CC BY
5УДК 53.089.62
Закиров Тимур Ревкатович, студент МАГз-19-01,
Уфимский государственный нефтяной технический университет — технический университет в городе Уфе, г. Уфа, РФ Кудаяров Вадим Науфальевич, научный руководитель, аспирант
Уфимский государственный нефтяной технический университет — технический университет в городе Уфе, г. Уфа, РФ
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ ВМЕСТИМОСТИ РЕЗЕРВУАРА МЕТОДОМ НАРУЖНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Аннотация: Объектом исследования является резервуар вертикальный стальной РВС-700. Предметом исследования - метод наружных измерений. В исследовании применялись методики поверки/калибровки резервуаров методом наружных измерений с применением: сканера, тахеометра, каретки. Рассматриваются расхождения результатов трёх методов с предыдущей градуировочной таблицей. Вкладом автора является выявление отклонения результатов определения вместимости резервуара методом сканирования от методов с применением тахеометра, каретки и предыдущей градуировочной таблицы. В результате выявлено, что расхождения между предыдущей таблицей и наружными измерениями с применением сканера незначительно и не влияет на качество предоставления услуг.
Ключевые слова: сканирование, тахеометр, поверка, РВС, определение, вместимости, резервуар, объём, уровень, наполнение.
Annotation: The object of research is a vertical steel tank VST-700. The subject of research is the method of external measurements. The study used the methods of calibrating tanks by the method of external measurements using: a scanner, a tacheometer, a "carriage". Discrepancies between the results of the three
methods and the previous calibration table are considered. The author's contribution is to identify the deviation of the results of determining the capacity of the tank by the scanning method from the methods using a tacheometer, a carriage and the previous calibration table. As a result, it was revealed that the discrepancy between the previous table and external measurements using the scanner is insignificant and does not affect the quality of service.
Key words: scanning, tacheometer, verification, VST, determination, capacity, tank, volume, level, filling.
При рассмотрении резервуара, необходимо понимать, что любое средство измерения имеет свои физические величины и эталоны [1]. Превысив показатели по любому признаку, средство измерения считается непригодным к эксплуатации.
Для первичной поверки/калибровки резервуара используют метод внутренних измерений с применений сканера [2]. Считается, что данный метод является наиболее точным, так как позволяет учитывать кривизну стенок резервуара с внутренней стороны и фиксировать количество и объём внутренних деталей резервуара. Однако существует возможность измерения геометрических параметров резервуара с внешней стороны, минуя процедуры измерений внутренних деталей.
При отсутствии сильной нагрузки на резервуар и эксплуатации его в щадящих условиях, внутренние стенки и детали мало подвержены коррозии. Среднее время для начала коррозии составит примерно 5,2 года [3; 4]. Для поверки или калибровки резервуара достаточно взять паспортные данные на внутренние составляющие и учесть их при расчете градуировочной таблицы.
При наружных измерениях не требуется останавливать производство, выкачивать жидкость и обеспечивать работников дополнительными СИЗ [5].
Поверка/калибровка резервуара с применением каретки подразумевает полный комплекс измерений согласно существующей методике [2].
Особенностью данного метода является невозможность проведения работ в одиночку. Минимальное количество членов бригады составляет 3 человека.
При проведении работ методом с применением тахеометра был использован тахеометр Topcon К-305 с функцией сканирования [6]. Измерения проводились по аналогичной схеме. Однако, за счёт возможности измерений радиальных отклонений на расстоянии, при помощи тахеометра, количество членов бригады сокращается и составляет 2 человека.
Сканирование внешней поверхности резервуара позволяет сэкономить время и средства для проведения работ. Следуя методике поверки резервуара внутренним методом [2], подобным образом проведены измерения с внешней стороны резервуара, получив данные внутренних деталей из паспорта. Данные мертвой полости получены из протокола пролива мертвой полости предыдущей градуировочной таблицы.
Сканирование резервуара было произведено с трёх точек стояния, с каждой из которых были видны как минимум три маркера (Рис. 1).
