JJG(交通) 211-2024 船舶液化气体舱容量

JJG(交通)211—2024船舶液化气体舱容量检定规程分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分JJG(交通)211—2024分分分分分分分分分分分分分分分分归口单位:全国水运专用计量器具计量技术委员会主要起草单位:交通运输部科学研究院交科昌荣(北京)计量检测技术有限公司南通中集太平洋海洋工程有限公司大连科技学院本规程委托全国水运专用计量器具计量技术委员会负责解释本规程主要起草人:石欣(交通运输部科学研究院)张静[交科昌荣(北京)计量检测技术有限公司]张岩(南通中集太平洋海洋工程有限公司)刘飞进[交科昌荣(北京)计量检测技术有限公司]秦梦伊[交科昌荣(北京)计量检测技术有限公司]吴慧峰(南通中集太平洋海洋工程有限公司)薄瑜(大连科技学院)JJG(交通)211—2024Ⅰ引言 2引用文件 5计量性能要求 5.1检定结果的扩展不确定度 6通用技术要求 7计量器具控制 7.5检定结果的处理 附录A船舶液化气体舱容量检定记录表格式 附录B船舶液化气体舱容量检定证书内页参考格式 附录C船舶液化气体舱容量检定结果通知书内页参考格式 JJG(交通)211—2024ⅡJJG(交通)211—20241船舶液化气体舱容量检定规程本规程适用于船舶液化气体舱容量的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文件本规程引用下列文件:JJG702船舶液货计量舱容量JJF1698储罐用自动液位计型式评价大纲GB16993防止船舶封闭处所缺氧危险作业安全规程CH/T8023机载激光雷达数据处理技术规范凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。术语和定义适用于本规程。在船舱内使用的、通过传感器测量舱内液面高度的一种自动仪器(包含显示部分),可以是接触式的或非接触式的。下部基准点至自由液面的距离。影响舱容量的构件与装配附件的体积。当其体积使舱的有效容量增加时,称为正体积;当其体积使舱的有效容量减少时,称为负体积。通过三维激光扫描仪测量船舶液化气体舱(以下简称液化气体舱)内壁得到点云坐标,基于坐标点计算得到不同高度下液化气体舱容量,并考虑构件与附件尺寸,编制液化JJG(交通)211—20242气体舱容表,通过修正公式计算编制各修正表。利用自动液位计测得的液面高度对应查找舱容表、修正表,得到舱内液化气体的体积。图1棱柱形舱横剖面结构示意图1—船甲板;2—自动液位计;3—舱壁板;4—舱底板;5—船底板;6—中纵舱壁;7—内底板;8—舱底支座;9—舷侧外板图2圆柱形舱结构示意图1—自动液位计;2—气室;3—加强圈;4—封头外壳;5—圆柱段;6—圆柱外壳;7—集液槽;8—封头段;9—深井泵座图3球形舱结构示意图1—自动液位计;2—舱外壳;3—船体;4—底边舱;5—泵塔;6—舱内壁;7—垂向裙围结构;8—槽顶JJG(交通)211—20243经检定合格的液化气体舱可作为计量器具用于计量舱内冷冻碳氢化合物和非石油基液化气体体积。5计量性能要求5.1检定结果的扩展不确定度3(含3)的液化气体舱,容量检定结果的扩展不3的液化气体舱,容量检定结果的扩展不确定度不大于0.2%液化气体舱内液体的最小计量高度应大于500mm。6通用技术要求6.1受检船舶应有船名标识,受检液化气体舱应有舱名标识。6.2若液化气体舱内设置非油(水)密舱壁或构件,则该舱壁或构件上应开孔,开孔位置和孔的面积应能使舱壁两侧液体高度保持一致。6.3自动液位计安装位置应接近液化气体舱各水平剖面的形心,并做明确的标记或标识。6.4下部基准点应选取在稳定位置,使得测量结果不确定度受下部基准点高度变化的影响可忽略。6.5必要时,申请检定应提供以下能反映船舶实际新造、改造、修理情况的图纸及资料,包括:a)船体型线的图样;b)液化气体舱布置情况的图样(总布置图);c)液化气体舱结构的图样(基本结构图、分段结构图、舱壁结构图等);d)液化气体舱管系的图样(舱管系分布图);e)液化气体舱自动液位计位置的图样;f)液化气体舱的其他资料。