(57)【要約】【課題】本発明は地下貯蔵タンク設備の漏洩リスクを確度の高い評価方法で推測することを課題とする。【解決手段】可燃性流体等を貯蔵する鋼製の地下貯蔵タンクを備えた地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法であって、同一塗覆装材料によって形成された多数の地下貯蔵タンク設備に対して、地下貯蔵タンクの外面の腐食量あるいは腐食による減肉発生の有無のデータを作成し、当該地下貯蔵タンク設備の対地電位及び当該地下貯蔵タンク設備の埋設後経過年数のデータを採取し、地下貯蔵タンクの外面の腐食量あるいは腐食による減肉発生の有無と対地電位及び当該鋼製地下貯蔵タンク設備の埋設後経過年数の関係データを求め、関係データに基づいて同一塗覆装材料からなる他の地下貯蔵タンクの腐食発生確率または腐食による漏洩リスクを予測する。【選択図】図４
2009097887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性流体等を貯蔵する鋼製の地下貯蔵タンクを備えた地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法であって、
同一塗覆装材料によって形成された多数の地下貯蔵タンク設備に対して、前記地下貯蔵タンクの外面の腐食量あるいは腐食による減肉発生の有無のデータを作成する手順と、
当該鋼製地下貯蔵タンク設備の対地電位及び当該鋼製地下貯蔵タンク設備の埋設後経過年数のデータを採取する手順と、
前記地下貯蔵タンクの外面の腐食量あるいは腐食による減肉発生の有無と前記対地電位及び当該鋼製地下貯蔵タンク設備の埋設後経過年数の関係データを求める手順と、
前記関係データに基づいて同一塗覆装材料からなる他の地下貯蔵タンクの腐食発生確率または腐食による漏洩リスクを予測する手順と、
を含むことを特徴とする地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法に係り、特にガソリン等の可燃性流体を貯蔵する地下貯蔵タンク及び可燃性流体を流す地下配管等の地下貯蔵タンク設備外面の腐食が進行しタンク壁面を貫通する穿孔が発生する確率または地下貯蔵タンク設備外面の腐食による漏洩リスクを予測する地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガソリン、灯油、軽油、重油等の燃料油を貯蔵するタンクからなる地下埋設鋼構造物は、給液所、燃料基地、重油・軽油ボイラーを有する工場、事業所、ビル等に設置されている。また、地下埋設鋼構造物である地下貯蔵タンクの外側は、土壌により腐食しないように、アスファルト、タールエポキシ、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等で覆われている。更に、地下貯蔵タンクの内側は、燃料油等の場合、通常のタンク材質である鉄鋼板を腐食することはないため、特段に防食措置を施さずに鉄鋼板が裸の状態となっている。
【０００３】
さて、従来では、上述した腐食漏洩事故のリスク評価に関連した地下貯蔵タンクの腐食劣化診断手法が米国等で開発されている（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１による地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法は、地下貯蔵タンクデータ（容量、構造、材質、埋設後の経過年数等）、埋設されている周囲土壌の化学的性質データ（土壌比抵抗、塩化物濃度、硫化物濃度、ｐＨ等）と当該地下貯蔵タンクの腐食進行量を多数測定し、土壌データと地下貯蔵タンクの腐食進行量との関係を統計的に解析し、地下貯蔵タンクの腐食劣化量の予測プログラムを開発する手法である。この方法で開発された予測プログラムにより、診断対象地下貯蔵タンクの地下貯蔵タンクデータ、土壌の化学的性質データを採取し予測プログラムにあてはめると、当該地下貯蔵タンクの腐食劣化量が予測できるという手法である。
【非特許文献１】ＡＳＴＭ規格Ｇ１５８−９８、メソッドＡ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した非特許文献１の手法によると、採取する現場のデータは、土壌の化学的性質データであるが、これは地下貯蔵タンクが埋設されている環境に腐食性があるかどうかを示している。
【０００５】
しかしながら、仮に地下貯蔵タンクが埋設されている環境（土壌）に腐食性が有ったとしても、地下貯蔵タンクの塗覆装が健全であれば、地下貯蔵タンクに腐食は発生することはない。即ち、土壌の化学的性質データのみからは診断対象である地下貯蔵タンクに腐食が発生するか否かは判断できない。
【０００６】
