内浮頂タンクにおける不活性ガスシールがタンクの安全な運用に与える影響

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内浮頂タンクにおける不活性ガスシールがタンクの安全な運用に与える影響　現在、国内では密閉型内浮頂タンクの「周辺通気孔」に不活性ガスシールを施し、排気ガスを回収処理するという傾向がある。この動きが技術的に本当に必要かどうかについては、ここでは議論しない。しかし、この方法では内浮きドーム式タンクの「周辺通気孔」を閉鎖するか（あるいは設置しないか）必要があり、内浮きドーム式タンクの安全な運用にとって重大な安全上のリスクとなる。したがって、これについては十分な検討を行い、慎重に判断を下さなければならない。 内浮頂タンクの設計においては、「周辺通気孔」の設置が求められ、その開口面積や設置位置について明確な規定が定められている。（世界各国でも同様で、内容はほぼ同じであり、我が国の設計規格はAPI650に基づいています）下表を参照：周囲の通気孔の位置および総面積、孔間隔　番号　規格名・コード　周囲の通気孔の位置　周囲の通気孔の総面積、孔間隔および数　1　GB50341-2014　立式円筒形鋼製溶接タンク設計規格　設計液面より高い位置のタンク壁または固定式天井に設置する　通気孔の総面積A≥0.06D m2：Dはタンクの内径（m）　通気孔間隔は10mを超えてはならず、4つ以上設置し、円周上に均等に配置する。 2 API650-2007 鋼製溶接式タンクの周囲通気孔は、購入者が別途規定しない限り、固定式屋根上に設置すること。直径方向の総純開口面積は0.2ft²/ft以上でなければならない。通気孔の最大間隔（弧長）は32ftであり、ただし均等に配置された4つ以上の通気孔を設置しなければならない。備考：1、GB50341では、内浮き屋根式タンクに密閉要件がない場合は周囲通気孔を設置することと規定されている。2、API650では、周囲通気孔を規定通りに設置しない場合は、不活性ガスによる保護またはその他の措置を講じて可燃性ガスの蓄積を防ぐ必要がある。また、要求に応じて緊急時の減圧保護措置も講じる必要がある。 編集者注：API650では、周囲に通気孔を設けない場合でも、可燃性ガスの蓄積を防ぎ、圧力を逃がす機能を保持しなければならないと規定している。 しかし、国内ではこの規定を適用する際に、「周辺通気孔」の機能をタンクの操作時の通常の通気機能としてのみ理解し、密閉が求められない場合にのみ設置し、密閉が求められる場合には規定がなく、追加条件も設けていない（API650-2007とは異なる）。これは誤解であり、単なる通気作用だけでは、以下の問題を説明することはできない。a、なぜそれほど大きな開口面積が必要なのか？ b、なぜタンクの上部を密封するために周囲に均等に配置するのか、なぜタンクの頂部に集中させないのか？缶の上部の通気性が最も良い。 実際、「周辺通気孔」は内浮頂タンクの安全な運転を確保するための重要な安全部品であり、その主な役割と機能は、タンクの運転中に緊急事故が発生した場合の予防と保護です。（API650により検証可能）予防策：内浮きドーム式タンクが正常に稼働している間、その設置位置がタンクの周囲に均等に分布しているという特徴を活かし、循環換気によって内浮きドーム式タンクのシール部分から漏れ出る少量の媒体を希釈させ、爆発性のあるガスが蓄積するのを防ぎます。 保護：緊急事故が発生した場合、「周囲の通気孔」によって事故ガスのエネルギーが放出され、タンクが破れるのを防ぎ、事故による被害を軽減します。 不活性ガスを充填して保護することで、タンク内に爆発性の危険なガスが溜まるのを防ぐことができ、その場合は「周囲の通気孔」を設ける必要がなくなる。しかし、この結論は慎重に、かつ具体的な状況を踏まえて、さらに追加の前提条件があって初めて成り立つ。すなわち、どのような操作状況や気候条件下でも、タンク内に空気が入ることを許してはならない。タンク内に爆発性の危険なガスが溜まることが、「周囲の通気孔」を設置しない（または封鎖する）ための必要条件なのである。その他、API650では緊急時の排出要件も満たすことが求められている。 大型の内浮き屋根式タンクにおいては、不活性ガスによる保護は条件に制約され、天候の変化などのため、24時間体制で全面的に行うことはできない。貯蔵媒体の引火点が37.8℃未満の場合、大気の最大温度低下によってタンク内のガスが収縮し、タンク内に空気が取り込まれる量、および大気の最大温度上昇によってタンク内のガスが膨張し、タンクからガスが排出される量は、以下の表の通りである。（SH/T3007-2014）
タンク容量（m³）　吸込み量（負圧）（m³/h）　排出量（正圧）（m³/h）
500　84.5　84.5
1000　169.0　169.0
2000　338.0　338.0
3000　507.0　507.0
5000　787.0　787.0
10000　1210.0　1210.0
20000　1877.0　1877.0
30000　2495.0　2495.0

上表からわかるように、最大温度低下時にはタンクへの吸込み量が非常に大きくなる。温度低下は気候要因に起因するため影響範囲が広く、同じ地域内のすべてのタンクが影響を受け、数十基、数百基ものタンクが同時に不活性ガスの補充を必要とすることになり、工学的には到底対応不可能である。したがって、タンク内に爆発性のあるガス空間が形成される条件は絶対的であり、形成されないのは相対的なのである。密閉が求められる内浮きドーム型タンクに「周囲通気孔」を設けないという無条件の規定は、適切ではなく、問題があり、検討が必要である。 内浮頂タンクの「周辺通気孔」は安全保護部品として、ほとんどの時間は使用されず、作動しないのが正常であり、そもそも通常から爆発性ガスの蓄積を防ぐ役割も果たしているのです。例えば、ほとんどの機器に搭載されている安全弁は一度も作動したことがないが、決して設置しないわけにはいかない。 したがって、内浮頂タンクの「周囲通気孔」を閉鎖することは、タンクの安全な運用に影響を及ぼし、重大な安全上のリスクであるため、是正すべきである。 上記の意見に不適切な点があれば、皆様からの批判や指摘を歓迎します。