KR100406026B1 - 지중에 군집하여 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주유소 등의 한정된 영역의 지중에 군집하여 매설된 복수개의 유류 탱크에 대하여 부식 감시, 방식 및 수명 예측을 수행하기 위한, 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템에 관한 것으로서, 복수개의 불용성 양극(Hi-Silicon Cast Iron : HSCI)(21-24)이 복수개의 유류 탱크(11-14)가 군집된 영역(10)의 외곽 주변으로 분포되어 매설되되 각 유류 탱크(11-14)의 외곽 모서리 부분 마다 하나씩 매설되어 있고, 복수개의 희생 양극(31-38))이 상기 군집 영역(10)의 중심부에서 각 유류 탱크(11-14)의 내측 모서리 부분과 만나는 해당 면에 인접하도록 분포되어 매설되어, 상기 각 유류 탱크(11-14)의 외곽 부분은 상기 각 불용성 양극(21-24)으로부터 제공되는 전류(i1)에 의해 방식되고, 그 전류(i1)가 미치지 못하는 부분은 상기 각 희생 양극(31-38)으로부터 제공되는 전류(i2)에 의해 방식되도록 함과 아울러, 유류 탱크의 방식을 위해 실시간으로 정류기를 자동제어하여 방식되도록 할 뿐만 아니라, 방식전위, 부식률, 양극의 출력전류 등을 실시간 감시/분석하여 유류탱크와 양그그의 수명을 예측하므로써 시설물을 안전하고 체계적으로 유지관리할 수 있다.

Description

지중에 군집하여 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템{Corrosion Prediction System of Underground Metallic Tank}

본 발명은 지중에 군집(群集)하여 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주유소 등의 한정된 영역의 지중에 군집하여 매설된 복수개의 유류 탱크에 대하여 부식 감시, 방식 및 수명 예측을 수행하기 위한, 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, "부식"이라 함은 물질이 주위환경과 반응하여 물질자체가 변질되거나 혹은 물질의 특성이 변질되는 것으로 정의된다. 이러한 부식은 대부분 전자의 이동에 의한 전기 화학적 반응 때문에 발생하므로 전기 화학적 부식이라 부른다. 금속구조물이 전해질내에서 주위 환경과 반응하게 되면 부식 전지상태가 되어 부식전류를 발생시킨다. 부식전지가 형성되면 더욱 액티브(active)하고 전위가 낮은 쪽이 양극이 되어 부식된다. 부식전지는 양극(anode), 음극(cathode), 전류경로(electric path) 또는 금속경로(metallic path), 이온경로(ionic path) 또는 전해질(electrolyte)의 4가지 조건으로 이루어진다.

상기 부식을 감지하는 방법으로는, 음향을 반사시킨 다음에 어레이 센서(array sensor)와 다채널 감시장치를 이용하여 음향을 수신하고 이를 분석·처리하여 금속의 균열 및 이상 지점을 찾아내는 음향반사법, 금속의 부식으로 인해 줄어든 금속의 두께 변화를 감지하여 부식유무를 점검하는 초음파법, 전도성 유동체내에 시험용 탐침을 삽입시켜 선형 분극을 측정함으로써 순간적인 부식율을 알아내는 순시 부식율 측정법, 장시간 동안 부식으로 인한 저항변화를 감지함으로써 부식율을 알아내는 저항측정법, 전해질내의 금속표면에서 금속의 전기화학적 전위를 측정하여 부식진행 유무를 판단하는 전기화학적 전위측정법 등이 있으며, 근래들어 많이 사용되는 방법은 전기화학적 전위측정법이다.

상기 전위측정법은 부식검사 대상물인 금속구조물의 기준전극[유산동 기준전극(Cu/CuSO4)]에 대한 자연전위를 측정하는 방법으로, 전압을 측정할 수 있는 계기의 (-)단자에 방식(防蝕)대상물을 연결하고 (+)단자에 기준전극을 연결하여 기준전극을 방식대상물의 직상부 지표면에 접촉시켜 전위값을 읽는 것이다. 이렇게 읽혀진 값은 방식기준과 비교하여 금속구조물이 방식상태에 있는지를 판정하며, 방식기준으로 -850mV/CSE 기준을 사용할 경우 금속구조물의 전위가 유산동 기준전극에 대하여 -850mV 이하(예를 들면, -1000mV)로 유지시켜 주면 금속구조물은 방식됨을 의미하고 그 이상일 경우 부식되고 있음을 의미한다.

