タンクヤードのレベル測定：在庫照合とタンク容量表

タンクヤードのレベルに基づく在庫照合は、同じ移送時間枠で各タンクを比較し、多数の独立した計測値から根拠を説明できる在庫量を求める作業です。レベル誤差、密度、温度、伝送遅延は、一括せず分けて扱う必要があります。本記事では複数タンクの計算例を示し、屋根の着底域付近で浮屋根の位置と液位測定を区別すべき理由を説明します。

測定ごとの時刻ではなく、移送時間枠を統一する

タンクヤードのレベルに基づく在庫照合は、すべてのタンクを同じ時間枠で読み取って初めて正確な比較になります。開始在庫と終了在庫の取得時刻が数分ずれていたり、払出側タンクの締め処理前に受入量を計上したりすると、その数分間の流量が帳簿と計測値の間ですれ違います。一つの時間枠を定め、すべての測定値に時刻を付け、タンクごとに孤立して照合せず、タンクヤード全体の正味移動量を照合してください。異なるゲートウェイを経由する場合は、時間枠の開始前に各時計が同じ時刻源に同期していることを確認します。ゲートウェイの時計が数分ずれるだけで、時間枠によって除こうとした偏差が、気付かないうちに再び生じます。

各タンクには、その実際のタンクに対する最新の認証済み容量表を使用し、開始時と終了時の比較では同じ版を用いてください。通常、タンクごとに容量表は異なり、版番号も異なる場合があります。すべての測定値に、適用するタンクの識別情報と容量表の版を記録してください。タンクヤード全体に共通の版番号を要求してはいけません。

誤差要因を分離する

在庫量を巡る不一致の多くは、誤差要因を個別に調べず合計してしまうことから生じます。タンクヤードのレベルに基づく在庫照合では、各要因の発生源と大きさを個別に記載し、最も大きいものから是正します。次の表では、一般的な原油・石油製品タンクヤードにおける四つの要因を分けています。

大きさは直径30 mのタンクに対する代表的な参考値です。照合結果を承認する前に、各値を最新の計器仕様と貯蔵物の取扱手順に照らして確認してください。取引用タンクゲージの精度は通常±1–3 mmです。±0.02 mはプロセス用レーダー伝送器の値です。

独立した標準不確かさ成分は、二乗和平方根（RSS）で合成できます。断面積707 m²、レベル寄与0.02 mのタンク6基なら、各タンクは約14.1 m³で、単純加算は約85 m³、RSSは√6 × 14.1 = 35 m³です。RSSが不確かさとして意味をもつのは、入力値を統一した標準不確かさの基準で表し、相関を考慮した場合に限られます。最大誤差±0.02 mという仕様を、そのまま一つの標準不確かさとして扱うことはできません。20 000 m³に対する収支許容差0.25 %は50 m³ですが、これらの例示値を比較するだけでは受入の可否は決まらず、単純加算した限界に基づく警報が誤警報であるとも証明できません。

遅延要因は共通モードの誤差なので、この合成には含めません。一つの時計のずれがすべてのタンクを同じ方向にずらすため、タンク数を増やしても平均化されないからです。まず時計を合わせ、その後、残ったレベル、密度、温度の要因を独立誤差として合成してください。

不確かさ成分を合成する前に相関を評価してください。計器の共用、共通のスケーリング誤差、タンクヤード全体への同一密度試料の適用は、共通の寄与を生む場合があります。タンク名が異なることから独立と仮定せず、既知の偏りを補正し、該当する共分散を含めてください。最悪条件の限界には保守的な単純加算が適する場合があります。部分的な相関には別途評価が必要です。

複数タンクの在庫照合の計算例

以下は現場条件を仮定した説明例であり、METRAVONの実測データではありません。遅延要因を解消するまではそれが支配的となり、解消後はレベルと密度の要因が残留不確かさを決めることを示します。

仮定した現場条件：

• タンク直径D = 30 m → 断面積A = 707 m²
• 時間枠内の計器による液位上昇量Δh = 4.20 m
• レベル誤差要因e_L = ±0.02 m
• 15 °Cでの貯蔵物密度ρ = 0.850 t/m³
• 温度25 °C、体積補正係数VCF = 0.994
• 移送流量q = 50 m³/min、最大時刻ずれΔt = 5 min

計算：

• 液位から求めた充填体積 = Δh × A = 4.20 × 707 = 2969 m³
• VCF適用後の質量 = 2969 × 0.850 × 0.994 = 2509 t
• VCFを無視した質量 = 2969 × 0.850 = 2524 t → 誤差15 t（0.6 %）
• レベル要因による体積誤差 = A × e_L = 707 × 0.02 = ±14.1 m³
• 遅延による体積不一致 = q × Δt = 50 × 5 = 250 m³
• 適用上の前提：まず時刻のずれを解消してください。遅延による250 m³の差異はレベル要因の±14 m³よりはるかに大きいため、時間枠をそろえるまではレベル精度を論じても意味がありません。

密度補正と温度補正

タンクヤードのレベルに基づく在庫照合には、計器由来ではなく物理的な二つの要因があり、計測誤差を評価する前に適用しなければなりません。基準温度における貯蔵物密度と、その温度への体積補正係数によって質量が決まり、多くの移送は実際にはこの質量で精算されます。計算例のとおり、基準より10 °C高い貯蔵物でVCFを無視すると、質量に約0.6 %の誤差が生じます。

