オフショア施設は、地球上で最も過酷な環境に直面しており、たった一つのケーブルグランドの故障が、大惨事の火災、爆発、または完全なシステム停止の引き金となることがあります。炭化水素の蒸気、極端な天候、石油・ガス操業における火災の絶え間ない脅威に対処するには、従来のケーブルグランドでは不十分です。
デルージ・プロテクション(DTS01)は、海上危険区域のケーブルグランドに自動水噴霧防護を提供する特殊な消火システムであり、以下の条件を満たしています。 DNV GL1 そして API2 爆発性雰囲気における安全性向上のための規格。 このシステムは火災緊急時に作動し、機器を冷却し、ケーブル貫通部からの火炎伝播を防止する。
私は、北海、中東、アジア太平洋地域の主要なオフショア・オペレーターと仕事をしてきた経験から、適切な防浸対策が、事故の収束とプラットフォーム全体の緊急事態の分かれ目になることを目の当たりにしてきました。この重要な安全システムについて、すべてのオフショアエンジニアが知っておくべきことをお話ししましょう。
目次
- DTS01デルージ・プロテクション・システムとは？
- なぜオフショア・ケーブル・グランドには特別な保護が必要なのか？
- ケーブル・グランドの浸水保護機能とは？
- 主要な設計要件とは？
- 適合ケーブルグランドの選び方
- ケーブルグランドの浸水保護に関するFAQ
DTS01デルージ・プロテクション・システムとは？
DTS01（デルージ・タイプ・システム01）は、特に海洋設備用に設計された自動消火システムで、危険区域の電気機器やケーブル貫通部に大量の水噴霧による防護を提供します。
このシステムは、オフショアのリスク管理における重要な安全バリアであり、従来の消火方法では不十分であることが判明した最も厳しい海洋環境で作動するように設計されている。
コア・システム・コンポーネント
検出ネットワーク： 高度な熱・炎検知システムは、危険区域を継続的に監視します。これらには通常以下が含まれます。 リニア熱探知ケーブル3, UV/IR炎検出器4と温度センサーは、ケーブルグランド周辺に戦略的に配置されている。
配水： 大容量ポンプは、耐腐食性の配管ネットワークを通じて海水を供給します。システムは一定の圧力と流量を維持し、保護エリア1平方メートルあたり毎分10～20リットルを供給することができます。
活性化のメカニズム： 自動起動は冗長制御システムを通じて行われ、通常、誤報を防ぐために複数の検知ポイントからの確認が必要である一方、真の緊急時には迅速な対応を保証する。
排水システム： 効果的な排水は、電気機器を損傷させたり、システム運転中に新たな危険を生じさせたりする可能性のある水の蓄積を防ぎます。
ペルシャ湾の主要石油プラットフォームで安全管理者を務めるハッサンと仕事をしたことを覚えている。彼の施設では、ケーブル接続部で小さな電気火災が発生しました。DTS01システムは45秒以内に作動し、隣接する炭化水素処理設備に延焼する前に火災を食い止めた。この保護がなければ、事故はプラットフォームの避難を必要とする重大な緊急事態に発展していた可能性があります。
規制の枠組み
DNV GL規格： システムは、防火システムについてはDNV-OS-D301、リスクベースの検査計画についてはDNV-RP-G101に準拠しなければならない。
API要件： API RP 14Cは、防浸設計基準および性能基準を含むオフショア安全システムのガイドラインを提供している。
国際基準： について IEC 618925 シリーズは、移動式および固定式オフショア装置の電気設備を対象としており、ケーブルシステムの保護要件を規定している。
なぜオフショア・ケーブル・グランドには特別な保護が必要なのか？
オフショアケーブルグランドは、炭化水素蒸気への暴露、極端な気象条件、狭い空間での急速な延焼の可能性など、独特の危険に直面しており、作業員の安全と資産保護のために特殊な保護システムが不可欠となっています。
オフショア環境は、些細な電気障害を大災害に変える可能性のある条件のパーフェクト・ストームを作り出す。これらのリスクを理解することは、適切な保護システムを設計する上で極めて重要です。
