JJF(辽) 574-2025 液化天然气低温立式储罐容量

　　辽宁省地方计量技术规范

　　JJF(辽)574-2025

　　液化天然气低温立式储罐容量校准规范

　　Calibration Specification for Capacity ofLow-temperature

　　Liquefied Natural Gases Vertical Tanks

　　2025-12-10 发布2026-01-10 实施

　　辽宁省市场监督管理局发布

　　归口 单 位：辽宁省市场监督管理局

　　主要起草单位：辽宁省大容量计量站(国家大容量第一计量站)

　　参加起草单位：中国石化青岛液化天然气有限责任公司中石化烟台龙口液化天然气有限公司

　　本规范委托辽宁省大容量计量站(国家大容量第一计量站)负责解释

　　本规范主要起草人：

　　郑 鹤(国家大容量第一计量站)

　　彭元博(国家大容量第一计量站)

　　鄢常亮(国家大容量第一计量站)

　　王 然(国家大容量第一计量站)

　　参加起草人：

　　高 岩(国家大容量第一计量站)

　　柳 智(中国石化青岛液化天然气有限责任公司)刘晨昊(中石化烟台龙口液化天然气有限公司)

　　富晓雷 (国家大容量第一计量站) 目录

　　引言 II

　　1范围 1

　　2引用文件 1

　　3 术语和计量单位 1

　　3.1术语 1

　　3.2计量单位 1

　　4概述 1

　　4.1液化天然气低温立式储罐结构 2

　　4.2液化天然气低温立式储罐校准原理 3

　　5计量特性 4

　　6校准条件 4

　　6.1环境条件 4

　　6.2技术条件 4

　　6.3安全条件 4

　　6.4校准用标准器及配套设备 4

　　7 校准项目和校准方法 5

　　7.1圆柱形储罐测量项目和测量方法 6

　　7.2棱柱形储罐测量项目和测量方法 9

　　7.3数据处理 9

　　7.4容量表的编制 13

　　8 校准结果表达 13

　　9复校时间间隔 14

　　附录A 15

　　附录B 19

　　附录C 20

　　附录D 25

　　附录E 27

　　附录F 28

　　附录G 31

　　引言

　　JJF 1001-2011 《通用计量术语及定义》、JJF1071-2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。

　　本规范是首次发布。

　　液化天然气低温立式储罐容量校准规范

　　1范围

　　本规范适用于液化天然气低温立式储罐容量校准工作，其他类似结构的立式储罐(如乙烯罐、丙烷罐、氨罐等)容量校准，可参考本规范执行。

　　2引用文件

　　JJG 168-2018 立式金属罐容量检定规程

　　GB/T 20368-2021 液化天然气(LNG)生产、储存和装运

　　GB/T 26978-2021 现场组装立式圆筒平底钢质低温液化气储罐的设计与建造注:凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。

　　3 术语和计量单位

　　3.1术语

　　以下术语和定义适用于本规范。

　　3.1.1液化天然气低温立式储罐 low-temperatureliquefiednaturalgases verticaltank

　　特指用于低温储存液化天然气的各类立式储罐的总称。

　　3.1.2 上计量基准面(液位计安装面) upper measurement datum用于安装液位计的上法兰平面，亦是液位计的上基准面。

　　3.1.3 下计量基准点 dippingpoint

　　通过上计量基准面的自由下垂线与罐底表面的交点，亦称零点。

　　3.1.4 液位系统参考高度 reference height of liquidlevelsystem下计量基准点到上计量基准面垂直距离。

　　3.1.5 最小测量容量 the smallest measurablevolume

　　为确保罐容量计量达到给定的测量不确定度，在收发作业中需排出或注入的最少液体体积。该容量与给定的测量不确定度及液位系统最大允许误差直接相关。

　　3.1.6附件体积 deadwood volume

　　影响罐容量的装配附件所占的体积。当其体积使罐的有效容积增加时，取正值;当其体积使罐的有效容积减少时，取负值。

　　3.2计量单位

　　计量单位采用国家法定计量单位。

　　体积单位：升，符号L;立方分米，符号dm3;立方米，符号m3。

　　长度单位：毫米，符号mm;厘米，符号cm;分米，符号dm;米，符号m。

　　容量单位：升，符号L;千升，符号kL。

　　温度单位：摄氏度，符号℃。

　　4概述 4.1 液化天然气低温立式储罐结构

　　液化天然气低温立式储罐是低温储存液化天然气的立式储罐总称，按其几何形状可分为：圆柱形液化天然气低温立式储罐(简称圆柱形储罐)和棱柱形液化天然气低温立式储罐(简称棱柱形储罐)。

　　4.1.1 圆柱形液化天然气立式储罐

　　圆柱形储罐罐体主要由钢制内罐、保温层和外罐组成。内罐采用耐低温钢材(如含镍9%的合金钢)，用于直接盛装液体介质;外罐多为混凝土或钢制，与内罐之间填充绝热材料，形成封闭绝热空间，满足 GB/T26978 对立式圆筒平底钢质储罐的设计要求，同时符合 GB/T20368 中液化天然气低温储存的安全性规定。其结构

　　图 1圆柱形液化天然气立式储罐结构示意图

　　4.1.2 棱柱形液化天然气立式储罐

　　棱柱形储罐以非自支撑薄膜结构为主要特征，内罐采用柔性薄膜材料(如波纹钢板)，横截面呈棱柱形状，能够适应液化天然气储存过程中的温度变化与压力波动。外罐多为混凝土结构，通过绝热层支撑内罐，共同构成低温储存空间。结构示意图如图 2所示：

　　2

　　图2 棱柱形液化天然气立式储罐结构示意图

　　4.2 液化天然气低温立式储罐校准原理

　　4.2.1圆柱形储罐校准原理

　　理想状态下，圆柱形储罐内罐呈竖直圆筒状，沿高度方向划分为若干圈板，自下而上依次界定为第 1 圈板、第 2圈板、…、第 n圈板，各圈板容量Vi为：

　　式中：

　　Vi—第i圈板容量，dm3

　　di—第i圈板的内直径，mm;

　　hi—第i圈板的内高，mm;

　　i=1,2,3,…,n—为圈板的序号;

