照事先確定的測量方法和規(guī)劃的測量參數(shù)（如目標(biāo)點(diǎn)間的水平角等），按次序準(zhǔn)確測量弧形頂縱軸線垂直截面圓周上目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。要注意：對弧形頂幾何特征點(diǎn)及其附近的測量應(yīng)適當(dāng)增加測量點(diǎn)數(shù)量；對弧形頂封頭與直圓筒之間的變換點(diǎn)、封頭的中心點(diǎn)等數(shù)據(jù)要精確測量，以便用于確定頂型的高度和直圓筒部分的長度；在測量過程中儀器的中心高度盡量與臥罐的縱軸線接近；測量的數(shù)據(jù)要經(jīng)過溫度修正和傾斜修正才能用于容量的計(jì)算。

（6）參照高度的測量。參照高度的測量采用測深量油尺測量即可。

（7）罐體傾斜測量。罐體傾斜測量一般利用測量罐體直圓筒或罐體總長的測量數(shù)據(jù)即可計(jì)算出罐體的軸向傾斜，罐體傾斜測量見圖1。

（8）核驗(yàn)點(diǎn)的測量?？紤]到在測量過程中全站儀可能發(fā)生水平、垂直移動(dòng)從而影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，測量時(shí)應(yīng)先測量特設(shè)的核驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。待該測站測量完畢后再次對核驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行測量，如前、后2次測量值均在規(guī)定的范圍之內(nèi)，則表示該測站的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

圖1 罐體傾斜時(shí)長度測量示意（側(cè)視）

2 測量試驗(yàn)結(jié)果比對

直圓筒半徑測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比見表1。直圓筒長度測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比見表2。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用全站儀測量臥式金屬罐的直圓筒半徑和長度均滿足測量誤差要求。

表1 直圓筒半徑測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)比對

表2 直圓筒長度測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值

3 結(jié)論

現(xiàn)場試驗(yàn)證明，用全站儀測量臥式金屬罐是可行的。采用該方法檢定臥罐，其檢定結(jié)果符合《臥式金屬罐容積（JJG266—1996）》檢定規(guī)程中的技術(shù)要求。該方法可操作性強(qiáng)，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，擴(kuò)展了全站儀測量臥式金屬罐的范圍。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.8.079