현재 방식분야에서의 부식점검 활동현황은, 방식 대상물(가스배관, 송유관, 상하수도관, 석유화학단지의 각종 탱크, 기타 지하 금속매설물 등)을 소유하고 있는 소유자가 자체 혹은 방식관련 업체에 의뢰하여 방식 대상물에 대한 부식 유무와 관련하여 부식 점검활동을 비정기적 혹은 정기적으로 실시함으로써 이루어지고 있다.

일반적으로 "방식"이라 함은 상기한 부식의 요인들 중에서 하나 이상의 조건을 제거 또는 억제하는 것을 말한다. 일반적으로 방식분야에서는 부식의 조건을 완전히 제거하기는 현실적으로 어렵고, 부식 억제제(inhibitor), 절연판 또는 기타 방법을 사용하여 양극 또는 음극반응을 억제하거나 전자 또는 이온의 흐름을 차단하는 방법들을 채택하고 있다. 이중에서 가장 널리 사용하는 방법은 양극반응을 억제하는 방법의 일종인 음극방식(cathodic protection)법으로, 일반적으로 전기방식법이라고 통용하고 있다.

상기 전기방식법의 원리를 살펴보면, 금속의 부식은 금속표면에서 전해질을 통하여 전류가 유출되는 부분에 발생하므로 전해질을 통하여 금속표면에 직류전류(방식전류)를 인위적으로 유입시키면 금속표면에서 음극반응이 일어나게 되어 부식이 방지되는 원리이다.이러한 전기 방식법에는 희생 양극법과 외부 전원법이 있는 바, 상기 희생 양극법은 방식 대상물보다 이온화 영향이 큰 Mg, Al, Zn 등의 금속을 양극으로 사용하여 상대적으로 방식 대상물이 음극이 되게 하여 방식시키는 방법으로서, 유전 양극법이라고 하며 이종금속간의 전위차를 이용하여 방식전류를 얻는 방법이다.

또한, 외부 전원법에서는 방식 대상물(가스배관, 송유관, 상·하수도관, 기타 지하금속구조물 등)의 부식을 방지하기 위한 전기방식 설비로 정류기가 사용되고 있다. 이 방식용 정류기는 방식 대상물이 부식하지 않도록 하기 위해, 방식 대상물의 전위를 일정한 기준치 -850mV/CSE 이하로 낮추도록 일정한 직류전류를 토양(전해질)을 통하여 방식 대상물에 흘려주는 장치이다. 즉, 지중(地中)에 매설된 방식대상물의 전위와 기준전극의 기준전위를 측정단자함을 통하여 아날로그 메타(테스터기; tester) 혹은 휴대용 기록계(Strip Chart Recorder, EPR) 등을 사용하여 수작업에 의해 측정하고, 이 측정된 전위를 기초로 방식용 정류기의 출력을 설정하면, 방식 전류기로부터 소정의 방식 전류가 지중에 매설된 불용성 양극(High Silicon Cast Iron : HSCI) 및 토양을 매개로 방식 대상물에 흐름에 따라 방식 대상물의 전위가 기준전극에 대하여 -850mV 이하(예를 들면, -1000mV)로 유지시켜 줌으로써, 방식 대상물이 방식되도록 하고 있다.