オフショア特有の危険
| ハザード・タイプ | リスクレベル | 潜在的な影響 | 保護要件 |
|---|---|---|---|
| 炭化水素蒸気 | エクストリーム | 爆発、引火 | 定格外設備＋デリュージュ |
| 塩水噴霧腐食 | 高い | シール劣化、アーク放電 | ステンレス＋保護コーティング |
| 異常気象 | 高い | 物理的損害、洪水 | 強化されたIP等級＋構造的保護 |
| 閉鎖空間 | ミディアム | 急速な延焼 | アクティブ・サプレッション・システム |
炭化水素環境： 石油・ガスプラットフォームには、多くの可燃性蒸気の発生源があります。損傷したケーブルグランドからの単純な電気アークがこれらの蒸気に引火し、フラッシュ火災や爆発を引き起こす可能性があります。デリュージュ保護は、即時の冷却と蒸気抑制を提供します。
腐食性雰囲気： 塩水噴霧は金属部品の腐食を促進し、防爆エンクロージャーやケーブルグランドシーリングシステムを危険にさらす可能性があります。腐食と電気的欠陥の組み合わせは、火災リスクを著しく高めます。
天候の極端さ： オフショア施設は、ハリケーン、極端な温度、巨大な波に直面しています。これらの状況は、ケーブルグランドを損傷し、湿気の侵入口や潜在的な発火源を作る可能性があります。
エスケープルートの制限： 陸上施設とは異なり、オフショアプラットフォームの避難方法は限られている。消火システムは、要員が閉じ込められるのを防ぐために、事故を迅速に封じ込めなければならない。
火災伝播のリスク
ケーブル・グランドは、火災がコンパートメント間で広がる可能性のある重要な貫通ポイントです。適切な保護がなければ、ある区域で発生した火災がケーブル・ルートを通じて急速に伝播し、プラットフォームの消火能力を圧倒する可能性がある。
北海のオペレーターのプロジェクトマネージャーであるデイビッド氏は、彼らのリスクアセスメントで、ケーブル貫通部が彼らのプラットフォームで最もリスクの高い火災伝播経路であることが特定されたことを紹介しました。すべての主要なケーブルグランドにDTS01プロテクションを実装することで、計算上の火災リスクを60%以上低減し、規制当局とのセーフティケースを大幅に改善することができました。
ケーブル・グランドの浸水保護機能とは？
浸水防止システムは、戦略的に配置されたスプレーノズル、検出ネットワーク、および排水システムを通じてケーブルグランド設備と統合され、電気システムの完全性を維持しながら包括的な火災抑制を提供します。
この統合には、防火技術者、電気設計者、ケーブルグランド製造業者の間で、緊急時の条件下で最適な性能を確保するための入念な調整が必要である。
システム統合設計
スプレーパターンの最適化： デルージノズルは、繊細な機器を損傷する可能性のある過度の水圧を発生させることなく、ケーブルグランド部分に均一な散水範囲を提供するように配置されています。一般的な噴霧速度は、火災リスク評価に応じて10～20 L/min/m²です。
検出ゾーンマッピング： 熱検知器と炎検知器は、戦略的に配置され、通常の運転熱源からの誤報を避けながら、早期警告を提供します。リニア熱検知ケーブルは、多くの場合、包括的なカバレッジのためのケーブルトレイルートに沿って実行されます。
電気的保護： ケーブルグランドと関連する電気機器は、浸水作動中も機能を維持しなければならない。このため、連続的な水への暴露に耐えることができる、より強化されたシーリング（最低IP68）と耐腐食性材料が必要です。
アクティベーション・シークエンス
検出段階： 誤作動を防ぐため、複数のセンサーで火災状態を確認する必要がある。一般的な確認時間は、検知システムの構成によって15～45秒です。
プレアクティベーション： 警告アラームが鳴り、水使用中の電気的危険を防ぐため、必要でない電気系統が自動的に停止することがある。
デリュージュ発動： ケーブルグランド部および周辺機器を対象に、大量の水噴霧を開始する。有資格者が手動でリセットするまで、システムは運転を維持します。
