JPH09503303A - 漏れ検出の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 タンクが過度に漏れているかどうかを決定する目的で、ガソリンまたはディーゼル油のような揮発性液体を含んでいるタンクからの漏れ速度の試験法。時間を節約するために、タンクは試験中少なくとも部分的に充填されている。タンクを密閉し、一定時間にわたりタンク内の圧力降下を測定することにより、漏れを検出する。漏れ速度を測定するために、他は密閉して、短時間でタンクから380ml量を除去しながら、第１の測定を行い、生じる圧力降下を校正値として測定する。次いで、タンクを再密閉し、１時間にわたる圧力降下を校正値と比較する。

Description

【発明の詳細な説明】 漏れ検出の改良 本発明は、ガソリンスタンドおよび化学工場に見出されるような地下貯蔵タン クおよび牛乳貯蔵タンクの試験に特に適する漏れ試験に関する。 地下貯蔵タンクからの漏れは、外部から容易に検出できないから、普通は内部 試験法が使われる。数年前は、地下貯蔵タンクの完全さの最も普通の試験法は高 圧試験であった。この方法は、タンクにガスを高圧で供給する前に、普通は揮発 性であり高圧の影響下では自然燃焼し易いタンク内容物を除く工程を必要とする 。タンクからの漏れを検出するためには、タンクを入口および出口連結部で密閉 し、タンク内の圧力を常圧より約3,500mb高くして、初期および若干時間経過後 の終期に、タンク内部に流体連結された圧力計によって圧力を読む。圧力損失の 検出は、漏れているタンクの可能性を示す。 この高圧試験法には、著しい欠点がある。 まず、タンクを空にする必要のあることは、通常の内容物を試験中貯蔵できる 第２タンクを必要とし、時間も費用もかかる試験となる。たぶん、最大の欠点は 、感度の低いことである。大部分の地下揮発油含有タンクは、大きな空槽部容積 を有し、試験中に通常見られる漏れ速度によって引き起こされるガス圧の変化は 比較的小さ い。さらに、高圧を監視する機械式圧力計は、これらの通常の漏れ速度により生 じた圧力変化に対し本来的に敏感でない。この試験法によりかなりの漏れが見過 ごされ、漏れているタンクの周辺の環境へかなりの量の汚染物質が放出されてき たと考えられる。さらに、かかる高圧でタンク内に貯えられたエネルギー量は過 大であり、タンク自体および試験者の両方にとって危険であり得る。 液体汚染物質（政府等により水以外のすべての液体と定義されている）の貯蔵 所からの漏れの許容量により低い限界を置くことによって環境を保護するために 、新しい一層厳格な法律が幾つかの国々に導入されてきており、これらの基準は そうした国々における高圧試験を廃用にしてきた。ヨーロッパおよび米国におけ る現在の法律によれば、周辺環境への漏れ速度が１時間に380ml未満の場合に限 り、汚染物質貯蔵タンクの完全さが認められることになろう。したがって、政府 等が許可する試験法は、特定の速度で生じる漏れを信頼性よく検出できる必要が ある。 このため、特に最大級のタンクの場合、この感度要求に合格する、ごく少数の 試験法だけが政府等により認可されている。 １つの既知の試験法によれば、電子式センサーをタンクの液内容物中に下げて 、液位を直接に測定する。しかし、この試験法は時間がかかり、一般にタンクを 使用しない夜間に行われ、長い監視時間は、タンクおよび内容 物の熱膨張のような効果によって不正確さをもたらし得る。また、酸のように、 センサーの材料と反応する液体を含むタンクでは、本質的に不適当である。 別の既知の試験法では、タンクを密閉して、減圧をかける。漏れの部位を通じ てタンクに入る空気は泡立つ音を生じ、この音を音波監視装置で捕らえることが できる。しかし、この監視法は、タンクと連結したパイプラインの漏れを検出で きず、別の試験を必要とする。 