安全弁はどれくらいの頻度で点検する必要がありますか?完全なガイド

安全弁はどれくらいの頻度で点検する必要がありますか?

直接的な答えは次のとおりです。 ほとんどの安全弁は少なくとも 12 か月に 1 回検査する必要があります 、完全なテストとオーバーホールのサイクルは、用途、流体の種類、動作圧力、適用される規制基準に応じて 1 ～ 5 年になります。ただし、これは万能のルールではありません。高圧蒸気システム、化学処理プラント、海洋石油施設にはそれぞれ独自の検査間隔があり、正しいスケジュールに従わない場合は、致命的な機器の故障、規制上の罰則、または人命の損失につながる可能性があります。

安全弁 状況に応じて、圧力リリーフバルブ (PRV)、圧力安全バルブ (PSV)、またはリリーフバルブとも呼ばれる — は、あらゆる加圧システムにおいて最も重要なコンポーネントの 1 つです。その唯一の目的は、所定の設定圧力で開き、装置に損傷を与えたり人員に危険を及ぼす前に過剰な圧力を解放することです。開かない場合、その影響は配管の損傷から船舶の壊滅的な爆発に至るまで多岐にわたります。開封後に適切に閉められないと、コストのかかるプロセス損失が発生し、汚染のリスクが生じます。

したがって、検査頻度を適切に設定することは、簡単な管理作業ではありません。これは、プラントの安全管理、プロセスの完全性、および法的遵守の中核要素です。

安全弁の検査間隔を規定する業界標準

いくつかの主要な国際規格と規格は、安全弁をどのくらいの頻度でテストおよび検査する必要があるかについての枠組みを定義しています。自社の業務にどの規格が適用されるかを理解することが、検査プログラムを構築するための出発点となります。

API 510 および API 576

アメリカ石油協会の API 576 (圧力解放装置の検査) は、石油および石油化学産業における圧力リリーフバルブの検査に関して世界で最も広く参照されている規格です。 API 576 は固定間隔を義務付けるものではなく、代わりにリスクベースのフレームワークを提供します。検査間隔はバルブの履歴、使用状況、故障の結果に基づいて決定する必要があると記載されています。 API 576 に基づく業界慣行で参照される一般的な間隔は、次のとおりです。 クリーンで非腐食性のサービスは 5 年間 できるだけ頻繁に 汚れ、腐食性、または汚れたサービスの場合は、年に 1 回以下 .

API 510 (圧力容器検査規定) は、サービス環境と誤動作の履歴を考慮して、資格のある検査官またはプロセス安全技術者が決定したスケジュールに従って圧力解放装置を検査およびテストすることを要求することでこれを補完します。

ASME ボイラーおよび圧力容器コード (BPVC)

ASME BPVC セクション I (動力ボイラー) およびセクション VIII (圧力容器) では、ボイラーと圧力容器の安全弁を定期的にテストすることが求められています。発電ボイラーの場合、多くの管轄区域では 少なくとも年に1回の物理的なポップテスト 多くの場合、計画的な停止中に発生します。 ASME 規格では、一定期間使用されたバルブをベンチテストのために取り外すことも義務付けており、その間隔はほとんどの管轄区域で通常 5 年を超えないものとします。

OSHA PSM および EPA RMP 要件

米国では、OSHA のプロセス安全管理 (PSM) 規格 (29 CFR 1910.119) および EPA のリスク管理プログラム (RMP) の対象となる施設は、圧力軽減装置を含む機械的完全性プログラムを維持する必要があります。これらの規制では、文書化された検査およびテスト手順、すべての検査の書面による記録、および欠陥が見つかった場合の是正措置が求められています。規制では普遍的な間隔は指定されていませんが、雇用主はメーカーの推奨事項と適切なエンジニアリング慣行に基づいて間隔を設定する必要があります。実際には、これは通常、年に一度の目視検査と定期的な機能テストを意味します。

PED および EN ISO 4126 (欧州連合)

ヨーロッパでは、圧力機器指令 (PED 2014/68/EU) および関連規格 EN ISO 4126 が、圧力解放装置の設計および安全要件を管理しています。その後、EU 加盟国の国内規制により検査間隔が指定されます。たとえばドイツでは、BetrSichV (産業安全規則) により、通常、毎年、安全弁のテストが義務付けられています。 2年から5年 圧力クラスと流体カテゴリに応じて、ほとんどの産業環境で年に一度の目視検査が行われます。

