JJG(交通)211—2024船舶液化氣體艙容量檢定規(guī)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歸口單位:全國水運專用計量器具計量技術委員會主要起草單位:交通運輸部科學研究院交科昌榮(北京)計量檢測技術有限公司南通中集太平洋海洋工程有限公司大連科技學院本規(guī)程委托全國水運專用計量器具計量技術委員會負責解釋本規(guī)程主要起草人:石欣(交通運輸部科學研究院)張靜[交科昌榮(北京)計量檢測技術有限公司]張巖(南通中集太平洋海洋工程有限公司)劉飛進[交科昌榮(北京)計量檢測技術有限公司]秦夢伊[交科昌榮(北京)計量檢測技術有限公司]吳慧峰(南通中集太平洋海洋工程有限公司)薄瑜(大連科技學院)JJG(交通)211—2024Ⅰ引言 2引用文件 5計量性能要求 5.1檢定結果的擴展不確定度 6通用技術要求 7計量器具控制 7.5檢定結果的處理 附錄A船舶液化氣體艙容量檢定記錄表格式 附錄B船舶液化氣體艙容量檢定證書內頁參考格式 附錄C船舶液化氣體艙容量檢定結果通知書內頁參考格式 JJG(交通)211—2024ⅡJJG(交通)211—20241船舶液化氣體艙容量檢定規(guī)程本規(guī)程適用于船舶液化氣體艙容量的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。2引用文件本規(guī)程引用下列文件:JJG702船舶液貨計量艙容量JJF1698儲罐用自動液位計型式評價大綱GB16993防止船舶封閉處所缺氧危險作業(yè)安全規(guī)程CH/T8023機載激光雷達數據處理技術規(guī)范凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。術語和定義適用于本規(guī)程。在船艙內使用的、通過傳感器測量艙內液面高度的一種自動儀器(包含顯示部分),可以是接觸式的或非接觸式的。下部基準點至自由液面的距離。影響艙容量的構件與裝配附件的體積。當其體積使艙的有效容量增加時,稱為正體積;當其體積使艙的有效容量減少時,稱為負體積。通過三維激光掃描儀測量船舶液化氣體艙(以下簡稱液化氣體艙)內壁得到點云坐標,基于坐標點計算得到不同高度下液化氣體艙容量,并考慮構件與附件尺寸,編制液化JJG(交通)211—20242氣體艙容表,通過修正公式計算編制各修正表。利用自動液位計測得的液面高度對應查找艙容表、修正表,得到艙內液化氣體的體積。圖1棱柱形艙橫剖面結構示意圖1—船甲板;2—自動液位計;3—艙壁板;4—艙底板;5—船底板;6—中縱艙壁;7—內底板;8—艙底支座;9—舷側外板圖2圓柱形艙結構示意圖1—自動液位計;2—氣室;3—加強圈;4—封頭外殼;5—圓柱段;6—圓柱外殼;7—集液槽;8—封頭段;9—深井泵座圖3球形艙結構示意圖1—自動液位計;2—艙外殼;3—船體;4—底邊艙;5—泵塔;6—艙內壁;7—垂向裙圍結構;8—槽頂JJG(交通)211—20243經檢定合格的液化氣體艙可作為計量器具用于計量艙內冷凍碳氫化合物和非石油基液化氣體體積。5計量性能要求5.1檢定結果的擴展不確定度3(含3)的液化氣體艙,容量檢定結果的擴展不3的液化氣體艙,容量檢定結果的擴展不確定度不大于0.2%液化氣體艙內液體的最小計量高度應大于500mm。6通用技術要求6.1受檢船舶應有船名標識,受檢液化氣體艙應有艙名標識。6.2若液化氣體艙內設置非油(水)密艙壁或構件,則該艙壁或構件上應開孔,開孔位置和孔的面積應能使艙壁兩側液體高度保持一致。6.3自動液位計安裝位置應接近液化氣體艙各水平剖面的形心,并做明確的標記或標識。6.4下部基準點應選取在穩(wěn)定位置,使得測量結果不確定度受下部基準點高度變化的影響可忽略。6.5必要時,申請檢定應提供以下能反映船舶實際新造、改造、修理情況的圖紙及資料,包括:a)船體型線的圖樣;b)液化氣體艙布置情況的圖樣(總布置圖);c)液化氣體艙結構的圖樣(基本結構圖、分段結構圖、艙壁結構圖等);d)液化氣體艙管系的圖樣(艙管系分布圖);e)液化氣體艙自動液位計位置的圖樣;f)液化氣體艙的其他資料。