共通フランジ締結認定制度による施工品質改善の取り組み

割合（％）

1. はじめに石油・石油化学工場の操業において、地域社会の一員とバルカー技術誌

Winter 2021
No.40

して安心かつ高品質な製品を安定供給するには、設備の適切な維持管理が不可欠である。
取り扱う流体は気体・液体・固体問わず多岐にわたるが、それらの一部には可燃性・引火性・爆発性、あるいは人体・環境への毒性を有するものも含まれるため、フランジ締結部の不具合から生じる漏洩は絶対に避けなければならない。
一方、工場内には何十万箇所ものフランジ締結部が存在

出典：経済産業省「高圧ガス関係事故集計」

Figure1 フランジ締結起因災害の件数・割合

し、日常点検において不具合の早期検知に努めているが、フランジ締結時の適切な締付管理によって、将来的な漏洩災害を防止しなければならない。

近年、フランジ締結起因トラブルが増加している要因としては、「資格制度」と「産業構造」の問題が考えられる。

しかしながら、現実的には国内における「フランジ締結起

前者は、フランジ締結作業に関して、公的な資格制度が因」の災害・事故は、増加傾向にある。Table1 及びFigure1

なく、施工者内の技術伝承に依存しているという課題があに示す通り、設備の維持管理の不良による災害・事故の総る。例えば、溶接作業、非破壊検査作業、玉掛け作業、足件数は年々増加しており、その構成要因として、30 % 強を占場作業、酸欠作業など、工場での危険かつ重要な作業につめる「フランジ締結起因」の災害・事故については、件数・割いてはいずれも公的資格制度があり、座学教育・実技講習合ともに増加し、近年は、高止まりの傾向にある。など知識・技能を体系的に得る仕組みがある。しかしながら、フランジ締結作業は重要な作業であるにも関わらず公的資

Table1
西暦

設備の維持管理の不良による災害件数

腐食管理 フランジ 検査管理
容器管理
点検不良
不足
締結起因
不良
不良

格制度はなく、現状、知識・技能の有無に関わらず、誰で計あっても実施可能な作業となっている。
後者については、国内建設業に従事する就業者数自体

2018 年

12195183413281

2017 年

11393293072722016 年

109102204110282

2015 年

9360311721222

配管従事者の年齢構成は、55 歳以上の割合が 3 割を占め2014 年

7855191116179ていることから、これまでその知識・経験に依存してきたベテ

2013 年

8056281620200

ランが近い将来急減することが不可避な状況となっている。

2012 年

6559658112082011 年

676666820227

出典：経済産業省「高圧ガス関係事故集計」

3が年々減少傾向にあり、かつ高齢化していることが問題となっている。Figure2に示す通り、建設業就業者数は、この20 年間で約 3 割減少している。また、Figure3に示す通り、以上の状況を踏まえ、特に若手作業員、外国人作業員、スポット作業員の安全確保と施工品質向上のためにフランジ締結教育体系の構築が急務である。

カスタマー・ソリューション《 共 著 》

本報では、2020 年 3月実施の定修においてテスト導入した
川崎製油所におけるフランジ締結認定制度の概要・結果・効果検証について記載した。

2. フランジ締結認定制度の概要
フランジ締結の品質向上のためにはフランジを締結する作業者の技量（スキル）とその作業を指示する監督者の知識が重要である。そのため、フランジ締結認定制度では「技量教育（実技）」と「知識教育（座学）」の2 つの教育軸を作り、教育内容を統一し、教育水準の共通化を行うことで効率的に
出典：国土交通省「建設業及び建設工事従事者の現状」

建設業就業者数の推移

また、認定された監督者・作業者には認定証を発行し、他の事業所においてフランジ締結作業を行う場合は、認定証の提示だけで作業が可能となり、重複した教育が不要となることで効率化が可能となる。
2-1）技量教育（実技）の技量を理解してもらうことを目的としている。これまでは、監督者からの経験に基づく指導等により感覚をつかむ教育であったが、ボルティングシミュレーター（Figure4）を作業者自身が体感することにより、定量的に技能レベルを確認すること

出典：総務省統計局「国勢調査抽出詳細集計」

Figure3

配管従事者の年齢構成が出来る。本シミュレーターにより、定性的であった技量を定量的に評価することが可能となる。
本シミュレーターは、「ガスケットに十分な締付力を与えていENEOS ㈱水島製油所では、2019 年 4月1日より、近隣コる」「各ボルトの締付軸力にバラつきがない」「ガスケットに不ンビナート各社と「水島フランジ締結委員会」（Table2）を立均一な潰れを起こしていない」などを判断基準としている。

