石油タンク向けレーダー式レベル計の選定

著者：Arvin　出典：METRAVON Instruments

石油タンク測定の要件

原油、軽質油、燃料、揮発性液体は、比誘電率、粘度、蒸気、温度、腐食性が異なります。レーダーは非接触で連続測定できますが、媒体の反射特性、タンク屋根、ノズル、防爆要件を合わせて評価する必要があります。

測定目的が在庫管理、プロセス制御、過充填防止のどれかを明確にします。必要精度、応答速度、独立性が異なるため、一台のレベル計にすべての安全機能を任せる前にリスク評価を行います。

80 GHzレーダーはビームが細く、屋根構造や内部配管を避けやすい特長があります。26 GHzは一般的なタンクで豊富な実績があります。どちらが適するかは、ノズル、アンテナ、結露、最低レベルでの信号余裕によって決まります。

軽質油など低誘電率の媒体では、タンク底面からの反射や多重エコーも確認します。最大レンジではなく、実際の運転範囲で安定したエコーを得られることが重要です。

アンテナ、シール、フランジなどプロセスにさらされる部品は、油種、添加剤、温度、圧力に適合させます。『ステンレス製』という一般表示だけでなく、具体的な材質グレードとガスケット材を確認します。

揮発性液体では、接続部の気密性と圧力定格が重要です。結露や重質成分がたまりにくいアンテナ構造を選び、必要に応じて洗浄や点検が可能な取付構造にします。

危険場所のゾーン、ガスグループ、温度等級、保護方式を確認し、機器の認証表示が設置場所に適合することを確認します。ケーブルグランド、バリア、接地、配線方法も防爆システムの一部です。

取付・保守は設備の作業許可と安全手順に従います。過充填防止に使用する場合は、独立したセンサーや安全計装の要否を検討し、定期試験方法を定めます。

充填口の直下、配管、補強材、攪拌機の近くを避けます。浮屋根タンクでは、どの表面を測るか、屋根の全可動範囲で干渉しないかを明確にします。ビームは最低レベルまで自由に通る必要があります。

ノズルがアンテナを覆わないようにし、径と長さをメーカー仕様に合わせます。長いノズルでは内部反射が発生するため、アンテナ先端位置や延長構造を確認します。

4–20 mA/HART回路では、電源、負荷抵抗、防爆バリアの電圧降下、シールドと接地を確認します。信号線はモーターなどの動力ケーブルから離します。DCS側ではレンジ、単位、異常時出力を一致させます。

HART診断を利用できる場合は、エコー品質、機器温度、エラーコードを保全に活用します。通信値と電流値が一致することを受入試験で確認します。

空距離、基準高さ、測定レンジ、ダンピング、異常時出力を設定します。複数の実レベルで基準値と比較し、エコーカーブを保存します。固定エコーマッピングは、実際の液面エコーを消さない範囲で実施します。

高レベル警報、信号喪失、停電復帰、PLC/DCSスケーリングも確認します。受入記録には設定値、エコーカーブ、配線図、認証、試験結果を含めます。

定期的にアンテナ、接続部、ケーブルグランド、接地、腐食、エコー品質を確認します。点検周期は、タンクの重要度、付着速度、警報履歴に基づいて設定し、一律の期間にしません。

油種、添加剤、温度、充填方法、内部構造を変更した場合は、測定条件を再評価します。初期エコーカーブと比較することで、プロセス変化と機器劣化を区別できます。