7計量器具控制檢定環(huán)境應滿足以下要求:a)液化氣體艙內無振動干擾源;b)液化氣體艙內無殘油和沉積物等影響檢定工作的其他雜物,無影響測距功能的懸浮灰塵顆粒;c)避免直射光源對光電測量儀器產生干擾;d)液化氣體艙內環(huán)境溫度低于-10℃或高于40℃時,停止檢定工作;e)檢定過程中,艙內溫度變化不超過5℃;f)被檢船舶處于船廠、港口或內錨地等環(huán)境影響較小的場所。JJG(交通)211—202447.1.2.3檢定人員應檢查液化氣體艙內扶梯、護欄及其他附著在艙壁的附件,確定其是否牢固,以保證人員和儀器的安全。檢定主要設備及技術參數應符合表1的規(guī)定,配套設備及技術參數應符合表2的規(guī)定。表1主要設備及技術參數設備名稱測量范圍(m)準確度等級或最大允許誤差(mm)三維激光掃描儀空間距離:±3(L≤20m)激光測距儀-5L)注1:根據校準/檢定證書的修正值,對激光測距儀測量結果進行修正。注2:L為測量距離。在三維激光掃描儀空間距離最大允許誤差公式中,L使用單位為“m”的數值進行計算;在激光測距儀最大允許誤差公式中,L使用單位為“mm”的數值進行計算。表2配套設備及技術參數設備名稱測量范圍準確度等級或最大允許誤差鋼直尺鋼卷尺0)溫度計測厚儀注1:鋼卷尺校準/檢定證書應有修正值,使用時應修正;鋼卷尺在使用時拉力與檢定時拉力一致。注2:L0為測量長度,m;當長度不是米的整數倍時,取最接近的較大的整“米”數。檢定項目應符合表3的規(guī)定,檢定記錄表格式見附錄A。表3液化氣體艙檢定項目一覽表序號項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1通用技術要求+++2自動液位計安裝位置++-5表3液化氣體艙檢定項目一覽表(續(xù))序號項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查3下部基準點+++4構件與附件尺寸++-5容量++-注2:使用中檢查,如果構件與附件改變,需要進行構件與附件尺寸測量。7.3.1.1通過目視檢查船名標識、艙名標識,液化氣體艙內非油(水)密艙壁或構件上開孔位置和面積,并查看圖紙資料。7.3.1.2查看自動液位計安裝位置,觀察是否有明顯標識。7.3.1.3查看下部基準點位置,觀察選取位置是否穩(wěn)定。主要包括以下事項:a)建立液化氣體艙三維直角測量坐標系,測量坐標系見圖4;圖4液化氣體艙艙體測量坐標系示意圖1—艙側壁;2—艙前壁;3—艙底面;x—艙長方向;y—艙寬方向;z—艙高方向b)檢定用設備與周圍環(huán)境溫度每相差1℃,應靜置約2min,總靜置時間應不低于c)根據液化氣體艙的空間范圍及艙型復雜程度,設置掃描分辨率等參數;d)選擇兩個參考目標點,參考目標點盡可能分布在掃描儀水平轉動0°兩側;e)分別使用激光測距儀、三維激光掃描儀測量與參考目標點的距離,進行結果對比,f)使用三維激光掃描儀在多站掃描過程中,在轉站時,兩站測得的公共點、標志、靶球JJG(交通)211—20246使用三維激光掃描儀、激光測距儀、鋼卷尺、鋼直尺等檢定設備測量自動液位計的位置,獲取自動液位計安裝位置在艙長(x)和艙寬(y)方向的坐標。使用三維激光掃描儀、激光測距儀、鋼卷尺、鋼直尺等檢定設備測量下部基準點的位置,獲取下部基準點在艙高(z)方向的高度值。使用三維激光掃描儀、激光測距儀、鋼卷尺、鋼直尺等檢定設備對液化氣體艙內構件與附件的尺寸(輸液管線應使用測厚儀測量管線厚度)和起止高度進行測量,計算構件與附件體積。注:構件與附件尺寸無法直接測量,且體積對液化氣體艙容量整體影響忽略不計的,可根據圖紙計算其體積和位置。檢定步驟如下:a)艙內被測范圍不超過三維激光掃描儀最大測量范圍的50%,若單站測量不能滿足上述要求,采用多站測量。b)將三腳架架設在穩(wěn)固的艙底面上,保證三維激光掃描儀可覆蓋周圍所有艙內表面;必要時,可在三腳架的底部或周圍放置沙袋等重物,增加穩(wěn)定性。將掃描儀與三腳架平臺連接固定,確保掃描儀穩(wěn)固且不易晃動。