【国家标准(GB)】 球形金属罐的容积标定 全站仪外测法

ICS 75. 080
中华人民共和国国家标准
GB/T19780-2005
球形金属罐的容积标定
全站仪外测法
Capacity calibration of spherical metal tank-Total station external measuring method2005-05-25发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2005-11-01实施
本标准的附录A和附录B为资料性附录。本标准由中国石油化下集团公司提出，本标准由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院口。GB/T19780—2005
本标准负责起草单位：中国在油化工股份有限公司有油化工科学研究院和中国有油化工股份有限公司北京燕山分公司炼油厂。
本标准参加起单位：国家人容量第一计量站本标准主要起人：魏进祥、关鸿权、李风岐、佟明星。本标雄为首次制定。
1范围
球形金属罐的容积标定
全站仪外测法
本标准规定了全站仪外部标定球形金属容积的测量方法和计算步骤。本标准适用于半径为1 m 以上的球形金属罐的标定。2规范性引用文件
GB/T 19780—2005
下列文件中的条款通过本标准的引用面成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件：其随后所有修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注口期的引用文件，其最新版本适用于本标准，GB2337钢制球形储罐
GB/T13236存油用量油尺和钢围尺的技术条拌GB/T1518！球形金属罐容积标定法（尺法）3术语和定义
GB/T15181确立的以下列术语和能义适用于本标准。3.1
全站仪totalstation
由电子测角、电子测距和数据自动记录等系统组成，测结果能白动显示、计算和存储，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。3.2
水平测站horizontalstation
在距球罐-定距离的周围地面上，为安置全站仪及其附属设施，以测量球罐半径所确定的点。3.3
切点半径tangentradius
在水平潮菇上测量的正对球面圆周上球面切点至球心的距离。3. 4
站半径
stalion radius
在水平测站上测得的各切点半轻的算术平均值3.5
浏距目标点rangingtarget
全站仪议器中心到球心的连线与罐壁的交点。4方法概要
在距球罐适当距离的周围地面上，建立至少3个均匀分布的水平测站。在个测站上，用全站仪测量球心方向的水平角和垂直角以及沿球心方向到髓壁的距离，再瞄准正对球罐圆周上均勾分布的个球罐切点，测量相应的水平角和垂直角，计算出各切点半径，将8个切点半径的算术平均值作为测站半径。根据各测站半径计算出球罐的平均半径，进而编制球罐容积表。GB/T19780—2005
5标定要求
5.1被标定的球形罐应符合GB12337的要求。5.2标定应在压力检验合格之后及罐体保温之前进行，保温罐应采用其他方法内测标定。5.3标定中，全站仪和球罐测量点之间不得有影响光线通过的障碍，确保标定在无外界干扰的条件下逊行。
5.4标定中，罐内不得有收发作业。5.5测量环境中不宜存在易燃易爆气体，5.6GB/T15181中规定的安全措施也应遵守。6测量设备
6.1全站仪
6. 1.1测角单元,最小分度值不超过1；重复性不超过1;不确定度不超过3\。6.1.2测单元：最小分度值不超过1mm；重复性不超过2mm；不确定度不超过3mm。6.2数据终端：通过它可以编程实现数据的自动测量、采集、存储和计算。全站仪通常已具有数据终端的功能，因此不必另配，如果全站仪没有此项功能，则必须单独购置可现场使用的数据终端，如笔记本电脑，
6.3量油尺：符合（R/T13236的要求。6.4超山波测厚仪：最小分度值为0.1mm，6.5水准仪：自动安平，准确度等缀不低于S3级。6.6垂直标尺
了设器检验
测量前，应重新准全站仪的视准差、指标差及补偿器的零点差。测角单元与测距单元非同轴配置的全站仪必须在现场进行平行性检验。8半经测量
8.1建立测站