　　若计入液体静压力引发的罐壁弹性变形修正值、罐内附件体积、罐底容量及罐体倾斜修正等因素，内罐总容量 V为：

　　V = 1 Vi+ ΔVP+ ΔVA+ ΔVB+ ΔVL(2)

　　式中：

　　ΔVP—液体静压力容量修正值，dm3;

　　ΔVA—罐内附件的体积，dm3，当它的体积使罐的有效容量增加时，ΔVA为正值;反之，为负值;

　　ΔVB—罐底容量，dm3;

　　ΔVL—罐倾斜的修正值，dm3。

　　4.2.2 棱柱形储罐校准原理

　　将棱柱形储罐内罐沿高度方向划分为若干层，自下而上依次计算各层容量Vi，其表示式为：

　　Vi=sihi× 10一6(3)

　　式中：

　　Si—第i层的面积，mm2;

　　hi—第i层的层高，mm;

　　i=1,2,3,…,n—为各层的序号;

　　若计入罐内附件体积、罐底容量修正等，内罐总容量 V 为：

　　V=

　　式中： ΔVA—罐内附件的体积，dm3，当它的体积使罐的有效容量增加时，ΔVA为正值;反之，为负值;

　　ΔVB—罐底容量，dm3;

　　Vi—每层容量，dm3。

　　5计量特性

　　对于容积≥10000m³的内罐，其总容量校准结果的扩展不确定度通常不超过0.1%(k=2)。

　　6 校准条件

　　6.1 环境条件

　　环境参数要求：温度范围为 - 20℃~40℃,相对湿度≤85%。

　　校准作业期间，罐内不得存在振动干扰，空气中应无悬浮尘埃颗粒，罐内必须完成彻底清洁处理。涉及液位系统参考高度测量等罐外作业时，需在无雨雪、风力≤4级的天气条件下实施。

　　6.2 技术条件

　　6.2.1 液位计导向管及对容量计量有影响的相关附件须完成安装。

　　6.2.2圆柱形储罐校准前应开展水压试验，试验要求符合GB/T 26978-2021的规定。

　　6.2.3 薄膜罐校准前需将主次绝缘层抽至-0.05Mpa负压状态，确保薄膜紧贴罐壁。

　　6.3安全条件

　　校准作业人员须熟知并严格遵循现场安全管理规定，按要求穿戴工作服、防护鞋，配备手套、安全帽等防护用品，严禁交叉作业。人员进入受限空间作业前，必须办理受限空间作业许可证，核查受限空间相连阀门、管线的隔离情况，确保空间内氧含量、有毒气体(物质)浓度及可燃气体浓度均符合安全标准。进入受限空间作业时，须全程携带便携式气体报警仪。

　　6.4 校准用标准器及配套设备

　　校准用标准器及配套设备主要技术参数见表 1 和表2。

　　表1 校准用标准器技术参数表

　　设备名称 测量范围 准确度等级或最大允许误差或不确定度 备注

　　全站仪

　　(1.5～200)m 测角标准偏差:2.0″

　　无棱镜测距最大允许误差：±(2mm+2×10-6L)

　　注：L是测量距离，单位mm 根据测量方

　　法，可选配其中一种作为标准器 钢卷尺 (0～100)m Ⅱ级 使用时进行修正 测深钢卷尺 (0～30)m MPE：±2.0mm (0～50)m MPE：±3.0mm 激光测距仪 (0.5～100)m ±1.5mm

　　自动安平水准仪

　　(1～100)m

　　DSZ3级及以上

　　根据底量测量方法选配

　　测厚仪

　　(0～50)mm ≤10mm，±0.1mm;>10mm，±(0.1mm+1%L)(L 为测量厚度) 使用温度

　　(-20～50)℃

　　表2 校准用配套设备

　　设备名称 型号规格/测量范围 要求 标高尺 (0～2)m 最小分度值 1mm，与水准仪配套使用 拉绳 满足要求 质地为棉、麻 钢直尺 (500～1000)mm;分度值1mm 3支 棱镜和对中杆 / 根据底量测量方法选配

　　便携式气体报警仪

　　/ 满足一氧化碳、硫化氢、氧气和可燃气体等气体浓度值检测要求 辐射温度计 (-10～50)℃ 最大允许误差：±1.0℃ 温湿度计 (-20～50)℃

　　(10～90)%RH 最大允许误差：±1.0℃

　　MPE：±7%RH 空盒气压表 (800-1060)hPa 最大允许误差：±2hPa 风速计 (0.8～20)m/s 最大允许误差：±5% 防爆灯具 —— 满足要求 对讲机 —— 满足要求 安全带 —— 满足要求 三脚架 —— 满足要求 防毒面具 —— 满足要求 数据处理软件 —— 满足本规范的计算要求 7 校准项目和校准方法

　　校准项目见表3。

　　表3 校准项目一览表

　　校准项目 圆柱形储罐测量 棱柱形储罐测量 圆柱面测量 + - 棱柱面的测量 - + 各圈板高度、板厚测量 + - 罐底测量 + + 罐体倾斜测量 + - 液位系统参考高度测量 + + 穹顶测量 + + 罐内附件测量 + + 注：“+”表示应校准项目，“-”表示不需校准项目 7.1圆柱形储罐测量项目和测量方法