c)打開儀器,等待至儀器狀態(tài)穩(wěn)定,穩(wěn)定時間滿足制造廠家建議的最小穩(wěn)定時間。d)點擊設備掃描按鍵,對液化氣體艙內表面、構件與附件進行三維掃描;開始掃描后,禁止人員在掃描儀附近走動;當設備出現掃描完畢、數據保存完成且無任何錯誤提示時,方可移動三維激光掃描儀。e)采用多站測量時,相鄰兩站間應設置3個及3個以上公共點、標志、靶球或靶標,并且不能在一條直線上;保證相鄰兩站都能完整測量到站間設置的公共點、標志、靶球或靶標;掃描設站保證下部基準點、液化氣體艙內形狀突變位置均能得到掃描測量。f)測量完成后得到液化氣體艙點云三維坐標數據。測量數據處理方法如下:a)從三維激光掃描儀導出原始點云數據,去除點云數據內外雜點。若是多站掃描,先進行數據拼接,把多站的點云數據整合成一個完整液化氣體艙的點云數據。b)調整液化氣體艙點云數據的坐標,把點云的XOY面調整至和船體坐標相同,下部基準點的Z坐標值為0,X軸與液化氣體艙長方向平行。c)根據液化氣體艙的形狀確定剖面數量,計算各剖面的面積。沿液化氣體艙長方向選取橫剖面后,采用分段擬合型線的方法對各剖面擬合,即y=f(z)(擬合剖面示意圖見圖5),按公式(1)計算橫剖面面積:ydz(1)JJG(交通)211—20247式中:Aji—第j個剖面上zi液面高度下的面積,m2;i—液化氣體艙內的液面高度,m;y—液化氣體艙內橫剖面的擬合曲線。圖5液化氣體艙擬合橫剖面示意圖y—艙寬方向;z—艙高方向按公式(2)計算zi液面高度下未扣除構件與附件體積的液化氣體艙容量;根據測量構件與附件幾何尺寸和位置信息,按公式(3)計算液化氣體艙內zi液面高度下構件與附件總體積;按公式(4)計算zi液面高度下扣除構件與附件體積的液化氣體艙容量。ViAjidx(2)式中:Vi—zi液面高度下未扣除構件與附件體積的液化氣體艙容量,m3;xr—液化氣體艙后壁所在位置沿船縱向坐標值,m;xf—液化氣體艙前壁所在位置沿船縱向坐標值,m。(3)式中:V—zi液面高度下構件與附件總體積,m3;1—zi液面高度下附件總體積,m3;2—zi液面高度下構件總體積,m3。i-V(4)式中:Vi0—zi液面高度下扣除構件與附件體積的液化氣體艙容量,m3。當船舶處于縱傾狀態(tài)(圖6)時,按公式(5)計算縱傾角,按公式(6)計算縱傾液面高度修正值。8式中:α—船舶縱傾角度,°;TA—船艉水尺數值,m;TF—船艏水尺數值,m;LBP—垂線間長,m。-x2)式中:Δz—縱傾液面高度修正值,m;x1—液面形心在液化氣體艙長度方向坐標值,m;x2—液位計在液化氣體艙長度方向坐標值,m。注:艉傾時,液位計相對形心剖面靠近船艉,修正值為負,否則,修正值為正。艏傾時,液位計相對形心剖面靠近船艉,修正值為正,否則,修正值為負。1—自動液位計;2—形心剖面;3—吃水線;4—前垂尺線;5—后垂尺線當船舶處于橫傾狀態(tài)(圖7)時,按公式(7)計算橫傾液面高度修正值。圖7橫傾示意圖1—自動液位計;2—形心剖面;3—吃水線1-y2)式中:Δz′—橫傾液面高度修正值,m;y1—液面形心在液化氣體艙寬度方向坐標值,m;92—液位計在液化氣體艙寬度方向坐標值,m;β—橫傾角度,°。注:左傾時,液位計相對形心剖面靠近左舷,修正值為負,否則,修正值為正。右傾時,液位計相對形心剖面靠近左舷,修正值為正,否則,修正值為負。根據液化氣體艙艙體材料的線膨脹系數,以及艙內液相、氣相溫度,按公式(8)分別計算艙體膨脹/收縮修正后的液相、氣相體積。當膜式液化氣體艙的結構或施工材料熱膨脹/收縮對體積影響不顯著時,可不對液化氣體艙艙體膨脹/收縮進行修正。t(2-t1)](8)式中:Vt—液化氣體艙內液相/氣相溫度為t2時,艙體膨脹/收縮修正后的液相/氣相體積,m3;Vb—經縱、橫傾修正后的液相/氣相體積,m3;t—t2溫度下液化氣體艙壁的材料平均線膨脹系數,℃-1;1—艙容表的標準溫度,℃;2—液相/氣相的實際溫度,℃。當液化氣體艙形狀為端部半球、中間圓柱形狀時,按公式(9)計算液化氣體艙半球端半徑增加量,按公式(10)計算液化氣體艙半球端體積壓力修正系數;按公式(11)計算液化氣體艙中間圓柱體沿軸線方向長度增加量,按公式(12)計算液化氣體艙中間圓柱體沿環(huán)向方向半徑增加量,按公式(13)計算液化氣體艙中間圓柱體體積壓力修正系數;按公式(14)計算液化氣體艙總體積壓力修正系數。