埋地储罐系统的腐蚀检测方法
【专利摘要】一种埋地储罐系统的腐蚀检测方法。埋地储罐系统的腐蚀检测方法包括：自一埋地储罐系统采集一样品，样品包括至少一金属离子；以一分析仪器测定样品中的该金属离子的种类及浓度；根据该金属离子的种类从一数据库中决定一浓度临界值；以及进行一比对(mapping)步骤，其中比对该金属离子的浓度与浓度临界值，以判定(diagnose)埋地储罐系统是否有腐蚀。
【专利说明】埋地储罐系统的腐蚀检测方法
【技术领域】
[0001]本
【发明内容】
是有关于一种埋地储罐系统的腐蚀检测方法，且特别是有关于一种不需使用特殊检测器具深入埋地储罐系统内部的埋地储罐系统的腐蚀检测方法。
【背景技术】
[0002]埋地储罐系统包含埋地储罐及其连接的埋地管道和联接件。埋地储罐指储罐总体积的百分之十以上部分埋置于地表下，用以贮存油品、溶剂、燃料等物质的储罐。国内加油站多以埋地储罐囤储汽、柴油供贩售。加油站的储罐通过埋地管道系统将油品泵送至加油机供油。目前防止加油站地下油罐渗漏污染方面采取的措施并不多，相应的法律、法规还不完善。而国内加油站所使用的储罐普遍采用钢貭材料制造，埋地管道或联接件亦多属于金属材质。金属材质的埋地储罐系统因与土壤相互接触，若未能做好防蚀的处理，很容易因生锈腐蚀而造成油品外泄的环境污染。
[0003]现行使用之埋地储罐系统泄漏检测技术包含:油罐密闭压力测试、地下阴井油气或浮油检查或以分析仪器检测油品污染土壤的程度。当检测发现异常时，代表此加油站的油品已经泄漏至埋地储罐系统外部，并且当实际检测到油品泄漏时，埋地储罐系统可能已经泄漏一段时间，早已经对环境造成严重的污染。油品泄漏后的整治也是一项大工程，可能包含土壤、地下水等的整治，需要耗费大量的成本，更重要的是相关环境已经受到伤害?’毕竟汽、柴油中含有许多对环境或人体危害的物质，汽、柴油一旦泄漏，造成的危害将难以估计。然而，现有的检测技术大多是在油品泄漏后才能检知，或者是耗时、危险且费用高昂的人工入槽检测方式。
[0004]因此，相关从业人员无不致力于研发新的腐蚀检测技术以改良现有技术的缺点。
[0005]公知技术揭示一埋地储罐检测系统乃利用机器人进入储罐进行检测。然而受限于机器人的体积无法进入埋地储罐系统的埋地管道，此方法仅能提供储罐的腐蚀资讯。该方法无法测知其管线及联接件的腐蚀问题；且在检测储罐系统的过程中，储罐系统无法提供供油的服务。
[0006]【背景技术】揭示一种检查管线中龟裂等瑕疵的调查装置，其主要以光纤配合影像视波器、监视器等，以光纤影像视波器伸入管线，摄录影像以检查瑕疵。该装置受限于光纤的长度，或管线的转角，无法检测部份管线的各个区段；检测过程该管线无法提供供油的服务；该方式仅针对管线进行检测；判断瑕疵与否耗时。
【发明内容】
[0007]本
【发明内容】
有关于一种埋地储罐系统的腐蚀检测方法。以分析仪器检测由埋地储罐系统取出的样品 内的金属离子的种类及浓度，不需使用特殊检测器具深入埋地储罐系统内部，腐蚀检测花费的时间缩短，且可以在埋地储罐系统破裂之前便能测出埋地储罐系统已经腐蚀。
[0008]为达到上述目的，本发明提出一种埋地储罐系统的腐蚀检测方法。埋地储罐系统的腐蚀检测方法包括:自一埋地储罐系统采集一样品，样品包括至少一金属离子；以一分析仪器测定样品中的该金属离子的种类及浓度；根据该金属离子的种类从一数据库中决定一浓度临界值；以及进行一比对(mapping)步骤,其中比对该金属离子的浓度与浓度临界值，以判定(diagnose)埋地储罐系统是否有腐蚀。
[0009]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中当该金属离子的浓度大于该浓度临界值,该埋地储罐系统有腐蚀。
[0010]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中该金属离子自该埋地储罐系统与该样品接触的表面溶解入该样品中。
[0011]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中该埋地储罐系统包括一埋地储罐、至少一输送管道及至少一联接件，该样品被采集之前通过该输送管道及联接件，当该金属离子的浓度大于该浓度临界值，该埋地储罐、该输送管道或该联接件的至少其中之一有腐蚀。
