JJG 184-2012 液化气体铁路罐车容积

中华人民共和国国家计量检定规程

JJG 184—2012

液化气体铁路罐车容积

2012-12-03发布 2013-06-03实施

国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布

检定 规程

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代替 JJG 184—1993

归口 单位 : 全国流量容量计量技术委员会

主要起草单位 : 国家铁路罐车容积计量站铁道部标准计量研究所

参加起草单位 : 国家铁路罐车容积计量站西安分站国家铁路罐车容积计量站锦州分站

本规程委托全国流量容量计量技术委员会负责解释

本规程主要起草人 :

邵学君 (国家铁路罐车容积计量站)

傅青喜 (铁道部标准计量研究所)

闫凤霞 (国家铁路罐车容积计量站)

参加起草人 :

丁建兴 (国家铁路罐车容积计量站西安分站)周宝珑 (国家铁路罐车容积计量站)

王红雨 (国家铁路罐车容积计量站锦州分站)张超 (国家铁路罐车容积计量站西安分站)

目录

引言

本规程是以 JJF 1002《国家计量检定规程编写规则》、JJF 1001《通用 计量 术语 及定义》、JJF 1009《容量计量术语及定义》、JJF 1059《测量不确定度评定与表示》为基础 ,并参考了国际法制计量组织(OIML) 的国际建议 R80-1《具有液位测量的公路和铁路罐车

第 1部分 :计量和技术要求》的英文版(Road and railtankers with level gauging,Part1:

Metrological and Technical Requirements) ,采纳了其中的部分计量和技术要求、检定方法等内容 ,并结合我国液化气体铁路罐车计量检定的实际情况 ,对 JJG 184—1993《液化气体铁路罐车容积》进行了修订。 与 JJG 184—1993版本相比 ,本规程除编辑性修改外 ,主要技术变化如下 :

— 增加了引言 ,说明了规程修订的依据 ,采用国际建议的情况 ,所替代规程的历次版本发布情况 ;

— 按照 JJF 1001的定义对规程适用范围进行了修改(见 1) ;

— 增加了引用文件 ,引用的内容是规程必不可少的一部分(见 2) ;

— 增加了术语 ,对规程涉及的国家未作出规定的术语给出定义(见 3) ;

— 通过计量性能试验及不确定度评定、验证 ,将液化气体铁路罐车罐体容积 70%

定)()的;扩展不确定度确定为 :4×10-3 ,k= 2(几何测量法) ;2×10-3 ,k= 2(容量

— 将通用技术要求中与计量不直接相关的内容删掉 ,增加和修改了与计量直接相关的内容(见 6) ;

— 检定方法增加了容量比较法 ,相应增加了该方法的检定条件、检定设备、检定过程等内容 ,几何测量法的检定方法和检定设备作了调整(见 7. 4) ;

— 增加了 “车载液位计读数修正值测量 ”检定项目 ,使计量操作时得到有效的车载液位计读数(见 7. 4. 3) ;

— 增加了 1993年以后国内投产的新型液化气体铁路罐车技术参数 ,更新了旧车型技术参数 ,增加了容积表号字头(见附录 A) ;

— 根据检定项目和检定方法的变化情况 ,增加了检定记录表格式(见附录 B、C、F) ;

— 增加了温度修正公式(见附录 D) ,将容积压力修正公式由正文改为附录(见附录 G) ;

— 将容积计算公式由正文改为附录。现有车型均采用椭圆形封头 , 因此将碟形封头容积计算内容删掉 ,增加椭圆形封头容积计算内容 ;增加计算罐内附件体积(见附录 E)。

— 将“充装高度计算方法”修改为“准装高度最大值计算”,修改了计算方法(见附录 H) ;

— 修改了常见装运介质参考密度表(见附录 J) ;

— 按照 JJF 1002的要求 ,修改了检定证书内页格式(见附录 K) ,增加了检定结果通知书内页格式(见附录 L)。

JJG 184—1993为本规程的最初版本。

液化气体铁路罐车容积检定规程

1 范围

本规程适用于液化气体铁路罐车的首次检定、后续检定和使用中检查。

2 引用文件

JJF 1001 通用计量术语及定义

JJF 1009 容量计量术语及定义

GB/T 10478 液化气体铁道罐车

TG/HY 105 铁路危险货物运输管理规则

OIML R 80-1 具有液位测量的公路和铁路罐车第 1部分 :计量和技术要求(Road and railtankers withlevelgauging,Part1:Metrological and TechnicalRequirements)