　　7.1.1圆柱面测量

　　基圆的测量参照JJG-168中内铺尺法进行测量。圆柱面其他圈板的测量主要采用全站仪法对罐体圆柱面圈板1/4、3/4 处水平圆周进行扫描测量。

　　7.1.1.1 全站仪法测量罐体水平圆周半径

　　a) 在罐内靠近圆心位置架设全站仪，仪器架设高度以便于人员操作为宜。应采取有效措施保证仪器三脚架安置的稳定性，防止滑动和倾倒;

　　b) 等待仪器与周围环境温度条件平衡，每次温度条件平衡适应时间不宜少于15min;

　　c) 打开仪器电源，整平仪器，激活仪器倾斜补偿功能，并输入罐内大气温度和气压;

　　d) 利用光电测量仪器观测各圈板水平焊缝上下之间的高差，测量各圈板高度;

　　e) 在与全站仪基本同高的某一罐壁位置，设置一个稳固的棱镜或平板十字丝归零检核目标，照准目标获取该点坐标;

　　f) 测量各圈板1/4、3/4处罐壁点坐标，使每层测点均匀分布并避开障碍物，测量点的数量应满足相邻水平测点的弧长不得超过3m的要求;

　　g) 完成每一水平圆周扫描测量后，仪器照准测量归零检核目标(当仪器架设在非常稳定的底板处时，也可在完成所有水平圆周扫描后进行)，两次测量的坐标距离应不大于2.0mm。

　　7.1.2 各圈板高度、板厚测量

　　各圈板板厚测量。采用超声波测厚仪对各圈板板厚实施测量，在同一圈板上选取测点测量，单次圈板测量次数不少于两次;测量数据精确到0.1mm，计算两次及以上测量值的算术平均值，作为该圈板的实际厚度。若因罐壁结构、遮挡等因素导致板厚无法直接测量，可采用储罐竣工图纸标注的板厚数据。

　　各圈板高度测量。采用全站仪法测量时：选取对称的四条母线(避开罐壁附件干扰)，通过全站仪观测各圈板水平焊缝上下两点之间的高差，以高差数值作为对应母线处的圈板高度;对四条母线的测量结果分别记录，取四次测量值的算术平均值，作为该圈板的最终高度。

　　7.1.3 罐底测量

　　7.1.3.1 测量点的确定

　　如图 3(a)所示，测量点是在罐底上确定同心圆(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……m)和半径(0-1，0-2，…,0-n，n为半径方向测量条数)的交点的位置。测量点的数目由罐的直径大小确定，一般情况下测量点数见表4，同心圆到罐底中心的距离按照所分圆环面积相等的条件来确定，各圆环的半径按以下公式计算：

　　氵

　　式中：

　　R—第1圈板内半径，mm;

　　m—等分圆环的数量。

　　表 4 罐底测量点数量

　　基圆直径(m) m n D≤30 8 8 30< D≤60 8 16 D>60 16 16 7.1.3.2 测量点标高测量

　　a) 水准仪测量标高

　　如图 3(b)所示，将水准仪架设在罐底靠近中心的稳定点上，用标高尺逐一直立于各测量点、罐底中心点和下计量基准点上，通过水准仪读出标尺的读数，记录

　　图 3罐底量测量示意图

　　b) 全站仪测量标高

　　将全站仪架设至罐底靠近中心的稳定点上，待设备整平校准后，将对中杆逐一直立放置于各测量点、罐底中心点及下计量基准点上。通过全站仪的搜索棱镜功能读取每个点位的测量数据，依据该数据计算得出所有标高点的位置数据。

　　7.1.4 罐体倾斜测量

　　罐体倾斜指的是罐的中轴线偏离铅垂线的角度。通过全站仪获取罐体坐标数据后，计算各圈板水平圆的圆心坐标;再通过比较立式罐最下层圈板实测水平圆圆心坐标与最上层圈板实测水平圆圆心坐标的差值，即可求解罐体的倾斜度。

　　7.1.5液位系统参考高度测量 将液位计导向管用于安装液位计的上法兰圆4等分并标记等分点，将测深钢卷尺尺锤放入液位计导向管中，使尺带沿等分点缓慢放下，当尺锤顶部刚好接触到下计量基准点(或液位计导向管下挡板)，并确认尺锤直立，此时读取液位计导向管上法兰盘上沿所对应的尺带刻度，收起尺带再次测量并读数，两次读数差值不超过1mm的，以第一次读数为测量值。取4个等分点平均值作为液位系统参考高度。

　　当液位计导向管有下挡板时，按照上述方法测得值应加上挡板上沿至罐底之间距离作为液位系统参考高度。

　　当测深钢卷尺无法测量时，可采用激光测距仪进行测量。测量时，将激光测距仪放置在下计量基准点上，测量上计量基准面至下计量基准点的距离，多次测量，当续两次读数差值不超过1mm时，取第一次读数为测量值。

　　7.1.6穹顶体积测量

　　穹顶体积即为穹顶可容纳气相的体积Vd 。通过全站仪对穹顶内表面半径rd 、外罐内直径 Dd 、吊顶上表面与穹顶内表面最高点距离 Hd 、吊顶以上圆直筒高度hd 进行测量，扣除各附件(如膨胀珍珠岩、玻璃纤维毡、吊顶吊杆等)体积Vd 附后，即为穹顶可容纳气相的体积Vd。

　　图 4穹顶测量示意图

　　穹顶内表面半径rd采用最小二乘法对球面进行拟合计算得到。测量点为穹顶内表面各同心圆均匀分布的点，同心圆根据全站仪测量中心 至穹顶内表面最高点和穹顶内表面最低点的夹角8等分划分，每等分角对应一个同心圆，每个同心圆取不少于16点作为测量点。采用最小二乘法对球面进行拟合计算穹顶内表面半径 rd。

　　图 5 全站仪测量穹顶内表面各点示意图

　　外罐内直径Dd测量，参考7.1.1。吊顶上表面与穹顶内表面最高点距离 Hd采用全站仪测量穹顶内表面最高点坐标和吊顶上表面平均坐标。吊顶以上圆直筒高度hd 采用全站仪测量穹顶内表面与外罐内表面交界处 坐标平均值和吊顶上表面 平均坐标。穹顶内所有附件体积，如膨胀珍珠岩、玻璃纤维毡、吊顶吊杆等，附件一般具有规则的几何形状，测量出其几何尺寸，即可求出其体积。

　　7.1.7 罐内附件测量

　　罐内附件多具备规则几何形状，通过测量其几何尺寸，可计算得出附件体积。与此同时，还需明确各附件的起点高度与止点高度，具体为测量各附件最低点、最高点分别到下计量基准点所在平面的标高差。若附件因结构遮挡等原因无法实际测量，也可采用竣工图纸标注的数据。

