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入槽(限定空間)作業の安全|窒素置換は、酸欠空間を作る

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入槽作業の手順書は、どの工場でも分厚くできています。酸素濃度を測り、可燃性ガスを測り、隔離を確認し、監視人を立てる。「入るときの安全」は、しっかり管理されています。

では、閉じるときはどうでしょうか。

2023年、米ダウ・ケミカルの工場で、定期修理の入槽作業のあと作業灯が1台、容器の中に残されたまま蓋が閉じられました。2か月後、それが爆発の起点になります。

CSBはこの事故を受けて、閉所作業の国際規格そのものに「安全に閉じる方法」の記述が足りないとして、規格団体に改訂を勧告しました。

この記事の要点

  • 入槽の危険は酸欠・可燃性ガス・残留物・閉じ込めの4つ
  • 窒素で不活性化すると、そこは酸欠空間になる。安全化と危険化は表裏
  • 測定は上・中・下の3点。重いガスは底に、軽いガスは天井に溜まる
  • 洗浄後に乾かすと危険になる残渣がある(三菱マテリアル・デンカ)
  • 手順書で最も薄いのは「閉じる」の部分。員数照合を入れる

1. なぜ「入る」ことが危険なのか

タンク、反応器、塔、ピット、ダクト。これらに共通するのは3つの条件です。

  • 出入りしにくい――マンホール1つだけ、はしごで昇降する
  • 換気が悪い――空気が入れ替わらない
  • 常時人がいる場所ではない――普段は誰も中の状態を見ていない

この3つが揃うと、異常が起きたときに逃げられません。倒れても、外から見えません。そして助けに入った人が二次災害に遭います。

酸欠災害では、救助に入った人が犠牲になる割合が高いことが知られています。倒れた同僚を見れば、人は反射的に入ります。「助けに行かない」を訓練で身につけさせるのは難しい。だから、外から引き上げられる備え(安全帯・救助器具・呼吸具)を先に用意します。

2. 入る前の4段階

順序に意味があります。飛ばせません。

段階やること確認すること
① 隔離接続配管を遮断し、電源・駆動源を止める盲板の位置と枚数、施錠、撹拌機の電源
② 排出中身を抜き、洗浄するドレンから出なくなったこと、洗浄液の性状
③ 置換不活性ガスで置換し、そのあと空気で置換する可燃性ガス濃度が下がったこと、酸素が戻ったこと
④ 測定酸素・可燃性ガス・有害ガスを測る上・中・下の3点。入る直前に測る

①の隔離は、前の記事で扱った内容そのものです。弁を閉めただけでは足りません。

3. 窒素の罠 ― 安全化と危険化は表裏

③の置換に、化学プラント特有の難しさがあります。

可燃性ガスが残っていると爆発の危険があるので、窒素で置換します。これは正しい。しかし――

窒素で満たされた容器は、爆発しません。そして、人は数十秒で意識を失います。

窒素は無色無臭で、苦しさもありません。息が苦しいという警告が出ないまま倒れます。

だから、不活性化のあとに空気置換が要ります。爆発を防ぐための処置が、そのままだと酸欠空間を作るからです。

日本では、酸素欠乏症等防止規則で酸素濃度18%未満を「酸素欠乏」と定めており、作業場所の酸素濃度を18%以上に保つことが求められています。硫化水素が発生し得る場所(第二種)では、硫化水素濃度の管理も加わります。

ここで見落とされるのが「作業中に窒素が来る経路」です。隣の系統の窒素シール、計装用の窒素、パージ配管。入る前に測って安全でも、作業中に流れ込めば同じことです。窒素ラインの隔離は、プロセスラインと同じ厳しさで扱ってください。

4. 測る場所と、測り続けること

測定で間違えやすいのが、マンホールの前で測って終わりにすることです。

測る場所そこに溜まるもの
上部水素、メタン、アンモニアなど空気より軽いガス
中央全体の代表値
底部多くの溶剤蒸気、二酸化炭素、硫化水素など空気より重いガス。窒素の滞留も