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。

3 术语

JJF 1001、JJF 1009、GB/T 10478、OIML R 80-1 中有 关定 义及 以下 术语 适用 于本规程。

3. 1 罐体容积 total capacity

在标准大气压下 ,标准温度(20 ℃)时罐体内表面顶部水平切面以下的容积。

3. 2 准装高度最大值 maximum permissible loading height

在参考条件下 ,液化气体铁路罐车允许装载介质的最高液位值。

3. 3 容积表 tank capacity table

液化气体铁路罐车液位和对应容积值的数据表格。

3. 4 容积表号 tank capacity table number

由液化气体铁路罐 车车 型确 定的 容积 表编 号 , 每一 个容 积表 号对 应一 个确 定的 容积表。

3. 5 检定软件 verification software

根据检定数据计算液化气体铁路罐车容积、得出容积表或容积表号并有打印证书功能的计算机程序。

4 概述

液化气体铁路罐车既是运输工具 ,也是工作计量器具。经检定后 ,液化气体铁路罐车可用于液化气体产品的贸易结算。

液化气体铁路罐车一般由罐体、底架、转向架、制动装置、车钩缓冲装置、加排装置等组成 ,有的设有押运间。罐体由封头、筒体、人孔等组成。封头一般为椭圆形封头 ;筒体为

圆筒体结构 ;人孔罩内有紧急切断装置、装卸阀门、车载液位计、压力表和温度计等。液化气体铁路罐车主要车型参数见附录 A。

5 计量性能要求

液化气体铁路罐车 容积 检定 结果 在罐 体容 积的 70%以上 的扩 展不 确定 度为 : 4× 10-3 ,k=2(几何测量法) ;2×10-3 ,k=2(容量比较法)。

6 通用技术要求

6. 1 外观

6. 1. 1 液化气体铁路罐车应设有内梯、外梯、车顶操作平台及护栏 ,其结构应牢固可靠 ,且操作平台应有足够的操作空间。

6. 1. 2 人孔内径应不小于 450 mm。

6. 1. 3 罐体无可见的异常变形或严重腐蚀。

6. 2 安全附件

6. 2. 1 车载液位计应有有效的证书、其最大允许误差为 ±2 mm,结构牢固、操作方便。

6. 2. 2 压力表应与车型相适应 ,且为防震型。装运腐蚀性介质的隔膜式压力表准确度等级应不低于 2. 5级 ,其余压力表准确度等级应不低于 1. 6 级。压力表的标称上限应为液化气体铁路罐车设计压力的 1. 5~2. 0倍 ,表盘直径应不小于 100 mm。

6. 2. 3 温度计的标称范围应与罐内介质温度可能的变化范围相适应。

7 计量器具控制

计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。检定方法有几何测量法、容量比较法 ,几何测量法分罐内测量法和罐外测量法。一般情况下 ,液化气体铁路罐车的检定采用几何测量法 ,容量比较法用于仲裁检定和新型液化气体铁路罐车的容积测试。

7. 1 总则

新制造的液化气体铁路罐车须进行首次检定 ,达到检定周期、经过罐体全面检验或罐体改造的须进行后续检定。

7. 2 检定条件

7. 2. 1 液化气体铁路罐车应停放在平直的轨道上。

7. 2. 2 检定须在耐压试验后、气体置换前进行。

7. 2. 3 对于非新造液化气体铁路罐车采用罐内测量法检定时 ,进罐前必须确认洗罐合格 ,且罐内的含氧量、可燃气体、有毒气体等指标符合安全要求。

7. 2. 4 在室外采用罐外测量法检定时 ,应在风速不大于 5. 4 m/s、无雪、无雨的天气下进行。

7. 2. 5 采用容量比较法检定时 ,实验室环境温度为(20±10)℃ ,检定中实验室环境温度与水温之差不应超过 ±5 ℃。

7. 2. 6 检定设备(见表 1)应符合下列要求 :

a) 表 1 的要求 ;