　　7.2 棱柱形储罐测量项目和测量方法

　　7.2.1 棱柱面的测量

　　7.2.1.1 全站仪法测量罐体棱柱面

　　a)等待仪器与周围环境温度达到平衡后，将全站仪架设至罐内测量中心位置，完成仪器水平调节;

　　b) 在与全站仪基本同高的某一罐壁位置，定位并设置稳固的棱镜或平板十字丝归零检核目标，照准该目标后获取其坐标;

　　c)将罐体沿高度方向分为若干层，确保每层层高不大于3m;采用全站仪测量每层中心位置横截面正多边形各边的点坐标，每条边测量点数不少于5个，且各测点按边长均匀分布;

　　d)完成一个横截面正多边形各边的点坐标测量后，全站仪再次照准归零检核目标;若两次测量的坐标距离不大于 2.0mm，即可开展下一个棱柱面的测量;

　　e)重复上述步骤，完成所有测点坐标的测量;

　　f)采用辐射温度计对各层环境温度进行测量，取所有测量值的平均值作为温度修正依据。

　　7.2.2 罐底测量

　　7.2.2.1 测量点的确定

　　参考7.1.3.1确定测量点数量和位置，测量条数n和等分圆环的数量m。

　　7.2.2.2 测量点标高测量

　　参考7.1.3.2对测量点标高测量进行测量。

　　7.2.3 液位系统参考高度测量

　　液位系统参考高度测量参考7.1.5。

　　7.2.4穹顶测量

　　穹顶测量方法参考7.1.6。

　　7.2.5 罐内附件测量

　　罐内附件测量参考7.1.7。

　　7.3 数据处理

　　7.3.1 圆柱面测量数据处理方法 通过全站仪获取的罐体圆周数据，需经计算软件分析处理后才可使用(见附录A)。

　　7.3.2 棱柱面测量数据处理方法

　　棱柱面测量数据处理方法见附录B。

　　7.3.3 底量计算

　　其罐底最高点以下容量按下式计算：

　　(6)

　　式中：

　　ΔVB—罐底容量，为高度hd的函数，dm3;

　　hd—编制底量容量表的高度(区间为下计量基准点至罐底最高点)，mm;d—第一圈板内直径，mm;

　　B0,i、B1,i、……Bm,i—各测量点标高，mm;

　　B基—下计量基准点标高，mm;

　　F(hd,Bm,i,B基—自定义函数，定义如下：

　　F hd,Bm,i,B基m,i+ hd一 B基B m(B m),,i(i)h d(h d)B(B)基(基)

　　注：(1)当下计量基准点高于或等于罐底最高点时，令 hd=0 得到死量。

　　(2)当下计量基准点低于罐底最高点时，令hd等于下计量基准点至罐底最高点高度时得到罐底容量;hd在区间高度内分别取值，代入公式计算得到不同高度下的罐底量容量表。

　　7.3.4 罐体倾斜容量修正的计算

　　7.3.4.1 倾斜角(β)的计算：

　　设圈板最上层实测水平圆圆心与最下层实测水平圆圆心平面坐标之差分别为：

　　dx = x上 +x下

　　(7)

　　dy= y上 +y下

　　则罐的倾斜角(阝)为：

　　以上各式中：

　　(x上,y上)—为立式罐最上层实测水平圆圆心点平面坐标，mm;

　　(x下,y下)—为立式罐最下层实测水平圆圆心点平面坐标，mm; dH—为立式罐最上层实测水平圆和最下层实测水平圆之间的垂直高差，mm。

　　7.3.4.2 罐体倾斜容量修正ΔVL 的计算：

　　式中：

　　ΔVL—罐体倾斜容量修正值，dm3;

　　d—罐的基圆内直径，mm;

　　h—编制容量表的高度，mm。

　　7.3.5 静压力容量修正计算：

　　∆VP= Kh2 (10)

　　式中：

　　ΔVP——液体充到 h 高度时静压力容量修正值，dm3;

　　h—编制容量表的高度，m;

　　g—重力加速度，g=9.80665m/s2;

　　ρ—罐内液体平均密度，g/cm3;

　　d—罐的基圆内直径，mm;

　　E—圈板钢材的弹性模量，9Ni钢弹性模量 E=2.00×107N/cm3;δ—罐壁的平均钢板厚度，

　　hi—第 i圈板的内高，mm;

　　δi—第 i圈板平均钢板厚度，mm。

　　注：棱柱形储罐液相荷载通过可承受荷载的隔热层全部传递到混凝土外罐上，因此不进行静压力容量修正。

　　7.3.6穹顶的计算

　　穹顶可容纳气相的体积Vd 计算公式如下：

　　vd = πHd—hdrdvd附(11)

　　式中：

　　rd—穹顶内表面半径，mm;

　　Dd—外罐内直径，mm;

　　Hd—吊顶上表面与穹顶内表面最高点距离，mm;

　　hd—吊顶以上圆直筒高度，mm;

　　vd附—穹顶内各附件(如膨胀珍珠岩、玻璃纤维毡、吊顶吊杆等)体积。

　　7.3.6.1穹顶内表面半径计算 穹顶内表面半径 rd采用最小二乘法对球面进行拟合计算。在空间直角坐标系中，球面方程可表示为：

　　(x —x02+ y —y02+ Z —Z0)2 = rd(2)(12)

　　对于最小二乘法拟合球即求解令下式 H最小时(x0,y0,z0,rd)的值。

　　求偏导后简化得式。

　　Σ1((xi— x02+ yi— y02+ Zi — Z0)2— rd2)= 0(14)

　　Σ1 xi((xi — x02 +yi — y02 +Zi — Z0)2 — rd2)=0

　　Σ1 yi((xi — x02 +yi — y02 +Zi — Z0)2 — rd2)=0(15)

