埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法

2023-09-14 11:34:00

埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法
【專利摘要】一種埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法。埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法包括：自一埋地儲罐系統採集一樣品，樣品包括至少一金屬離子；以一分析儀器測定樣品中的該金屬離子的種類及濃度；根據該金屬離子的種類從一資料庫中決定一濃度臨界值；以及進行一比對(mapping)步驟，其中比對該金屬離子的濃度與濃度臨界值，以判定(diagnose)埋地儲罐系統是否有腐蝕。
【專利說明】埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法
【技術領域】
[0001]本
【發明內容】
是有關於一種埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，且特別是有關於一種不需使用特殊檢測器具深入埋地儲罐系統內部的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法。
【背景技術】
[0002]埋地儲罐系統包含埋地儲罐及其連接的埋地管道和聯接件。埋地儲罐指儲罐總體積的百分之十以上部分埋置於地表下，用以貯存油品、溶劑、燃料等物質的儲罐。國內加油站多以埋地儲罐囤儲汽、柴油供販售。加油站的儲罐通過埋地管道系統將油品泵送至加油機供油。目前防止加油站地下油罐滲漏汙染方面採取的措施並不多，相應的法律、法規還不完善。而國內加油站所使用的儲罐普遍採用鋼貭材料製造，埋地管道或聯接件亦多屬於金屬材質。金屬材質的埋地儲罐系統因與土壤相互接觸，若未能做好防蝕的處理，很容易因生鏽腐蝕而造成油品外洩的環境汙染。
[0003]現行使用之埋地儲罐系統洩漏檢測技術包含:油罐密閉壓力測試、地下陰井油氣或浮油檢查或以分析儀器檢測油品汙染土壤的程度。當檢測發現異常時，代表此加油站的油品已經洩漏至埋地儲罐系統外部，並且當實際檢測到油品洩漏時，埋地儲罐系統可能已經洩漏一段時間，早已經對環境造成嚴重的汙染。油品洩漏後的整治也是一項大工程，可能包含土壤、地下水等的整治，需要耗費大量的成本，更重要的是相關環境已經受到傷害?』畢竟汽、柴油中含有許多對環境或人體危害的物質，汽、柴油一旦洩漏，造成的危害將難以估計。然而，現有的檢測技術大多是在油品洩漏後才能檢知，或者是耗時、危險且費用高昂的人工入槽檢測方式。
[0004]因此，相關從業人員無不致力於研發新的腐蝕檢測技術以改良現有技術的缺點。
[0005]公知技術揭示一埋地儲罐檢測系統乃利用機器人進入儲罐進行檢測。然而受限於機器人的體積無法進入埋地儲罐系統的埋地管道，此方法僅能提供儲罐的腐蝕資訊。該方法無法測知其管線及聯接件的腐蝕問題；且在檢測儲罐系統的過程中，儲罐系統無法提供供油的服務。
[0006]【背景技術】揭示一種檢查管線中龜裂等瑕疵的調查裝置，其主要以光纖配合影像視波器、監視器等，以光纖影像視波器伸入管線，攝錄影像以檢查瑕疵。該裝置受限於光纖的長度，或管線的轉角，無法檢測部份管線的各個區段；檢測過程該管線無法提供供油的服務；該方式僅針對管線進行檢測；判斷瑕疵與否耗時。

【發明內容】

[0007]本
【發明內容】
有關於一種埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法。以分析儀器檢測由埋地儲罐系統取出的樣品 內的金屬離子的種類及濃度，不需使用特殊檢測器具深入埋地儲罐系統內部，腐蝕檢測花費的時間縮短，且可以在埋地儲罐系統破裂之前便能測出埋地儲罐系統已經腐蝕。
[0008]為達到上述目的，本發明提出一種埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法。埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法包括:自一埋地儲罐系統採集一樣品，樣品包括至少一金屬離子；以一分析儀器測定樣品中的該金屬離子的種類及濃度；根據該金屬離子的種類從一資料庫中決定一濃度臨界值；以及進行一比對(mapping)步驟,其中比對該金屬離子的濃度與濃度臨界值，以判定(diagnose)埋地儲罐系統是否有腐蝕。
