СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ОТКЛОНЕНИЯ ОБРАЗУЮЩИХ СТЕНОК РЕЗЕРВУАРА ВЕРТИКАЛЬНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ОТ ВЕРТИКАЛИ

Данный способ относится к области геодезического контроля резервуаров вертикальных цилиндрических стальных и может быть использован при геодезических наблюдениях за деформациями стальных и железобетонных резервуаров вертикальных цилиндрических, предназначенных для хранения и проведения торговых операций с нефтью, нефтепродуктами и прочими жидкостями, а также при их техническом диагностировании и поверке.

Известен способ определения геометрических параметров резервуара геодезическими методами [ГОСТ 8.570-2000 «Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика поверки», утвержден Постановлением Государственного комитета РФ по стандартизации и метрологии от 23 апреля 2001 г. №185-ст., введен в действие с 1 января 2002 г.], взятый в качестве прототипа.

Сущность данного способа состоит в том, что определение величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали определяется при помощи шаблонов, отвесов и геодезическими методами с помощью измерительной каретки с теодолитом.

Недостатком этого способа является низкая точность и высокая трудоемкость, так как измерения необходимо выполнять вдоль каждого вертикального шва. Кроме того, данный способ предполагает контроль геометрических параметров в дискретных точках, что не позволяет достоверно оценить качество поверхности резервуара, а значит его состояние в целом. Также данный способ предполагает наличие человеческого фактора в процессе контроля, что также ведет к снижению достоверности и точности.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности и достоверности определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали геодезическим методом по внешней поверхности вышеупомянутого резервуара согласно изобретению производят сканирование внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 0,5 до 4 см не менее чем с четырех сканерных станций на расстоянии от 15 до 25 м от резервуара, определяют пространственные координаты по осям Χ, Υ, Ζ точек отражения лазерного луча от поверхности резервуара в условной системе координат. Выполняют регистрацию сканов между собой, производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью программного обеспечения, далее формируют образующие боковой поверхности резервуара с любым интервалом путем сечения цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней боковой поверхности резервуара вертикальной плоскостью, а на самой образующей формируют точки с любым шагом и получают цифровую векторную трехмерную (3D) модель образующей в местах сечения. Выполняют упомянутые действия по всем образующим. Передают полученную цифровую информацию в компьютерную программу, в этой же программе моделируют проектную цифровую трехмерную модель образующих стенок резервуара, используя их проектные значения. Совмещают ее с полученной фактической цифровой векторной трехмерной (3D) моделью образующих стенок резервуара. В автоматическом режиме определяют расхождения между фактическими и проектными значениями, получают величины отклонения образующих стенок вышеупомянутого резервуара от вертикали.

Способ поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена общая схема работы предлагаемого способа. На фиг. 2 представлен пример оформления результатов в форме графиков и таблиц с указанием допустимых величин отклонений образующих от вертикали.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Для определения геометрических характеристик резервуара вертикального цилиндрического выбирают шаг сканирования, количество станций и место их расположения. Шаг сканирования должен быть подобран с учетом того, чтобы плотность точек, измеряемых на поверхности резервуара, позволяла с достаточной точностью и достоверностью определять его геометрию, учитывая деформацию стенок резервуара при его заполнении. Также цифровые точечные модели, полученные с разных станций, должны иметь достаточную плотность в зонах перекрытий, для качественного объединения их в единую модель (см. фиг. 1). Снаружи резервуара вертикального цилиндрического устанавливают наземный лазерный сканер и собственной программой обработки данных, принадлежащей данному оборудованию, и в соответствии с эксплуатационной документацией на прибор (ЭД) автоматически определяют координаты точек, принадлежащих внешней поверхности резервуара, выполняют измерение расстояний при помощи встроенного лазерного дальномера, при этом для каждого измерения фиксируют вертикальные и горизонтальные углы, шаг сканирования. Для выполнения сплошной сканерной съемки внешней поверхности резервуара сканирование выполняют с нескольких точек установки прибора (сканерных станций), передают результаты сканирования (сканы) в ПЭВМ, с помощью компьютерной программы регистрируют в ней сканы со всех станций и получают цифровую точечную трехмерную (3D) модель внешней поверхности резервуара. Результатом работ является «облако точек» лазерных отражений или «сканы» внешней поверхности резервуара. Производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью программного обеспечения, позволяющего выполнять привязку сканов к заданной системе координат, производят построение точечной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара, передают цифровую точечную трехмерную (3D) модель внешней поверхности резервуара в компьютерную программу и получают цифровую векторную трехмерную (3D) модель внешней поверхности резервуара, передают полученную цифровую информацию в компьютерную программу, в этой же программе моделируют проектную цифровую трехмерную модель образующих стенок резервуара, используя их проектные значения, совмещают ее с полученной фактической цифровой векторной трехмерной (3D) моделью образующих стенок резервуара, в автоматическом режиме определяют расхождения между фактическими и проектными значениями, получают величины отклонения образующих стенок вышеупомянутого резервуара от вертикали (см. фиг. 2).

В настоящее время не существует достоверного геометрического способа определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали. Предлагаемый инновационный способ позволит проводить техническое диагностирование и поверку резервуаров вертикальных цилиндрических с относительной погрешностью измерений 0,07%. Кроме того, данный способ, основанный на бесконтактном дистанционном методе, не требует предварительного освобождения его от нефтепродуктов, зачистку, определение объема внутренних элементов конструкций и других затратных мероприятий, связанных с простоем, а значит - с упущенной коммерческой прибылью.