したがって、土壌の化学的性質データのみに基づく診断手法では、地下貯蔵タンク設備の漏洩予測の確度は低く漏洩事故のリスク評価の確度も低いと考えられる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、確度が高い地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００９】
本発明は、可燃性流体等を貯蔵する鋼製の地下貯蔵タンクを備えた地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法であって、
同一塗覆装材料によって形成された多数の地下貯蔵タンク設備に対して、前記地下貯蔵タンクの外面の腐食量あるいは腐食による減肉発生の有無のデータを作成する手順と、
当該鋼製地下貯蔵タンク設備の対地電位及び当該鋼製地下貯蔵タンク設備の埋設後経過年数のデータを採取する手順と、
前記地下貯蔵タンクの外面の腐食量あるいは腐食による減肉発生の有無と前記対地電位及び当該鋼製地下貯蔵タンク設備の埋設後経過年数の関係データを求める手順と、
前記関係データに基づいて同一塗覆装材料からなる他の地下貯蔵タンクの腐食発生確率または腐食による漏洩リスクを予測する手順と、
を含むことにより、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、既に地下に埋設し使用されている同一の塗覆装材料の多数の地下貯蔵タンクの腐食による減肉実態量と当該タンクの対地電位、埋設経過年数のデータを採取することにより、関係データに基づいて同一塗覆装材料からなる他の地下貯蔵タンクの腐食発生確率または腐食による漏洩リスクを予測することが可能になり、土壌の腐食性から予測する方法よりも確度の高い予測結果を得ることができ、地下貯蔵タンクの腐食による漏洩リスクの評価に対する信頼性を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は地下貯蔵タンク設備の一実施例を示す縦断面図である。図１に示されるように、地下貯蔵タンク１２は、鉄板を円筒形状に加工し、溶接等により円筒両端部を塞ぐように構成されており、その表面に電気的な絶縁性を有するアスファルト，エポキシ樹脂を用いて塗覆装が施されている。
【００１３】
給油所の地上には、給油を行う計量機１４、地下貯蔵タンク１２に連通するマンホール１６、地下貯蔵タンク１２の注油口１８、地下貯蔵タンク１２の上部空間に連通された通気口２０が設けられている。そして、給油所の地下に埋設された地下貯蔵タンク１２には、計量機１４の給油系統に連通された給油配管２２と、注油口１８に連通された注油配管２４とが挿入されている。また、通気口２０に連通された通気配管２６は、地下貯蔵タンク１２の上部に取付けられている。
【００１４】
図２は地下貯蔵タンク１２の施工状態を示す縦断面図である。図２に示されるように、地下貯蔵タンク１２は、コンクリート製の基礎３２上に設けられた設置台３４に支持されるように設置される。また、設置台３４の両側には、コンクリート製の支柱３６が起立しており、地下貯蔵タンク１２の上部を覆うコンクリート製の上壁部３８及びマンホール１６を囲むコンクリート舗装部４０が支柱３６によって支持されている。このように、地下貯蔵タンク１２は、タンクローリ車（図示せず）がコンクリート舗装部４０を通過する場合でも荷重が作用しないように補強されている。
【００１５】
また、地下貯蔵タンク１２の周囲には、山砂等の土壌４２が埋め戻されており、振動を吸収すると共に、地下貯蔵タンク１２を固定している。
【００１６】
ここで、上記のように地下に埋設された地下貯蔵タンク１２の外面が腐食する形態について説明する。腐食形態の一つとしては、例えば電気鉄道等の軌道からの洩れ電流が迷走電流となり、地下埋設鋼構造物等に流れ込むことで発生する電食がある。また、他の腐食形態として、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６系と、鉄筋コンクリート構造物（施設の基礎や土間など）中の鉄筋との電気的接触によって発生するコンクリート／土壌マクロセル腐食がある。さらに他の腐食形態として、地下タンク・配管系とアース棒の銅合金等の異種金属との接触によって発生する異種金属マクロセル腐食がある。
【００１７】
土壌中に埋設された炭素鋼の自然電位は−５００〜−６００ｍＶ（飽和硫酸銅電極基準）であるのに対し、コンクリート中の鉄筋の電位は−２００〜−３００ｍＶと高い。したがって、地下貯蔵タンク１２または配管２２，２４，２６と鉄筋の接触により鉄筋→地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６→土壌→鉄筋の電流ループができ上がり地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６の塗覆装の電気的絶縁劣化部に進行が早い腐食が発生する。これがコンクリート／土壌マクロセル腐食である。鉄筋と同様に電位が高い銅合金と地下タンク・配管系との接触により発生する腐食が異種金属マクロセル腐食である。
