20年以上の計測器メンテナンスの安全経験を皆さんと共有します！

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友人から依頼されて、計器の安全性についての記事を書くことになりました。書きやすそうだと思い、すぐに引き受けましたが、実際に筆を取ってみると、どこから書けばいいのか分かりませんでした。何年もこの分野の記事を書いていないので、段落の構成がわからず、とりあえず思いつくままに書くしかありません。良き友とおしゃべりするような感じでね。計器の安全性について言えば、文字通り二つの側面、すなわち計器と安全性から成り立っています。しかし、まず話すべきは人間だと思います！ ある人はこう言っています。人間は生産プロセスにおいて最も不安定な要素であり、工業における安全事故の80％以上は責任事故、つまり人為的な原因によるものだと。したがって、安全性の観点から見れば、計測器を人間に代わって使うことは、工業生産の発展過程における必然的な結果となるのである。 この見解には多くの人が同意すると思いますが、私はこれがやや片面的で、根本的な問題解決にはつながらないと考えます。計測器や自動化機器で人間に代わることで、労働効率を大幅に向上させ、加工精度や完成品率を高め、作業員の労働強度を軽減し、人件費などの各種コストを削減することができます。しかし忘れてはならないのは、生産プロセスにおいて決定的な役割を果たすのは人間だということです！人の問題を解決せず、単に人数だけを減らしても、安全生産事故における人的要因の割合は減少しない。自動化が進むにつれて、安全生産上の責任事故は、元々の個別的で小規模なものから、徐々に装置化された大規模なものへと変化していくだろう。典型的な例があります。ある化学企業では、作業員の責任感の欠如や操作技術の未熟さなどの理由で、操作ミスや対応の遅れ、不安定な操作、自己防護の怠慢などにより、様々な工程上の事故や安全上の事故が頻繁に発生していました。そこで自動化を進めることにしましたが、それでも依然として様々な事故が頻発しました。当直担当者は、中央制御室の作業員がよく居眠りをしたり、職務を離れたりしているのを発見し、巡回担当者も単に回っているだけで実際に点検を行っていないことが多かったのです。そこで工場内の重要な設備や作業場所に監視カメラを設置し、調整室から一元管理するようにしました。しかし、その後、当直の調整員もよく居眠りをしたり、職務を離れたりしていることが判明しました……ですから、人の問題を解決しなければ、いずれ大きな事故が起こると言えるのです。ある時、うちの県のある町工場が試験生産を行おうとして、知り合いを通じて私に連絡してきて、検収を手伝ってほしいと頼まれ、ついでに計器の調整もしてほしいと言われました。これは石油製品を精製して特定の製品を分離する装置で、現場に行ってみると驚きました。目に入るところどころに危険な要素がありました。原材料から製品に至るまですべてが可燃性・爆発性のため、私が特に重点的に確認したのは現場の防爆対策が適切に行われているかどうかでした。その結果、3階建てのフレームにあるすべての照明が防爆型ではなく、現場の計器も防爆仕様ではありませんでした（DCSにもセーフガードが設置されていません）。特に驚いたのは、2階建てのフレームに小型の空気圧縮機が設置されていたことです（もちろんモーターも防爆型ではありません）。また、小型の10トン級石炭ボイラーの煙突が蒸留塔からの直線距離で100メートルもない場所にあり、作業員たちは安価な合成繊維の作業服を着ており、専門の電気技師や計器技師もいませんでした。工事を請け負ったのも資格のない地元の建設業者で、計器の取り付け状況はひどいものでした。すべてのダブルフランジ式液面計が逆向きに取り付けられており、圧力計には根元弁が設置されていませんでした。流量計の前後の直管部分の長さもほとんどが不適切でした。20年以上もこの業界に携わってきましたが、流量計を直接バルブに取り付けているのを見たのはこれが初めてでした。さらに信じられないことに、調節バルブと前後の遮断バルブも一緒に取り付けられていました……後にその企業の社長と話をしたところ、理由は単純でした。コストを削減するためだそうです！私は言葉を失い、仕方なく問題点をまとめて改善案を提出し、友人としての務めを果たした。それ以来、二度と行かなかった。その後、同社は3ヶ月間稼働させたが、点検時に事故が発生した。精留塔の点検時に塔内の成分分析を行わなかった（おそらく分析担当者もいなかった）ため、火気作業によって塔内の可燃物が燃え上がり、消火器で火を消した後も何の対策も講じずに再び火気作業を続けた結果、2度目の火災では運も尽き、装置全体が焼失してしまった。これにより、企業の意思決定者が安全性を重視しなければ、装置が良くなればなるほど、コストも高くなり、将来的な損失も大きくなることがわかる。 これまで多くを述べてきましたが、何よりも重要なのは人間の主導的な役割です。計装の安全性においては、どの場面でも人間が不可欠です。