[0009]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中當該金屬離子的濃度大於該濃度臨界值,該埋地儲罐系統有腐蝕。
[0010]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中該金屬離子自該埋地儲罐系統與該樣品接觸的表面溶解入該樣品中。
[0011]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中該埋地儲罐系統包括一埋地儲罐、至少一輸送管道及至少一聯接件，該樣品被採集之前通過該輸送管道及聯接件，當該金屬離子的濃度大於該濃度臨界值，該埋地儲罐、該輸送管道或該聯接件的至少其中之一有腐蝕。
[0012]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中該金屬離子自該輸送管道與該樣品接觸的表面溶解入該樣品中。
[0013]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中該金屬離子為銅、鋅、鐵或前述的組
口 ο
[0014]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中還包括:添加一螯合劑至該埋地儲罐系統的該樣品中。
[0015]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中該螯合劑溶解於該樣品中且與該金屬離子形成一金屬錯合物。
[0016]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中該資料庫中儲存多個參考濃度值，該些參考濃度值為多個未腐蝕的埋地儲罐系統內的樣品中的該金屬離子的濃度。
[0017]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中根據該金屬離子的種類從該資料庫中決定該濃度臨界值的步驟包括:取該些參考濃度值的平均值及標準偏差值；以及根據該些參考濃度值的平均值及標準偏差值決定該濃度臨界值。
[0018]上述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其中該分析儀器為電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)、電感耦合等離子體原子發射光譜儀(ICP-AES)和原子吸收光譜儀(AA)的其中
之一 O
[0019]本發明各個樣品對應到一個特定的埋地儲罐、地下輸送管道及聯接件，因此本
【發明內容】
的檢測方法不但可以在埋地儲罐及/或其連接的輸送管道及/或聯接件尚未破裂的前便可檢測出腐蝕，尚可以無須經由額外的檢測步驟便能精確指出多個埋地儲罐及/或其連接的輸送管道及/或聯接件中的何者已腐蝕需要修復更換，使得腐蝕檢測及修復的整體成本大幅降低。
[0020]為了對本
【發明內容】
的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下:
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1繪示柴油中的金屬離子濃度測量值vs.已鏽蝕的鍍鋅鋼管浸於柴油中的時間的關係；
[0022]圖2A?2B繪示95號汽油中的鋅離子濃度測量值vs.螯合劑添加量的關係；[0023]圖3繪示加油站Stl~StlO的柴油中的金屬離子濃度測量值；
[0024]圖4繪示加油站Stl~StlO的汽油中的銅離子濃度測量值；
[0025]圖5繪示加油站Stl~StlO的汽油中的鋅離子濃度測量值。
[0026]其中，附圖標記:
[0027]SCu_92 > SCu_95> SCu_98> SCu_D> SFe_D虛線
[0028]SZn_92、SZn_95、SZn_98、SZn_D:虛線
[0029]Stl ~StlO:加油站
【具體實施方式】
[0030]本
【發明內容】
的實施例中，以分析儀器檢測由埋地儲罐系統取出的樣品內的金屬離子的種類及濃度，不需使用特殊檢測器具深入埋地儲罐系統內部，腐蝕檢測花費的時間縮短，且可以在埋地儲罐系統破損之前便能測出埋地儲罐系統已經腐蝕。
[0031]以下提出本
【發明內容】