그런데, 상술된 바와 같이 지중에 매설된 가스배관, 송유관, 상하수도관 등의 각종 방식 대상물에 대한 전기적 방식 설비가 개발되어 상용화되고 있으나, 주유소와 같이 한정된 지역의 지중에 집중 매설된 유류 탱크에 대한 방식 설비 및 부식 감시 시스템에 대해서는, 유류 탱크의 부식으로 인한 유류의 누출 시 심각한 환경 오염의 위험성에도 불구하고, 전기적 차폐를 고려한 방식 시스템 및 부식 예측 시스템은 현재까지 제안된 바 없는 실정이므로 이에 대한 개발이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 창작된 것으로서, 그 목적은 주유소와 같이 한정된 지역에 군집하여 매설된 복수개의 유류 탱크의 부식 감시, 방식 및 수명 예측을 위한, 지중에 군집하여 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 일반적인 주유소의 지중에 매설된 유류 탱크의 일 예를 나타낸 평면도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템에 있어서, 전기적 방식을 위한 양극을 도 1의 유류 탱크 주변에 매설한 구조의 일예를 설명하기 위한 평면도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 집중 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템의 구성도이고,

도 4는 도 3의 방식 대상물로서의 금속 유류 탱크에 대한 수명예측을 설명하는 흐름도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 금속 탱크(방식 대상물)의 집중 매설 영역

11-14 : 유류 탱크 15 : 연결관

21-24 : 불용성 양극 31-38 : 희생 양극

30A-n,30A+n : 기준 전극 31A-n,31A+n : 부식 센서

40A-n,40A+n : 부식감시 단말장치 40B-n,40B+n : 방식제어 단말장치

40A-n1,40A+n1,40B-n1,40B+n1 : 유무선 원격제어 단말기

40A-n2,40A+n2 : 부식 감시 단말기 40B-n2,40B+n2 : 방식 제어 단말기

41,42 : 방식용 정류기 50 : 중앙제어장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 지중에 군집하여 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템은, 지중의 임의 위치에 군집하여 매설된 복수개의 금속 탱크에 대한 전기적 방식 설비에 있어서, 상기 금속 탱크 군(群)의 외곽 주변으로 분포되어 매설된 복수개의 불용성 양극(Hi-Silicon Cast Iron :HSCI)과, 소정의 방식 전류를 상기 불용성 양극을 통해 해당하는 금속 탱크로 흐르도록 하는 방식용 정류기와, 상기 금속 탱크에 대한 상기 방식 전류의 미도달측 음영 영역에 매설되어 상기 금속 탱크와의 자연 전위차에 의해 발생된 방식 전류를 해당 금속 탱크로 제공하는 하나 이상의 희생 양극을 구비하여, 상기 복수개의 금속 탱크의 부식을 전기적 방식에 따라 방지하는 방식 수단; 상기 방식 수단의 상기 방식용 정류기를 입력되는 정류기 제어 신호에 따라 제어하여 상기 불용성 양극을 통한 상기 방식 전류의 크기를 조절하는 방식 제어 수단; 상기 복수개의 금속 탱크의 소정 개소로부터의 아날로그 전위 데이터와, 그 소정 개소에 대응하여 매설된 기준 전극으로부터의 아날로그 기준 전위 데이터와, 그 소정 개소에 대응하여 매설된 부식 센서로부터의 아날로그 부식 데이터를 입력 받아 해당 지점의 부식 전위와 부식률을 검출하는 부식 감시 수단; 상기 방식용 정류기의 출력 전류/전압, 상기 부식 전위 및 부식률에 대한 데이터에 근거하여, 상기 정류기 제어 신호를 발생하여 상기 방식 제어수단의 입력으로 제공함과 아울러, 상기 금속 탱크와 상기 불용성 양극 및 상기 희생 양극의 수명을 예측하는 중앙 제어 수단; 및 상기 방식 제어 수단과 상기 중앙 제어 수단 간의 원격 데이터 통신 및 상기 부식 감시 수단과 상기 중앙 제어 수단 간의 원격 데이터 통신을 위한 통신 수단을 포함하여 구성된다.