すべての既知の試験法は、タンクが地下水面により囲まれている場合に、欠点 を持つ。タンクの内外の相対液位に依存して、漏れの状態が悪化したり、完全に マスクされたり、または水が漏れ部位からタンク内に入り得る。液体によっては 、水の流入を水がタンク底部に沈降するときに検出できるが、このようなことは 、水が容易に混合したり乳濁液を形成する他の液体では不可能である。 さらに、現在認可されている試験法は、必要な休止時間と試験に要する装置の 実際の価格との両者を考慮すると、あまりに高価で実用にならないといえる。実 際に、現在認可されている方法の受容しがたい価格によって、仕事が成立せずに 、閉鎖してしまった例がある。 これまで、試験期間中にガス圧を監視する方法を利用する試験は、現在の規制 条件では使用できないであろうと考えられてきた。圧力監視による上記試験は、 過去において多くの理由から無視されてきた。高圧試験に対する規制により、タ ンクをその漏れ速度試験中は休ませね ばならないことを考慮に入れると、経済的な時間尺度内で意味ある結果を得るた めには、不十分な感度であると考えられたのである。さらに、既知の圧力監視試 験は試験前にタンク内容物の除去を必要とするから、圧力監視は新しい試験法に よって廃用となる不便で非効率的な方法であると考えられたのである。 しかしながら、驚くべきことに、本出願人は圧力監視試験が現在の規制下でも 使用でき、事実、多くの著しい利点があることを見出した。 本発明にしたがえば、通常は液体汚染物質を含む地下貯蔵タンクからの流体漏 れの試験方法が提供される。この試験は、タンクを流体的に密閉し、感圧手段を タンク内部に流体的に連結し、一定時間にわたり検知される圧力を監視すること からなり、タンクをその通常の液体内容物で部分的に充填し、またガスで部分的 に充填しながら、監視をするものであり、通常の液体内容物を残す効果によって 、タンクからの漏れにより生じる圧力変動を増幅することを特徴としている。 貯槽（タンク）は、好ましくはその一部だけを試験期間中揮発性液体で充填し 、残りの空槽部容積にはガスを充填する。これは貯槽が日常的に使用される際に 見出される条件である。 試験は、約4,000ｌ以上の空槽部容積を持つ大きなタンクの試験に特に適して いる。試験中の圧力の変化は、貯槽内および貯槽と感圧手段の間の連結導管内の ガス容量 にほぼ逆比例するから、貯槽は試験中には過剰のガス容量を含まないことが好ま しい。380ml／時間の漏れを試験するのに望ましい感度を達成するためには、貯 槽内に約4,000l以下の空槽部容積すなわちガス容量を設けて試験を実施するのが 好ましい。 大気圧より250mb高い圧力と大気圧より250mb低い圧力の間の圧力で、試験を実 施するのが好ましい。この上限は、爆発の危険またはタンクおよび（または）試 験者に対する他の被害なしに一般に作業に安全であると考えられる圧力であるが 、本出願人は、はるかに一層の高圧下でも本発明にしたがった試験は可能である と考えている。下限以下の圧力では、地下貯蔵タンクがつぶれる危険がある。 試験期間中、減圧・加圧または大気圧のいずれを使うかの選択は、一般的条件 特にタンク内の液位に比較したタンクの周りの水位の高さに依存する。これらの 高さが同等であるとすると、地下水面が内容物の液位に比較して低くなったとき にはタンクが液体汚染物質を放出したとしても、大気圧での試験では試験中に漏 れを殆どまたは全く起こさせないことを理解すべきである。 本方法は、好ましくは貯槽内に内部の圧力を大気圧以上に上げるためのガスを 導入する工程を含む。高圧の使用は、漏れの検出を妨害する傾向がある、タンク の周りの水位が高い場合における誤った試験結果をもたらす可能性を減らす。タ ンク内容物は高い内圧によって漏れ位 置から押し出される。これは漏れ位置の検出をさらに容易にする。というのは、 ガスまたは液体の放出は、漏れの疑わしい位置での漏れ検出器スプレーにより検 出できるからである。 