まず、企業の意思決定者は惜しまず投資を行い、計装の設置や調整、メンテナンス管理にも手を抜かず、点検も真剣に適切に行う必要があります。要するに、責任感が必要なのだ。上から下まで全力を尽くすことで、機器の安全性が保証されます。 では、計器についてもう少し話しましょう。計器の安全性について語る際、まず考慮すべきは計器自体が安全でなければならないという点です。これは計器の選定問題に関わってきます。異なる計器に応じて、それぞれ異なる計器選定表を作成する必要があり、その中には測定内容、測定範囲、測定対象物質の成分、測定対象物質の圧力範囲、測定対象物質の温度範囲、計器の取り付け形態（フランジ取り付け：DN： ；PN： ；フランジ材質： 。ねじ取り付け：M * ；材質： 。投入式： m。天井取り付け式：開口サイズ： 。外側測定式：取り付け位置： 。など）、現場環境（高温、高圧、低温、低圧、湿気、ほこり、振動、腐食性ガス、可燃性・爆発性ガス、直射日光、雷撃、水しぶき、水没、油中浸漬、結露、高所など）。フォームに記入することで、計器の選定をより総合的に検討することができ、不適切な選定による安全上のリスクを避け、計器の正常な動作と使用寿命を確保できます。例えば、ほとんどのスマートメーターは環境温度を-20℃～60℃と定めており、通常、我々の華北地域の気温はこの範囲を超えることはないため、屋外のセンサーに特別な保護策を施す必要はありません。しかし、夏場には太陽光の直射により計器の表面温度が許容値を超え、その結果計器の指示が誤って事故を引き起こすことがあります。したがって、いくつかの重要な計器では日焼け対策を考慮する必要があります。また、腐食性物質を測定する際に、一部の計器では測定素子の耐腐食性のみを考慮し、環境要因は考慮されていないため、計器のアルミニウム合金製ケースが腐食で開けられなくなり、廃棄せざるを得なくなることもある。また、塩素アルカリ企業においては、チタンという金属の湿った塩素ガス中と乾燥した塩素ガス中での耐食性は全く異なり、ある企業では選定ミスにより、乾燥後の塩素ガスの温度を測定するための熱抵抗体にチタン製のカバーを使用してしまった。その結果、チタンが塩素ガスと反応して燃焼してしまったが、幸いにも早期に発見されたため大きな事故には至らなかった。一部の企業では、タワー型設備などの設備の特性上、計測器を高所に設置しているが、はしごや点検用プラットフォームを設けていないため、計測器に問題が発生しても迅速に点検できず、停止事故を引き起こしている。ある企業の製造装置において、多くの流量計がずっと正確な測定ができず、生産が停止していた。調査の結果、問題のあった流量計は主に渦街流量計と電磁流量計であり、さらにこれらの流量計が設置されている場所の振動が非常に激しかった。振動を解消することができない状況下で金属回転子流量計に切り替えたところ、問題はほぼ解決した。ある有機化学企業で、調節弁のケーブルが保護されておらず、外装が劣化してケーブルが短絡し、その結果調節が不能となって事故が発生した。ある製紙企業では、蒸気流量を調節する電動調節弁が長期間湿潤な環境下に置かれたため、モーターの配線が短絡して故障し、抄紙機が稼働できなくなった。ある中小規模の化学製品メーカーは、冬期の生産中に調節弁の調節遅れが非常に深刻であり、安全事故を引き起こす可能性が高いため、やむを得ず停止せざるを得なかった。最初は調整パラメータの設定に問題があると思いましたが、確認したところ設定自体はほぼ正常でした。経験則に基づいて一部のPIDパラメータを再調整しても問題は解決せず、現場で確認したところ調節バルブの空気供給源に水分が含まれており、バルブポジショナーの空気回路が部分的に凍結することで調節に遅れが生じていることが分かりました。蒸気で洗浄した後、正常に戻りました。このような現象が起きる理由も非常に単純で、コストを節約するために計装用ガスシステムにオイルフィルターやウォーターフィルターを設置しなかったからです。 先ほどの計測器についての話は主にハードウェアについてでしたが、セキュリティについての話は主にソフトウェアについてです。それには、各種の法律や規則、規程、作業手順、実施基準、計器の記録などが含まれ、これらは計器の安全な運用と安全な生産のための必要条件です。それらは、計器の測定・制御範囲を定め、計器のアラーム値や連動値を規定し、計器の設置、運用、保守、検定および修理時の注意事項を定めるほか、計器の使用者、保守担当者、管理者の職務分担を定め、計器が調達から入庫、引き出し、設置、使用、検定、修理、廃棄に至るまで実行すべき手順などを定めている。計器の安全性はもちろん、企業全体の安全な生産も、これらの法律や規則、規程、基準を厳格に遵守することから始まります。また、これらの法律や規則、規程、基準を厳格に守ることによってのみ、最大限に安全性を確保することができるのです。 以上のことから、計装機器の安全性は非常に複雑で、一概に説明するのは難しい問題です。私の知識や見識が限られているため、本稿に記した見解はあくまで試論に過ぎず、同業者の皆様のご指摘をお待ちしています。