[0012]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中该金属离子自该输送管道与该样品接触的表面溶解入该样品中。
[0013]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中该金属离子为铜、锌、铁或前述的组
口 ο
[0014]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中还包括:添加一螯合剂至该埋地储罐系统的该样品中。
[0015]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中该螯合剂溶解于该样品中且与该金属离子形成一金属错合物。
[0016]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中该数据库中储存多个参考浓度值，该些参考浓度值为多个未腐蚀的埋地储罐系统内的样品中的该金属离子的浓度。
[0017]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中根据该金属离子的种类从该数据库中决定该浓度临界值的步骤包括:取该些参考浓度值的平均值及标准偏差值；以及根据该些参考浓度值的平均值及标准偏差值决定该浓度临界值。
[0018]上述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其中该分析仪器为电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)和原子吸收光谱仪(AA)的其中
之一 O
[0019]本发明各个样品对应到一个特定的埋地储罐、地下输送管道及联接件，因此本
【发明内容】
的检测方法不但可以在埋地储罐及/或其连接的输送管道及/或联接件尚未破裂的前便可检测出腐蚀，尚可以无须经由额外的检测步骤便能精确指出多个埋地储罐及/或其连接的输送管道及/或联接件中的何者已腐蚀需要修复更换，使得腐蚀检测及修复的整体成本大幅降低。
[0020]为了对本
【发明内容】
的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下:
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1绘示柴油中的金属离子浓度测量值vs.已锈蚀的镀锌钢管浸于柴油中的时间的关系；
[0022]图2A?2B绘示95号汽油中的锌离子浓度测量值vs.螯合剂添加量的关系；[0023]图3绘示加油站Stl~StlO的柴油中的金属离子浓度测量值；
[0024]图4绘示加油站Stl~StlO的汽油中的铜离子浓度测量值；
[0025]图5绘示加油站Stl~StlO的汽油中的锌离子浓度测量值。
[0026]其中，附图标记:
[0027]SCu_92 > SCu_95> SCu_98> SCu_D> SFe_D虚线
[0028]SZn_92、SZn_95、SZn_98、SZn_D:虚线
[0029]Stl ~StlO:加油站
【具体实施方式】
[0030]本
【发明内容】
的实施例中，以分析仪器检测由埋地储罐系统取出的样品内的金属离子的种类及浓度，不需使用特殊检测器具深入埋地储罐系统内部，腐蚀检测花费的时间缩短，且可以在埋地储罐系统破损之前便能测出埋地储罐系统已经腐蚀。
[0031]以下提出本
【发明内容】
的实施例的一种埋地储罐系统的腐蚀检测方法。需注意的是，实施例所提出的细部结构及步骤仅为举例说明之用，并非对本
【发明内容】
欲保护的范围做限缩。本领域技术人员当可依据实际实施具体的需要对该些结构及步骤加以修饰或变化。
[0032]首先，自一埋 地储罐系统采集一样品，样品包括至少一金属离子，接着，以一分析仪器测定样品中的该金属离子的种类及浓度。接着，根据该金属离子的种类从一数据库中决定一浓度临界值，例如是事先从数个无腐蚀疑虑(未腐蚀)的埋地储罐系统取样并测得该金属离子的种类及浓度，将该金属离子的种类及浓度数值储存于数据库中，经统计后由数据库中的该金属离子的种类及浓度数值决定一浓度临界值。接着，进行一比对(mapping)步骤，其中比对测定的金属离子的浓度与对应的浓度临界值，以判定(diagnose)埋地储罐系统是否有腐蚀。
