위험물 옥외저장탱크의 자동계량장치 (LEVEL 측정 장치)
▶법령
위험물안전관리법 시행규칙
[별표 6] 옥외탱크저장소의 위치·구조 및 설비의 기준(제30조관련)
Ⅵ. 옥외저장탱크의 외부구조 및 설비
8. 액체위험물의 옥외저장탱크에는 위험물의 양을 자동적으로 표시할 수 있도록 기밀부유식 계량장치, 증기가 비산하지 아니하는 구조의 부유식 계량장치, 전기압력자동방식이나 방사성동위원소를 이용한 방식에 의한 자동계량장치 또는 유리게이지(금속관으로 보호된 경질유리 등으로 되어 있고 게이지가 파손되었을 때 위험물의 유출을 자동적으로 정지할 수 있는 장치가 되어 있는 것에 한한다)를 설치하여야 한다.
▶자동계량장치
용기나 탱크속에 들어있는 액의 위치를 파악하기 위한 계기로서 내용물의 양을 자동적으로 측정할 수 있는 장치이다. 위험물 취급탱크 또는 저장탱크의 LEVEL(액위)를 측정하는 장치이다.
1. 플로트식 액면계
2. 부력식 액면계 (디스프레셔식)
3. 에어퍼지식 액면계
4. 압력식 액면계
5. 유리게이지식 액면계
6. 정전용량식 액면계
7. 초음파식 액면계
8. 방사선 액면계
1 플로트식 액면계
플로트식 액면계는 탱크내 액면에 위치한 플로트의 변위를 와이어와 테이프를 매개로 탱크외부로 유도된 지시계에 액면을 표시하는 것이다.
2 부력식 액면계 (디스프레셔식 액면계)
디스프레셔식 액면계는 액중에 위치한 디스프레셔에 작동하는 부력을 토크튜브(torque tube)의 돌림의 각도에서 검출하여 지시계에 표시한다.
3 에어퍼지식 액면계
탱크 속에 파이프를 삽입하고 여기에 일정량의 공기를 불어넣어 파이프 선단으로부터의 공기압이 액면까지의 높이와 액체 밀도의 곱에 비례한다. 이 공기의 압력을 압력계로 측정하여 액의 위치를 측정한다. 주로 개방형에 사용되며 부식성이 강하거나 점도가 높은 액체일 경우가 좋다.
4 압력식 액면계
탱크 액면의 상하부 압력의 차이를 이용하는 것이다. 탱크의 하부에 압력센서를 설치하면 액체의 액위에 따라 탱크하단의 압력이 변화되는 것을 이용한다. 압력계를 사용하여 유체의 액면을 측정할 때에는 개방탱크의 경우와 윗부분의 압력이 일정한 밀폐탱크로 구분된다. 압력은 다이어프램을 내장한 검출부에서 검출된 것이 지시계에 표시된다.
• 차압식 레벨계의 측정 원리
액위는 높이와 비중에 비례하기 때문에 비중만 알면, 액위의 측정이 가능하게 됩니다.
• 압력 = 액체의 비중 * 중력가속도 * 액체의 높이 P= ρgh
액체의 높이 = (비중 * 중력가속도)/밑면압력
5 유리게이지식 액면계
탱크에 가는 유리관을 붙이면 탱크의 액면과 같은 높이의 액체가 유리관 속에도 차게 된다. 이때의 높이를 유리관에 붙인 눈금의 길이를 읽으면 액면의 높이가 된다. 유리게이지식 액면계 이것은 경질유리관을 보호관으로 싸서 설치하고 액면의 변위를 직접 보는 것인데 안전상 권장할 만한 것이 못된다.
고압 장치에서는 액면계 파손을 방지하기 위해 protector 및 금속 보호망을 씌우고 구성은 자동식 및 수동식 스톱 밸브로 되어 있다.
내용물을 육안으로 확인하면서 계측할 수 있는 것이 유리게이지 타입이다. Sight glass타입이라고 명명하기도 한다. 유리 재질은 충격에 약하기 때문에 파손이 되었을 경우 위험물이 누출하여 화재사고로 이어질 수 있다. 따라서 위험물 법령상으로 게이지가 파손되었을 때 위험물의 유출을 자동적으로 정지할 수 있는 기능을 갖춘 타입으로 설치되어야 한다.
"최근 이 조항을 준수하지 못하여 위험물 완성검사에서 불합격 받는 사례가 다수 발생한다는 소문이 있다"
LG를 Sight Glass로 적용할 경우 게이지가 파손되었을 때 위험물의 유출을 자동적으로 정지할 수 있는 기능을 갖추어야 한다.
6 정전용량식 액면계
탱크 내부에 전극을 설치하면, 전극과 액위에 따라 탱크 사이에 정전 용량이 변화한다. 이 정전용량은 액면이 상승하면 증가하고, 반대로 액면이 하강하면 감소한다. 이러한 정전용량의 변화를 검출하여 액위를 측정할 수 있다.
√ 도전성이나 비도전성 액체의 수위 측정에 모두 사용된다.
√ 액체가 탐침에 부착되면 오차가 발생된다.
√ 액체의 유전율이 변화하는 경우 오차를 발생한다.
√ 저장 탱크는 전도성 물질이여야 한다.
7 초음파식 액면계
초음파가 예리한 지향성을 가지고 매질의 밀도가 변화하는 면에서는 빛과 같이 반사하는 성질을 이용한 것으로 기상형과 액상형이 있다.
기상형은 밀폐 탱크의 천장에 초음파 발신기 및 수신기를 붙여 수신기로 되돌아올 때까지의 시간을 펄스 카운터 회로로 측정한다.
액상형에서는 발신기, 수신기와 함께 탱크의 밑으로부터의 반사가 있어서 혼동하기 쉽고, 후자에서는 액 내에 각 부의 온도가 불균일하면 그 부분에서의 음속 변화가 생겨 오차가 발생한다. 현재는 큰 원유 탱크의 액면 측정용으로 이용한다.
8 방사선식 액면계
액면에 띄운 플로트에 방사선원을 붙여 탱크 천장에 설치된 전리조 또는 가이거 계수관 등의 검출기로 액면의 변동에 의한 방사선의 세기 변화를 측정하는 방법으로, 검출기의 강도 지시차가 크면 액면은 높다. 방사선원으로는 Co(코발트)[Co60], Cs(세슘)의 선을 이용한다.
방사선 동위 원소 (radioative isotype)에서 방사되는 γ (감마)선이 투과할 때 흡수되는 에너지를 이용 한다. 탱크 외벽에 방사선원을 높고 강한 투과력에 의해 탱크벽을 통해 투과되는 방사선량을 측정 하는 방식이다.
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