ただし、圧力を上げるときは、貯槽内部の圧力が安全水準を越えて上昇しない ように調節し、好ましくは監視中に圧力が大気圧より約200mb以上高くはならな いように調節することが重要である。 感圧手段は、1/10mbの圧力の変化を検出できる電子式圧力変換器が好ましい。 上記の高圧は、好ましくは大気圧より少なくとも50mb高い。 約150mb高い高圧が好ましい。これは一般に部分的に充填されたタンク（地表 面より１〜３ｍ低い液位を持つ可能性がある）内部の圧力が、タンクの周りの地 下水面の一般高さとは無関係に、タンクの外側の圧力を越えることを確実にし、 タンクが通常の使用時に過度に漏れるならば容易に検出できる漏れ速度が得られ るからである。 加圧ガスは、高圧ガス供給器により供給でき、この場合タンク内に過剰圧が誤 って供給されるのを防ぐために、低圧調整器を備えるのが好ましい。調整器の好 ましい具体例はプリセット圧力開放弁であり、この開放弁が作動する圧力は、上 記高圧よりも約30mb高いものであることができる。 供給されるガスは、貯槽内の爆発を抑制する働きをす る、酸素を含まない窒素のような不活性および（または）不燃性ガスが好ましい 。適当であり得る他のガスは、タンクの液体内容物との共存性に依存し、アルゴ ンおよびヘリウムを含む。 試験中はタンク内容物をそのまま維持できるが、ガス／液体内容物の平衡の達 成と維持を考慮する必要がある。特に、液体がガソリンのような揮発性液体のと きは、液体の攪乱によってかなりの圧力変動が起こり得るからである。したがっ て、試験の実施においては、当該液体中で流体流れまたは他の乱れを生ずる可能 性がある原因を除去するように努力するのが好ましい。攪乱が起こると、貯槽内 が再び平衡に達するまでに時間がかかるからである。 貯槽を、液体内容物によって流体的に互いに連結された、２つ以上のガス充填 小室に分割したときは、各小室に同時にガスを導入するか、または減圧にしよう とするならば、各小室から同時にガスを除去するのが好ましく、これにより小室 間に流体流れを起こさせずに圧力を均等化できる。 さらに、貯槽が主タンクと多数のパイプラインからなるときは、パイプライン を主タンクから少なくとも若干の距離をおいたところで密閉するのが好ましい。 この方法によって、試験が要求する程度まで高い流体圧を系にかけることができ 、かくして供給パイプライン網を含む貯槽全体の漏れを試験できる。 貯槽は、タンク本体、充填管、通気口、燃料ディスペンサーポンプへつながる 供給管からなるガソリン充填スタンドの燃料タンクであることができる。 従来の方法およびその別法は、主貯槽に連結した供給パイプライン網からの漏 れを考慮していないことに留意すべきである。しかし、吸引管は使用時に燃料が 充填されており、したがって本発明によれば、試験が吸引管自体も含むように、 好ましくはポンプ位置近くで、スペード板によって吸引管を簡単に遮断できる。 ガス供給手段は、充填管の開口に密閉して連結してよく、通気口を圧力バラン ス管によって充填管に密閉して連結すればよい。 本発明の実施の態様を、添付図面を参照して単に例として説明する。 第１図は、本発明の態様にしたがって試験される充填スタンドのガソリンタン クの模式図である。 第２図は、低圧試験中に設けられるタンク連結の模式図である。 第３図は、本態様で利用される試験制御ユニットの模式図である。 第４図は、本発明にしたがって試験中に監視された圧力を示すグラフである。 まず第１図を参照すると、タンク本体２、タンク本体の底からポンプディスペ ンサー１０へとつながる吸引管４、充填管６および通気管８からなる地下ガソリ ンタ ンクが示されており、これは充填管によるタンク２の規則的充填によって、ポン プディスペンサー10から連結供給を行う充填スタンドタンクの標準的特徴であり 、通気口は充填中のタンク内の過度の圧力の蓄積を防ぐために開いている。 