[0033]实施例中，当埋地储罐系统有腐蚀时，该腐蚀区域的生锈产物会产生金属离子溶解到样品中。以分析仪器检测取出的样品中的该金属离子的种类及浓度，如此一来，不需使用特殊检测器具深入埋地储罐系统内部，腐蚀检测花费的时间缩短，且可以在埋地储罐系统腐蚀至破损之前或破损泄漏之后测出埋地储罐系统已经发生腐蚀问题。
[0034]实施例中，当测定的金属离子的浓度大于对应的浓度临界值，则埋地储罐系统有腐蚀。
[0035]实施例中，埋地储罐系统更可包括一埋地储罐、至少一输送管道和至少一联接件，而样品储存在埋地储罐中。样品被采集之前通过输送管道和联接件，当测定的金属离子的浓度大于对应的浓度临界值，埋地储罐、输送管道或联接件中至少有一项已腐蚀。
[0036]实施例中，埋地储罐与样品接触的表面例如是具有金属材质，埋地储罐例如是钢槽或是外侧有保护层的复合式钢槽。实施例中，输送管道与样品接触的表面例如是具有金属材质，输送管道例如是镀锌钢管或是无缝钢管。实施例中，联接件与样品接触的表面例如是具有金属材质，联接件例如是铜接头。实施例中，该金属离子为铜、锌、铁或前述的组合。一实施例中，埋地储罐例如是地下储油罐，输送管道例如是油管，联接件例如是铜接头，样品例如是来自储油罐中的油品。然实际应用时，埋地储罐、输送管道、联接件和用以储存及输送的液体亦视应用状况作适当选择，并不以前述的类型为限。[0037]实施例中，该金属离子例如是自埋地储罐与样品接触的表面溶解入样品中。实施例中，该金属离子例如是自输送管道与样品接触的表面溶解入样品中。实施例中，该金属离子例如是自联接件与样品接触的表面溶解入样品中。金属材质的埋地储罐系统在未生锈的状态下，并不会产生金属离子。埋地储罐、输送管道和联接件的至少其中之一者腐蚀之后，腐蚀区域的金属表面氧化，因此产生金属离子溶解到样品中。根据本
【发明内容】
的实施例的检测方式，以分析仪器检测取出的样品内的金属离子浓度，仅需花费很少时间就能检测得知其是否腐蚀，无须等到埋地储罐系统腐蚀至破裂才能经由检测外部漏出的液体或其挥发的气体而得知其是否腐蚀。
[0038]实施例中，例如是经由连接至外部的输出装置采取地下储油罐内的样品。如此一来，不须以特殊器具深入地下储油罐系统内部检测，就能得知埋地储罐系统是否腐蚀，此取样方式简单，取样耗费时间较短，且腐蚀检测的整体成本亦大幅降低。实施例中,埋地储罐例如是储油罐，输送管道例如是油管，联接件例如是铜接头，输出装置例如是由加油枪，由加油枪端采取样品(油品)。
[0039]实施例中，输送管道例如是地下输送管(underground pipe)。当埋地储罐系统埋置于地下时，目前常见的方式检测埋地储罐系统内的液体是否外漏至其外部周围环境(例如是埋地储罐系统外的土壤或地下水)，而得知埋地储罐、输送管道及联接件的至少其中之一是否腐蚀。以埋地储罐为加油站的地下储油罐、输送管道为加油站的地下油管且联接件为加油站的地下铜接头为例，当油品外漏之后，会污染周围的土壤及地下水，因此除了修复更换已腐蚀的地下储油罐、地下油管及联接件之外，尚须进行土壤及地下水污染的整治，不仅耗时,耗费的经济成本亦相当高。相对地,本
【发明内容】
的实施例中，经由连接至地面上的输出装置采集埋地储罐内的样品(例如是由加油枪端采集地下储油罐内的油品)，不仅取样方式简单，取样耗费时间较短，且无须等到埋地储罐系统腐蚀至破损才能得知已经腐蚀，可大幅降低腐蚀检测的整体成本。
[0040]再者， 当同一个区域内设有多个埋地储罐时(例如一个加油站内设有多个地下储油罐)，检测到液体(油品)外漏仅能得知多个地下储油罐及/或其连接的地下输送管道及/或其联接件中至少有一个发生腐蚀，尚须进一步的额外检测步骤以确认何者腐蚀需要修复更换。相对地，本
【发明内容】
的实施例中，各个样品对应到一个特定的埋地储罐、地下输送管道及联接件，因此可以无须经由额外的检测步骤便能得知多个埋地储罐及/或其连接的地下输送管道及/或其联接件中的何者已腐蚀需要修复更换，则腐蚀修复的整体成本亦大幅降低。