상기 중앙 제어 수단은, 상기 부식률의 누적 데이터로부터 통계 기법을 이용하여 부식 측정 시간과 부식 측정 깊이 간의 관계식을 유도함으로써 부식률을 예측하고, 상기 예측된 부식률과 상기 금속 탱크의 부식여유 두께에 근거하여 해당 금속 탱크의 수명을 예측하되, 상기 부식률에 대한 예측치와 실측치 간의 차이에 근거하여 상기 유도된 관계식을 보정하는 것을 특징으로 하고, 상기 유도된 관계식의 상관 변수는 해당 토양의 비저항, 산도 및 이온농도 등을 포함하며, 상기 희생 양극의 매설 영역은 상기 복수개의 금속 탱크 군(群)의 중심 영역 주변인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 일반적인 주유소의 지중에 매설된 유류 탱크의 일 예를 나타낸 평면도로서, 4개의 유류 탱크(11,12,13,14)가 일정한 영역에 군집(群集)하여 매설되어 있고, 연결관(15)을 매개로 상호 연통되어 있다. 동 도면에서는, 4개의 장방형 유류 탱크(11-14)가 상호 대칭하여 군집 매설된 것을 일 예로 도시하였으며, 이와 같이 주유소에 있어서는 복수개의 유류 탱크(11-14)가 한정된 영역의 지중에 군집하여 매설되어 있는 것이 일반적이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템에 있어서, 전기적 방식을 위한 양극을 도 1의 유류 탱크(11-14) 주변에 매설한 구조의 일예를 설명하기 위한 평면도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이, 4개의 불용성 양극(Hi-Silicon Cast Iron : HSCI)(21,22,23,24)이 상기 4개의 유류 탱크(11-14)가 군집된 영역(10)의 외곽 주변으로 분포되어 매설되되 보다 구체적으로는 각 유류 탱크(11-14)의 외곽 모서리 부분 마다 하나씩 매설되어 있고, 8개의 희생 양극(31-38)이 상기 군집 영역(10)의 중심부에서 각 유류 탱크(11-14)의 내측 모서리 부분과 만나는 해당 면에 인접하도록 분포되어 매설되어 있다.

따라서, 상기 각 불용성 양극(21-24)으로부터 제공되는 전류(i1)는 상기 각 유류 탱크(11-14)의 외곽 모서리와 만나는 두 면측으로 흐르게되어 전기적 차폐작용을 하므로 해당 면의 방식을 수행하게 되며, 상기 희생 양극(31-38)으로부터 제공되는 전류(i2)는 상기 전류(i1)가 미치지 못하는 음영 면 즉, 상기 각 유류 탱크(11-14)의 내측 모서리와 만나는 두 면측(빗금친 면)으로 흐르게되어 해당 면의 방식을 수행하게 된다. 또한, 도시되지는 않았으나 상기 연결관(15) 및 부속 설비들(미도시)의 주위에 희생 양극을 필요에 따라 매설하여 부식을 방지토록 한다.

이와 같이 불용성 양극(21-24)과 희생 양극(31-38)을 본 발명에 따라 적절히 분포시켜 매설한 이유에 대해 간단히 설명하면, 만약 불용성 양극을 사용치 않고 희생 양극만으로 전기적 방식을 수행할 경우에는 엄청난 수의 희생 양극을 매설해야 하는 단점이 있으며, 또한 상기 음영 영역에 상기 다수의 희생 양극(31-38)을 매설치 않고 불용성 양극 1개를 그 음영 영역의 중심에 매설할 수 있겠으나, 이는 상기 유류 탱크(11-14) 간을 연결하는 상기 연결관(15)의 구조로 인해 시공상의 어려움이 발생함과 아울러, 그 시공상의 난점을 극복한다 하더라도 불용성 양극과 탱크간의 거리가 너무 가깝게 되어 과방식이 일어나게 된다. 따라서, 도 2를 참조하여 상술된 바와 같이 상기 불용성 양극(21-24)은 상기 유류 탱크(11-14)의 군집 영역(10) 외곽 주변으로 그 유류 탱크(11-14)로부터 비교적 원거리에 매설 설치하고, 상기 희생 양극(31-38)은 상기 유류 탱크(11-14)의 군집 영역(10) 내측 주변으로 그 유류 탱크(11-14)로부터 비교적 근거리에 매설 설치하여, 상기와 같은 문제의발생을 방지하면서 최적의 방식을 수행토록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 집중 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템의 구성도로서, 도 2와 같이 한정된 영역에 군집하여 매설된 상기 유류 탱크(11,12)(또는 13,14); 그 유류 탱크(11,12)의 군집 영역 외곽에 매설된 상기 불용성 양극(21,22)(또는 23,24); 그 유류 탱크(11,12)의 군집 영역 내측에 매설된 상기 희생 양극(32,33)(또는 36,37); 복수개의 부식감시 단말장치(40A-n,…,40A+n); 복수개의 방식제어 단말장치(40B-n,…,40B+n); 방식용 정류기(41,42); 및 상기 방식용 정류기(41,42)의 출력 전류/전압, 부식 전위 및 부식률에 대한 데이터에 근거하여, 상기 정류기(41,42)의 제어 신호를 발생함과 아울러, 상기 유류 탱크(11,12)와 상기 불용성 양극(21,22) 및 상기 희생 양극(32,33)의 수명을 예측하는 총괄적인 제어 장치로서의 중앙 제어 장치(50)를 포함하여 구성된다.

