【プラント設計の基礎】工場・プラントの安全工学と安全対策の重要性【安全第一】

みなさんこんにちは、プラントエンジニアのヤンです。

現役プラントエンジニアが教えるプラント設計の基礎知識。

学校では教えてくれないことを中心に、実務に直結する内容を書いていきます。今回は「安全工学と安全対策」について語ります。

プラントというのは大規模な回転機器や、超高温高圧、危険な薬品など事故のリスクも大きく、事故が起きればその被害は非常に大きなものとなります。

事故のリスクを完全に0にすることはできませんが、事故が起きないようにする安全対策や安全工学は非常に重要です。

安全対策の重要性

指の切断や火傷、失明、これらはすべて、機械によって引き起こされる望ましくない出来事の一部です。

このような事故のリスクを排除することは、設計プロセスで最も重要視するところであり、現在ではリスクアセスメントが標準化されたことにより、機械オペレータへの適切な安全対策と提供しています。

マシンの安全対策は大きく3つに分類分けされます。

1. ガード
2. デバイス
3. 距離

です。

各安全対策がどのように働いているのか考えてみましょう。

安全工学と安全対策その１：カバーやガードなどの囲い

安全カバーやガードは、回転物や火傷などを起こす可能性のある高熱の配管などの潜在的な危険から人体を隔離するために用いられます。

例えば、Vベルト、プーリー、スプロケット及びチェーン等を取り囲む金属製のガードです。直接的でなくても機械の侵入防止のフェンスなども含まれます。

また、ガードは、グラインダーの砥石の周りに飛散防止用に設置されるなど、作業中に材料破片や破片が機外に飛散するのを防ぐのに役立ちます。

安全カバーやガードは非常に単純な安全対策ですが、物理的に身体と危険物を隔離するのでその効果は非常に高いです。もちろん簡単に取り外されたりしない対策も必要ですが。

安全工学と安全対策その2：デバイス

デバイスは自動制御機器で構成され、多くの場合機械部品のセンサに接続されます。

これらのコントローラは、機械の動作状態を監視するための「セーフティインターロック」として動作します。

人の腕などの望ましくない物体が危険区域に入る危険性があると感じる場合、迅速かつ自動的に機械を停止する必要があります。

機械が動作を開始する時は全てのセンサーなどが安全状態にないと機械は動作しませんし、逆に稼働中に一つでもセンサーが危険状態にあると判断すれば機械は即座に停止します。

もちろんこれらはあくまでもセンサーによる検知に頼っているので、正確に作動するかのテストを行うことが重要です。また、非常停止ボタンは基本的にB接点で接続するなどの接続を誤ることも大きな事故につながる恐れがあります。

安全工学と安全対策その3：コントローラー

コントローラは、ハードワイヤーの電気機械式リレー、組込みマイクロプロセッサ、またはプログラマブルロジックコントローラ（PLC）の形態にすることができます。

それらのセンサには、フロアマットに埋め込まれた、または可動ガードに取り付けられた電気スイッチ、制御ハンドルグリップに組み込まれた電気スイッチ、またはドアにリンクされた電気スイッチが含まれます。

さらに他のセンサーは、レーザカーテンとして知られる光電デバイスのような、より高度な安全性を維持する方法を用いてより進化しています。

これらは、危険領域への入口となりえる個所に光のビームを広げることによって、侵入を防いでいます。

ビームが物体によって遮られた場合、コントローラは適切な処置をとり、機械を緊急停止します。

また、危険区域が身体部分などから十分に離れた距離に保たれるように機械を設計することによって、自動的に安全性を高めることができます。

この要素の例は、ギアやその他の潜在的な危険が全体的なデザインによって誰かの手の届かないところに保たれるように設計する必要があります。

安全工学と安全対策その：まとめ

時にはいくら慎重に設計された機会でも、安全装置が無効になることがあります。この理由は、機器の保守不良、作業員の訓練の不足、労働者の不適切な監督の不備、またはおそらく機械の安全装置が解除されている場合です。

理由が何であれ、機械の安全対策がなくなれば、人々は重大な傷害や死亡の危険にさらされる可能性があります。

製造現場の事故を防ぐ安全工学の考え方と実践