[0041]实施例中，自埋地储罐采集样品之前，更可添加一螯合剂至贮存于埋地储罐的样品中，该螯合剂可溶解于样品中，且与该金属离子可形成一金属错合物。埋地储罐系统腐蚀而产生的金属氧化物相对于样品的溶解度较低时，添加螯合剂于样品中可提高待测金属离子的溶解度，进而提高腐蚀检测的灵敏度。实施例中，螯合剂相对于样品的重量百分比为百万分率(ppm, 10-6)等级,例如是0.1~1000ppm,但不限于此。实施例中，以金属离子为铜、锌或铁为例，螯合剂例如是脂肪酸甲酯(fatty acid methyl ester)、偶氮基化合物(diazocompound)和对苯二酮化合物(quinone compound)的至少其中之一。然实际应用时，螯合剂的种类亦视应用状况作适当选择，只要和欲测定的金属离子能够形成错合物而溶解于样品中即可，并不以前述的种类为限。[0042]一实施例中，埋地储罐例如是地下储油罐，输送管道例如是地下输油管，联接件例如是铜接头，螯合剂例如是添加于地下储油罐中。如此一来，金属氧化物的金属离子与螯合剂形成错合物而溶解于样品中，则可以通过加油机的滤膜而由加油枪端被采集。
[0043]请参照图1，图1绘示柴油中的金属离子浓度测量值vs.已腐蚀的镀锌钢管浸于柴油中的时间的关系。实施例中，将经过盐雾处理而产生生锈氧化的镀锌钢管浸入柴油中，柴油中含有2被％的脂肪酸甲酯。如图1所示，随着生锈的镀锌钢管浸入柴油中的时间增长，测得的各金属离子的浓度均上升。举例来说，经过2天后，铁离子的浓度上升5.41微克/升，铜离子的浓度上升1.57微克/升，锌离子的浓度增加了 143微克/升。实施例中，脂肪酸甲酯可视作油品的螯合剂，由图1可看出，柴油接触到生锈的金属时，铁、铜及锌离子的浓度皆会明显上升。
[0044]图2A?2B绘示95号汽油中的锌离子浓度测量值vs.螯合剂添加量的关系。实施例中，将经过盐雾处理而产生生锈氧化的镀锌钢管浸入95号汽油中。如图2A所示的实施例中，添加偶氮基化合物螯合剂；如图2B所示的实施例中，添加对苯二酮化合物螯合剂。如图2A?2B所示，螯合剂添加量越高，锌离子浓度测量值越高。换句话说，增加螯合剂添加量可提高检测灵敏度。实施例中，螯合剂添加量例如是介于15?50毫克/升(ppm)。
[0045]实施例中，测定的金属离子的浓度临界值从数据库中根据该金属离子的种类而决定。
[0046]实施例中，数据库中例如储存多个参考浓度值，这些参考浓度值为多个未腐蚀的埋地储罐系统内的样品中的该金属离子的浓度。换句话说，多个正常未腐蚀的埋地储罐系统内的样品中欲测定的金属离子的浓度已储存在数据库中。一实施例中，埋地储罐例如是储油罐，多个加油站中未腐蚀的地下储油罐内的油品中含有的金属离子的种类与浓度储存在数据库中。
[0047]实施例中，根据该金属离子的种类从数据库中决定对应的浓度临界值的步骤包括:从数据库中取多个参考浓度值的平均值及标准偏差值，以及根据这些参考浓度值的平均值及标准偏差值决定浓度临界值。实施例中，浓度临界值例如等于多个参考浓度的平均值加上2?6或3?4倍标准差。一实施例中，埋地储罐例如是地下储油罐，欲测定的金属离子的浓度临界值为多个正常无漏油的储油罐内油品中该金属离子的浓度的平均值加上例如2?6或3?4倍标准差。
[0048]实施例中，分析仪器对金属离子的灵敏度例如是十亿分率(ppb，10_9)等级。实施例中，分析仪器可以是电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、感应耦合电浆原子放射光谱仪(ICP-AES)和原子吸收光谱仪(AA)的其中之一。然实际应用时，分析仪器的种类亦视应用状况作适当选择，只要能够测出金属离子的浓度即可，并不以前述的种类为限。
[0049]以下就实施例作进一步说明。以下实施例中，挑选台湾30座近年建置的加油站，前去采集样品并分析其汽油及柴油中金属离子的种类与含量，并分别针对不同油品(台湾所贩售的92号汽油、95号汽油、98号汽油及柴油)分类，以分析结果建立正常加油站的金属离子浓度数据库。实施例中，对汽油类检测铜离子与锌离子的浓度，对柴油则检测铁离子、铜离子与锌离子的浓度。铜与铁来自储油罐及油管的钢材成份及铜制联接件，锌则来自于镀锌钢管表面的成份。