ち上げ、地域共通のフランジ締結認定制度を構築しており、効率的かつ効果的に運用されている。水島の教育体系・認定制度を踏襲する形で同川崎製油所及び根岸製油所においても共通認定制度を導入すべく、レイズネクスト㈱、㈱バルカーと京浜地区フランジ締結連絡会を発足し、2020 年度の定期修理工事（以下「定修」）にてテスト導入し、共通認定制度構築の検討を進めている。
Table2・旭化成株式会社

水島フランジ締結委員会構成事業所
製造統括本部・日本ゼオン株式会社

水島製造所

水島工場

・三菱ガス化学株式会社

水島工場
（MGC）

・三菱ケミカル株式会社

岡山事業所
（MCC）

・ENEOS 株式会社

水島製油所

Winter 2021

技量教育は、フランジ締結時のフランジ挙動を学び、自身バルカー技術誌

Figure2教育が行える体系とした。

Figure4 ボルティングシミュレーター
4No.40共通フランジ締結認定制度による施工品質改善の取り組み

3-2）教育受講者へのヒアリング結果

2-2）知識教育（座学）
知識教育は、2018 年 9月に発行されたHPI TR Z110（フレベルⅢ教育受講者からは、フランジ締結に対する意識がランジ締結作業トレーニング指針）を基に作成された、水島フ向上したという回答が 9 割、講習内容が現場作業に活かせランジ締結委員会における教育資料を活用した。また、同委るという回答が 8 割と、全体的に良好な結果であった。また、員会と同様に教育レベルを4 段階に設定（Table3）し、レベル教育講師向けの講習内容が、初めて知った内容があるといごとに教育項目と教育対象者を明確にすることで効率的な教う回答が6 割あり、改めて学習する機会としても効果的である育体系とした。

ことが分かった。

Table3 フランジ締結認定制度の知識教育レベル分け
教育レベル
レベルⅣ
レベルⅢ

バルカー技術誌

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No.40

対象者

教育講師

レベルⅠ教育受講者からは、集合教育内容が分かりやすかったとの回答が 7 割、実技認定の方法が良かったとの回

教育項目

教育時間

HPI TR Z110“管理者”
準拠

4hr

分かり易く、短時間で実施できたことが良かった」などの意見

HPI TR Z110“作業者”
準拠

2hrをいただいた。

レベルⅡ

監督・棒心ENEOS 基準（座学＋実技）

1hr

レベルⅠ

作業員

ENEOS 基準
（実技）5-20min

答が 8 割であった。
「フランジ締結時の各ボルトの軸力変化が3-3）作業員の技量分析結果
ボルティングシミュレーターを用いて、作業員の技量を分析した。本シミュレーターは、締結過程のログが残るため、作

3. 取り組みの効果
3-1）制度運用の概要

業員の締結における癖（締付過剰、締付不足、片締め）を確認することが可能である。そのため、その癖に対する適切なアドバイスが可能となり、効率的なスキルアップにつながる。

2019 年 11月、川崎製油所において、レベルⅢ教育を実施

今回の作業員の技量を分析した結果、締付不足よりも締した（受講人数：17 名）。レベルⅢ教育とは、教育講師を認付過剰の割合が高く、約 2 倍程度であった。更に締付過剰定するものであり、教育項目は、HPI TR Z110に基づき、座を分析した結果、全体的に締付過剰よりも一部のボルトが締学教育を実施した（教育時間：2 時間）。

付過剰である割合が高い結果であった。これは作業体勢に教育内容は「締結体としてのガスケット・ボルト締付管理」

よりボルト間の軸力に差異が発生していると考える。また、片「締付荷重・目標トルク設定と手順」「耐圧気密試験」「締結締め（フランジ面間のばらつきが大きい）については、初期段体の開放」「トラブル事例」などとなる。

階のセッティングの重要性と締付手順を適切に行う必要があ

また、技量教育（実技）として、ボルティングシミュレーターると考える。

を用いて、JIS B 2251に準拠した「締付手順の講習」、フランジ締結における注意事項として、弾性相互作用や片締めの原因と対策について、実技前講習を行ったうえで各自の技量（合否）を判定した。
その後、川崎製油所の定修（2020 年 3月）において、本制3-4）総合気密試験における教育効果の検証
定修の最終盤においては、機器・配管フランジなどの開放箇所や、その他装置全体の健全性確認を目的として、系内に窒素を導入して総合気密試験を行う。具体的には、窒素度のテスト運用を開始した。静機器工事におけるフランジ作導入・昇圧後に各フランジなどの開放箇所の窒素漏洩有無業に従事する監督、作業員全員を対象として、レベルⅠ教育をソープテストにて確認し、漏洩を検知した場合は、フランジを実施した（受講人数：411 名）。
この教育は、上記レベルⅢ認増締めを行う。増締めしても漏洩が停止しない場合は、系内定を取得した講師が下記の流れに基づき教育を実施した。の窒素を一度脱圧し、フランジ再開放・ガスケット面整備・ガ