　　Σ1 Zi((xi — x02 +yi — y02 +Zi — Z0)2—rd2)=0

　　令：

　　ui=xi— x

　　vi = yi —y- (16)wi=Zi—Z-

　　代入后简化得：

　　求解后得：

　　7.3.6.2 外罐内直径计算

　　参考附录A计算外罐内直径Dd。

　　7.3.6.3吊顶上表面与穹顶内表面最高点距离计算

　　采用全站仪测量穹顶内表面最高点坐标和吊顶上表面平均坐标(测量吊顶上表面不少于36 个点的坐标取平均值)，两者高程坐标的差值即为吊顶上表面与穹顶内表面最高点距离 Hd。

　　7.3.6.4吊顶以上圆直筒高度计算

　　采用全站仪测量穹顶内表面与外罐内表面交界处坐标平均值(测量交界处不少于36 个点的坐标取平均值)和吊顶上表面平均坐标(测量吊顶上表面不少于36个点的坐标取平均值)，两者高程坐标的差值即为吊顶以上圆直筒高度hd。

　　7.3.6.5穹顶内各附件计算 穹顶内所有附件体积，如膨胀珍珠岩、玻璃纤维毡、吊顶吊杆等，附件一般具有规则的几何形状，测量出其几何尺寸，即可求出其体积，对于不能实际测量的附件，也可采用竣工图纸标注的数据。

　　7.3.7 罐内附件的体积ΔVA 计算

　　罐内附件体积按几何形状计算，在编制容量表时，应在其起点高度 Ha 与止点高度 Hb 之间平均扣除;当它的体积使罐的有效容量增加时，则应平均增加。

　　罐内附件的起止点高度用下式计算

　　起点高度：Ha= B基 − B起 (19)

　　止点高度： Hb = B基 − B止 (20)

　　式中：

　　B基—下计量基准点处标高，mm;

　　B起—附件起点标高，mm;

　　B止—附件止点标高，mm;

　　7.3.8 校准记录格式参见附录 D。

　　7.3.9 最小测量容量

　　为了保证罐容量计量达到给定的测量不确定度，所排出或注入的最少液体体积不应小于最小测量容量Vmin。罐的最小测量高度hmin 是指最小测量容量相应的液体高度，应满足：

　　即：

　　hmin (22)

　　式中：

　　Δh—液位计最大允许误差，mm;

　　S—罐的横截面积，mm2;

　　7.4 容量表的编制

　　容量表的高度最小分度为 mm，容量最小分度为 dm3 (L)。容量表的起点高度通常为零点，对应的容量为死量，但液位计有测量盲区时，容量表也可从液位计的最小高度作为容量表的起点，但该液位以下高度只作为参考，不作计量使用。静压力容量修正表应按 1g/cm3 或设计密度的液体单独编制，使用时按实际密度进行修正，也可把静压力修正值根据实际使用密度直接修正到容量表中。容量表应修正至 LNG罐设计工作温度下。

　　8.校准结果表达

　　校准结果应在校准证书或校准报告上反映。校准证书或报告至少包括以下信息：

　　a) 标题：“校准证书”; b) 校准单位名称和地址;

　　c) 进行校准的地点;

　　d) 证书的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

　　e) 客户的名称和地址;

　　f) 被校对象的描述和明确标识;

　　g) 进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期;

　　h) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号;

　　i) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

　　j) 校准环境的描述;

　　k) 校准结果及其测量不确定度的说明;

　　l) 对校准规范的偏离的说明;

　　m) 校准证书及校准报告签发人的签名、职务或等效标识;

　　n) 校准结果仅对被校对象有效的声明;

　　o) 未经校准单位书面批准，不得部分复制证书的声明。

　　校准原始记录推荐格式见附录C，校准证书内页推荐格式见附录D、E、F，测量结果的不确定度评定示例见附录G。

　　9.复校时间间隔

　　建议复校时间间隔为4年。申请校准单位可根据实际使用情况合理决定复校时间间隔。若罐体发生严重变形或大修后，须重新进行校准。

　　附录 A

　　圆柱形储罐水平圆周测量数据处理方法

　　A.1 水平圆周半径计算方法一(迭代逼近法原理)

　　根据同一水平圆周上测量目标点的平面坐标，可按以下迭代逼近法原理计算该水平圆的半径。

　　第1步：

　　式中：

　　第2步

　　式中：

　　第m-1步

　　式中：

　　第m步

　　式中：

　　以上各式中：

　　xi—水平圆周上第 i 号测量目标点的 x 坐标，mm，i=1,2,3,...n; yi—水平圆周上第 i 号测量目标点的 y 坐标，mm，i=1,2,3,...n;

　　a0—水平圆圆心坐标 x 的初始值(一般设为0)，mm;

　　b0—水平圆圆心坐标 y 的初始值(一般设为0)，mm;

　　di—水平圆周上第 i 号测量目标点到圆心的距离，mm，i=1,2,3,...n;

　　n—水平圆周上测量目标的总点数;

　　r1~rm—第1步到第m步水平圆半径计算结果，mm;

　　a1~am—第1步到第m步水平圆圆心坐标x的计算结果，mm;

　　b1~bm—第1步到第m步水平圆圆心坐标y的计算结果，mm;

　　当连续两次计算的半径之差的绝对值 rm−rm−1≤0.01mm和连续两次计算的圆心坐标距离 mm 时，停止上述迭代计算，并以最后的半径计算结果rm为所求的水平圆周半径。

　　A.2 水平圆周半径方法二(最小二乘法拟合圆)

　　根据同一水平圆周上测量目标点的平面坐标，可以按最小二乘法拟合圆。

　　在二维平面坐标系中，圆方程可以表示为：

　　r2= (x —x02+ y —y0)2(A.5)

　　即

　　r2 = x2—2xx0+x0(2)+y2—2yy0+y0(2)(A.6)

　　令a = -2x0 ，b = -2y0，c =x0 2+y02- r 2， 则点( xi,yi)到圆的边缘的距离的平方与半径的平方的差为：

　　δi = di(2)− r2 =(xi−x02+ yi−y0)2− r2= xi(2)+yi(2)+axi+byi+c (A.7)