示した態様の漏れ試験においては、タンクを示したレベル12まで殆ど十分に充 填し、タンク内にガス充填空間として高々4,000l程度の小さな空槽部容積14を残 す。タンクを周囲環境から隔離する必要があり、したがって供給管をふさぐ必要 がある。吸引管４は使用時に液体製品で充填されており、ポンプディスペンサー 10に最も近い端16で簡単に遮断できる。充填管６および通気口８は、第２図に一 層詳しく示した充填管キャップ18および通気管キャップ20によりキャップを付け られる。このキャップ18および20は、圧力バランス管26により連結され、充填管 キャップ18は制御ユニットに連結され、制御ユニットは高圧窒素供給管27によっ て酸素不含窒素ガス（ＮＯＦ）供給ボンベと連結している。制御ユニットは、窒 素供給管29および圧力検出管28の２つのパイプラインによって、充填管キャップ と連結している。 本発明のさらなる局面を形成する制御ユニットを、第３図に一層詳しく示す。 この制御ユニットは、種々のパイプライン連結40、入力および出力、多数出口精 密制御弁42、敏感な電子式圧力変換器30、圧力計32、低圧調整器34、真空ポンプ 36、気圧計38からなっている。変換器 30は、1/10mb単位で圧力の変化を検出する。 第１図に示したように連結して試験を行う場合、ガスボンベ24の弁を開いてＮ ＯＦを制御ユニット22に供給し、この入力圧を機械式圧力計32により監視する。 ＮＯＦは低圧調整器34、出力44、供給管29を経てタンク２に供給され、低圧調整 器によりＮＯＦは調整器でセットされた圧力（この実施態様では220mb）以下の 低圧で確実に供給される。供給されたＮＯＦは充填管６に入るばかりでなく、バ ランスライン26および通気管８を経て空槽部容積14にも入る。 タンク内容物が揮発性である場合には、圧力を上げる前にタンクの初期酸素含 量の多くを抜くように、ＮＯＦ供給前にタンクに真空をかけることが好ましいこ とを述べておく。 ボンベ24からＮＯＦを徐々に供給することによって、タンク２内の全流体圧を 約190mbに上げ、この時点で供給管を閉じて監視を開始できる。 この監視は、入力46または48に連結された圧力戻り管28を通じて行われ、入力 46または48は各々電子式圧力変換器30につながっている。この変換器は特にその 安全性のために選ばれた。変換器の操作によって、電気火花または他の燃焼性要 素を生じないことが重要なためである。使用した圧力変換器は、モデルＤＰＩ70 0ＩＳの名でレスタシャーに根拠をおくイギリスの会社 A Drug により製造され ている。 タンク２と変換器30の間の連結弁を開いたら圧力をまず安定化させる。180mb 付近で一旦平衡に達したら、その後の圧力降下は、多分タンクからの漏れを示し ている。試験中の大気圧および温度の変化のような他の要因も考慮すべきである が、これらも気圧計38および温度計により監視でき、これらの変化がタンク内の 圧力変動の原因と疑われるときは、試験を繰り返すことができる。 試験中の時間による圧力変動を示すグラフを第４図に示す。曲線100は、漏れ ないタンクの監視結果を示し、一方曲線102は漏れタンクの試験中に得られた結 果を示す。 最高圧が、曲線上の点104で得られ、この点でＮＯＦの供給を止める。次いで 、圧力は次の15分間にわたり大きく変化し、この時点で飽和蒸気圧が得られ、曲 線100で示されるように、完全密閉タンク内の圧力は安定化する。しかし、漏れ タンクにおいては、飽和蒸気圧に達した後も圧力は徐々に減少し、実際に曲線10 2が示すように初期には完全密閉タンクと同一の高圧であったが、漏れタンクの 圧力は予想のように常に密閉タンクの圧力により低い。 例えば、電子式液位検出器は、タンク内の液体の表面積を考慮する必要がある から、他の型の試験で経験した１つの問題は、漏れ速度380ml／時間を越える点 の検出である。