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2018.08

真空乾燥機へのトルエン投入はなぜ静電気で爆発したのか｜導電布シュートの接地と除去装置の基準を解説

工場の２階から１階の乾燥機へ、トルエンを含む液体をシュートで流し込んでいた作業中に、突然の爆発が起きました。
死傷者は出ませんでしたが、建物の１階と２階が破損するほどの被害になりました。
原因は、シュートに蓄積した静電気の火花でした。
消防庁がまとめた事故事例から、静電気除去装置がなぜ法律で義務付けられているのかを解説します

シュートで液体を流す作業なんて、うちの工場でも毎日やっています。
これも静電気で火がつくことがあるんでしょうか。

はい、トルエンのような第四類危険物を流すシュートは、まさに今回の事故の原因そのものです。
導電布シュートと接地装置の仕組みから見ていきましょう。

正直、シュートに静電気が溜まるなんて今まで考えたことがなかったです。
見た目はただの布の筒ですよね。

見た目は布でも、内部に金属の線を巻いて接地する構造になっているんです。
まずは平成29年に実際に起きた事故から見ていきましょう。

この記事の結論

トルエンを投入するシュートは、静電気が発生するおそれのある設備として政令第９条第18号の規制対象になります
導電布シュートは接地線で電気を地面へ逃がす構造になっていないと機能しません
平成29年には岡山県の工場で、トルエン投入中の静電気火花による爆発が実際に発生しました
同じ年には岩手県でも、経年劣化で導電性が落ちた布製シュートが原因の爆発が起きています
シュートの導通は目視では分からず、定期的な導通測定で確認する必要があります

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岡山県の工場でなぜ乾燥機への投入作業が爆発を起こしたのか

この事故は、消防庁がまとめた執務資料に実際の事例として記録されています。
どんな作業のどの瞬間に火花が生じたのかを見ていきます。

消防危第101号「平成29年中の危険物に係る事故に関する執務資料の送付について」（平成30年５月29日、消防庁危険物保安室長発出）別添「平成29年中の主な事故事例【火災・爆発】」　１月・岡山県・製造所　工場内１階に設置された真空乾燥機に、ステンレスシュート及び導電布シュートを介し、２階からトルエン等を含有する物品を投入中、発生した静電気により爆発現象が生じ、建物１階及び２階が破損したもの。

シュートの中を流れる液体は静電気を帯びます。
トルエンは第四類危険物（第一石油類）に分類される引火性の液体で、蒸気は空気より重く低い場所に溜まりやすい性質があります。
シュートの中を液体や粉体が流れると摩擦で静電気が発生し、金属部分や液面に電気が蓄積していきます。
除去されずに溜まった静電気が放電火花となり、周囲に漏れていたトルエンの蒸気に引火したと推定されています。
被害は損害見積額3,693万円、建物の１階と２階が破損するという大きなものでした。

まさか布の筒を流れるだけで、そんなに電気が溜まるとは思いませんでした。
うちの設備も同じ仕組みです。

液体や粉体が速く流れるほど、静電気は大きくなりやすいんです。
次は、どんな設備が対象になるのかを見てみましょう。

導電布シュートはどんな設備が対象になるのか

対象になるのは、トルエンのような燃えやすい液体やその蒸気を取り扱う設備です。
今回の事故でも、金属のシュートと布のシュートがつながれた状態で使われていました。 シュートは金属部分と布部分の両方に静電気が溜まります。
今回のステンレスシュートは金属なので導通があり、静電気は流れやすい構造です。
一方、下につながる導電布シュートは、生地そのものに導電性を持たせた特殊な布でできています。
どちらの部分も、静電気が発生するおそれのある設備として同じ規制の対象になります。
トルエンのように蒸気が空気より重い液体を扱う設備ほど、この対策の重要性が高くなります。