【００１８】
これらの腐食形態は、腐食の進行が早いために厚肉鋼板で作られた地下埋設鋼構造物であっても、電食あるいはコンクリート／土壌等のマクロセル腐食が発生すると１０年〜２０年、あるいは腐食が緩やかな場合には３０年程度で地下埋設鋼構造物の一部に穿孔が生じ、貯蔵している危険物等の液の漏洩事故が発生する。したがって、この腐食発生の有無を判断することが地下埋設鋼構造物の腐食診断を高精度に行うためのポイントとなる。
【００１９】
なお、腐食形態には、タンク等の塗覆装の電気的抵抗劣化部炭素鋼表面と土壌との間でミクロセル腐食も存在するが、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６は山砂等腐食性の低い土壌で埋め戻されており、その腐食の進行速度は０．０２〜０．０５ｍｍ／年程度と遅く、厚肉鋼板からなる地下貯蔵タンク等においては漏洩リスク上の大きな問題とならない。以上のことから、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６の腐食による漏洩事故のリスク評価においては、上述した電食及びコンクリート／土壌等マクロセル腐食発生の有無を診断する必要がある。
【００２０】
ここで、電食及びコンクリート／土壌等マクロセル腐食の発生のメカニズムを考えると、電食の場合は、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６の周囲に迷走電流の流入があるか否かが第１の要素となる。
【００２１】
また、コンクリート／土壌等マクロセル腐食の場合は、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６とコンクリート中の鉄筋あるいは銅合金等の異種金属との接触があるかないかが第２の要素となる。しかしながら、これらの二つの要素があったにしても、地下貯蔵タンク１２の塗覆装の被覆状態が健全（地下貯蔵タンク１２と土壌との電気的絶縁が良好に保たれている）な場合には、電食もコンクリート／土壌等マクロセル腐食も、更にはミクロセル腐食も発生しない。
【００２２】
日本における可燃性流体を貯蔵する鋼製の地下貯蔵タンク１２の外面には腐食の発生を防止するために一定厚さ以上のアスファルトルーフィングあるいはエポキシ樹脂を塗覆装として被覆することが消防法令において規定されており、この法令に則った構造の鋼製の地下貯蔵タンク１２を埋設して使用している。即ち、全国に埋設される地下貯蔵タンク１２においては、一定品質の塗覆装が施された鋼製タンクが埋設されていると考えられる。
【００２３】
これら塗覆装を施された地下貯蔵タンク１２が地下に埋設されてから長時間使用されている間においては、当該塗覆装は次のような負荷（１）〜（４）を受けることになる。
（１）貯蔵する可燃性流体の出入りによる繰り返し荷重容量。例えば１０ＫＬのガソリン貯蔵タンク１２の場合、５〜７ｔｏｎのガソリンの出入りによる繰り返し荷重を受ける。
（２）貯蔵する油と地中温度との温度差による膨張収縮。例えば夏季に、油槽所からタンクローリ車に積み込まれた油の温度は３５°Ｃ程度以上の高温となる場合があり、一方地下貯蔵タンク１２が埋設されている地中温度は１４〜１８°Ｃ程度であるため、両者の温度差は大きい。夏季の高温の油を地下貯蔵タンク１２に荷卸した際には、地下貯蔵タンク１２全体が膨張し、時間と共に土壌により冷やされて収縮することになる。樹脂や油脂材料と炭素鋼の膨張係数の差は１桁以上あるため、高温の可燃性流体を地中の地下貯蔵タンク１２へ荷卸しを繰り返すことにより、塗覆装接着部にストレスが加わり、塗覆装が剥れる要因となる。
（３）土圧の変化
（４）地下貯蔵タンク１２の上を走行するタンクローリ等による振動荷重
以上のような負荷（１）〜（４）を長年受けることにより、塗覆装は埋設年数が進むにつれて局部的な剥れや割れが生じると考えられる。これら剥れやわれが発生した部分に地下水が浸透し、タンクの炭素鋼と土壌間の電気的絶縁性の劣化が始まる。また、アスファルトのような塗覆装は吸湿性があるため、ゆっくりとした電気的絶縁性の劣化が生じる。
【００２４】
前述のような、法令で規定された一定品質を有する塗覆装の場合、上記の劣化は１５〜２０年といったある程度の年数を経るとほぼ一律的に発生していると考えられる。
【００２５】