상기 부식감시 단말장치(40A-n,…,40A+n)는 상기 중앙 제어 장치(50)로부터 부식관련 데이터의 수집명령이 입력됨에 따라 지중에 매설된 상기 유류 탱크(11,12)의 소정 개소로부터의 아날로그 전위데이터와, 기준전극(30A-n,…,30A+n)으로부터의 아날로그 기준전위 데이터와, 부식센서(31A-n,…,31A+n)로부터의 아날로그 부식데이터(예를들어, 부식센서가 ER Probe인 경우 저항값)를 입력받아 해당 지점의 부식전위와 부식률을 검출하기 위한 부식감시 단말기(40A-n2,…,40A+n2); 및 상기 중앙제어장치(50)로부터 출력되는 데이터 수집명령을 주파수 공용통신 시스템(Trunked Radio System : TRS) 통신망을 통해 수신하여 상기 부식감시 단말기(40A-n2,…,40A+n2)에 전달하고, 상기 부식감시 단말기(40A-n2,…,40A+n2)에서 검출한 상기 부식전위 데이터와 부식데이터를 상기 TRS통신망을 통해 상기 중앙제어장치(50)로 전송하기 위한 TRS단말기(40A-n1,…,40A+n1)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 방식제어 단말장치(40B-n,…,40B+n)는 상기 방식용 정류기(41,42)의 출력전압 또는 출력전류를 검출하고 이 검출된 정류기 출력 데이터를 후술하는 TRS단말기(40B-n1,…,40B+n1)를 통해서 상기 중앙제어장치(50)로 전송하고, 상기 중앙제어장치(50)로부터 방식제어신호를 입력받아 상기 방식용 정류기(41,42)를 제어하는 방식제어 단말기(40B-n2,…,40B+n2); 및 상기 방식제어 단말기(40B-n2,…,40B+n2)에서 검출한 상기 정류기(41,42)의 출력신호를 상기 TRS통신망을 통해 상기 중앙제어장치(50)로 전송하기 위한 TRS 단말기(40B-n1,…,40B+n1)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 방식용 정류기(41,42)는 상기 방식제어 단말장치(40B-n,40B+n)의 방식제어 단말기(40B-n2,40B+n2)에서 인가되는 제어신호에 따라, 소정의 방식 전류(i1)가 지중에 매설된 상기 불용성 양극(HSCI)(21,22)과 토양을 매개로 해당 유류 탱크(11,12)에 흐르도록 하여 유류 탱크(11,12)의 전위가 기준전극(30A-n,30A+n)에 대하여 -850mV 이하로 유지되도록 함으로써 유류 탱크(11,12)가 방식되도록 한다.

상기 중앙제어장치(50)는 운용자의 요청 및/또는 설정된 주기에 따라 소정 위치에 있는 부식감시 단말장치(40A-n,…,40A+n)에 부식 관련 데이터 수집명령을 TRS통신망을 통하여 하달하고, 상기 부식감시 단말장치(40A-n,…,40A+n) 및 방식제어 단말장치(40B)로부터 TRS통신망을 통해 전송되어 온 부식 및 방식관련 각종 데이터를 데이터베이스화 하여 저장하고, 운용자의 요청에 따라 상기 저장된 데이터를 그래픽 및 수치로 화면상에 표시하고 프린트하여 준다.