的實施例的一種埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法。需注意的是，實施例所提出的細部結構及步驟僅為舉例說明之用，並非對本
【發明內容】
欲保護的範圍做限縮。本領域技術人員當可依據實際實施具體的需要對該些結構及步驟加以修飾或變化。
[0032]首先，自一埋 地儲罐系統採集一樣品，樣品包括至少一金屬離子，接著，以一分析儀器測定樣品中的該金屬離子的種類及濃度。接著，根據該金屬離子的種類從一資料庫中決定一濃度臨界值，例如是事先從數個無腐蝕疑慮(未腐蝕)的埋地儲罐系統取樣並測得該金屬離子的種類及濃度，將該金屬離子的種類及濃度數值儲存於資料庫中，經統計後由資料庫中的該金屬離子的種類及濃度數值決定一濃度臨界值。接著，進行一比對(mapping)步驟，其中比對測定的金屬離子的濃度與對應的濃度臨界值，以判定(diagnose)埋地儲罐系統是否有腐蝕。
[0033]實施例中，當埋地儲罐系統有腐蝕時，該腐蝕區域的生鏽產物會產生金屬離子溶解到樣品中。以分析儀器檢測取出的樣品中的該金屬離子的種類及濃度，如此一來，不需使用特殊檢測器具深入埋地儲罐系統內部，腐蝕檢測花費的時間縮短，且可以在埋地儲罐系統腐蝕至破損之前或破損洩漏之後測出埋地儲罐系統已經發生腐蝕問題。
[0034]實施例中，當測定的金屬離子的濃度大於對應的濃度臨界值，則埋地儲罐系統有腐蝕。
[0035]實施例中，埋地儲罐系統更可包括一埋地儲罐、至少一輸送管道和至少一聯接件，而樣品儲存在埋地儲罐中。樣品被採集之前通過輸送管道和聯接件，當測定的金屬離子的濃度大於對應的濃度臨界值，埋地儲罐、輸送管道或聯接件中至少有一項已腐蝕。
[0036]實施例中，埋地儲罐與樣品接觸的表面例如是具有金屬材質，埋地儲罐例如是鋼槽或是外側有保護層的複合式鋼槽。實施例中，輸送管道與樣品接觸的表面例如是具有金屬材質，輸送管道例如是鍍鋅鋼管或是無縫鋼管。實施例中，聯接件與樣品接觸的表面例如是具有金屬材質，聯接件例如是銅接頭。實施例中，該金屬離子為銅、鋅、鐵或前述的組合。一實施例中，埋地儲罐例如是地下儲油罐，輸送管道例如是油管，聯接件例如是銅接頭，樣品例如是來自儲油罐中的油品。然實際應用時，埋地儲罐、輸送管道、聯接件和用以儲存及輸送的液體亦視應用狀況作適當選擇，並不以前述的類型為限。[0037]實施例中，該金屬離子例如是自埋地儲罐與樣品接觸的表面溶解入樣品中。實施例中，該金屬離子例如是自輸送管道與樣品接觸的表面溶解入樣品中。實施例中，該金屬離子例如是自聯接件與樣品接觸的表面溶解入樣品中。金屬材質的埋地儲罐系統在未生鏽的狀態下，並不會產生金屬離子。埋地儲罐、輸送管道和聯接件的至少其中之一者腐蝕之後，腐蝕區域的金屬表面氧化，因此產生金屬離子溶解到樣品中。根據本
【發明內容】
的實施例的檢測方式，以分析儀器檢測取出的樣品內的金屬離子濃度，僅需花費很少時間就能檢測得知其是否腐蝕，無須等到埋地儲罐系統腐蝕至破裂才能經由檢測外部漏出的液體或其揮發的氣體而得知其是否腐蝕。
[0038]實施例中，例如是經由連接至外部的輸出裝置採取地下儲油罐內的樣品。如此一來，不須以特殊器具深入地下儲油罐系統內部檢測，就能得知埋地儲罐系統是否腐蝕，此取樣方式簡單，取樣耗費時間較短，且腐蝕檢測的整體成本亦大幅降低。實施例中,埋地儲罐例如是儲油罐，輸送管道例如是油管，聯接件例如是銅接頭，輸出裝置例如是由加油槍，由加油槍端採取樣品(油品)。
[0039]實施例中，輸送管道例如是地下輸送管(underground pipe)。當埋地儲罐系統埋置於地下時，目前常見的方式檢測埋地儲罐系統內的液體是否外漏至其外部周圍環境(例如是埋地儲罐系統外的土壤或地下水)，而得知埋地儲罐、輸送管道及聯接件的至少其中之一是否腐蝕。以埋地儲罐為加油站的地下儲油罐、輸送管道為加油站的地下油管且聯接件為加油站的地下銅接頭為例，當油品外漏之後，會汙染周圍的土壤及地下水，因此除了修復更換已腐蝕的地下儲油罐、地下油管及聯接件之外，尚須進行土壤及地下水汙染的整治，不僅耗時,耗費的經濟成本亦相當高。相對地,本
【發明內容】
的實施例中，經由連接至地面上的輸出裝置採集埋地儲罐內的樣品(例如是由加油槍端採集地下儲油罐內的油品)，不僅取樣方式簡單，取樣耗費時間較短，且無須等到埋地儲罐系統腐蝕至破損才能得知已經腐蝕，可大幅降低腐蝕檢測的整體成本。
