防爆規格を満たす計測端末を試作し産業プラント内での使用を安全に実現

防爆規格を満たす計測端末の重要性

現代の産業プラントにおいて、安全性は最も重要な要素の一つに挙げられます。
特に、可燃性ガスや粉塵が存在する環境では、防爆規格を満たした機器の導入が求められます。
その中で、計測端末も例外ではなく、安全な計測を可能にするための防爆設計が必要です。

防爆規格を満たす計測端末の開発は、爆発のリスクを最小限に抑えるだけでなく、プラント全体の運用効率を向上させる要素となります。
この記事では、防爆規格の基本から防爆計測端末の試作と導入に関する実践的なアプローチまでを詳しく解説します。

防爆規格の基本

防爆規格とは、爆発の危険性がある環境での安全作業を確保するため、機器やシステムに求められる基準を定めた規格です。
代表的な防爆規格には、国際化標準である「IECEx」、欧州規格の「ATEX」、そしてアメリカ規格の「FM」などがあります。

各規格には、ガスや粉塵の危険性に応じたゾーン及び分類が設けられており、それに対応した防爆構造や性能が求められます。
防爆設計には、爆発源を封じ込める「耐爆構造」や、着火源を制御する「本質安全構造」などがあります。
計測端末を防爆設計する際は、使用する環境の特性を考慮し、最適な防爆構造を選択することが重要です。

耐爆構造の技術

耐爆構造は、内部での爆発を外に漏らさないように設計されています。
例えば、頑丈な金属製のケースによって装置を包むことにより、爆発の圧力を外部に影響させないようにします。
耐爆構造は特にガスが発生する工場では広く適用される防爆手法です。

本質安全構造の有用性

本質安全構造は、機器が引火源とならないように電気エネルギーを制御する仕組みです。
電流や電圧を制限する回路を導入することで、予期せぬ火花の発生を防ぎます。
この構造は、特に可燃物が存在する可能性の高いプロセス産業において、安全性を確保するために非常に効果的です。

防爆計測端末の試作と開発プロセス

防爆計測端末を試作し、産業プラントに導入するには、詳細な開発プロセスと技術的な取り組みが必要です。
試作段階では、初期のコンセプト設計から始まり、プロトタイプの製作、試験、及び規格認証までの一連のステップが含まれます。

初期コンセプト設計

計測端末の防爆設計における初期コンセプト設計では、使用環境を考慮した基本的な仕様を定義します。
この段階で、どの防爆構造を採用するかを決定し、設計方針に沿った素材や電子部品を選定します。
設計チームは安全性と機能性を両立させるデザインを目指し、CADソフトウェアを駆使して設計図を策定します。

プロトタイプの製作とテスト

初期設計が完了したら、次にプロトタイプの製作に移ります。
このフェーズでは、設計図に基づき、試作品が実際の環境で想定通りに機能するかを検証します。
テスト段階では、耐圧試験や本質安全試験を行い、規格に定められた基準を満たしているか確認します。

規格認証の取得

試験をクリアしたプロトタイプは、次に各国の防爆規格に準拠した公式な認証を取得する段階に入ります。
これは、多くの場合、第三者機関による厳格な評価プロセスを経て達成されます。
認証の取得は、市場での信頼性を確立し、その後のプラント導入を円滑に進めるための重要なステップです。

防爆計測端末の産業プラントでの実装

防爆計測端末の試作が完了し、必要な認証を取得した後は、実際に産業プラントでの導入を進めます。
このプロセスでは、防爆計測端末を既存の工業システムに組み込むための周到な計画と検討が不可欠です。

導入計画と環境分析

計測端末の導入計画では、まずプラントの特定エリアにおける環境リスクを詳しく分析します。
その上で、適切な設置地点を選定し、システム全体への影響を考慮した設置手順を策定します。
防爆端末が他の機器とどのように連携するかを確認し、最適化を図ることが求められます。

継続的なメンテナンスと監視

導入後は定期的なメンテナンスと継続的な監視が欠かせません。
防爆機器はその特性上、耐久性が重要視されますが、環境変化や経年劣化による性能低下を避けるため、定期的な点検を実施します。
また、故障や異常を早期に発見するために、リモートでのモニタリングシステムを活用することも有効です。

まとめ

防爆規格を満たす計測端末は、産業プラントの安全性を飛躍的に向上させる不可欠な要素です。
これらの端末は、危険な環境で働く作業員の命を守り、プラント全体の稼働率や効率性を高めます。
今回紹介した防爆構造技術や開発プロセス、導入時の実践的なアプローチは、計測端末の導入を考えているバイヤーやサプライヤーにとって参考になるでしょう。
今後も技術の進化に伴い、安全で効率的なプラント運営のために、防爆計測端末の役割はさらに重要性を増していくことでしょう。