こうして塗覆装の劣化が始まり、土壌とタンク炭素鋼表面との間の電気的絶縁性の劣化が起こり始めると土壌と炭素鋼との間で腐食電流が流れ、鉄のイオン化が発生し腐食が発生することとなる。特に、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６が迷走電流による電食、あるいはコンクリート／土壌等のマクロセル腐食発生の条件である迷走電流が流れる環境下、あるいはコンクリート中の鉄筋や異種金属と地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６の鋼が接触する環境下にあった場合、進行が早い電食あるいはコンクリート／土壌，異種金属マクロセル腐食が発生することとなる。
【００２６】
電食の発生と進行を考えると、迷走電流の値が大きいほど電食の進行は早いと考えられる。
【００２７】
一方、コンクリート／土壌、異種金属マクロセル腐食の場合、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６の鋼と接触するコンクリート中の鉄筋や異種金属の量が多いほど、腐食電流供給源が大きくなり、腐食の進行は早いと考えられる。
【００２８】
ここで、コンクリート／土壌、異種金属マクロセル腐食発生の第一条件である地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６とコンクリート中の鉄筋あるいは異種金属との接触の有無を判定する方法に、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６の対地電位の測定がある。
【００２９】
次に、対地電位測定方法について説明する。通常、コンクリート／土壌、異種金属マクロセル腐食の発生の要件となる地下貯蔵タンク配管系とコンクリート中の鉄筋や異種金属との接触については、地下貯蔵タンク１２や配管２２，２４，２６の対地電位の測定値が指標となる。その測定図を図３に示す。図３では近傍にある地下貯蔵タンク１２に接続されている（電気的にも接続されている）配管２２，２４，２６の何れかの対地電位を、ターミナルボックス５０の照合電極５４を用いて測定している状態を示している。
【００３０】
配管２２，２４，２６と地下貯蔵タンク１２は近傍でつながっているので、この測定値は地下貯蔵タンク配管系の対地電位とみなすことができる。対地電位測定装置６０は、地下に埋設されたターミナルボックス５０からの検出信号（電位）を計測し、その検出信号をメモリに記憶する。ターミナルボックス５０には、配管２２，２４，２６に電気的に接続される電線５２と、配管２２，２４，２６の上方の土壌６２に接触される照合電極５４とを有する。
ここで、一般に土壌６２に埋設された鉄の対地電位（自然電位）は、−５００ｍＶ程度から−６００ｍＶ程度の値である。一方、コンクリート中の鉄筋は、アルカリ性雰囲気にあるため対地電位は−２００ｍＶ程度となる（いずれも飽和硫酸銅電極を照合電極５４とした場合）。従って、地下貯蔵タンク設備の系統において何れかの場所で鉄筋と電気的に接触した状態にある場合、地下貯蔵タンク１２の対地電位は、−４５０ｍＶ程度から−２５０ｍＶ程度の値を示すことになる。
【００３１】
ここで、銅の対地電位も−２００ｍＶ程度であるから、地下貯蔵タンク１２、配管２２、２４、２６の対地電位の値を考えると、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６と接触する鉄筋及び銅合金の量が多い場合、即ち腐食電流供給量が大きい場合には、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６の対地電位は鉄筋側あるいは銅合金側の電位に近い値となり、逆に接触する鉄筋及び銅の量が少ない場合、鋼の自然電位に近い値となる。
【００３２】
即ち、地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６の対地電位が−３００〜−２５０ｍＶ程度に高い場合、発生するコンクリート／土壌等のマクロセル腐食の強度は高く、進行が早いと考えられ、逆に対地電位が−４００〜−５００ｍＶ程度と低い場合、発生するコンクリート／土壌等のマクロセル腐食の強度は低く、進行が遅いと考えられる。
【００３３】
当出願人（発明者）は、これまでに長期間使用された同一の塗覆装材料の多数の地下貯蔵タンク１２の腐食量を超音波肉厚測定装置で測定し、同時に対地電位の測定を行い、対地電位と地下貯蔵タンク１２の腐食量のデータ及び地下貯蔵タンク１２の構造、埋設年数等のデータを採取している。
【００３４】
このデータにおいて地下貯蔵タンクの埋設後経過年数が２０年以下のある一定年数以下の地下タンクにおいては、当該地下貯蔵タンク設備の対地電位の値に関係なく腐食が発生していないという結果である。また、埋設後経過年数が２５年程度のデータをピックアップすると、対地電位が−３００ｍＶよりも高い場合、腐食発生率は１００％程度となり、対地電位が低くなるに従って腐食発生率が低下する結果となっている。