ステンレスのシュートと布のシュートをつないでいるのは、見たことがあります。
あれ、ただの繋ぎ目じゃなかったんですね。

金属部分と布部分の両方に静電気がたまるので、どちらも対策が必要なんです。
では、法律が実際に何を求めているのか見ていきましょう。

政令は静電気除去装置に何を求めているのか

法律は、具体的にどんな対策を求めているのでしょうか。
危険物の規制に関する政令に、はっきりと条文があります。

危険物の規制に関する政令（昭和三十四年政令第三百六号）第９条第１項第18号　危険物を取り扱うに当たつて静電気が発生するおそれのある設備には、当該設備に蓄積される静電気を有効に除去する装置を設けること。

条文が求めているのは、静電気を有効に除去する装置の設置です。
「有効に除去する」とは、たまった静電気を実際に地面へ逃がせる状態を指します。
具体的には、シュートに巻いた金属の線を接地極につなぎ、電気の通り道を作る方法が一般的です。
装置を取り付けただけでは条文の要求を満たしたとはいえず、実際に機能していることが重要です。
この「機能しているかどうか」を見落とした結果、別の事故も起きています。

除去装置って、具体的にどんな物を付ければいいんでしょうか。
うちの設備には何も付いていない気がします。

接地線を巻いて地面に逃がす仕組みが基本で、特別に複雑な装置ではありません。
ただ、落とし穴があるので次で説明します。

導電布シュートがあっても安心できないのはなぜか

除去装置を取り付けていても、安心できない理由があります。
同じ平成29年に、別の工場で起きた事故がそれを示しています。

消防危第101号「平成29年中の危険物に係る事故に関する執務資料の送付について」別添「平成29年中の主な事故事例【火災・爆発】」　６月・岩手県・一般取扱所　乾燥機に薬品と溶剤の混合物を投入中、経年劣化により導電性の低下した布製シュートを使用していたため、静電気火花が発生し、薬品に含有されていた酢酸エチルの可燃性蒸気に引火し爆発、窓ガラス等が破損し、布製シュートが焼損したもの。

布は使い続けるうちに、少しずつ導電性を失っていきます。
岩手県の事故では、経年劣化によって導電性が低下した布製シュートが、そのまま使われ続けていました。
外から見ても、布が破れていない限り劣化には気づきにくいという落とし穴があります。
接地線の導通が切れていれば、導電布であっても静電気は蓄積したままになります。
設置したときに基準を満たしていても、使い続ける中での確認が欠かせません。

装置が付いていれば、もう安心だと思っていました。
そうとは限らないんですね。

布も金属の線も、年月が経てば劣化していきます。
岩手県の事故も、まさにこの劣化が原因でした。

明日から現場で何を確認すればよいのか

明日から現場で確認したいことを整理します。
特別な工事ではなく、日常の点検でできることです。

危険物の規制に関する政令（昭和三十四年政令第三百六号）第24条第13号　可燃性の液体、可燃性の蒸気若しくは可燃性のガスがもれ、若しくは滞留するおそれのある場所又は可燃性の微粉が著しく浮遊するおそれのある場所では、電線と電気器具とを完全に接続し、かつ、火花を発する機械器具、工具、履物等を使用しないこと。

まず、シュートの接地線がどこにつながっているかを目で追って確認します。
次に、導通テスターや接地抵抗計で、実際に電気が流れることを数値で確認します。
布の表面にすり切れや破れがないかも、定期的な点検項目に加えます。
トルエンのような可燃性蒸気が滞留しやすい場所では、換気の状態も合わせて確認しましょう。
測定の結果は記録に残し、劣化の進み方を追えるようにしておくことが、次の事故を防ぐ一番の近道です。

つまり、見た目では劣化がわからないから、測定で確認するしかないんですね。
うちでも点検の予定を見直します。

はい、導通テスターでの測定を定期点検に組み込むことが、一番確実な方法です。
記録を残しておけば、劣化の進み方も追いやすくなります。