[0040]再者， 當同一個區域內設有多個埋地儲罐時(例如一個加油站內設有多個地下儲油罐)，檢測到液體(油品)外漏僅能得知多個地下儲油罐及/或其連接的地下輸送管道及/或其聯接件中至少有一個發生腐蝕，尚須進一步的額外檢測步驟以確認何者腐蝕需要修復更換。相對地，本
【發明內容】
的實施例中，各個樣品對應到一個特定的埋地儲罐、地下輸送管道及聯接件，因此可以無須經由額外的檢測步驟便能得知多個埋地儲罐及/或其連接的地下輸送管道及/或其聯接件中的何者已腐蝕需要修復更換，則腐蝕修復的整體成本亦大幅降低。
[0041]實施例中，自埋地儲罐採集樣品之前，更可添加一螯合劑至貯存於埋地儲罐的樣品中，該螯合劑可溶解於樣品中，且與該金屬離子可形成一金屬錯合物。埋地儲罐系統腐蝕而產生的金屬氧化物相對於樣品的溶解度較低時，添加螯合劑於樣品中可提高待測金屬離子的溶解度，進而提高腐蝕檢測的靈敏度。實施例中，螯合劑相對於樣品的重量百分比為百萬分率(ppm, 10-6)等級,例如是0.1~1000ppm,但不限於此。實施例中，以金屬離子為銅、鋅或鐵為例，螯合劑例如是脂肪酸甲酯(fatty acid methyl ester)、偶氮基化合物(diazocompound)和對苯二酮化合物(quinone compound)的至少其中之一。然實際應用時，螯合劑的種類亦視應用狀況作適當選擇，只要和欲測定的金屬離子能夠形成錯合物而溶解於樣品中即可，並不以前述的種類為限。[0042]一實施例中，埋地儲罐例如是地下儲油罐，輸送管道例如是地下輸油管，聯接件例如是銅接頭，螯合劑例如是添加於地下儲油罐中。如此一來，金屬氧化物的金屬離子與螯合劑形成錯合物而溶解於樣品中，則可以通過加油機的濾膜而由加油槍端被採集。
[0043]請參照圖1，圖1繪示柴油中的金屬離子濃度測量值vs.已腐蝕的鍍鋅鋼管浸於柴油中的時間的關係。實施例中，將經過鹽霧處理而產生生鏽氧化的鍍鋅鋼管浸入柴油中，柴油中含有2被％的脂肪酸甲酯。如圖1所示，隨著生鏽的鍍鋅鋼管浸入柴油中的時間增長，測得的各金屬離子的濃度均上升。舉例來說，經過2天後，鐵離子的濃度上升5.41微克/升，銅離子的濃度上升1.57微克/升，鋅離子的濃度增加了 143微克/升。實施例中，脂肪酸甲酯可視作油品的螯合劑，由圖1可看出，柴油接觸到生鏽的金屬時，鐵、銅及鋅離子的濃度皆會明顯上升。
[0044]圖2A?2B繪示95號汽油中的鋅離子濃度測量值vs.螯合劑添加量的關係。實施例中，將經過鹽霧處理而產生生鏽氧化的鍍鋅鋼管浸入95號汽油中。如圖2A所示的實施例中，添加偶氮基化合物螯合劑；如圖2B所示的實施例中，添加對苯二酮化合物螯合劑。如圖2A?2B所示，螯合劑添加量越高，鋅離子濃度測量值越高。換句話說，增加螯合劑添加量可提高檢測靈敏度。實施例中，螯合劑添加量例如是介於15?50毫克/升(ppm)。
[0045]實施例中，測定的金屬離子的濃度臨界值從資料庫中根據該金屬離子的種類而決定。
[0046]實施例中，資料庫中例如儲存多個參考濃度值，這些參考濃度值為多個未腐蝕的埋地儲罐系統內的樣品中的該金屬離子的濃度。換句話說，多個正常未腐蝕的埋地儲罐系統內的樣品中欲測定的金屬離子的濃度已儲存在資料庫中。一實施例中，埋地儲罐例如是儲油罐，多個加油站中未腐蝕的地下儲油罐內的油品中含有的金屬離子的種類與濃度儲存在資料庫中。
[0047]實施例中，根據該金屬離子的種類從資料庫中決定對應的濃度臨界值的步驟包括:從資料庫中取多個參考濃度值的平均值及標準偏差值，以及根據這些參考濃度值的平均值及標準偏差值決定濃度臨界值。實施例中，濃度臨界值例如等於多個參考濃度的平均值加上2?6或3?4倍標準差。一實施例中，埋地儲罐例如是地下儲油罐，欲測定的金屬離子的濃度臨界值為多個正常無漏油的儲油罐內油品中該金屬離子的濃度的平均值加上例如2?6或3?4倍標準差。
[0048]實施例中，分析儀器對金屬離子的靈敏度例如是十億分率(ppb，10_9)等級。實施例中，分析儀器可以是電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)、感應耦合電漿原子放射光譜儀(ICP-AES)和原子吸收光譜儀(AA)的其中之一。然實際應用時，分析儀器的種類亦視應用狀況作適當選擇，只要能夠測出金屬離子的濃度即可，並不以前述的種類為限。
[0049]以下就實施例作進一步說明。以下實施例中，挑選臺灣30座近年建置的加油站，前去採集樣品並分析其汽油及柴油中金屬離子的種類與含量，並分別針對不同油品(臺灣所販售的92號汽油、95號汽油、98號汽油及柴油)分類，以分析結果建立正常加油站的金屬離子濃度資料庫。實施例中，對汽油類檢測銅離子與鋅離子的濃度，對柴油則檢測鐵離子、銅離子與鋅離子的濃度。銅與鐵來自儲油罐及油管的鋼材成份及銅製聯接件，鋅則來自於鍍鋅鋼管表面的成份。