事件後 排水システムは、潜在的な再着火シナリオに対する保護を維持しながら、蓄積した水を除去する。
パフォーマンス・モニタリング
最新のDTS01システムには、システム圧力、流量、バルブ位置、検出器の状態を追跡する包括的なモニタリング機能が搭載されています。この継続的なモニタリングにより、システムの即応性を確保し、メンテナンスの必要性を早期に警告します。
主要な設計要件とは？
DTS01の設計要件には、給水能力、噴霧範囲パターン、検出感度、排水の適切さ、材料の適合性などが含まれるが、これらはすべて、緊急起動時の電気システムの機能を維持するためのものである。
適切な設計には、防火効果と電気システムの信頼性のバランスを取り、治療法が病気より悪くならないようにすることが必要です。
給水仕様
流量要件： 一般区域では最低10 L/min/m²、複数のケーブル貫通部または炭化水素処理装置を含む危険度の高い区域では20 L/min/m²まで増加。
圧力基準： 効果的な液滴形成と噴霧範囲を確保するため、システムはスプレーノズルの圧力を 7 ～ 10 bar に維持する必要があります。圧力変動は、保護区域全体で±10%を超えてはならない。
デュレーション能力： システムは最低30分間連続運転しなければならないが、再着火の可能性を考慮し、多くの設備は60分以上運転するように設計されている。
水質： 海水システムは、腐食防止剤とノズルの詰まりを防ぐためのろ過が必要です。淡水システムは機器の互換性が高いが、貯蔵容量が大きくなる。
カバレッジと検出基準
| パラメータ | 最低条件 | 推奨プラクティス | 重要なアプリケーション |
|---|---|---|---|
| スプレーカバレッジ | 保護地域の100% | オーバーラップゾーン付き110% | 120% リダンダントノズル付き |
| 検出レスポンス | 最大60秒 | 標準30秒 | ハイリスクは15秒 |
| 水滴の大きさ | 直径1～3mm | 1.5～2.5mmが最適 | 蒸気抑制用ファインミスト |
| 排水能力 | スプレー率150% | 200% サージ容量付き | 250% 狭い場所用 |
検出感度： システムは、溶接、高温作業、機器操作による誤報を避けながら、確実に火災を検知しなければなりません。熱、炎、煙センサーを使用した多基準検出は、最適な信頼性を提供します。
環境適合性： すべてのコンポーネントは、塩水噴霧、温度サイクル（-20℃〜＋60℃）、振動、悪天候時の浸水の可能性など、オフショアの条件下で確実に機能しなければならない。
素材と建設基準
耐食性： すべての接液部品は、316Lステンレス鋼または同等の耐食性材料を使用しなければならない。保護コーティングは材料の選択を補うことはできるが、適切な材料仕様に取って代わることはできない。
電気的互換性： ケーブルグランドと電気機器は、浸水作動中および作動後もIP68の密閉性を維持する必要があります。強化されたガスケット材料と排水規定が不可欠です。
構造設計： 配管と支持システムは、システムの完全性を維持しながら、プラットフォームの動き、熱サイクル、保守作業による潜在的な影響に耐えなければならない。
適合ケーブルグランドの選び方
適合するケーブルグランドは、強化されたシーリング（IP68）、耐腐食性、および構造的完全性を提供すると同時に、避難システムの起動時および長期的な水への暴露時に電気的性能を維持する必要があります。
選定には、通常の運用要件と、洪水作動時に発生する緊急事態の両方を理解する必要がある。
強化されたシーリング要件
IP定格規格： IP68は許容可能な最小定格ですが、特定の試験条件が非常に重要です。一時的な浸漬ではなく、連続的な浸漬でIP68に試験されたグランドを探してください。
シール材の選択： 標準的なNBRシールは連続的な水への暴露で劣化する可能性があります。EPDMまたはシリコンシールは耐水性と温度安定性に優れ、水害から保護されます。