如图1所示，在绕球罐圆周方间的地面上，建立均句分布至少3个水平测站，各水平测姑到测距日标点的垂直距离大于5㎡或2倍球半径的较大值，祖应控制在40m以内，确保通过3个水平测站观测到的球罐区域能相互重叠：并题盖整个球罐。出于现场环境问题，当观测范国不能完全题盖球罐或3个测站不能均匀分布时，应适当增加水平测站的数日。如果在相邻两测站测量的球罐半径的相对偏差超过0.3不时，可在两测站之间增加一个測站，测距目标点的所在球面应光滑可见，其偏离爆缝或其他障碍物的距离至少300mm，否则应通过移动水平测站来改变测距目标点的位置。8.2测量测站半径
8.2.1安置仪骼
在第一个测站上，架设三脚架，并用适当方法固定，确保测量期间牢固稳定。将全站仪安装在三脚架上调平。启动仪器，并题热稳定。8.2.2球心定位
8.2.2.1确定球心方向的水平角
如图2所示，调整全站仪的垂直角，在正对球面圆周」选择：条尽可能长的水乎兹AB，确保用全站仪能看到水平弦的两个端点，调书节水平角·用望选镜十宁中心对雅左端点，记录水平角；在保持GH/T 197802005
垂直角不变的情况下，旋转全站仪对推右端点，记求水平角H。由武（I)计算球心方向的水平角HM。在測量中,应预先设置好水平角的零位方向，保证 Hk→H.。H=(HL+Hr)/2
测距标点
焊輪或障碍
水华洲路
图，球周水平测站分布示意图
8. 2. 2.2确定球心方向的垂直角如图2所示，调整全站仪的水平-角，在正对球面圆周上选择--条尽可能长的垂直弦（D、确保用全站仪能看到垂直兹的两个端点。调节垂直角，用望远镜十字中心对准上端点，记录垂直角Vu在保持水平角不变的情说下，旋转全站仪对准下端点，记录垂直角Vz：由式（2）计算球心方陶的垂直角VM。Vm = (Vu+ Vn)/2
注，为确保球心方向水平角和垂直角的测定精度，可以选择不止一条水平弦或垂直兹来确定球心方向的角度。8.2.3球心距
根据8.2.2确定的球心方向的水平角H，和垂直角VM，将全站仪对准球心方向，测量并记录全站仪到球罐璧的秉直距离T
当全站仪的测距单元和测角单元非同轴配置时，测距方时编离通过球心的測角方向·应采用式（3）将所測距离修正倒球心方向的距离）。反之，则不用修正，D。[。D - D'.. (R. -..R.? .. ( )
式中，
球罐的没计半径，mmt
全站仪的测距单元与测角单元的平行配置距离：mm。（3）
GB/T 19780—2005
8.2.4：切向测角
如图2，在全站仪正对的球面圆周上·用粗瞄器选择均匀分布的8个球面切点。起始点的定位应确保能用全站仪观察到全部8个切点，个别切点因表面障碍确实需要调整时，其调整量应尽量小，最大不得超过300mⅡ·而且其相对圆心的对称点也应作相应调整，用全站仪依次瞄准各切点，测量记录相应的水平角H，和垂直角V。
在各切点的方位角测完成后，使全站仪在原位置保持不动，按8.2.3再次进行球心测距，两次测最的距离不应超过2 mm，否则应从8.2.2乘新量，真至满足要求。8.2.5计算切点半径
如图3所示，由球心方向的水平角HM，垂克角V和距离D及切点方向的水平角Hp和垂直角V。，换算出球心方向和切点方向的立体夹角,用式(4)计算切点半径尺r。R -- D X sino/(1 -- sino) ..8.2.6计算测站半径
取本测站8个切点半径的算术平均值作为对应的测站半径Rs，8.2.7按8.2.1~8.2.6确定其测站半径P3
球面切点：
AB.CD.拥于确延球心方向的弦。P7
图2球心定位及切点测量示意图
8.3计算球罐半径
取全部测站半径的算术平均值作为球罐半径R。。9其他测量
按照GB/T15181测量记录如下数据：罐内总高：
注：对于使用中的球罐，如果不能直接测量赚内总高，可以参照附录B.采用全站仪间接测量。罐壁厚度：
大气温湿度、罐内温度或罐体温度：液面计标尺零位至罐底零点高度修正值；球的工作压力MPa)。
10计算端表
10.1计算内半径
式中：
图3球罐劫点半径规量示意图
球罐的平势外半径，mmt
一球罐内半径，mm:
罐壁厚度.mm。
10.2半径的温庭修正
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天项方向
S（全站仪）
当罐体温度偏离标准温度时,应采用式(6)将罐体温度下的R，修正到标推温度R. - R.[1 as *(ts - 20)]