　　令f(a,b,c)为i的平方和：

　　f(a,b,c)= Σδi(2)= Σ [(xi(2)+yi(2)+axi+byi+c)](A.8)

　　f(a,b,c)对a，b，c 求偏导，并令偏导等于0，得到极值点

　　(A. 9)×n —(A. 11)×Σxi得：

　　nΣ (xi(2)+yi(2)+axi+byi+c)xi− Σ (xi(2)+yi(2)+axi+byi+c)×Σxi= 0

　　(A.12)

　　nΣ (xi(2)+yi(2)+axi+byi)xi− Σ (xi(2)+yi(2)+axi+byi)× Σxi= 0 (A.13) (nΣxi(2)− ΣxiΣxia+ nΣxiyi− ΣxiΣyi)b +nΣxi(3)+nΣxiyi(2)−

　　xi= 0 (A.14)

　　(A. 10)× n −(A. 11)× Σyi得：

　　nΣ (xi(2)+yi(2)+axi+byi+c)yi− Σ (xi(2)+yi(2)+axi+byi+c)× Σyi= 0(A.15)

　　nΣ (xi(2)+yi(2)+axi+byi)yi− Σ (xi(2)+yi(2)+axi+byi)× Σyi= 0 (A.16)

　　(nΣxiyi− ΣxiΣyia+ nΣyi(2)− ΣyiΣyi)b+nΣxi(2)yi+nΣyi(3)−Σ xi(2)+yi(2)) Σyi=

　　0 (A.17)

　　令得：K1a + K2b + K3= 0，K2a + K4a + K5= 0 (A.18)

　　则a得 x0，y0，r 的估计拟合值：

　　以上各式中：

　　xi—水平圆周上第 i号测量目标点的 x坐标，mm，i=1,2,3,...n;

　　yi—水平圆周上第 i号测量目标点的 y坐标，mm，i=1,2,3,...n;

　　x0—水平圆圆心坐标 x的估计拟合值，mm;

　　y0—水平圆圆心坐标 y的估计拟合值，mm;

　　r—水平圆半径的估计拟合值，mm;

　　di—水平圆周上第 i号测量目标点到圆心的距离，mm，i=1,2,3,...n;

　　n—水平圆周上测量目标的总点数;

　　A.3 水平圆周半径的温度修正

　　经过数据处理后计算的每一水平圆周半径需要按照测量时罐体钢板的温度修正到液化天然气储罐设计工作温度下(如-163℃),如(A.19)式。

　　r−163= r[1 + α(−163 − t)] (A.19) 式中：

　　r—为全站仪测量时实际温度条件下得到的半径，mm;

　　α—钢板的线膨胀系数,℃-1;

　　t—全站仪测量时罐壁的温度，℃ 。

　　注：如果钢板的线膨胀系数不是线性的，则按照提供的膨胀系数分段修正。

　　A.4 主容器高度的温度修正

　　h−163=h1+α(−163−t)l (A.20)

　　附录B

　　棱柱形储罐横截面测量数据处理方法

　　对于某一横截面测量的点其坐标值为(xij,yij)，i =1,2,3,...n 为点的序号，j=1,2,3,...n为边的序号。

　　根据最小二乘法原理拟合第 j 条边，该边的直线方程为：

　　yi=aj+bjxj(B.1)

　　式中aj、bj的最佳估计值为：

　　对于相邻两边 yj= aj+ bjxj、 yj+1 = aj+1 + bj+1 xj+1其交点 (xk,yk) 为：

　　yk(B.3)

　　该横截面面积采用三角面积积分法计算，将相邻两点(xk，yk)(yk+1，xk+1)与(0,0)组成一个三角形，其面积为(其值可能为正，可能为负)：

　　将所有三角形进行计算并累加，得到横截面面积为：

　　附录C

　　校准记录参考格式

　　液化天然气低温立式储罐校准记录(单位：mm)

　　校准日期：年月日 委托单位 委托单位地址 校准单位 制造单位 证书编号 出厂编号 型号/规格

　　m3 校准依据 设计温度(℃) 油品密度(g/cm3) 焊接方式 □对接式□搭接式

　　□交互式□混合式 罐材质线胀系数 钢卷尺材质 □碳钢□不锈

　　钢 罐结构 □圆柱形□棱柱形

　　计量标准 名称 测量范围 不确定度/准确度等级/最大允许误差 证书编号 有效期至

　　主要计量标准器

　　名称

　　编号 不确定度/

　　准确度等级

　　/最大允许

　　溯源单位 证书编号 有效期至

　　是否符合要求 □是□否原因 □是□否原因 □是□否原因 扩展不确定度：%(k=2)

　　备注： 校准员：核验员:记录员： 液化天然气低温立式储罐校准记录(单位：mm)

　　校准日期：年月日 证书编号 出厂编号 钢卷尺修正值 板高测量 □全站仪□尺 钢卷尺温度修正值 第一次 径向偏差测量点距 内铺尺修正值 第二次 径向偏差测量点数 测深钢卷尺修正值 修正后 总高 第1圈板 处内圆周长 第一次 焊缝修正 净圆周长 第二次 焊缝修正 净圆周长 圈板 圈板高 搭接高度 圈板净高 圈板厚度 径向偏差值 圆周长 净圆周长 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 板高修正 校准员：核验员:记录员： 液化天然气低温立式储罐校准记录(单位：mm)

　　校准日期：年月日 证书编号 出厂编号 附件 长度 □宽度

　　□圆周 □高度

　　□直径 数量 总体积(L) 起点 止点 倾斜度测量 a1 a2 椭圆度测量 a b 倾斜角α º 椭圆度 % 校准员：核验员:记录员：

　　JJF(辽)574-2025

　　液化天然气低温立式储罐校准记录(单位：mm)

　　校准日期：年月日 证书编号 出厂编号 计量基准点 边部标高平均值 基圆内直径

　　m

　　半径序号 圆序号距离 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ Ⅹ Ⅺ Ⅻ XIII XIV XV XVI 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7 0-8 0-9 0-10 0-11 0-12 0-13 0-14 0-15 0-16 校准员： 核验员： 记录员：

　　液化天然气低温立式储罐校准记录(单位：mm)

