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2020.02

硫化鉄はなぜタンク清掃中に自然発火するのか｜酸化発熱のメカニズムと散水による防止策を解説

製油所や油槽所などの危険物施設では、屋外貯蔵タンクの清掃や配管の点検をきっかけに、思いがけない火災事故が起きることがあります。
原因の多くは、タンクの底や配管内部にたまったスラッジやスケールに含まれる「硫化鉄」という物質です。
平成29年６月16日、消防庁はこの硫化鉄による火災事故防止対策を通知しました（消防危第135号）。
硫化鉄は乾燥した状態で大気に触れただけで発熱し、自然発火に至ることがあります。

タンクの清掃中に火が出たという話を聞いて、うちの施設は大丈夫か心配になりました。

その火元は硫化鉄という物質かもしれません。
まずは発生のしくみから確認しましょう。

硫化鉄なんて聞いたことがありませんでした。
スラッジの中にあるものなんですね。

はい、乾燥して空気に触れると発熱します。
対策は決して難しくありません。

この記事の結論

硫化鉄は乾燥した状態で大気に触れると酸化発熱し、自然発火に至ることがあります。
平成25年から29年までの５年間で、製油所や油槽所等で７件の火災事故が確認されています。
スラッジ清掃やマンホール開放など大気に触れる作業の前には、十分な散水による湿潤化が必要です。
散水は量と範囲が不足すると効果がないため、ノズルの状態まで確認します。
硫化鉄が発生しやすい箇所を把握し、協力会社員にも周知することが求められます。

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硫化鉄による火災事故はなぜ繰り返し起きるのか

消防庁は平成29年６月16日、消防危第135号「硫化鉄に係る火災事故防止対策の徹底について」を発出しました。
きっかけは、同年１月に和歌山県有田市の製油所で起きた火災でした。

（消防危第135号）今年１月、和歌山県有田市の製油所において、屋外貯蔵タンクの底板上に堆積したスラッジのクリーニング作業時に、スラッジ内の硫化鉄の酸化・発熱による自然発火が原因と考えられる火災事故が発生いたしました。近年、同様の硫化鉄の酸化・発熱が原因とされる火災事故が散見されており、憂慮される状況です。

硫化鉄は目に見えないところで少しずつたまっていきます。
製油所や油槽所では、原油やナフサなど硫黄分を含む危険物を長期間扱ううちに、タンクの底や熱交換器の内部に硫化鉄を含むスラッジやスケールが自然にできていきます。
平成25年から29年までの５年間だけでも７件の火災事故が確認されており、いずれも清掃や点検という通常の維持管理作業がきっかけでした。
事故の多くは、乾燥したスラッジやスケールが空気に触れた瞬間に発熱が始まり、周囲の可燃性蒸気に着火するという同じ経過をたどっています。
だからこそ、日頃の点検で「硫化鉄がどこにたまりやすいか」を把握しておくことが、事故を防ぐ第一歩になります。

スラッジの中に発火する物質があるなんて、これまで意識したことがありませんでした。

清掃や点検という日常の作業が事故のきっかけになります。
次はどの施設が対象になるかを見ましょう。

どの施設のどの作業が対象になるのか

硫化鉄は、どんな危険物施設でも起きるわけではありません。
過去の事故を見ると、施設と作業の組み合わせに共通点があります。

（消防危第135号）硫化鉄の発生する可能性のある製油所や油槽所等の危険物施設の関係者に周知徹底するなど、適切に指導されるようお願いいたします。（別添１　事故事例より）製造所（水添脱硫装置・接触分解装置・改質装置）、一般取扱所（精製装置）、屋外タンク貯蔵所（固定屋根式・浮き屋根式）において、スラッジのクリーニング、マンホールの開放、熱交換器のチューブバンドル清掃、精留塔の清掃・開放点検の際に発生。

（危険物の規制に関する政令第24条第５号／通則・現行）危険物のくず、かす等は、一日に一回以上当該危険物の性質に応じて安全な場所で廃棄その他適当な処置をすること。

対象は、硫黄分を含む危険物を長期間扱う施設の維持管理作業です。
過去の事故は製造所・一般取扱所・屋外タンク貯蔵所で起きており、いずれも原油・ナフサ・ガソリン・潤滑油・硫黄といった硫黄分を含む危険物を扱っていました。
作業の場面も共通していて、スラッジのクリーニング、マンホールの開放、熱交換器のチューブバンドル清掃、精留塔の清掃や開放点検など、いずれも定期修理・定期点検の一環でした。
危険物の規制に関する政令第24条第５号は、くずやかす等を安全な場所で適切に処置することを求めており、硫化鉄を含むスラッジの取り扱いもこの通則の対象になります。
次は、通達が具体的に何を求めているのかを見ていきます。