7计量器具控制检定环境应满足以下要求:a)液化气体舱内无振动干扰源;b)液化气体舱内无残油和沉积物等影响检定工作的其他杂物,无影响测距功能的悬浮灰尘颗粒;c)避免直射光源对光电测量仪器产生干扰;d)液化气体舱内环境温度低于-10℃或高于40℃时,停止检定工作;e)检定过程中,舱内温度变化不超过5℃;f)被检船舶处于船厂、港口或内锚地等环境影响较小的场所。JJG(交通)211—202447.1.2.3检定人员应检查液化气体舱内扶梯、护栏及其他附着在舱壁的附件,确定其是否牢固,以保证人员和仪器的安全。检定主要设备及技术参数应符合表1的规定,配套设备及技术参数应符合表2的规定。表1主要设备及技术参数设备名称测量范围(m)准确度等级或最大允许误差(mm)三维激光扫描仪空间距离:±3(L≤20m)激光测距仪-5L)注1:根据校准/检定证书的修正值,对激光测距仪测量结果进行修正。注2:L为测量距离。在三维激光扫描仪空间距离最大允许误差公式中,L使用单位为“m”的数值进行计算;在激光测距仪最大允许误差公式中,L使用单位为“mm”的数值进行计算。表2配套设备及技术参数设备名称测量范围准确度等级或最大允许误差钢直尺钢卷尺0)温度计测厚仪注1:钢卷尺校准/检定证书应有修正值,使用时应修正;钢卷尺在使用时拉力与检定时拉力一致。注2:L0为测量长度,m;当长度不是米的整数倍时,取最接近的较大的整“米”数。检定项目应符合表3的规定,检定记录表格式见附录A。表3液化气体舱检定项目一览表序号项目首次检定后续检定使用中检查1通用技术要求+++2自动液位计安装位置++-5表3液化气体舱检定项目一览表(续)序号项目首次检定后续检定使用中检查3下部基准点+++4构件与附件尺寸++-5容量++-注2:使用中检查,如果构件与附件改变,需要进行构件与附件尺寸测量。7.3.1.1通过目视检查船名标识、舱名标识,液化气体舱内非油(水)密舱壁或构件上开孔位置和面积,并查看图纸资料。7.3.1.2查看自动液位计安装位置,观察是否有明显标识。7.3.1.3查看下部基准点位置,观察选取位置是否稳定。主要包括以下事项:a)建立液化气体舱三维直角测量坐标系,测量坐标系见图4;图4液化气体舱舱体测量坐标系示意图1—舱侧壁;2—舱前壁;3—舱底面;x—舱长方向;y—舱宽方向;z—舱高方向b)检定用设备与周围环境温度每相差1℃,应静置约2min,总静置时间应不低于c)根据液化气体舱的空间范围及舱型复杂程度,设置扫描分辨率等参数;d)选择两个参考目标点,参考目标点尽可能分布在扫描仪水平转动0°两侧;e)分别使用激光测距仪、三维激光扫描仪测量与参考目标点的距离,进行结果对比,f)使用三维激光扫描仪在多站扫描过程中,在转站时,两站测得的公共点、标志、靶球JJG(交通)211—20246使用三维激光扫描仪、激光测距仪、钢卷尺、钢直尺等检定设备测量自动液位计的位置,获取自动液位计安装位置在舱长(x)和舱宽(y)方向的坐标。使用三维激光扫描仪、激光测距仪、钢卷尺、钢直尺等检定设备测量下部基准点的位置,获取下部基准点在舱高(z)方向的高度值。使用三维激光扫描仪、激光测距仪、钢卷尺、钢直尺等检定设备对液化气体舱内构件与附件的尺寸(输液管线应使用测厚仪测量管线厚度)和起止高度进行测量,计算构件与附件体积。注:构件与附件尺寸无法直接测量,且体积对液化气体舱容量整体影响忽略不计的,可根据图纸计算其体积和位置。检定步骤如下:a)舱内被测范围不超过三维激光扫描仪最大测量范围的50%,若单站测量不能满足上述要求,采用多站测量。b)将三脚架架设在稳固的舱底面上,保证三维激光扫描仪可覆盖周围所有舱内表面;必要时,可在三脚架的底部或周围放置沙袋等重物,增加稳定性。将扫描仪与三脚架平台连接固定,确保扫描仪稳固且不易晃动。c)打开仪器,等待至仪器状态稳定,稳定时间满足制造厂家建议的最小稳定时间。