複数のシールバリア： プレミアム・グランドは、長時間の水への暴露中に冗長性を提供するために、複数のシール段階を組み込んでいます。これには通常、ケーブルエントリーシール、スレッドシール、内部バリアシールが含まれます。
素材適合性
ボディ素材： ステンレススチール316Lは、海洋浸水環境に最適な耐食性を提供します。真鍮は淡水システムでは使用可能ですが、海水にさらされる場合は保護コーティングが必要です。
ハードウェアの仕様： ボルト、ナット、ワッシャーはすべて、船舶用ステンレス鋼または超二相鋼を使用しなければならない。標準的な炭素鋼製の金具は、大洪水で保護された環境では急速に破損する。
電気的連続性： 防爆構造では、グランドアセンブリを通して継続的な電気接合が必要です。潜在的な腐食やコーティングの損傷にもかかわらず、すべてのコンポーネントが導電性を維持するようにしてください。
パフォーマンス検証
サウジアラビアの石油化学施設の担当者であるハッサンは、最初に選定したケーブルグランドがわずか6ヶ月の浸水試験で故障したことから、適切な試験の重要性を学びました。そのシールは、高温の砂漠条件と低温の浸水との間の熱サイクルに対応できなかったのです。私たちは、-40℃～+150℃に対応するEPDMシールのグランドを提供し、3年以上にわたって四半期ごとの浸水試験で完璧な性能を発揮しています。
工場テスト： 評判の高いメーカーは、IP定格の検証、耐食性試験、熱サイクル性能データなど、包括的な試験証明書を提供しています。
現場検証： 設置には、システムの試運転前に圧力試験とシールの完全性検証を含めるべきである。定期的な検査スケジュールは、侵食性の高い浸水環境を考慮に入れなければならない。
結論
デルージ・プロテクション（DTS01）は、海上ケーブルグランド設置のための重要な安全システムであり、従来の保護方法では不十分であることが判明した危険な環境において、必要不可欠な火災抑制能力を提供する。成功には、検知システム、配水ネットワーク、緊急起動時に完全性を維持できる特別設計のケーブルグランドを慎重に統合する必要があります。
効果的な溶断保護への鍵は、オフショア環境特有の課題を理解し、これらの厳しい条件に合わせて特別に設計されたコンポーネントを選択することにあります。Beptoの海洋定格ケーブルグランドには、強化されたシーリングシステム、耐腐食性材料、実証済みの設計が組み込まれており、溶断システムの運用を通じて信頼性を維持します。適切な仕様と設置により、これらのシステムはオフショアの安全と規制遵守に不可欠な堅牢な保護を提供します。
ケーブルグランドの浸水保護に関するFAQ
Q: ケーブルグランドに必要なIP等級は何ですか？
A: ケーブルグランドは、特に一時的な浸漬ではなく、連続的な浸漬のためにテストされ、浸水アプリケーションのための最小IP68定格を必要とします。EPDMまたはシリコーンガスケットによる強化シーリングは、最適な長期性能を提供します。
Q: 浸水保護されたケーブル・グランドは、どれくらいの頻度で点検する必要がありますか？
A: シールの完全性検証を含む年次詳細点検を行う。シールは3～5年ごと、または試験中に劣化が確認された場合は直ちに交換する。
Q: 標準的な防爆ケーブルグランドは、デリュージュシステムで使用できますか？
A: 標準的なEx定格のグランドは、大洪水環境に十分な耐水性を提供しない場合があります。信頼性の高い水難対応には、シーリングが強化され、耐腐食性材料が使用された海洋グレードの防爆グランドを指定してください。
Q: 浸水防止区域のケーブルグランドには、どのような素材が最適ですか？
A: ステンレス鋼316Lは、海水浸出システムに最適な耐食性を提供します。すべてのハードウェアは船舶用ステンレス鋼でなければならず、シールは温度と耐水性のためにEPDMまたはシリコンでなければならない。
Q: ケーブル・グランドの電気的性能にどのような影響がありますか？
A: 適切に指定されたグランドは、強化されたシーリングと排水設計により、非常時の電気的完全性を維持します。ただし、システム停止後に排水が完了するまで、一時的な性能低下が発生する場合があります。
