罐底变形对计量罐容量的影响

　　立式金属罐在作为大宗液态货物的储存设备的同时，更是用于收发交接的计量器具。从安全角度说，储罐的基础在设计、建造和使用的过程中允许有一定范围内的沉降，因此罐底量就不是一个稳定的量，其量值在不同情况下会发生一定的变化，从而影响到贸易双方的经济利益;在数值上，罐底量测量的不确定度是立式金属罐容量测量不确定度的主要分量，对计量罐的计量性能有重要的影响。所以研究立式金属罐罐底变形，是个深远的课题。

　　1、罐底基础的建造及其现状

　　目前，我国的罐底基础包括采取环墙(梁)式结构的软基础和桩基础(硬基础)。储罐要在水压沉降试验合格后，经计量检测部门检测出具容量表，才可交付作为计量罐使用。

　　储罐在进行水压试验时，地基要产生整体和局部的沉降。无论是硬基础还是软基础，都会产生大小不同的沉降。一般情况下罐基础在进行整体沉降的同时，罐的中心沉降量相对加大。对于大型立式金属储罐来说，罐底中心与罐底边部的最大允许沉降差可用下式计算：

　　国家规定在罐底建造时，罐底的倾斜度应在 0.8%～1.5%之间。储罐的直径越大，其罐底中心允许沉降的数值越大。而罐底是直接基础上的薄壳，只受罐内油品作用的静压力，其应力水平远远低于组成罐底材料的屈服极限。

　　罐底钢板是由边缘板和中幅板焊接而成的，在使用时也要随地基沉降而产生塑性和弹性变形。塑性变形随地基变形而不恢复，而弹性变形根据外力作用下的情况而变化。一种情形是当液位在某个高度重力下罐底板随地基整体下沉;另一种情形是当空罐时或液位较低时罐底板弹起，这时基础同罐底板形成一个空隙，就好像罐底板多了个夹层或暗舱。

　　2、实测数据分析

　　基于上述理论，我们对国内某公司的 TK501、TK502 立式金属罐进行了罐底变形的测量，按规程进行检定，得到空罐时的容量表。然后使用罗斯蒙特质量流量计采用容量比较法进行罐底测量。流量计的流出速度控制在 70m3/ h 左右，这是流量计检测时的流速，其不确定度可以达到 0.05%。这两个金属罐中没有安装计量板，可以直观地反应出罐底板和参照高度的变化情况。下面是所测量的相关数据。

　　由以上数据分析得知：

　　(1)罐底随着液位的不断上升而产生变化。在 2m 以下变化很大，2m以上逐渐平缓。主要变化是在(0~0.8)m 区间最为严重。

　　(2)罐底容量变化最大的区间是(0.1~1.5)m 之间，0.1m 以下基本与空罐时检测出的数据一致，容量表可用。在 1.5m 以上，随着罐底形变的逐渐平缓，容量变化相对减少。