Рис. 1. Маркер (метка) на резервуаре.
Положение тахеометра на местности соответствовало 1,5 высоты резервуара (Рис. 2) для удовлетворительной точности съёмки и сокращения случайных погрешностей.
Рис. 2. Положение тахеометра относительно резервуара
Высоту поясов определяли, как отклонение по 7-координате от утора днища до середины сварных швов.
Толщину стенок и слоя краски определили с помощью ультразвукового толщиномера, а длину 1-го пояса рассчитали в "УОБ" [8] по облаку точек. Поправки на обход длины за счёт мест стыковки листов металла были учтены и отражены в расчётах.
В силу того, что резервуар был пуст, поправки вместимости за счёт гидростатического давления не вносились.
Заданные параметры сканирования приведены в таблице 1.
Таблица 1. Параметры сканирования резервуара
Параметр Значение
Шаг сканирования по горизонтали, мм 7
Шаг сканирования по вертикали, мм 10
Точность сканирования «Хорошо»
Количество измерений на точку 5
После сканирования резервуара были импортированы сырые данные в программу визуализации для сортировки лишних точек. В результате сортировки было получено облако точек резервуара.
Для определения радиальных отклонений было использовано программное обеспечение "VGS", утвержденным «Укрметрстандарт» [7].
При проведении работ бригада состояла из 1 специалиста.
Тремя методами рассчитаны средние квадратические ошибки радиальных отклонений по поясам (Таблица 2).
Таблица 2. Сравнение СКО
№ пояса Каретка Тахеометр Сканер Предыдущая таблица
Показания СКО, мм
I 4,486 3,636 4,437 4,947
II 3,831 4,605 4,724 3,157
III 4,387 4,157 4,171 4,486
IV 4,783 5,002 5,125 4,872
V 4,314 4,428 4,576 5,47
VI 3,22 3,993 4,009 4,332
Наиболее близким по значению к предыдущей таблице оказался метод с применение сканера.
Итоговое значение вместимости по каждому методу с расхождением от предыдущей таблицы представлено на таблице 3.
Таблица 3. Расхождения результатов вместимости
Метод Вместимость, куб.м Предыдущее значение, куб.м Расхождение, куб.м
Каретка и нивелир 760,882 759,657 1,225
Тахеометр 759,309 0,350
Сканер 759,514 0,143
Метод наружных измерений с применением сканера показал себя наиболее точным. Таким образом, максимальная приближенность результатов сканирования с предыдущей градуировочной таблицей в совокупности со скоростью работы и экономией средств позволит заменить привычные методы и увеличить производительность предприятий, занимающихся поверкой резервуаров.
Библиографический список:
1. Антонюк Е.М. Основы метрологии, стандартизации и сертификации // СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - 2016. - С. 10.
2. ГОСТ 8.570-2000. Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика поверки (с изм. 1, 2). - 139 С.
3. Легезин Н.Е., Глазов Н.П., Кесельман Г.С., Кутовая А.А. Защита от коррозии промысловых сооружений в газовой и нефтедобывающей промышленности: Недра, 1973 - 168 C.
4. Плудек В. Защита от коррозии на стадии проектирования: Мир, 1980 -
С. 43.
5. Меры безопасности при проведении газоопасных работ внутри емкостей // Приказ Ростехнадзора от 15.12.2020 N 528 Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности. - 2020.
6. Роботизированный тахеометр Topcon IS-305 // ГСИ: представитель Topcon в России. - URL: https://gsi.ru/catalog/taheo/is305 (дата обращения: 14.11.2021).
7. Метрологический контроль // Укрметртестстандарт. - URL: https://ukrcsm.kiev.ua/index.php (дата обращения: 14.11.2021).
8. Прикладное программное обеспечение "VESSEL GRADUATE SYSTEM" // Укрметртестстандарт. - URL: https://faroukraine.com/katalog/programmnoe-obespechenie/vessel-graduation-system-vgs (дата обращение 14.11.2021).