補正はタンクヤード全体で統一してください。基準温度は通常15 °Cにそろえ、VCFの出典も一つにし、各測定値とともに実際の貯蔵物温度を記録します。25 °Cで測ったタンクを、VCFなしで15 °Cの密度を用いて計上すると、見かけの在庫増加が持続します。これは漏れのように見えても、補正が未適用なだけです。

内部浮屋根式タンク：屋根着底域と測定経路を確認する

内部浮屋根式タンクでは、実際の測定経路と認証済みタンク容量表から有効な計測範囲を決めてください。屋根を狙う機器が測るのは屋根位置であり、液位ではありません。適切な静穏管を使って正しく設置した液位計は別の構成で、屋根が着底するたびに自動的に無効になるものではありません。以下の帯域は現場での初期確認用の例示であり、共通の限界値ではありません。

屋根が着底したら、そのタンクについて承認された着底域の補正と計測手順を適用してください。屋根位置信号を液位と取り違えている場合は、その信号を除外します。適切な静穏管を使った液位測定値を、屋根が着底したという理由だけで一律に除外してはいけません。上限側の制約は実際の計器、シール、形状と照合し、適用する限界をタンク容量表とともに記録してください。

在庫照合とともに保存する資料

在庫照合の妥当性を説明するには、その場にいなかった人が入力データから結果を再現できなければなりません。時間枠のタイムスタンプ、タンクごとの容量表の版番号、使用した密度と温度、各タンクに適用した計測誤差要因を保存してください。入力値のない合計値だけでは、数か月後に差異が見つかっても監査できません。

伝送遅延に関する証拠も保管してください。単に「ほぼ同じ」ではなく、すべての測定値が時間枠に同期していたことを示すログです。一式を日付ごとにタンクヤード台帳と関連付けて保存し、容量表の版も、それを使って算出した数値と一緒に残します。旧版と旧数値を併せて保存しないと、後の再検定によって過去との比較が変わってしまうためです。自らの保存資料で再現できない照合結果は、差異の発生源についての監査担当者の最初の質問にも答えられません。

入力ファイルのない在庫照合は意見にとどまり、証拠にはなりません。制御室の外へ結果を提出する前に、合計値とタイムスタンプ、版、補正内容を対応付けてください。

よくある質問

Q1. すべてのタンクで移送時間枠を統一する必要があるのはなぜですか？

測定時刻のずれにより、帳簿と計測値の間で流量がすれ違い、実体のない増減が生じるためです。各タンクの測定値に時間枠の時刻を付け、タンクごとではなくタンクヤード全体の正味移動量を照合してください。50 m³/minの流れでは数分で250 m³となり、計測誤差を上回るため、精度より先に時刻をそろえる必要があります。

Q2. 在庫照合で最も大きい誤差要因は何ですか？

通常は計器ではなく、伝送遅延や時刻のずれです。計算例では5 minのずれが250 m³の差となる一方、レベル要因は±14 m³にすぎません。大きい要因が小さい要因を隠すため、まず時間枠、次に密度と温度、最後に計測誤差の順で対応してください。

Q3. 体積補正係数を適用するのはなぜですか？

温かい状態の貯蔵物は基準の15 °Cより体積が大きく、補正しないと質量を過大評価するためです。基準より10 °C高い貯蔵物ではVCFが約0.994で、無視すると質量に約0.6 %の誤差が生じます。VCFの出典を統一し、各測定値とともに実温度を記録してください。

Q4. 浮屋根が着底すると、液位測定値は必ず使用できなくなるのですか？

屋根位置は液位ではありません。着底時にも測定値を使用できるかは、計器の測定経路、静穏管の構成、適用するタンク容量表の補正、現場手順によります。例示した0.5 mの着底帯は、液位測定が無効になる共通の限界値ではありません。測定値を採用・除外する前に、実際の構成を確認してください。

Q5. タンク容量表はどのくらいの頻度で改訂すべきですか？

ライニングの更新、へこみ、検尺時の差異発見があったとき、および工場手順で定める間隔です。一般的な間隔は5–10年です。再検定は過去との比較を変えるため、旧版は旧数値と一緒に保管してください。各タンク専用の最新の認証済み容量表を使い、照合ごとにその表の版を記録してください。

Q6. 密度を使わず、体積だけで照合できますか？

移送の精算が質量ではなく実際に体積基準で行われ、貯蔵物温度が安定している場合に限ります。原油・石油製品の移動は多くが質量で精算されるため、密度とVCFが必要です。温かい貯蔵物を未補正の体積で照合すると、0.6 %の要因が隠れ、後になって漏れや盗難のように見えることがあります。

まとめ

タンクヤードのレベルに基づく在庫照合の妥当性を説明するには、すべてのタンクを時刻同期した一つの時間枠で読み取り、各タンクをそれぞれの最新容量表の版と対応付け、密度とVCFを適用する必要があります。5 minの遅延による250 m³の差は、レベル要因の±14 m³よりはるかに大きくなります。次の手順として、在庫測定値を受け入れる前に、各タンクの屋根着底補正と有効な計測帯域を確認し、タイムスタンプと版を合計値に対応付けてください。