式中：
球護在标推温度下的内半径，mm；-罐壁材质的线膨胀系数t低碳钢取as11.5×10 6℃=）,℃1罐体温度，℃。
10.3继内总高（H)的计算
由极点处测量时的计算
H - HEI+aa(t - t)I+AL
由球罐上极点处测量的罐内垂直高度，mm：Ga
量油尺的线膨胀系数（低碳钢量油尺取α=11.5×10·6℃~1),℃-1最油尺的温度(敢罐内空间温度），；罐体温度（取人气源度与罐内空间源度的算术平均值），；量油尺的修正值，mm。
（6）
GB/T 19780—-2005
10.3.2偏离极点测量时的计其
H -- (H. +AL)*+4L..[1+α-(t.t))武中：
一偏离极点测量的罐内垂直高度，mm;Lm偏离极点的水平年离，mm。
10. 4计算标定状态下的总容积V(L)V= (4元/3)+R, 10-
计算结果精确到整数升(L)。
10.5 计算承压容积
10.5.1承压容积增大值4V(L)
球罐在空罐状态下标定时，应按式（8）计算承压容积增大慎AV如果球罐在工作压力下标定，则取AV=0,
AV- V.R.-P/(E- S)
武中：
力被标球罐的工作压力，MPa：
E—--罐壁材质的扬氏弹性模量（碳钢为206×10），MPa。计算结果精确到整数外（L）。
10.5.2承压总容积V,(L)
Ve= V-AV
10.5.3承压部分窖积V(L）
V, = V.-(H./H)2.(3-2H./H)
式中：
H罐内总高，cm:
H一计算部分容积的高度，cm，
计算结果精确到整数升(L)。
10.6编表
根据式(9)改GB/T15181的要求编制厘米间隔的球罐客积表，编写标定报告，11容积标定的总不确定度
本标准标定球形金属髓容积的不确定度不大于0,2%(95%的置信水平)。(8)
球端编号：
水平测站S1
设计半径：
球心水平角H：
球心重垂直角V：：
球心距离D'：
球心水平角H.
球心垂直角V.
水平测站 S2
球心距离
球心水平角H.:
水平测站 S3
球心垂直角Vi：
球心距离D'：
水平测站数
大气温度，℃
球罐半径.20℃
测望员：
附录A
(资料性附录)
全站仪外测法测量数据记录表
测量参数
水平角(Hp)
垂直角（Vr）
切点半径（Rp）
测量参数免费标准下载网bzxz
水苹角(H）
垂直角(V）
切点半轻(R）
测量参数
水平角(H）
垂直角(Ve）
切点半径（Rp）
角度单位：
球躁平,均半径
罐内温，
记录员：
长度单位：mn
场点号
切点号
规点号
罐壁度，℃
GB/T 19780--2005
测站半径
站半径
站半径
谢日期：
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B.1概述
附录B
（资料性附录）
采用全站仪间接测量辅内总高
在護内总高不能采用量油尺直接测量时，可以采用全站仪和带棱镜的标尺按下述方法间接测量出罐内总商（H)
B. 2 测量
B. 2. 1如图B. 1 所示,在球罐上极点垂直架设已知高度(h1)的带機镜的标尺，在测量球罐半径的某个测站上，用全站仪测意楼镜中心的垂直角（V）和斜距（D）。此后，用测厚仪和/或钢直尺测量出上极点到球罐内壁的距离（Sr）。
B.2.2将标尺零点沿铅垂方向对准球罐下极点，同时将全站仪的垂直角调整至90（即水平方向），读出标尺的读数（）。此后，用测撑仪和/或钢直尺测量出下极点到球内壁的距离（S）。B. 3计算
B.3.1罐体温度下的罐内总高H可按式(B.1)计算：H = D.cos(V)-(hr +h)-(Sr +S)式中：
D：由全站仪测量的棱镜中心的斜范，mmV一由全站仪测景的棱镜中心的垂直角；hr—棱镜标尺的高度，mm;
he—标尺读数，即球罐下极点到全站仪确定的水平面的距离，nm；S球罐上极点到对应内壁的距高，mm，S——球罐下极点到对应内壁的距离，mn。B.3.2标准溢度下的辅内总高H按式(B.2)计算：H=H.［1-as(ts—20)
式中：
as——罐壁材质的线膨胀系数（低碳钢取as=11.5×10‘℃\).℃1，ts—罐体温度,℃。
6 3, 1 3
采用全站仪测量罐内总高
全站仪
GB/T19780--2005
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