또한, 상기 중앙제어장치(50)는 상기 데이터베이스에 구축된 정보에 근거하여 방식 대상물인 상기 유류 탱크(11,14) 및/또는 전기적 방식설비로서의 상기 희생 양극(32,33)과 상기 불용성 양극(21,22)의 수명을 예측함과 아울러, 실측값과 예측값 간의 차이에 근거하여 예측에 대한 보정을 수행토록 하는 바, 이하 상기의 수명예측 및 예측보정에 대하여 설명하기로 한다.

상기 방식설비의 수명예측에 대하여 설명하면 다음과 같다.

지중 방식 대상물 즉, 상기 유류 탱크(11,14)의 부식방지를 위한 전기방식법에는 크게 희생 양극법과 외부 전원법이 있는 바, 먼저 전기적 방식설비가 희생양극법인 경우, 상기 희생양극(32,33)의 수명은 하기 수학식 1에 의해 구해진다.

여기서, Y는 양극의 수명[y], Ca는 양극의 전류용량[A·y/kg], Wt는 양극의 무게[kg], f는 이용률, It는 양극의 출력전류[A]를 나타내는 것으로서, 상기 희생양극(32,33)의 출력전류 It와 사용시간 데이터를 알면 해당 희생양극의 수명을 상기 수학식 1에 의해 예측할 수 있다.

다음 전기방식설비가 외부전원법인 경우, 상기 불용성양극(HSCI)(21,22)의 수명은 하기 수학식 2에 의해 구해진다.

여기서, Y는 양극의 수명[y], W는 양극의 무게[kg], f는 이용률, It는 양극발생전류[A], Cr는 양극 소모율[kg/A·y]을 나타내는 것으로서, 상기 방식제어단말기(40B-n2,40B+n2)를 통해 상기 방식용정류기(41,42)의 발생전류 It와 사용시간 데이터를 검출해 내면 해당 불용성양극(21,22)의 수명을 상기 수학식 2에 의해 예측할 수 있다.

도 4는 도 3의 상기 방식 대상물로서의 유류 탱크(11,12)에 대한 수명예측을 설명하는 흐름도로서, 상기 부식센서(31A-n,...,31A+n)를 전기저항법에 의한 ER 프로브(Electrical Resistance Probe)를 설치하여 그 ER 프로브로부터 발생되는 상기 유류 탱크(11,14)의 부식으로 인한 양단 저항의 변화를 상기 부식감시장치(40A-n,...,40A+n)에서 검출 측정하고, 그 저항의 변화값을 일정 시간동안 누적측정하여 부식률 데이터로 환산한 후 상기 TRS 단말기(40A-n1,...,40A+n1)와 상기 TRS 통신망을 통해 상기 중앙제어장치(50)로 제공하면, 상기 중앙제어장치(50)는 이를 데이터베이스화하고 그 데이터베이스화된 부식률 통계에 근거하여 측정시간과 측정부식깊이간의 상관관계식을 유도함으로써 부식률을 예측하고, 상기 예측된 부식률과 상기 방식대상물의 부식여유두께에 근거하여 그 방식대상물의 수명을 예측한다.

보다 상세히 설명하면, 지중에 매설된 상기 유류 탱크(11,12)의 부식률은 토양환경하에서 단위시간당 발생 부식의 양을 나타내며, 상기 부식센서(31A-n,...,31A+n)에 의해 측정할 수 있으므로, 상기 중앙제어장치(50)는 상기 데이터베이스화된 부식률 데이터에 근거하여 부식측정시간 x와 측정된 부식깊이 y간의 상관관계를 예컨데 "y=a+bx(a,b는 토지비저항, 산도 등에 따른 변수)"와 같은 함수식으로 유도하고(S221), 이어 각 실제 측정시점마다 누적된 부식률 통계 데이터에 의거하여 부식측정시간 x와 측정된 부식깊이 y간의 상관관계가 상기 변수 'a,b'로서의 주변부식환경(예컨데, 토양비저항, 산도(PH), 이온 등)을 고려해 볼 때 일차함수관계, 지수함수관계, 또는 로그함수관계인지 분석하여 예측함수를 갱신하며(S222), 오차를 최소화하는 통계적 기법(예컨데, 최소자승법(MLS))을 적용하고(S223), 상기 변수 'a.b'를 유도하여(S224), 최종적인 예측식을 유도(S225)한 뒤, 그 유도된 예측식에 의거하여 방식대상물의 부식률을 예측하고, 그 예측된 부식률과 상기 방식대상물의 부식여유두께에 근거하여 방식대상물의 수명을 예측한다(S226). 또한, 상기와 같이 유도된 예측식에 의해 예측된 부식률과 실측된 부식률을 주기적으로 또는 간헐적으로 상호 비교하고, 두 값 사이의 차이에 근거하여 상기 예측식을 보정토록 함으로써, 보다 정확한 예측을 수행토록 한다(S227).