【００３５】
このことは、同一の塗覆装の場合ほぼ一定年数で土壌との間の電気的絶縁性の劣化が始まり、そのタンクが鉄筋及び異種金属と接触状態にあった場合には接触する鉄筋及び異種金属が多い場合、即ち対地電位が高い場合には、当該タンク１２には腐食によるタンク肉厚の減肉が早く発生していると推定される。
【００３６】
鉄筋及び異種金属との接触が有っても、接触する量が少なく腐食の強度が低い場合、即ち対地電位が低い場合には腐食による減肉が遅く発生していると推定される。当然、早く腐食による減肉が発生した地下貯蔵タンク１２の腐食の進行は早いので、穿孔に至り漏洩事故が起こるリスクは高いことになる。
【００３７】
なお、対地電位が−５００ｍＶよりも低く地下貯蔵タンク１２、配管２２，２４，２６が鉄筋あるいは異種金属と接触がないことが考えられる地下貯蔵タンク１２では、埋設年数が３０年程度まで長期であっても腐食による減肉の発生は見られなかった。同一の塗覆装材料での地下貯蔵タンクの比較を行っているので、塗覆装は、ほぼどう程度に劣化していると考えられるので、マクロセル腐食よりも腐食強度が低いミクロセル腐食の条件下では腐食による減肉は発生しなかったものと推定される。このことは、地下埋設タンクを埋設設置する場合、地下貯蔵タンクの周囲には砂等により埋め戻しを行うため、ミクロセル腐食の進行を早める塩化物、硫化物の濃度が異常に高い成分がない条件で埋設されている状況にあることも原因となっていると考えられる。
【００３８】
ここで、可燃性流体等を貯蔵する鋼製の地下貯蔵タンク１２を備えた地下貯蔵タンク設備の漏洩リスク評価方法の手順について説明する。
【００３９】
手順１では、同一塗覆装材料によって形成された多数の地下貯蔵タンク設備に対して、地下貯蔵タンクの外面の腐食量あるいは腐食による減肉発生の有無を測定しデータを作成する。
【００４０】
手順２では、当該鋼製地下貯蔵タンク設備の対地電位の測定値及び当該鋼製地下貯蔵タンク設備の埋設後経過年数のデータを採取する。
【００４１】
手順３では、地下貯蔵タンクの外面の腐食量あるいは腐食による減肉発生の有無と対地電位及び当該鋼製地下貯蔵タンク設備の埋設後経過年数の関係データを求める。
【００４２】
手順４では、関係データに基づいて同一塗覆装材料からなる他の地下貯蔵タンクの腐食発生確率または腐食による漏洩リスクの図４に示すような腐食発生予測率データテーブル７０を作成する。
【００４３】
図４において、◎は腐食による減肉の発生率が極めて低い条件であることを示し、○は腐食による減肉の発生率が低い条件であることを示し、△は腐食による減肉の発生率が中間値であることを示し、×は腐食による減肉の発生率が高い条件であることを示し、××は腐食による減肉の発生率が極めて高い条件であることを示す。
【００４４】
ここで、鋼製地下貯蔵タンク設備について、腐食の関係から、タンクを交換すべきか、タンクに対して電気防食（外部電源法）をかけるか、あるいは、そのまま使用可能であるかの、漏洩リスクの評価を行う場合には、図４に示す、腐食発生率予測データテーブル７０により、該当地下埋設タンクの埋設年数、及び、対地電位の値に該当する箇所のデータ（〇、△、×等）を参照して決定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
尚、上記実施例では、ガソリン等の燃料油を貯蔵する地下貯蔵タンク設備の漏洩検査を行なう場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、本発明を燃料油以外の可燃性流体を貯蔵する地下貯蔵タンク設備にも適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】地下貯蔵タンク設備の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】地下貯蔵タンク１２の施工状態を示す縦断面図である。
【図３】対地電位の測定の測定方法を示す図である。
【図４】腐食発生予測率データテーブル７０を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１２  地下貯蔵タンク
１４  計量機
１８  注油口
２０  通気口
２２  給油配管
２４  注油配管
２６  通気配管
３２  基礎
３４  設置台
５０  ターミナルボックス
５２，５４  照合電極
６０  対地電位測定装置
７０  腐食発生率予測データテーブル
【図１】
2009097887.tif 000003
【図２】
2009097887.tif 000004
【図３】
2009097887.tif 000005
【図４】
2009097887.tif 000006