特別な設備の話ではなく、いつもの定期点検や清掃が対象になるんですね。

そのとおりです。
次は通達が求める具体的な対策を見ましょう。

通達は何を求めているのか

消防危第135号は、４つの留意事項を関係者に周知するよう求めています。
一つずつ確認しましょう。

（消防危第135号）１　硫化鉄は乾燥により発火しやすい状態となる可能性があり、この状態で大気と接触すると、酸化発熱が進み自然発火に至る危険性があること。２　スラッジ清掃時やマンホールの開放時など、硫化鉄が存在する部分が大気に触れる可能性がある場合には、作業前に当該部分を散水等により十分に湿潤させること。３　危険物の取扱工程又は設備等において硫化鉄が発生するおそれのある箇所を把握し、点検・維持管理の徹底を図ること。４　上記の留意事項について、協力会社員にも十分認識させること。

核心は、作業前の散水による湿潤化です。
第一に、硫化鉄は乾燥した状態で大気に触れると酸化発熱が進み自然発火に至ることを、まず関係者が理解している必要があります。
第二に、スラッジ清掃やマンホール開放など硫化鉄が大気に触れる可能性がある作業の前には、十分な散水によってあらかじめ湿らせておくことが求められます。
第三に、硫化鉄が発生しやすい箇所を日頃から把握し、点検・維持管理の中に組み込むこと、第四に、これらの留意事項を元請けだけでなく協力会社員にも周知することが求められています。
次は、この対策が徹底されなかった実際の事故から、見落としやすい点を確認します。

散水しておけばよいなら、そこまで難しい対策ではなさそうですね。

ただし、散水の質まで確認しないと防げなかった事故があります。
次は落とし穴を確認しましょう。

実務で見落としやすいのはどこか

「散水さえすればよい」という思い込みが、実際の事故を招いたケースがあります。
見落としやすい点は大きく２つです。

（消防危第135号　別添１　事故事例／平成26年８月・神奈川県・一般取扱所）定期修理のため停止中の精留塔のマンホール開放後、散水を行ったが散水ノズルの劣化により散水量、範囲が不足し、塔内に残存していた硫化鉄が空気と接触し発熱、周囲に堆積していた有機化合物に着火したもの。

１つ目は、散水したという事実だけでは足りない点です。
平成26年８月の神奈川県の事故では、実際に散水は行われていましたが、ノズルの劣化で散水量と範囲が不足し、硫化鉄が発熱する部分まで水が届いていませんでした。
２つ目は、協力会社員まで周知が届いていないと同じ事故が起こりうる点です。
消防危第135号があえて協力会社員への周知を項目に挙げているのは、実際の作業を行うのが元請けの社員とは限らないためで、作業手順書や安全教育の資料に落とし込まれていなければ、通達を読んだだけでは現場に伝わりません。
この通達は消防組織法第37条に基づく助言であり罰則を伴う義務ではありませんが、消防法第10条第４項が定める技術上の基準の維持義務を果たすための実務指針として位置づけて対応する必要があります。
次は、明日から確認すべき具体的な手順をまとめます。

散水はしていても、ノズルの状態までは確認していませんでした。

量と範囲まで含めて確認することが肝心です。
次は明日からの確認手順です。

明日から何を確認すればよいのか

最後に、施設の管理者が明日から確認しておきたい手順を整理します。
順番に進めれば、事故のリスクを大きく減らせます。

（危険物の規制に関する政令第24条第９号／通則・現行）危険物を貯蔵し、又は取り扱う場合においては、危険物の変質、異物の混入等により、当該危険物の危険性が増大しないように必要な措置を講ずること。

確認は、発生箇所の把握から始めます。
①自施設のタンク底部・熱交換器・精留塔など、硫化鉄が発生しやすい箇所を洗い出し、②スラッジ清掃やマンホール開放の前に行う散水の手順を、散水量・範囲・ノズルの点検を含めて文書化します。
そのうえで③協力会社員への周知を作業手順書や安全教育の記録に残し、④点検・維持管理の記録に硫化鉄への対応を反映させ、⑤発熱や異臭など異常を確認したときの対応フローをあらかじめ決めておきます。
危険物の規制に関する政令第24条第９号が求める「危険性が増大しないための措置」は、硫化鉄を含むスラッジの管理にもそのまま当てはまります。
特別な設備投資をせずに始められる対策なので、次の定期点検の前に確認しておきましょう。

次の定期点検の前に、発生しやすい箇所と散水の手順を確認しておきます。

それが一番の近道です。
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