アプリケーションの種類別の推奨検査間隔

単一の間隔が普遍的に適用されるわけではないため、以下の表は、主要なアプリケーション カテゴリ全体で推奨される、または一般的に実施される検査頻度をまとめたものです。

安全弁の検査が必要な頻度を決定する要因

検査の頻度は単独で決定されることはありません。圧力リリーフバルブの検査スケジュールを設定または調整するときは、さまざまな動作要因および環境要因を評価する必要があります。

サービス流体の特性

おそらく、システムを流れる流体の性質が、安全弁の劣化速度に最も大きな影響を及ぼします。液体は、清浄、汚れ、または腐食性として大まかに分類でき、カテゴリごとに異なる検査間隔が必要です。

• きれいな蒸気または不活性ガス: これらは最も寛容なサービスです。動作条件が安定している場合、バルブは完全なオーバーホールまでに最長 5 年間信頼性を維持できます。
• 腐食性の酸またはアルカリ: ディスク、シート、スプリングに対する化学的攻撃により、設定圧力の精度が 12 か月以内に大幅に低下する可能性があります。年に 1 回の機能テストが許容可能な最小頻度です。
• ダーティまたはポリマー化サービス: 固体を運ぶ流体や時間の経過とともに重合する流体は、「バルブシマー」または「シートロック」と呼ばれるバルブディスクのシートへの固着を引き起こし、必要なときにバルブが動作しなくなる可能性があります。これらの用途では、最も頻繁な検査間隔が必要で、場合によっては 3 ～ 6 か月ごとという短い間隔になります。
• 粘性流体または高温流体: これらは内部コンポーネントの摩耗を促進し、スプリング アセンブリに熱疲労を引き起こす可能性があります。

設定圧力に対する使用圧力

設定圧力付近で動作する安全弁では、完全なリリーフ圧力に達する前にディスクがわずかに持ち上がる「シマー」として知られる現象が発生します。この部分的な持ち上げが繰り返されると、シートの磨耗が発生し、漏れが発生し、バルブの効果的なシール能力が低下する可能性があります。 設定圧力の 90% 以上で動作するバルブ 70% 以下で稼働しているものよりも頻繁に検査する必要があります。一般的な推奨事項は、動作圧力を以下の値に維持することです。 スプリング式バルブの設定圧力の 90% 敏感な用途におけるパイロット操作のリリーフバルブの場合は 80% 以下です。

バルブの使用年数と過去の性能

検査履歴がきれいで、複数のテストサイクルにわたって設定圧力の読み取り値が一貫しているバルブでは、オーバーホールの間隔を長くすることが正当化される可能性があります。逆に、以前にポップテストに合格しなかった、シートで漏れがあった、または設定圧力の調整が必要だったバルブは、一般的なサービスカテゴリーに関係なく、より短い検査サイクルに置く必要があります。この歴史的なアプローチは、石油およびガス部門で広く使用されているリスクベース検査 (RBI) 手法の基礎です。

作動回数

安全弁が開閉するたびに、座面には機械的衝撃が加わります。高サイクルバルブ (プロセスの不安定性やサイズ超過により頻繁に開くバルブ) は、めったに作動しないバルブよりも大幅に早く摩耗します。開いたバルブ サービス期間内に10回以上 次のスケジュールされた間隔の前に、視覚的に検査し、機能的にテストする必要があります。

周囲および環境条件

湿気の多い環境、海洋環境、または高度に汚染された環境における屋外設置は、屋内設置よりも早く腐食します。直接降雨、塩水噴霧、または高湿度の雰囲気にさらされるバルブは、キャップベントの詰まり、本体の腐食、スプリングハウジングの完全性を確認するために、より頻繁に外部検査を行う必要があります。

安全弁検査の種類とそれぞれの内容

すべての検査の範囲が同じというわけではありません。検査活動には 4 つの異なるレベルがあり、それぞれ異なる目的を果たし、異なるレベルのスキルとリソースが必要となります。

レベル 1: 外観の目視検査

これは最も基本的で、最も頻繁に実行されるチェックです。バルブを使用から外す必要はありません。訓練を受けたオペレーターまたは検査員がバルブを目視で検査し、以下の点を検査します。

