[發明專利]立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具及測量方法

有效

• 申請號: 201010266565.6
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101915539A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 劉麗川;劉瑬;楊繼平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍后勤工程學院
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明涉及一種測量金屬儲罐失穩變形的測量工具及測量方法，特別涉及圓筒形金屬儲罐的罐壁失穩變形的測量工具及測量方法。

背景技術

工業上用的金屬儲罐通常用來存儲石油等液態物質，這些金屬儲罐體積較大，其直徑一般為數米至數十米，因溫度變化、金屬儲罐呼吸口失靈等原因引起金屬儲罐內負壓造成圓筒形金屬儲罐的罐壁失穩，罐壁會產生較大面積的凹癟，根據已有的統計結果，變形位置主要集中于罐壁上部1～2圈。為了確定金屬儲罐變形后的修復方案，需要掌握變形部位的幾何尺寸，因此需要對變形部位進行測量。在拱頂金屬儲罐容積標定時，需要對罐壁進行測量。根據JJG168《立式金屬罐容積量檢定規程》、GB/T13235《石油和液體石油產品-立式圓柱形金屬油罐容積標定法》，主要標定方法有圍尺法、光學參比法和光電內測距法。

對于罐徑不足5m的金屬儲罐，可以使用圍尺法標定其容積，對其產生的凹癟可以通過搭梯用圍尺法測量，得到凹癟的容積，主要采用跨越規測定凹癟區域的弦長，這種方法無法準確測量出大變形的罐壁凹癟的容積。

罐徑大于8m的金屬儲罐，通常使用光學參比法標定金屬儲罐容積，需要使用光學垂準儀、水平直尺、移動式磁性標尺儀等。理論上，該方法可以對大變形的罐壁進行測量，但由于移動式磁性標尺儀的小車的輪距限制了對面積較小的凹陷無法貼攏凹陷底部，導致當罐壁變形復雜時，測量誤差太大。

光電法測量罐頂變形一般采用全站儀。全站儀是集測距、測角、處理和記錄于一身的設備。儀器的測量原理是儀器發射一個光束到被測點，記錄下光束從發射到反射回來的時間差T，通過分式D＝CT/2計算出被測點到儀器的距離，同時儀器自帶的測角裝置能測出儀器自起始坐標轉過的水平角和豎直角，從而通過距離和轉角計算出被測點相對于起始坐標的坐標值，并記錄下來。因此利用光電法測量金屬儲罐變形也就十分方便，只需把全站儀架設在能觀測到整個罐壁的位置，然后從罐壁抽取一些有代表性的點，按一定順序進行測量即可。雖然光電法中全站儀的使用能為測量提供很大的便利，但是他也對測量條件提出了很高的要求：首先，一般電器設備及電子儀器在使用時會產生電火花、電弧，對于金屬儲油罐，罐區是油蒸汽密集的場所，因此在使用全站儀測量時應注意選擇符合罐區防爆要求的防爆型全站儀；其次，儀器必須架設在能觀測到整個罐壁的位置，但在很多罐區，特別是洞庫內，很難找到這樣的位置；最后，全站儀底部有一個支座，需要有一定的安裝高度，但是洞庫罐室內空間陜小，儀器很難展開。從以上這些條件看來，要在測量中使用全站儀很不方便，特別是在洞庫內，想要使用光電法更加困難。

發明內容

本發明解決的技術問題是：

1、提供一種結構簡單、在狹小空間使用方便的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具。

2、提供一種能夠對失穩變形大、失穩變形復雜的立式圓筒形金屬儲罐罐壁進行準確測量的測量方法。

本發明的技術方案是：

為解決技術問題1：本發明提供一種立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，包括一長硬尺、一短硬尺和一軟尺，所述長硬尺的一端和短硬尺的一端鉸接在一起，長硬尺上設有一標記點，所述軟尺的一端連接在長硬尺的標記點位置。

進一步，所述軟尺的長度大于或等于所述長硬尺標記點到長硬尺鉸接點的距離與所述短硬尺長度之和。

進一步，所述短硬尺的自由端設置有一個用于將短硬尺可拆卸固定在金屬儲罐上方的固定部件。

進一步，所述長硬尺為U形槽形狀，所述短硬尺可旋轉收折到長硬尺的U形凹槽內。

進一步，所述軟尺的一端通過一個U形叉塊鉸接在長硬尺的標記點位置。

為解決技術問題2：

本發明提供一種運用檢測立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量方法，其關鍵在于包括以下步驟：

1)、布置第一條測量線：將一根鉛垂線的一端固定在圓筒形金屬儲罐頂部的護欄上并豎直懸下鉛錘，此時與圓筒形金屬儲罐的變形部位相交的鉛垂線部分即為測量線；

2)、建立測量線的局部坐標系：將鉛垂線與圓筒形金屬儲罐頂部邊沿圓周上相交的點設為局部坐標原點，通過該局部坐標原點的豎直線為y軸，以圓筒形金屬儲罐的罐壁上局部坐標原點所在的外法線方向為x軸；

3)、在圓筒形金屬儲罐變形部位選擇第一測量點：將測量工具的短硬尺自由端的固定部件固定在圓筒形金屬儲罐頂部的護欄上，旋轉長硬尺，使長硬尺的測量端沿測量線貼于圓筒形金屬儲罐的變形部位上的一點，該點即為第一測量點，并將軟尺拉直至短硬尺的自由端，此時保持長硬尺和短硬尺均位于局部坐標系所在的豎直面上；