この教育の流れとしては、最初に集合教育（10～20 分程スケット交換を行ったのち、再昇圧試験を行う。

度）
にて「対角締め / 周回締めを実施した時のフランジ挙動」

教育効果の検証としては、「フランジ締結起因の再昇圧系「セットアップの重要性」「弾性相互作用・片締めの説明」など

統数」を調査し、前回、2016 年度定修での再昇圧実績と比の説明を行う。そのうえで各作業員は、ボルティングシミュ較をした。Table4に示す通り、前回実績と比べ、再昇圧系レーターを用いて各自の技量を評価し合否を判定した。合格

統数を約半分に削減することが出来、一定の教育効果が認者には、認定証を発行し、現場でのフランジ締結作業を行うめられたとともに、作業工数や工程延長リスクを低減することことが可能となる。

が出来た。

5

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4. まとめと今後の展望

Table4 フランジ締結起因の再昇圧系統数調査
再昇圧系統数総合気密試験
系統数2020 年度定修

307

62016 年度定修（前回同規模定修実積）

112020 年度定修
仕切箇所数4-1）
まとめ（参考値）

・フランジ締結認定制度により教育の共通化が可能となるた

4520

め、ユーザー及び施工者ごとの重複した教育が不要となる。

次に、再昇圧に至る要因となった漏洩フランジ（6 系統中のフランジ14 箇所）について、フランジ・ガスケット仕様、漏洩・ボルティングシミュレーターを用いることで技量の定量的評原因、現場レイアウトなどを調査した結果をTable5に示す。

価が可能となることと締結過程のログにより作業員への適漏洩原因の主たるものは、以下 2 点であることが分かった。

切な指導が可能となる。
・制度運用
（レベルⅢ、レベルⅠ）による受講者へのヒアリング・フランジ開放時、フランジ間クリアランスが確保出来ない

結果は、「講習内容が分かりやすく」「フランジ締結に関する意識向上」「現場作業に活かせる」という良好な結果で・障害物などにより締付レイアウトが悪く、片締めとなった。

あった。
・総合気密試験において、前回（2016 年）定修と比較して、再昇圧系統数を削減することが出来た。

これらの原因への対策としては、適切な作業が実施出来るように作業要領・教育内容の見直しを行うことで再昇圧試験ゼロに向けた取り組みを継続する。

系統
No.

サイズ
（B） クラス（ポンド）

再昇圧要因フランジの詳細調査

常用圧力（MPa）

フランジ
漏洩原因

フランジ
向き

締付
レイアウト

フランジ間
クリアランス

11/2

300

3.35

片締め

縦不良

あり

18ー

3.35

ガスケット面清掃不良

横不良

あり

11/2

300

3.35

片締め

縦不良

あり

18ー

3.35

ガスケット面清掃不良

横不良

あり

6600

3.35

RJT 擦り合わせ不良

横良好

なし

18ー

2.3

ガスケット面の経年使用によるすわり悪化

縦良好

あり

6300

1.48

ガスケット面清掃不良

横良好

なし

6300

1.48

ガスケット面清掃不良

横良好

なし

8300

1.48

ガスケット面清掃不良

横良好なし

61500.42

ガスケット面清掃不良

縦良好なし

121500.42

ガスケット面清掃不良

縦不良なし

11/2

1500.42

片締め

縦不良

なし

5181501.08

ガスケット面清掃不良

縦不良

なし

613000.35

片締め

横不良

あり

1234

Winter 2021

Table5

バルカー技術誌

配管レイアウトであったため、ガスケット面の清掃が不良となった。

No.40

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共通フランジ締結認定制度による施工品質改善の取り組み

4-2）今後の展望業者融通を効率的に運用することが可能となるが、作業者ENEOS（株）
では、今後全製油所においてフランジ締結認定及びボルティングシミュレーター導入による教育の体系化

技能データの一元管理や管理者等、課題も多い。
将来の日本のフランジ締結起因のトラブルをゼロにすることを目標として、本取り組みへの協力を継続していく。

を計画している。
企業単独でなく国内共通の認定制度を構築することで作

古賀 洋介

バルカー技術誌

ENEOS 株式会社
川崎製油所
定修計画グループ

Winter 2021
No.40

7

坂井 重夫
株式会社バルカー
H＆S 営業本部