そして1回測って終わりにしない。作業中に状態は変わります。

  • 残渣をかき出すと、下に溜まっていたガスが出てくる
  • 洗浄液が蒸発して、可燃性蒸気の濃度が上がる
  • 隔離が甘い箇所から、じわじわ入ってくる

だから、作業者が個人用の検知器を携行し、連続監視するのが基本です。入槽前の1回の測定値は、入槽前の1回分の情報しかありません。

5. 残留物という、第二の敵

ここからが、化学プラントの入槽作業で最も難しいところです。

ガス濃度が基準内でも、壁に付いている固形物が危険な場合があります。そして、その危険性は洗浄のしかたで変わります。

乾かすと危険になる残渣がある

2つの事故が、同じことを示しています。

三菱マテリアル四日市(2014)デンカ青海(2023)
残渣クロロシランポリマー類の
加水分解生成物
CP-NOxダイマー
安全にする処理加湿窒素ブローで加水分解水洗で湿潤にする
そのあと3日間のドライ窒素ブロードライ窒素で水切り
結果打撃感度が7級→2級へ落つい感度が8級→5級へ
着火源フランジ面の打撃電動のこぎりの刃先の熱

どちらも、「湿らせれば安全」は正しく、「一度湿らせれば湿ったまま」は正しくなかったという構図です。

入槽作業の準備で「乾かす」工程を入れるとき、それが危険側に働かないかを確認する必要があります。液だれ防止や作業性のために乾かすのは自然な発想だからこそ、危険です。

洗浄が届かない場所がある

三菱マテリアルでは、先に開けた下部の蓋で爆発が起きませんでした。理由はそこまで加湿窒素が届いておらず、加水分解されていなかったから。

逆に言えば、同じ容器の中でも、処理の効き方にムラがあるということです。「洗浄した」は、容器全体について言えているでしょうか。

6. 監視人は、何をする人か

監視人(見張り)を立てることは、どの手順書にも書いてあります。しかし役割が曖昧になりがちです。

  • 中の人を見続ける――他の仕事を兼務させない
  • 出入りを記録する――いま何人入っているかを、常に言える状態にする
  • 異常時に外から通報し、救助を呼ぶ
  • 自分は入らない――これが最も守られにくい

4番目を実行可能にするには、外から引き上げられる仕組みが要ります。安全帯とロープを付けておく、三脚とウインチを設置しておく。「入らずに助けられる」状態を作って初めて、「入らない」が守れます。

7. そして、閉じる

ここが、この記事の中心です。

ダウ・ケミカルの事故で、CSBは寄与要因をこう記しました。「容器閉止の手順および慣行が不十分であり、容器が十分に清掃され作業灯が撤去されたことを確認しないまま、再起動することを許した」。

そして勧告は、ダウ社だけでなく規格団体へ向けられました。NFPA 350、NFPA 326、ANSI/ASSP Z117.1――いずれも、閉所作業を行った容器が「清掃され起動準備が整った状態で残される」ことを確実にする指針を設けよという内容です。

閉じる前に確認すること

  • 人がいないこと――出入り記録と、鍵の数で確認する
  • 持ち込んだものの員数照合――工具、照明、ウエス、養生材、部品
  • 内部の目視――照明を当てて、底部・デッドスペースまで見る
  • 記録を残す――誰が、いつ、何を見て確認したか
  • 盲板の撤去――リストと突き合わせる

員数照合は、手術室では当たり前に行われていることです。使ったガーゼの枚数を数える。プラントの容器も、原理は同じです。

8. 自分の職場で確かめる8つのこと

  • 不活性化のあと、空気置換の工程が手順に入っていますか。
  • 窒素ラインは隔離されていますか。プロセスラインと同じ扱いになっていますか
  • 測定は上・中・下の3点でやっていますか。マンホール前だけになっていませんか
  • 作業中も連続監視していますか。個人用検知器を携行していますか
  • その容器の残渣は、何ですか。乾かすと危険になりませんか
  • 洗浄は、容器の隅々まで届いていますか。効き方にムラはありませんか
  • 監視人は他の仕事を兼務していませんか。入らずに助けられる備えがありますか
  • 閉じる前の確認が、手順書に項目として書かれていますか。員数照合はありますか

8番目は、いますぐ手順書を開けば分かります。「異物のないことを確認する」の一行で終わっていないでしょうか。

まとめ

  • 入槽の危険は酸欠・可燃性ガス・残留物・閉じ込め。救助者の二次災害が多い
  • 爆発を防ぐ窒素置換は、そのままだと酸欠空間を作る。空気置換まで含めて手順にする
  • 測定は上・中・下、そして連続監視。1回の測定は1回分の情報でしかない
  • 洗浄後に乾かすと危険になる残渣がある。三菱マテリアルとデンカが同じ形で示した
  • 手順書で最も薄いのは「閉じる」。CSBは規格そのものの改訂を勧告した

入槽作業は、入るときと同じ厳しさで閉じているかで質が決まります。事故は、蓋を閉めたあとに起きることがあります。

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参考文献