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템에 의하면, 주유소와 같이 한정된 지역에 군집하여 매설된 복수개의 유류 탱크의 부식 감시 방식 제어 그리고 및 수명 예측을 보다 정확히 수행하는 효과가 창출된다.

Claims (4)

1. 지중의 임의 위치에 군집하여 매설된 복수개의 금속 탱크에 대한 전기적 방식 설비에 있어서,

   상기 금속 탱크 군(群)의 외곽 주변으로 분포되어 매설된 복수개의 불용성 양극(Hi-Silicon Cast Iron : HSCI)과, 소정의 방식 전류를 상기 불용성 양극을 통해 해당하는 금속 탱크로 흐르도록 하는 방식용 정류기와, 상기 금속 탱크에 대한 상기 방식 전류의 미도달측 음영 영역에 매설되어 상기 금속 탱크와의 자연 전위차에 의해 발생된 방식 전류를 해당 금속 탱크로 제공하는 하나 이상의 희생 양극을 구비하여, 상기 복수개의 금속 탱크의 부식을 전기적 방식에 따라 방지하는 방식 수단;

   상기 방식 수단의 상기 방식용 정류기를 입력되는 정류기 제어 신호에 따라 제어하여 상기 불용성 양극을 통한 상기 방식 전류의 크기를 조절하는 방식 제어 수단;

   상기 복수개의 금속 탱크의 소정 개소로부터의 아날로그 전위 데이터와, 그 소정 개소에 대응하여 매설된 기준 전극으로부터의 아날로그 기준 전위 데이터와, 그 소정 개소에 대응하여 매설된 부식 센서로부터의 아날로그 부식 데이터를 입력 받아 해당 지점의 부식 전위와 부식률을 검출하는 부식 감시 수단;

   상기 방식용 정류기의 출력 전류/전압, 상기 부식 전위 및 부식률에 대한 데이터에 근거하여, 상기 정류기 제어 신호를 발생하여 상기 방식 제어수단의 입력으로 제공함과 아울러, 상기 금속 탱크와 상기 불용성 양극 및 상기 희생 양극의 수명을 예측하는 중앙 제어 수단; 및

   상기 방식 제어 수단과 상기 중앙 제어 수단 간의 원격 데이터 통신 및 상기 부식 감시 수단과 상기 중앙 제어 수단 간의 원격 데이터 통신을 위한 통신 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중앙 제어 수단은, 상기 부식률의 누적 데이터로부터 통계 기법을 이용하여 부식 측정 시간과 부식 측정 깊이 간의 관계식을 유도함으로써 부식률을 예측하고, 상기 예측된 부식률과 상기 금속 탱크의 부식여유 두께에 근거하여 해당 금속 탱크의 수명을 예측하되, 상기 부식률에 대한 예측치와 실측치 간의 차이에 근거하여 상기 유도된 관계식을 주기적 또는 간헐적으로 보정하는 것을 특징으로 하는 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 관계식의 상관 변수는 해당 토양의 비저항, 산도 및/또는 이온농도를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 희생 양극의 매설 영역은 상기 복수개의 금속 탱크 군(群)의 중심 영역 주변인 것을 특징으로 하는 지중 군집 매설된 복수개 금속 탱크의 부식 예측 시스템.