[0050]實施例中，多個正常加油站(儲油罐無漏油現象)的儲油罐內油品中的金屬離子濃度及對應的濃度臨界值結果如下表1~2。表1為正常加油站的汽油樣品以高分辨電感耦合等離子體質譜儀(HR-1CP-MS)測得的分析結果，其中92號汽油與95號汽油的數據取自30個站的樣品，98號汽油的數據取自24個站的樣品。表2為正常加油站的柴油樣品以高分辨電感耦合等離子體質譜儀測得的分析結果，數據取自18個站的樣品。
[0051]本實施例中，由多個正常加油站測得的金屬離子濃度的平均值加上3倍標準偏差值，而得到該金屬離子的濃度臨界值，以此來判定有無腐蝕。然而以下的實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本
【發明內容】
實施的限制。
[0052]表1 (單位:ppb)
[0053]
【權利要求】
1.一種埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，包括: 自一埋地儲罐系統採集一樣品，該樣品包括至少一金屬離子； 以一分析儀器測定該樣品中的該金屬離子的種類及濃度； 根據該金屬離子的種類從一資料庫中決定一濃度臨界值；以及 進行一比對步驟，其中比對該金屬離子的濃度與該濃度臨界值，以判定該埋地儲罐系統是否有腐蝕。
2.如權利要求1所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，當該金屬離子的濃度大於該濃度臨界值，該埋地儲罐系統有腐蝕。
3.如權利要求2所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，該金屬離子自該埋地儲罐系統與該樣品接觸的表面溶解入該樣品中。
4.如權利要求1所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，該埋地儲罐系統包括一埋地儲罐、至少一輸送管道及至少一聯接件，該樣品被採集之前通過該輸送管道及聯接件，當該金屬離子的濃度大於該濃度臨界值，該埋地儲罐、該輸送管道或該聯接件的至少其中之一有腐蝕。
5.如權利要求4所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，該金屬離子自該輸送管道與該樣品接觸的表面溶解入該樣品中。
6.如權利要求1所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，該金屬離子為銅、鋅、鐵或前述的組合。
7.如權利要求1所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，還包括: 添加一螯合劑至該埋地儲罐系統的該樣品中。
8.如權利要求7所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，該螯合劑溶解於該樣品中且與該金屬離子形成一金屬錯合物。
9.如權利要求1所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，該資料庫中儲存多個參考濃度值，該些參考濃度值為多個未腐蝕的埋地儲罐系統內的樣品中的該金屬離子的濃度。
10.如權利要求1所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，根據該金屬離子的種類從該資料庫中決定該濃度臨界值的步驟包括: 取該些參考濃度值的平均值及標準偏差值；以及 根據該些參考濃度值的平均值及標準偏差值決定該濃度臨界值。
11.如權利要求1所述的埋地儲罐系統的腐蝕檢測方法，其特徵在於，該分析儀器為電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)、電感耦合等離子體原子發射光譜儀(ICP-AES)和原子吸收光譜儀(AA)的其中之一。
【文檔編號】G01N21/71GK103868977SQ201310036978
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年1月30日 優先權日:2012年12月17日
【發明者】劉邦弘, 洪煥毅, 呂健瑋, 朱漢文, 謝有容 申請人:財團法人工業技術研究院