　　校准日期：年月日

　　证书编号 出厂编号 作业地点 天气状况 风速 风力 空气温度 空气相对湿度 m/s 级 ℃ % 罐体外部描述： 罐体内部描述： 测量圆周： 测量参照高度及板高、板厚： 径向偏差测量挪点方向：顺时针方向 □逆时针方向□ 测量径向偏差： 测量罐底： 测量穹顶： 测量附件： 开始时间：时分完成时间：时分 备注： 校准员：核验员:记录员： 附录D

　　校准证书内页格式

　　校 准结果及说明

　　1.校准结果：℃时内罐总容量: m3，相对扩展不确定度 (k=2);℃ 时罐体弧顶部分总容量：m3。

　　2.此罐容表以液位计对应的罐底点为基准点，当液面达到测量零点时，对应的体积为死量： m3。

　　3.后附容量表共页，容量表的对应温度为：℃ 。

　　4.容量表的液位高度由液位计以读取，液位系统参考高度如附图所示，使用液位计的读数查表前必须根据罐内温度修正到实际高度。

　　5.静压力容量修正表为液体密度为 g/cm3 的静压力增大值，在使用时，若液体密度变化，应将相应的静压力容量修正值乘于液体实际密度与 g/cm3 的比值，得其修正值ΔVP。

　　6.为了保证罐容量测量不确定度达到给出的相对扩展不确定度Urel ，所排出或注入的最少液体体积不应小于最小测量容量。罐的最小测量容量为液高 h /Urel 所对应的容量表容积( h为液位计最大允许误差)。

　　7.罐大修或严重变形后请重新申请校准。

　　8.计算示例：

　　假设罐内液体为密度 kg/m3，温度 t=℃,液位mm，气体温度

　　tg=℃。

　　A：液体计算

　　(1)静压力修正(适用于圆柱形储罐)：

　　从静压力修正表中，根据液位 和密度 ，查表可得容量表示值

　　VB= ，

　　静压力修正值ΔVP= 。

　　(2)温度修正：

　　本罐材质为: ，对应的线性热胀系数为α= ，温度修正后罐内液体体积

　　为：

　　VL=

　　注：如果钢板的线膨胀系数不是线性的，则按照提供的膨胀系数分段修正。

　　B：气体计算 (1)罐柱体部分气体计算内罐总容量 V总=L。

　　罐柱体部分气体体积= L

　　(2)罐穹顶部分气体计算

　　罐穹顶部分气体体积= L

　　罐内液体气体体积为Vg= L9.附图

　　注：附图所标注的为 ℃时的尺寸，使用液位计的读数查表前必须根据设置液位计基准高度以及根据罐内温度修正到实际高度。 附录E

　　容量表参考格式(一)

　　静压力修正容量表

　　出厂编号： 计量单位：L dΔVs

　　m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 附录F

　　容量表参考格式(二)

　　分米容量表

　　出厂编号： 高度/dm 容量/L 高度/dm 容量/L 高度/dm 容量/L 高度/dm 容量/L 厘米毫米容量表

　　出厂编号： 起止点(dm) cm 容量/L mm 容量/L 起止点(dm) cm 容量/L mm 容量/L 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9

　　底量参考容量表

　　出厂编号： 计量单位：L

　　mmcm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 附录G

　　液化天然气低温立式储罐容量测量结果的不确定度评定示例

　　G.1概述

　　G.1.1测量依据

　　本次校准采用光电测距法测量径向偏差，采用几何测量法测量罐底，测量液化天然气低

　　温立式储罐容量。

　　G.1.2测量环境

　　温度：3℃,湿度：45%RH G.1.3测量标准

　　全站仪：水平方向和垂直角测量最大允差：±2"，无棱镜测距最大允差：±(2mm+2×10-6L)(L测量距离)

　　钢卷尺：测量范围(0～100)m，准确度等级Ⅰ级。

　　测深钢卷尺：测量范围(0～30)m，不确定度：U=0.02mm+3×10-6L(k=2)。

　　测厚仪：不确定度：U=0.08mm(k=2)。

　　标高尺：测量范围(0～2)m，不确定度：U=0.1mm(k=2)。

　　G.1.4被测对象

　　22万立液化天然气低温立式储罐。

　　G.2数学模型

　　立式金属罐的罐体计算模型为竖直薄壁圆筒，分为若干层圈板，从下至上依次成为第一圈板、第二圈板、…、第n圈板，分别测量各圈板的内直径、内高，则可以计算每圈板容量Vi，如式(1)所示：

　　式中：

　　Ri—第i圈板的内半径，mm;

　　hi—第i圈板的板高,mm;

　　i—为圈板序号，1，2，3，…,n。

　　若考虑液体静压力引起的罐壁弹性变形修正值、罐内附件体积、罐底容量和罐体的倾斜修正等，则罐的总容量V如式(G.2)所示：

　　式中：ΔVP—液体静压力容量修正值，dm³;

　　ΔVA—罐内附件的体积，dm³, 当它的体积使罐的有效容积增加时，ΔVA为正值;反之，为负值;

　　ΔVB—罐底容量，dm³;

　　ΔVL—罐倾斜的修正值，dm³。

　　G.3不确定度的来源

　　G.3.1每圈板容量Vi引入的不确定度分量 G.3.2罐内液体静压力容量修正引入的不确定度分量G.3.3罐内附件体积测量引入的不确定度分量

　　G.3.4罐底量测量引入的不确定度分量

　　G.3.5罐倾斜的修正值引入的不确定度分量G.3.6罐体椭圆度引入的不确定度分量

　　G.4不确定度分量评定

　　G.4.1每圈板容量Vi引入的不确定度分量评定

　　由公式(G.1)可知，每圈板容量的不确定度由半径测量引入的不确定度u(R)和高度测量的引入的不确定度u(h)共同引入的。本次校准采用内铺尺法测量基圆圆周，采用光电测距法测量径向偏差。

　　半径测量的不确定度受基圆圆周测量、钢卷尺、人员读数、全站仪测量和温度的影响;