しかし、本発明の方法では、タンク圧を高圧で監視しながら、校 正弁および液中管によって液体の380ml量をまず除去する。したがって、すべて の一般的大気条件 を考慮する圧力降下限度に対し正確な校正値が得られる。変換器に示された圧力 降下を使って、１時間の試験中許される圧力降下の上限を与える。この圧力降下 限度を越えたときは、タンクからの受け容れられない漏れ速度が見出された。一 方、この限度を、タンク内のガス容量および他の変数に基づき、理論計算できる が、この理論的解決法は一層時間がかかり、一層正確でない。 受け容れられない大きな漏れが見出されたならば、例えば漏れを示すコーティ ングスプレーによって位置を突き止めることができ、またタンクから製品を除去 するためのタンク車の到着と漏れの修復を待ちながらタンク内の液体製品を保持 することにより、周囲環境のさらなる汚染を防ぐために真空ポンプ36を操作でき る。 ２つ以上の圧力戻り管と異なるタンクからの連結46、48を使うことにより、複 数のタンクを同時に試験できる。 本発明は上記実施態様に示した圧力および空槽部容積に限定されるものではな いこと、要求される精度の安全性の限界に依存して、本発明にしたがいこれらの 値のある範囲が可能であること、さらに望むときはタンク内に中等の真空圧を使 って同等の操作を行えることを認識すべきである。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．通常は液体汚染物質を含んでいる地下貯蔵タンクからの流体漏れの試験方法 において、 該地下貯蔵タンクを流体的に密閉し、感圧手段を該タンク内部に流体的に連 結し、一定時間にわたり検知される圧力を監視することからなり、 該タンクをその通常の液体内容物で部分的に充填し、またガスで部分的に充 填しながら、監視を実施することを特徴とする方法。 ２．大気圧により250mb高い圧力と大気圧より250mb低い圧力の間の圧力で、試験 を実施する請求項１記載の方法。 ３．該タンクを密閉後、内部の圧力を上げるためにガスを該タンク内に導入する 工程を含む請求項１または２記載の方法。 ４．圧力を、大気圧より少なくとも50mb高く上げる請求項３記載の方法。 ５．高圧が約150mb高い請求項４記載の方法。 ６．加圧ガスを高圧ガス供給器により供給し、低圧調整器を使って貯槽への過度 の圧力が供給される可能性を防ぐ、請求項３乃至５のいずれか記載の方法。 ７．該調整器が、上記高圧より約30mb高い圧力で作動するようにセットされるプ リセット圧力開放弁である請求項６記載の方法。 ８．ガスが不活性不燃ガスである請求項３乃至７のい ずれか記載の方法。 ９．供給されるガスが、酸素不含窒素、アルゴン、ヘリウムの群から選ばれるガ スである請求項８記載の方法。 10．置換ガスを供給する前に、真空をかけてタンクの酸素含量を減らす請求項８ または９記載の方法。 11．液体内容物により流体的に互いに連結された２つ以上のガス充填小室に分割 された貯槽を試験するための請求項１乃至10のいずれか記載の方法において、ガ スを各小室に導入し、または減圧にしようとするときはガスを各小室から除去し 、同時に小室間に流体流れを起こすことなく圧力を均等化することを特徴とする 方法。 12．タンク本体、充填管、通気口、および燃料ディスペンサーポンプへとつなが る吸引管からなるガソリン充填スタンドの燃料タンク試験のための請求項１乃至 11のいずれか記載の方法において、吸引管をスペード板により遮断することを特 徴とする方法。 13．試験が吸引管自体を含むように吸引管を該ポンプ位置近くで遮断する、請求 項12記載の方法。 14．ガス供給手段を、充填管の開口に密閉的に連結する請求項12または13記載の 方法。 15．通気口を、圧力バランス管によって充填管に密閉的に連結する請求項12乃至 14のいずれか記載の方法。 16．添付図面に基づいて実質的に上記で説明した方法。