b) 在检定证书有效期内或校准后经确认合格。

表 1 检定设备一览表

7. 3 检定项目

液化气体铁路罐车容积的检定项目见表 2。

表 2 液化气体铁路罐车容积的检定项目

7. 4 检定方法

7. 4. 1 外观检查

检查液化气体铁路罐车罐体的外观 ,应符合 6. 1 的要求。

7. 4. 2 容积测量

7. 4. 2. 1 几何测量法

a) 罐内测量法

1) 测量内竖直径 a

在罐体内沿筒体轴向并距封头与筒体对接焊缝中心LT (LT 为筒体长)、LT 处确定 4个测量截面 ,如图 1所示。

图 1 罐内测量法测量位置示意图

在测量截面处将套管尺套管测头固定在测量截面的最低点 ,套管尺刻度管测头沿测量截面圆周方向移动至最大数值处 ,再沿筒体轴线方向移动至最小数值时读数 ,记录示值a1、a2、a3、a4。

4个示值修正后的平均值为内竖直径 a。

2) 测量内横直径 b

测量位置同 7. 4. 2. 1a)1)。

在测量截面处将套管尺套管测头固定在筒体横截面约半径等高的罐壁上 ,套管尺刻度管测头沿测量截面圆周方向移动至最大数值处 ,再沿筒体轴线方向移动至最小数值时

读数 ,记录示值 b1、b2、b3、b4。

4个示值修正后的平均值为内横直径 b。

3) 测量内总长 LN

在封头与筒体的对接环焊缝上选择相对两点为圆心 , 以超过封头半径的长度为半径划圆弧相交得到两点并连线 ,再选择另外相对两点以同样方法确定一条连线 ,两条连线的交点即为封头中心。用普通钢卷尺、测深钢卷尺或激光测距仪测量两封头中心之间的距离。测量两次 ,两次读数相差不得超过 2 mm,记录示值 LN1、LN2。

2个示值修正后的平均值为内总长 LN。

b) 罐外测量法

1) 测量外周长 C

在距封头和筒体对接焊缝中心 1LT 处确定 2个测量截面 ,如图 2所示。

图 2 罐外测量法测量位置示意图

在测量截面处 ,将普通钢卷尺环绕罐体抖动尺带数次 ,使尺带围成的圆周与筒体轴线垂直并与罐体外表面平贴 ,达到热平衡后读数。

在每个测量截面处测量两次 ,两次读数相差不得超过 2 mm,记录每个截面的较小示值 C1、C2。

2个示值修正后的平均值为外周长 C。

2) 测量外横直径 B

测量位置同 7. 4. 2. 1b)1)。

在测量截面处 ,在罐体两侧吊线锤 ,使线绳所在平面与筒体轴线垂直。

当线锤稳定后 ,普通钢卷尺零位对准一侧线绳 ,另一侧 ,普通钢卷尺上下反复移动至最小值时读数 ,记录示值 B1、B2。

2个示值修正后的平均值为外横直径 B。

3) 测量外总长 L

通过两封头中心吊线锤 ,当线锤稳定后 ,将靠尺放在端梁上 ,使靠尺的侧面对准线锤的顶点并与罐体的轴线垂直 ,注意保持靠尺在两端定位时的方向 ﹑使用面相同 ,紧贴靠尺侧面在两侧梁上表面划线。

用普通钢卷尺测出两侧梁同侧划线之间的距离 ,记录示值 L1、L2。

2个示值修正后的平均值为外总长 L。

4) 测量壁厚

筒体壁厚测量位置同 7. 4. 2. 1b)1)。

在每个测量截面的两侧 ,分别用超声波测厚仪测量筒体的壁厚 ,每个截面各测 2 点 ,记录 4个示值。

4个示值的平均值为筒体壁厚 s1。

封头壁厚测量位置为封头中心。

在两封头中心用超声波测厚仪测量封头壁厚 ,记录 2个示值。对有押运间的罐车 ,有押运间端的封头厚度可在最靠近封头中心的位置处测量封头壁厚。

2个示值的平均值为封头厚度 s2。

c) 数据处理

将示值、修正值、罐体标记、测量设备编号等相关数据记录在 “液化气体铁路罐车罐内测量法检定记录表”(格式见附录 B)或 “液化气体铁路罐车罐外测量法检定记录表 ”(格式见附录 C) 中。对测量值进行温度修正时 ,按附录 D. 1进行。

容积计算基本公式见附录 E。封头采用设计尺寸计算其容积 ,罐体内附件体积按设计尺寸计算 ,计算容积时减去附件体积。用检定软件对检定数据进行处理 ,得出容积表或容积表号。液化气体铁路罐车主要车型与容积表号字头对照关系见附录 A。