[0050]实施例中，多个正常加油站(储油罐无漏油现象)的储油罐内油品中的金属离子浓度及对应的浓度临界值结果如下表1~2。表1为正常加油站的汽油样品以高分辨电感耦合等离子体质谱仪(HR-1CP-MS)测得的分析结果，其中92号汽油与95号汽油的数据取自30个站的样品，98号汽油的数据取自24个站的样品。表2为正常加油站的柴油样品以高分辨电感耦合等离子体质谱仪测得的分析结果，数据取自18个站的样品。
[0051]本实施例中，由多个正常加油站测得的金属离子浓度的平均值加上3倍标准偏差值，而得到该金属离子的浓度临界值，以此来判定有无腐蚀。然而以下的实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本
【发明内容】
实施的限制。
[0052]表1 (单位:ppb)
[0053]
【权利要求】
1.一种埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，包括: 自一埋地储罐系统采集一样品，该样品包括至少一金属离子； 以一分析仪器测定该样品中的该金属离子的种类及浓度； 根据该金属离子的种类从一数据库中决定一浓度临界值；以及 进行一比对步骤，其中比对该金属离子的浓度与该浓度临界值，以判定该埋地储罐系统是否有腐蚀。
2.如权利要求1所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，当该金属离子的浓度大于该浓度临界值，该埋地储罐系统有腐蚀。
3.如权利要求2所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，该金属离子自该埋地储罐系统与该样品接触的表面溶解入该样品中。
4.如权利要求1所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，该埋地储罐系统包括一埋地储罐、至少一输送管道及至少一联接件，该样品被采集之前通过该输送管道及联接件，当该金属离子的浓度大于该浓度临界值，该埋地储罐、该输送管道或该联接件的至少其中之一有腐蚀。
5.如权利要求4所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，该金属离子自该输送管道与该样品接触的表面溶解入该样品中。
6.如权利要求1所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，该金属离子为铜、锌、铁或前述的组合。
7.如权利要求1所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，还包括: 添加一螯合剂至该埋地储罐系统的该样品中。
8.如权利要求7所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，该螯合剂溶解于该样品中且与该金属离子形成一金属错合物。
9.如权利要求1所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，该数据库中储存多个参考浓度值，该些参考浓度值为多个未腐蚀的埋地储罐系统内的样品中的该金属离子的浓度。
10.如权利要求1所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，根据该金属离子的种类从该数据库中决定该浓度临界值的步骤包括: 取该些参考浓度值的平均值及标准偏差值；以及 根据该些参考浓度值的平均值及标准偏差值决定该浓度临界值。
11.如权利要求1所述的埋地储罐系统的腐蚀检测方法，其特征在于，该分析仪器为电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)和原子吸收光谱仪(AA)的其中之一。
【文档编号】G01N21/71GK103868977SQ201310036978
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年1月30日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】刘邦弘, 洪焕毅, 吕健玮, 朱汉文, 谢有容 申请人:财团法人工业技术研究院