• シートを越えた漏れの兆候 (プロセス流体残留物、汚れ、結晶堆積物)
• バルブ本体およびボンネットの腐食、孔食、または機械的損傷
• ベントキャップとドレンホールの詰まりまたは損傷
• タンパーシールとロックピンが緩んでいるか欠落している
• 正しい設置方向と吐出配管状態
• エンジニアリング記録と一致する読みやすい銘板データ

目視検査は、ほとんどの産業用途では少なくとも年に一度、過酷なサービス環境では 3 ～ 6 か月ごとに実行する必要があります。

レベル 2: 現場での機能テスト

オンライン テストまたはフィールド テストとも呼ばれる現場テストでは、バルブをプロセス ラインから取り外すことなく、指定された設定圧力またはそれに近い圧力でバルブが開くことを検証します。これは通常、次の 2 つの方法のいずれかを使用して実行されます。

• 手動リフトテスト: リフトレバーを使用してバルブを部分的に開き、ディスクが自由に動くことを確認します。これは定性的なチェックのみであり、設定圧力の精度を検証するものではありません。
• 制御された圧力テスト: ポータブル試験装置 (HYTORK や Furmanite 試験ツールなど) を使用して、システムに接続したままバルブ入口に制御された圧力を加えます。実際の開口圧力が測定され、刻印された設定圧力と比較されます。

現場テストは、定量的なデータを生成しながら、バルブの取り外しに伴うコストとプロセスの中断を回避できるため、価値があります。ただし、内部腐食やシートの状態を詳細に評価することはできません。

レベル 3: ベンチテスト (ポップテスト)

ベンチテストでは、バルブを使用から外し、作業場またはバルブテスト施設に輸送する必要があります。バルブはテストスタンドに取り付けられ、開くまで加圧されます。実際の開放圧力、シートの気密性、再着座圧力はすべて測定され、記録されます。 ASME 規格では、開放圧力が刻印設定圧力の ±3% 以内であることが要求されています。 ほとんどのアプリケーションでは (70 psig を超える蒸気サービスでは ±2%)。

ベンチテストはバルブの性能を検証するための最も正確な方法であり、圧力容器やボイラーに対してほとんどの規制当局によって定期的に要求されています。また、検査官が内部コンポーネントを直接検査することもできます。

レベル 4: 完全な分解、検査、オーバーホール

完全なオーバーホールには、安全弁の完全な分解、すべての内部コンポーネントの検査、摩耗部品 (ディスク、ノズル シート、スプリング、シール、ガイド) の交換、再組み立て、および再取り付け前のベンチ テストが含まれます。これは最も包括的な形式の検査であり、通常は次のたびに必要となります。 3～5年 または、バルブが機能テストに不合格になったとき、プロセスの異常に巻き込まれたとき、または火災や重度の過圧力などの異常事態にさらされたときはいつでも。

完全なオーバーホール後、バルブは再認定され、改ざん防止ワイヤーシールで再封され、新しい設定圧力テストデータ、交換された部品、および作業を実行する技術者の身元で検査記録が更新される必要があります。

固定間隔の代替としてのリスクベース検査 (RBI)

一定の検査間隔 (たとえば、プラント内のすべての安全弁に対して 2 年ごと) を適用する従来のアプローチは、リスクベース検査 (RBI) に置き換えられることが増えています。 RBI は、故障の確率と故障の結果を組み合わせて、個々のバルブに最適な検査戦略を決定する方法論です。

RBI の下では、発電所の高圧蒸気ドラムを保護する安全弁は毎年検査される可能性がありますが、同じ施設内の低圧窒素パージ システムの安全弁は 5 年ごとの検査だけで済む場合があります。この的を絞ったアプローチにより、最もリスクの高い機器にリソースを集中させながら、不必要な保守コストを削減します。

API 581 (リスクベース検査テクノロジー) は、RBI を圧力軽減デバイスに適用するための詳細な方法論を提供します。 RBI プロセスの主な出力は、 需要率分析 - 一定期間内に安全弁が開くよう要求される頻度の推定値。需要率が高いバルブは、機能を維持していることを確認するためにより頻繁な検査が必要です。需要率が非常に低いバルブは、より長いインターバルの対象となる可能性がありますが、これは故障の影響も小さい場合に限られます。