7. 4. 2. 2 容量比较法

a) 选用标准金属量器的规格

标记容积的 70%以下选用 2 000 L标准金属量器 , 以上至准装高度最大值对应的容积选用 200L标准金属量器。准装高度最大值对应的容积以上可根据情况选用 2000L、 1 000 L、500L、200L、100L、50L、20L、10L、5 L。

b) 检定前准备

将水注入标准金属量器 ,充分润湿其内表面 ,然后打开放水阀 , 以最大排放量将标准金属量器内的水排空 ,在滴流状态下保持 2 min,关好放水阀。充分湿润放水阀到液化气体铁路罐车之间管道的内表面。

c) 注水 ,测量液位、温度

将水注入标准金属量器内至标称容量刻线位置 ,测量水温 ,将标准金属量器内的水注入液化气体铁路罐车 ,用测深钢卷尺和温度计分别测量液化气体铁路罐车内水的液位和温度。 同时修正磁致伸缩液位计读数 ,使其与测深钢卷尺读数相同。再重复此步骤两次 ,以验证磁致伸缩液位计读数的正确性。

继续将水通过标准金属量器注入液化气体铁路罐车 ,用磁致伸缩液位计和温度计分别测量液化气体铁路罐车内水的液位和温度 ,直到水注满液化气体铁路罐车。

d) 数据处理

1) 将罐体标记、测量设备编号、每次注水后罐车 20 ℃时容积和罐车内液位等相关数据记录在 “液化气体铁路罐车容量比较法检定记录表”(格式见附录 F) 中。

2) 罐体内相应液位容积值按公式(1)计算 :

式中 :

Vhi— 第i次注水 ,罐体内水温为 20 ℃、液位为 hi 时的容积值 ,L;

VBi— 第 i次注水 ,所用标准金属量器 20 ℃时的实际容积值 ,L;

t1i— 第 i次注水 ,所用标准金属量器内水的温度 , ℃ ;

t2i— 第i次注水 ,罐体内水的温度 , ℃ ;

β1— 标准金属量器的体膨胀系数 , ℃ -1 ;

β2— 罐体的体膨胀系数 , ℃ -1 ;

βw — 水的体膨胀系数 , ℃ -1。

3) 采用分段线性内插法 ,根据液位和对应的容积值编制容积表。

7. 4. 2. 3 容积的压力修正

充装液化气体后 ,罐体容积因承受内压力而产生增量 ,增量计算按附录 G 进行。检定证书中应给出容积增量计算公式及相关参数。

7. 4. 2. 4 准装高度最大值计算

液化气体铁路罐车充装时 ,液面不得超过准装高度最大值 ,准装高度最大值计算按附录 H 进行。检定证书中应给出准装高度最大值。

7. 4. 3 车载液位计读数修正值测量

7. 4. 3. 1 测量内总高 H

a) 测量位置在筒体轴线所在的竖平面与人孔径凸缘内圆的两个交点中靠近车载液位计安装位置的点、罐体底部的检尺点 ,如图 1或图 2所示。

b) 用测深钢卷尺或激光测距仪测量两点之间距离 ,测量两次 ,两次读数相差不超过1 mm,记录示值 H1、H2。

c) 2个示值修正后的平均值为内总高 H。

7. 4. 3. 2 计算车载液位计读数修正值

用实测内总高减去内总高设计值 , 即为车载液位计读数修正值。 主要车型内总高设计值见附录 A。

7. 4. 3. 3 车载液位计读数的修正

使用车载液位计测量介质液位时 ,读数应加上车载液位计读数修正值。

7. 5 检定结果的处理

7. 5. 1 经检定符合本规程要求的液化气体铁路罐车 , 出具检定证书。检定证书内页格式见附录 K。

7. 5. 2 经检定不符合本规程要求的液化气体铁路罐车 , 出具检定结果通知书 ,并注明不合格项目。检定结果通知书内页格式见附录 L。

7. 6 检定周期

检定周期一般不超过 4年。

附录 A

液化气体铁路罐车主要车型参数及相应容积表号字头一览表

注 : 表中所列车型经过转向架改造 , 在车型后面加 K 后形成的新车型 , 也适用本表。

附录 B

液化气体铁路罐车罐内测量法检定记录表格怯

单位: mm

检定依据:JJG 184-2012《液化气体铁路罐车容积》。

附录 C

液化气体铁路罐车罐外测量法检定记录表格怯

附录 D

温度修正公式

D. 1 用几何测量法检定液化气体铁路罐车时 , 当测量设备与罐体的材质不同 ,需考虑温度的影响时 ,对测量值按公式(D. 1)进行修正 :

x=xi[1+ (αi - α)(t-20)] ( D. 1 )式中 :

x— 经过温度修正后的值 ,mm;

xi— 测量值 ,mm;