d)点击设备扫描按键,对液化气体舱内表面、构件与附件进行三维扫描;开始扫描后,禁止人员在扫描仪附近走动;当设备出现扫描完毕、数据保存完成且无任何错误提示时,方可移动三维激光扫描仪。e)采用多站测量时,相邻两站间应设置3个及3个以上公共点、标志、靶球或靶标,并且不能在一条直线上;保证相邻两站都能完整测量到站间设置的公共点、标志、靶球或靶标;扫描设站保证下部基准点、液化气体舱内形状突变位置均能得到扫描测量。f)测量完成后得到液化气体舱点云三维坐标数据。测量数据处理方法如下:a)从三维激光扫描仪导出原始点云数据,去除点云数据内外杂点。若是多站扫描,先进行数据拼接,把多站的点云数据整合成一个完整液化气体舱的点云数据。b)调整液化气体舱点云数据的坐标,把点云的XOY面调整至和船体坐标相同,下部基准点的Z坐标值为0,X轴与液化气体舱长方向平行。c)根据液化气体舱的形状确定剖面数量,计算各剖面的面积。沿液化气体舱长方向选取横剖面后,采用分段拟合型线的方法对各剖面拟合,即y=f(z)(拟合剖面示意图见图5),按公式(1)计算横剖面面积:ydz(1)JJG(交通)211—20247式中:Aji—第j个剖面上zi液面高度下的面积,m2;i—液化气体舱内的液面高度,m;y—液化气体舱内横剖面的拟合曲线。图5液化气体舱拟合横剖面示意图y—舱宽方向;z—舱高方向按公式(2)计算zi液面高度下未扣除构件与附件体积的液化气体舱容量;根据测量构件与附件几何尺寸和位置信息,按公式(3)计算液化气体舱内zi液面高度下构件与附件总体积;按公式(4)计算zi液面高度下扣除构件与附件体积的液化气体舱容量。ViAjidx(2)式中:Vi—zi液面高度下未扣除构件与附件体积的液化气体舱容量,m3;xr—液化气体舱后壁所在位置沿船纵向坐标值,m;xf—液化气体舱前壁所在位置沿船纵向坐标值,m。(3)式中:V—zi液面高度下构件与附件总体积,m3;1—zi液面高度下附件总体积,m3;2—zi液面高度下构件总体积,m3。i-V(4)式中:Vi0—zi液面高度下扣除构件与附件体积的液化气体舱容量,m3。当船舶处于纵倾状态(图6)时,按公式(5)计算纵倾角,按公式(6)计算纵倾液面高度修正值。8式中:α—船舶纵倾角度,°;TA—船艉水尺数值,m;TF—船艏水尺数值,m;LBP—垂线间长,m。-x2)式中:Δz—纵倾液面高度修正值,m;x1—液面形心在液化气体舱长度方向坐标值,m;x2—液位计在液化气体舱长度方向坐标值,m。注:艉倾时,液位计相对形心剖面靠近船艉,修正值为负,否则,修正值为正。艏倾时,液位计相对形心剖面靠近船艉,修正值为正,否则,修正值为负。1—自动液位计;2—形心剖面;3—吃水线;4—前垂尺线;5—后垂尺线当船舶处于横倾状态(图7)时,按公式(7)计算横倾液面高度修正值。图7横倾示意图1—自动液位计;2—形心剖面;3—吃水线1-y2)式中:Δz′—横倾液面高度修正值,m;y1—液面形心在液化气体舱宽度方向坐标值,m;92—液位计在液化气体舱宽度方向坐标值,m;β—横倾角度,°。注:左倾时,液位计相对形心剖面靠近左舷,修正值为负,否则,修正值为正。右倾时,液位计相对形心剖面靠近左舷,修正值为正,否则,修正值为负。根据液化气体舱舱体材料的线膨胀系数,以及舱内液相、气相温度,按公式(8)分别计算舱体膨胀/收缩修正后的液相、气相体积。当膜式液化气体舱的结构或施工材料热膨胀/收缩对体积影响不显著时,可不对液化气体舱舱体膨胀/收缩进行修正。t(2-t1)](8)式中:Vt—液化气体舱内液相/气相温度为t2时,舱体膨胀/收缩修正后的液相/气相体积,m3;Vb—经纵、横倾修正后的液相/气相体积,m3;t—t2温度下液化气体舱壁的材料平均线膨胀系数,℃-1;1—舱容表的标准温度,℃;2—液相/气相的实际温度,℃。