　　高度测量的不确定度受测深钢卷尺、人员读数的影响。

　　G.4.1.1基圆半径测量不确定度u(Rj)G.4.1.1.1基圆圆周不确定度评定

　　依照本规范，采用内铺尺法测量基圆圆周时，需进行两次测量，且测量结果应不大于规定的允差。由于测量次数较少，对基圆的重复测量引起的不确定度分量，采用极差法进行A类评定。对于圆周测量允差有如下规定： C:圆周 允差 c≤100m 3mm 100m200m 6mm 允差为极限误差，采用极差法，可以求出测量2次在一圈板铺尺圆周长差值为6.0mm的不确定度。

　　G.4.1.1.2钢卷尺引入的不确定度

　　本次校准使用的钢卷尺依据其校准证书，该标准装置在282m，其测量结果的不确定度U=7μm+3×10-6L(k=2)，其引入的不确定度分量为：

　　G.4.1.1.3校准人员读数不确定度

　　本次校准使用的钢卷尺读数的分辨率为1mm，服从均匀分布，其半宽为0.5mm，则相应的标准不确定度为：

　　G.4.1.1.4合成基圆半径测量不确定度内铺尺基圆半径数学模型如下：

　　Rj(G.6)

　　式中：Cx—基圆圆周。

　　灵敏系数为：

　　(G.7)

　　经计算得到内铺尺基圆半径合成不确定度为0.664mm。

　　G.4.1.2各圈板半径测量不确定度u(Ri)

　　各圈板半径值由基圆半径与全站仪测量的径向差计算得到。因此各圈板半径测量不确定度由全站仪测量的不确定度引入。

　　G.4.1.2.1全站仪引入的半径测量不确定度u(Rang)

　　全站仪测量径向差，分析计算方法引入的测量不确定度分量。式(G.9)为半径计算公式，可知，该方法引入的半径测量不确定度由式(G.10)给出，经简化可得式(G.11)。

　　其中，测距的不确定度u(R)来源为测距标准偏差引入的不确定度分量和测距分辨率引入的不确定度分量，测角不确定度u(φ)的值来源为测角标准偏差引入的不确定度分量和测角分辨率引入的不确定度分量，均采用B类方法评定。

　　G.4.1.2.2测距的不确定度u(Rl)

　　测距测量标准偏差引入的不确定度分量uA(x)：由本全站仪的检定证书测距综合标准差：a=0.49mm，b=0.16mm/km，得到：md=a+bD=0.504mm，

　　md—测距标准偏差，mm;

　　a—固定误差，mm;

　　b—比例误差,mm/km。

　　计算距离测量的B类不确定度分量：

　　uA(G.12) 测距分辨率引入的不确定度分量uB1(x)：由本全站仪的技术指标可知，其测距分辨率c1=0.1mm，引入的B类不确定度分量为：

　　uB1mm) (G.13)

　　半径测量不确定度u(Rl)：

　　G.4.1.2.3测角不确定度u(φ)

　　测角标准偏差引入的不确定度分量uB2 (x)：由本全站仪的技术指标可知a=2",按均匀分布，引入的B类不确定度分量为：

　　uB2 rad (G.15)

　　测角分辨率引入的不确定度分量uB3(x)：由本全站仪的技术指标可知其测角分辨率为c3=0.1"，引入的B类不确定度分量为：

　　测角测量不确定度u(φ)：因测角分辨率引入的误差在测角标准偏差引入的误差里，并且

　　小于标准偏差引入的误差，可以不做计算考虑，所以：

　　G.4.1.2.3合成半径测量不确定(u)度(φ)(R(u)n(2)g()= (G.17)

　　从上述已知其中u(Rl)为0.293mm，u(φ)为5.6×10-6rad，取最大仰角的最后一圈板，半径的实际测量值为44983.9mm，全站仪架设位置距罐体垂直高度差为39380mm，全站仪架设高程1350mm，计算垂直角φ=40.212°。根据公式(G.11)计算得到u(Rang)=0.276mm。

　　G.4.1.2.4环境温度引入的半径测量不确定度分量u(Rt)

　　本次校准采用的是全站仪测量径向差，在不同温度下测量的半径会由一定偏差，但是在同一温度下测量的径向差几乎没有偏差。因此，在测量径向差时温度影响可以忽略不计。

　　各圈板半径测量不确定度：

　　uc (Ri )= u (Rang)= 0.276 (mm)(G.18)

　　半径测量引入的标准不确定度u(R):

　　G.4.1.3罐体高度测量引入的标准不确定度u(h)

　　罐体高度测量的不确定度来源主要包括测深钢卷尺测量引入的不确定度分量u(h1)和校准人员读数引入的不确定度分量u(h2)。

　　G.4.1.3.1测深钢卷尺测量引入的不确定度分量u(h1)

　　本次校准使用的测深钢卷尺依据其检定证书，该标准装置不确定度U=0.02mm+3×10-6L(k=2)，其引入的不确定度分量为：

　　G.4.1.3.2人员读数引入的不确定度分量

　　测深钢卷尺的分辨率为1mm，服从均匀分布，其半宽为0.5mm，则相应的不确定度为：

　　G.4.1.3.3合成高度测量引入的不确定度u(h)

　　G.4.1.4每圈板容量Vi引入的不确定度分量评uc(ΔVi)

　　其中：cRiRihi

　　G.4.2罐内液体静压力容量修正值引入的标准不确定度u(ΔVp)

　　静压力容量修正值公式为：

　　式中：h—容量表高度，m;

　　g—重力加速度，g=9.80665m/s2;

　　ρ—罐内液体平均密度，单位g/cm3;

　　Rj—罐的基圆半径，mm;

　　E—圈板钢材的弹性模量，E=2.06×107N/cm2;

　　δ—罐壁的平均厚度，mm;G.4.2.1.板厚测量不确定度

　　本次校准使用的超声波测厚仪依据其校准证书，该装置不确定度为U=0.1mm，k=2，其引入的不确定度分量为：

　　u(G.25)

　　G.4.2.2罐内液体静压力容量修正引入的不确定度

　　罐内液体静压力容量修正引入的合成不确定度为：

　　G.4.3罐内附件体积测量引入的标准