αi— 测量设备的线膨胀系数 , ℃ -1 ;

α— 罐体的线膨胀系数 , ℃ -1 ;

t— 罐壁温度 , ℃。

检定时 ,罐壁温度取环境温度。

D. 2 在非标准温度下使用容积表 ,需考 虑温 度对 罐体 容积 的影 响时 ,对容 积值 按公 式(D. 2)进行修正 :

V =Vb [1+β(t-20)] ( D. 2 )式中 :

V— 温度修正后的容积 ,L;

Vb— 容积表的容积值 ,L;

β— 罐体的体膨胀系数 , ℃ -1 ; t— 罐壁温度 , ℃。

注 : 罐壁温度取液化气体铁路罐车所装液化气体的温度。

附录 E

容积计算公式

E. 1 罐体容积

罐体容积按公式(E. 1)计算 :

V =V1 +V2 -V3 (E. 1)

V— 罐体容积 ,L;

V1— 筒体容积 ,L;

V2— 封头容积 ,L;

V3— 罐内附件体积 ,L。

E. 2 筒体容积

筒体截面示意图见图 E. 1。筒体容积按公式(E. 2)计算 :

V × 10-6 ( E. 2 )

a— 筒体内竖直径 ,mm;

b— 筒体内横直径 ,mm;

LN — 罐体内总长 ,mm;

LF— 封头高 ,mm,见图 E. 2。

图 E. 1 筒体截面示意图

E. 3 封头容积

封头示意图见图 E. 2。封头容积按公式(E. 3)计算 :

r1— 椭圆长半径 ,mm;

δ0— 椭圆短半径 ,mm;

LF— 封头高 ,mm。

图 E. 2 封头示意图

附录 F

液化气体铁路罐车容量比较法检定记录表格怯

184-2012《液化气体铁路罐车容积》。

附录 G

压力修正公式

G. 1 液化气体铁路罐车罐体承受内压力 p后 ,罐体容积产生的增量 ΔV 按公式(G. 1)

计算 :

ΔV=UpD (G. 1)

U— 内压容量增大系数 ,L ·Pa-1 · mm-1 ;

p— 罐体内压力 ,Pa;

D— 筒体内直径(取 a,b的平均值) ,mm。

内压容量增大系数按公式(G. 2)计算 :

——— 料,μ. ;模量 ,Pa,E=0. 206TPa;

s2— 封头壁厚 ,mm;

V2— 封头容积 ,L。

G. 2 液化气体 铁路 罐车 充装 液化 气体 后 , 液位 为 h 时 , 相应 容积 的增 量 ΔV 按公 式(G. 3)计算 :

ΔV=Uph (G. 3)

h— 液位 ,mm。

附录 H

准装高度最大值计算

H. 1 确定液化气体铁路罐车允许充装重量 WZ

当 ΦVB

W Z =ΦVB (H. 1)

Φ— 重量充装系数 ,t/m3 ,不同介质重量充装系数参考 TG/HY 105;

VB— 标记容积 ,m3。

当 ΦVB ≥PB 时 ,按公式(H. 2)计算 :

W Z = PB (H. 2)

PB— 标记载重 ,t。

H. 2 确定液化气体铁路罐车允许充装容积 VZ按公式(H. 3)计算 :

VZ (H. 3)

ρ— 介质密度 ,kg/m3。

液化气体铁路罐车常见装运介质参考密度见附录 J。 当液化气体铁路罐车装运其他液化气体介质时 ,取其密度最大值计算准装高度最大值。

H. 3 根据检定得出的液化气体铁路罐车容积表 ,查出VZ 对应的液位值 ,则该值即为液化气体铁路罐车准装高度最大值。

附录 J

液化气体铁路罐车常见装运介质参考密度表

附录 K

检定证书内页格式

附录 L

检定结果通知书内页格式