当液化气体舱形状为端部半球、中间圆柱形状时,按公式(9)计算液化气体舱半球端半径增加量,按公式(10)计算液化气体舱半球端体积压力修正系数;按公式(11)计算液化气体舱中间圆柱体沿轴线方向长度增加量,按公式(12)计算液化气体舱中间圆柱体沿环向方向半径增加量,按公式(13)计算液化气体舱中间圆柱体体积压力修正系数;按公式(14)计算液化气体舱总体积压力修正系数。注:规程只给出端部半球、中间圆柱形状液化气体舱压力修正公式示例,其他形状带压舱型也需进行压力修正。式中:Δr1—半球端半径的增量,当液化气体舱舱体内部压力大于外部压力时为正值,m;R—半球端半径,m;P1—液化气体舱内压力,Pa;P0—液化气体舱外压力,Pa;b液化气体舱舱壁厚度,m;E弹性模量,Pa;σ泊松比,通常取值b液化气体舱舱壁厚度,m;E弹性模量,Pa;σ泊松比,通常取值0.3。———C1—液化气体舱半球端体积压力修正系数。式中:L—液化气体舱中间圆柱体的长度,m;ΔL—液化气体舱中间圆柱体长度的增加量,m;Δr2—液化气体舱中间圆柱体半径的增加量,m。式中:2—液化气体舱中间圆柱体体积压力修正系数。Call(14)式中:Call—液化气体舱总体积压力修正系数;V1—液化气体舱半球端体积,m3;V2—液化气体舱中间圆柱体体积,m3。使用浮球液位计时,液位高度示值受液体密度影响,由液位计厂家提供浮球液位高度修正表,进行液位修正。若液位计自带浮球液位高度修正,则不必重复修正。7.5检定结果的处理经检定合格的液化气体舱发给检定证书,检定证书内页格式见附录B。经检定不合格的液化气体舱,出具检定结果通知书,并注明不合格项目,检定结果通知书格式见附录C。7.6.1液化气体舱的检定周期一般不超过5年。7.6.2液化气体舱改建、严重变形、自动液位计发生变化时,应重新JJG(交通)211—2024船舶液化气体舱容量检定记录表格式船名环境温度舱号设备编号检定日期通用技术要求情况记录:自动液位计、下部基准点坐标(手工方法)XATG:YATG:Z下:构件与附件测量(手工方法)序号名称几何尺寸件数起点止点构件与附件体积123……三维激光扫描数据记录三维激光扫描数据将记录于点云原始数据文件中,文件命名方式应简洁并包含足够的信息,以便于后续管理和查找。文件命名方式示例:检定人员:核验人员:船舶液化气体舱容量检定证书内页参考格式检定机构授权说明检定对象信息送检单位:规格型号:舱数:检定环境条件及地点:温度℃地点检定使用的计量标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至检定使用的主要测量器具名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号有效期至本证书附容量表页,总容量:m3,扩展不确定度:。注:1检定证书中舱容表所示容量是标准温度20℃时的容量,非20℃时应按实际情况对舱内液相、气相体积分别进行修正。舱内液相/气相温度为t℃时,舱体热膨胀/收缩修正公式如下:式中:Vt—液化气体舱内液相/气相温度为t℃时,舱体膨胀/收缩修正后的液相/气相体积,m3;V20—经纵、横倾修正后的液相/气相体积,m3;α—t℃下舱壁材料的平均线膨胀系数,℃-1;t—液相/气相的实际温度,℃。2检定证书中舱容表以舱内压力为零状态下计算得出,对带压的液化气体舱型,必要时应进行舱容压力修正。3船舶存在倾斜时,应查对应倾斜的容量表或在查表前对液面高度进行修正。4在舱容表所列倾斜和高度的范围内,对于不能直接从表中查阅的容量,应按内插法求得。5当液面高于舱内管系时,舱容表所示容量不包括管线的容量。6液化气体舱的安全装载高度由使用单位自行决定。7液化气体舱改建或严重变形后应申请重新检定。液化气体舱容量及管线容量表单位:m3舱号D(∗)管线容量舱容量100%编号1编号2……第一液化气体舱第二液化气体舱第三液化气体舱第四液化气体舱第五液化气体舱第六液化气体舱……总计注:1D(∗)为底量,当实高为零时的容量。当剩余液化气体位于底量区域时,其体积通过舱型用数学方法计算得到;当该舱扫舱干净,并经过第三方机构人员的目视检查或其他被认可的测量方法确认后,剩余液化气体体积为零。2舱容表所示容量不包括管线