注:規(guī)程只給出端部半球、中間圓柱形狀液化氣體艙壓力修正公式示例,其他形狀帶壓艙型也需進行壓力修正。式中:Δr1—半球端半徑的增量,當液化氣體艙艙體內部壓力大于外部壓力時為正值,m;R—半球端半徑,m;P1—液化氣體艙內壓力,Pa;P0—液化氣體艙外壓力,Pa;b液化氣體艙艙壁厚度,m;E彈性模量,Pa;σ泊松比,通常取值b液化氣體艙艙壁厚度,m;E彈性模量,Pa;σ泊松比,通常取值0.3?！狢1—液化氣體艙半球端體積壓力修正系數。式中:L—液化氣體艙中間圓柱體的長度,m;ΔL—液化氣體艙中間圓柱體長度的增加量,m;Δr2—液化氣體艙中間圓柱體半徑的增加量,m。式中:2—液化氣體艙中間圓柱體體積壓力修正系數。Call(14)式中:Call—液化氣體艙總體積壓力修正系數;V1—液化氣體艙半球端體積,m3;V2—液化氣體艙中間圓柱體體積,m3。使用浮球液位計時,液位高度示值受液體密度影響,由液位計廠家提供浮球液位高度修正表,進行液位修正。若液位計自帶浮球液位高度修正,則不必重復修正。7.5檢定結果的處理經檢定合格的液化氣體艙發(fā)給檢定證書,檢定證書內頁格式見附錄B。經檢定不合格的液化氣體艙,出具檢定結果通知書,并注明不合格項目,檢定結果通知書格式見附錄C。7.6.1液化氣體艙的檢定周期一般不超過5年。7.6.2液化氣體艙改建、嚴重變形、自動液位計發(fā)生變化時,應重新JJG(交通)211—2024船舶液化氣體艙容量檢定記錄表格式船名環(huán)境溫度艙號設備編號檢定日期通用技術要求情況記錄:自動液位計、下部基準點坐標(手工方法)XATG:YATG:Z下:構件與附件測量(手工方法)序號名稱幾何尺寸件數起點止點構件與附件體積123……三維激光掃描數據記錄三維激光掃描數據將記錄于點云原始數據文件中,文件命名方式應簡潔并包含足夠的信息,以便于后續(xù)管理和查找。文件命名方式示例:檢定人員:核驗人員:船舶液化氣體艙容量檢定證書內頁參考格式檢定機構授權說明檢定對象信息送檢單位:規(guī)格型號:艙數:檢定環(huán)境條件及地點:溫度℃地點檢定使用的計量標準裝置名稱測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差計量(基)標準證書編號有效期至檢定使用的主要測量器具名稱測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差檢定/校準證書編號有效期至本證書附容量表頁,總容量:m3,擴展不確定度:。注:1檢定證書中艙容表所示容量是標準溫度20℃時的容量,非20℃時應按實際情況對艙內液相、氣相體積分別進行修正。艙內液相/氣相溫度為t℃時,艙體熱膨脹/收縮修正公式如下:式中:Vt—液化氣體艙內液相/氣相溫度為t℃時,艙體膨脹/收縮修正后的液相/氣相體積,m3;V20—經縱、橫傾修正后的液相/氣相體積,m3;α—t℃下艙壁材料的平均線膨脹系數,℃-1;t—液相/氣相的實際溫度,℃。2檢定證書中艙容表以艙內壓力為零狀態(tài)下計算得出,對帶壓的液化氣體艙型,必要時應進行艙容壓力修正。3船舶存在傾斜時,應查對應傾斜的容量表或在查表前對液面高度進行修正。4在艙容表所列傾斜和高度的范圍內,對于不能直接從表中查閱的容量,應按內插法求得。5當液面高于艙內管系時,艙容表所示容量不包括管線的容量。6液化氣體艙的安全裝載高度由使用單位自行決定。7液化氣體艙改建或嚴重變形后應申請重新檢定。液化氣體艙容量及管線容量表單位:m3艙號D(?)管線容量艙容量100%編號1編號2……第一液化氣體艙第二液化氣體艙第三液化氣體艙第四液化氣體艙第五液化氣體艙第六液化氣體艙……總計注:1D(?)為底量,當實高為零時的容量。當剩余液化氣體位于底量區(qū)域時,其體積通過艙型用數學方法計算得到;當該艙掃艙干凈,并經過第三方機構人員的目視檢查或其他被認可的測量方法確認后,剩余液化氣體體積為零。2艙容表所示容量不包括管線