[发明专利]立式圆筒形金属储罐罐壁失稳变形的测量工具及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量金属储罐失稳变形的测量工具及测量方法，特别涉及圆筒形金属储罐的罐壁失稳变形的测量工具及测量方法。

背景技术

工业上用的金属储罐通常用来存储石油等液态物质，这些金属储罐体积较大，其直径一般为数米至数十米，因温度变化、金属储罐呼吸口失灵等原因引起金属储罐内负压造成圆筒形金属储罐的罐壁失稳，罐壁会产生较大面积的凹瘪，根据已有的统计结果，变形位置主要集中于罐壁上部1～2圈。为了确定金属储罐变形后的修复方案，需要掌握变形部位的几何尺寸，因此需要对变形部位进行测量。在拱顶金属储罐容积标定时，需要对罐壁进行测量。根据JJG168《立式金属罐容积量检定规程》、GB/T13235《石油和液体石油产品-立式圆柱形金属油罐容积标定法》，主要标定方法有围尺法、光学参比法和光电内测距法。

对于罐径不足5m的金属储罐，可以使用围尺法标定其容积，对其产生的凹瘪可以通过搭梯用围尺法测量，得到凹瘪的容积，主要采用跨越规测定凹瘪区域的弦长，这种方法无法准确测量出大变形的罐壁凹瘪的容积。

罐径大于8m的金属储罐，通常使用光学参比法标定金属储罐容积，需要使用光学垂准仪、水平直尺、移动式磁性标尺仪等。理论上，该方法可以对大变形的罐壁进行测量，但由于移动式磁性标尺仪的小车的轮距限制了对面积较小的凹陷无法贴拢凹陷底部，导致当罐壁变形复杂时，测量误差太大。

光电法测量罐顶变形一般采用全站仪。全站仪是集测距、测角、处理和记录于一身的设备。仪器的测量原理是仪器发射一个光束到被测点，记录下光束从发射到反射回来的时间差T，通过分式D＝CT/2计算出被测点到仪器的距离，同时仪器自带的测角装置能测出仪器自起始坐标转过的水平角和竖直角，从而通过距离和转角计算出被测点相对于起始坐标的坐标值，并记录下来。因此利用光电法测量金属储罐变形也就十分方便，只需把全站仪架设在能观测到整个罐壁的位置，然后从罐壁抽取一些有代表性的点，按一定顺序进行测量即可。虽然光电法中全站仪的使用能为测量提供很大的便利，但是他也对测量条件提出了很高的要求：首先，一般电器设备及电子仪器在使用时会产生电火花、电弧，对于金属储油罐，罐区是油蒸汽密集的场所，因此在使用全站仪测量时应注意选择符合罐区防爆要求的防爆型全站仪；其次，仪器必须架设在能观测到整个罐壁的位置，但在很多罐区，特别是洞库内，很难找到这样的位置；最后，全站仪底部有一个支座，需要有一定的安装高度，但是洞库罐室内空间陕小，仪器很难展开。从以上这些条件看来，要在测量中使用全站仪很不方便，特别是在洞库内，想要使用光电法更加困难。

发明内容

本发明解决的技术问题是：

1、提供一种结构简单、在狭小空间使用方便的立式圆筒形金属储罐罐壁失稳变形的测量工具。

2、提供一种能够对失稳变形大、失稳变形复杂的立式圆筒形金属储罐罐壁进行准确测量的测量方法。

本发明的技术方案是：

为解决技术问题1：本发明提供一种立式圆筒形金属储罐罐壁失稳变形的测量工具，包括一长硬尺、一短硬尺和一软尺，所述长硬尺的一端和短硬尺的一端铰接在一起，长硬尺上设有一标记点，所述软尺的一端连接在长硬尺的标记点位置。

进一步，所述软尺的长度大于或等于所述长硬尺标记点到长硬尺铰接点的距离与所述短硬尺长度之和。

进一步，所述短硬尺的自由端设置有一个用于将短硬尺可拆卸固定在金属储罐上方的固定部件。

进一步，所述长硬尺为U形槽形状，所述短硬尺可旋转收折到长硬尺的U形凹槽内。

进一步，所述软尺的一端通过一个U形叉块铰接在长硬尺的标记点位置。

为解决技术问题2：

本发明提供一种运用检测立式圆筒形金属储罐罐壁失稳变形的测量方法，其关键在于包括以下步骤：

1)、布置第一条测量线：将一根铅垂线的一端固定在圆筒形金属储罐顶部的护栏上并竖直悬下铅锤，此时与圆筒形金属储罐的变形部位相交的铅垂线部分即为测量线；

2)、建立测量线的局部坐标系：将铅垂线与圆筒形金属储罐顶部边沿圆周上相交的点设为局部坐标原点，通过该局部坐标原点的竖直线为y轴，以圆筒形金属储罐的罐壁上局部坐标原点所在的外法线方向为x轴；

3)、在圆筒形金属储罐变形部位选择第一测量点：将测量工具的短硬尺自由端的固定部件固定在圆筒形金属储罐顶部的护栏上，旋转长硬尺，使长硬尺的测量端沿测量线贴于圆筒形金属储罐的变形部位上的一点，该点即为第一测量点，并将软尺拉直至短硬尺的自由端，此时保持长硬尺和短硬尺均位于局部坐标系所在的竖直面上；