压力容器检验检测误差的影响因素及对策

王子健 白前程 郭鑫

国家铁路罐车容积计量站锦州分站 辽宁锦州 121000

在铁路罐车计量操作过程中，受各种外界和内在因素的影响，如介质状态、器具的不确定度、操作人员的熟练程度等因素，造成测量值的不准确，影响计量数据的准确性而产生计量误差。在上述误差因素中，有些是无规律难以定量的，为提高计量准确性除必须严格遵守操作规程和国家相关计量标准操作外，还应注意参与油量计算的每个参数的影响，以及该参数产生误差的大小和方向，在计量操作和油量计算过程中发现问题并及时采取预防措施和解决办法。

1 我国铁路罐车容积检定技术简介

我国内陆地区成品油运输多采用铁路运输，特别是油品接收方在接卸油品时大多采用容器计量。容器计量主要是对铁路罐车、汽车罐车、船舶或各类油品储罐进行人工计量操作。各类容器的计量原理和计量方法基本相同，不同之处在于被测介质、容器形式和使用场合等。静态计量的操作方法和工作程序也基本一致，以铁路罐车为例，对车内油品进行手工检尺测出油高并结合罐车容积表计算出油品体积，然后测量油温对体积进行修正，最后测量油品密度并根据油量计算公式算出油品质量。

铁路罐车容积检定机构作为国家质检总局依法授权的法定计量检定机构，其组织、管理、质量保证体系、资源配置、检定、质量改进等方面均按照JJF1069-2012《法定计量检定机构考核规范》的有关要求进行建立、健全和不断完善。铁路罐车容积检定结果是贸易结算和装车作业的依据，其准确与否直接关系着罐车企业的经济利益，同时也与铁路罐车的运输安全息息相关，因此加强铁路罐车容积检定质量控制就显得尤为重要。

2 铁路罐车检定流程

铁路罐车检定工作涉及到人物、设备和数据处理等方面，如参加检定工作的人员身体健康状态、安全防护用品的穿戴、测量设备合格与否，填写数据的各种记录表等是否齐全等。以往这些方面都依赖于检定人员的责任心和专业素养，管理较为随意。在实际当中，由于检定工作的单一性和重复性，时间长后检定人员容易思想松懈，从而出现检定工具丢三落四、检定数据填写错误以及记录表格没有带全等现象，浪费了人力和物力，给检定工作造成阻碍。为此，包头分站通过学习精益管理中的精细化管理，根据检定流程，细化每一步的操作和管理要求，实现铁路罐车检定管理的规范化和制度化。铁路罐车检定主要流程有接到车辆段检车通知、分配人员、检定前的准备工作、现场罐体外观查看、罐体检测、数据处理和出具检定证书等。

3 铁路罐车容积检定技术分析

3.1 几何测量法

几何测量法通过建立罐体的数学模型，测量罐体的几何特征尺寸，再经计算得到容积表。几何测量法分为罐内测量法和罐外测量法，通过铁路罐车容积检定装置实施。检定装置主要由套管尺、钢卷尺、测深钢卷尺、超声波测厚仪以及处理软件等组成。

3.2 容量比较法

容量比较法主要是使用准确度等级较高的标准金属量器向罐车中注水，通过温度、体膨胀系数等修正，计算注入罐车中水的体积，同时采用磁致伸缩液位计测量罐车中水的液位；如此循环，得到铁路罐车容积表[1]。

另外还探索了标准流量计法，即采用准确度等级较高的流量计连续向罐车中注水，通过压力、温度、体膨胀系数等修正，累计注入罐车中水的体积，同时采用磁致伸缩液位计实时测量罐车中水的液位，得出容积表。标准流量计法从广义来说也可算一种容量比较法。

两种方法中，前者的准确度、重复性远优于后者。采用容量比较法，铁路罐车容积的测量不确定度不大于2×10-3（k=2）。

3.3 基于计算机视觉的照相测量技术

计算机视觉是一种基于图像识别的空间建模技术。该测量方法基于计算机视觉，分析罐体照片，获得罐体的形状。测量系统由数码相机、编码点、标识点、标尺、处理软件等组成。

在铁路罐车罐体外表面特征位置处粘贴编码点、标识点，并水平紧贴一标尺。用数码相机从不同方向对罐体照相，获得大量罐体照片。基于计算机视觉技术，利用编码点信息对照片进行自动图像匹配、合成。识别图像中的标识点，并参照标尺数据，获取各个标识点的坐标，这些标识点代表罐体外壁特征位置处的几何形状。将这些点拟合成曲面，即可在计算机中建立罐体模型。最后，采用分层累积方式计算罐体的容积值，得到容积表。

基于计算机视觉的照相测量技术，铁路罐车容积的测量不确定度为3×10-3（k=2）。

3．4 三维激光扫描测量技术

铁路罐车三维激光扫描测量系统由安装模块、三维激光扫描仪模块和软件模块等组成。系统采用精密激光测距技术和精密分度技术，利用激光对铁路罐车进行快速、全方位空间扫描，快速、准确、完整地获得罐体表面几何形状。三维激光扫描测量原理如图1所示。

采用三维激光扫描法，激光扫描仪可以倒置在人孔下方进行测量，检定人员不用进入罐体内。测量不确定度为3×10-3（k＝2）。

总之，通过对铁路罐车进行容积检定，得到罐体的容积表（液位和对应容积值的数据表格或函数关系）和准装高度范围值（允许装载液体液位的范围）。容积表是企业间进行贸易结算的依据，准确的容积值保障铁路罐车贸易的顺利进行；准装高度范围值是铁路罐车装载的技术依据，按准装高度范围值进行装运是铁路罐车安全运输的保障。