多数の安全弁を備えた施設の場合、RBI により次のような結果が生じる可能性があります。 総検査作業量を 30% ～ 50% 削減 リスク分析が厳密に実施され、プロセス条件の変化に応じて最新の状態に保たれる限り、安全性を損なうことなく、固定間隔プログラムと比較して安全性を損なうことはありません。

安全弁の検査中に発見される一般的な故障モード

検査員が安全弁を検査するときに実際に何を発見するのかを理解することで、定期検査がなぜ重要であるのかがわかります。次の故障モードは、工業用検査プログラム全体で最も頻繁に文書化されています。

シート漏れ

シート漏れ（バルブが完全に閉じている場合でも、連続的に少量の流体が通過すること）は、ベンチテストで見つかる最も一般的な欠陥です。これは、煮沸、腐食、または固体粒子の衝突によって引き起こされるシート表面の損傷によって発生します。安全バルブの漏れはプロセスの損失を意味するだけでなく、時間の経過とともにディスクがさらに腐食し、シール能力が完全に失われる可能性があります。業界調査によると、 使用から外された安全弁の 25% から 40% に測定可能な弁座漏れがある 検査時。

圧力ドリフトの設定

熱サイクル、腐食、材料の疲労により、時間の経過とともにスプリングの張力が失われることがあります。これにより、実際の開口圧力がスタンプされた設定圧力よりも上下に変動します。設定圧力が 100 psi のバルブがドリフトして 80 psi で開くと、過圧に対する保護が不十分になります。逆に、バルブが上向きにドリフトして 115 psi で開くと、バルブが解放される前にシステムが潜在的に損傷を与える過圧力にさらされることになります。 設定圧力ドリフトは刻印値から 5% 以上 通常、スプリングの交換と再認定が必要です。

排出配管またはベントの詰まり

鳥の巣、氷の形成、破片の蓄積、または不適切なバルブの取り付けなどにより吐出配管が詰まると背圧が発生し、設定圧力でバルブが開かなくなる可能性があります。これは特に危険な故障モードです。目視検査ではバルブが完全に機能しているように見えても、実際には解放できない可能性があるためです。定期検査のたびに、排出配管の詰まり、過剰な背圧の可能性、正しい排水経路を検査する必要があります。

ディスクまたはノズルの腐食

湿った蒸気、酸の使用、または塩化物を含む環境では、ディスクとノズルの座面の内部腐食が重大な問題になります。これらの精密機械加工された表面に孔食が発生すると、バルブが解放後の確実な遮断に依存する金属間のシールが破壊されます。座面に穴が開いてしまうと、研削やラッピングによってある程度は修復できますが、ひどく腐食した部品は完全に交換する必要があります。

ばねの腐食または疲労

安全弁内の圧縮バネは、重要な耐荷重部品です。スプリング ワイヤに腐食孔が発生すると、その有効断面積が減少し、動作応力下で予期しない破損が発生する可能性があります。いくつかの産業事故では、スプリングの破損が安全弁の致命的な故障の根本原因として記録されています。目に見える腐食、変形、または表面の亀裂が見られるスプリングは、直ちに交換する必要があります。

文書化と記録保持の要件

すべての安全弁検査は徹底的に文書化する必要があります。 OSHA PSM、API 510、およびほとんどのヨーロッパ国内規制を含む規制基準では、準拠を証明するために監査可能な書面による記録が必要です。各バルブの検査記録には以下を含める必要があります。

• バルブのタグ番号、シリアル番号、およびプロセス内の位置
• 刻印された設定圧力と試験中に測定された開放圧力
• 検査日および資格のある検査官または技術者の身元
• 見つかった欠陥と講じられた是正措置の説明
• オーバーホール時に交換した部品
• 修理後のベンチテスト結果
• 次回の検査予定日
• 試験後に貼付されるシール番号（不正な調整を検出するため）

これらの記録は、ほとんどの管轄区域では機器の耐用期間中、少なくとも次の検査間隔を十分に超えた期間は保持する必要があります。多くの施設では、SAP PM や IBM Maximo などのコンピューター保守管理システム (CMMS) を使用して、安全弁の検査記録を他の資産管理データとともに管理しています。

注目に値するのは、 適切な検査記録がないこと自体が規制違反である バルブが実際に良好な状態にあるかどうかに関係なく、OSHA PSM に基づいて適用されます。 PSM 監査またはプロセス インシデント調査中に、検査官は機械的完全性コンプライアンスの主な証拠としてこれらの記録を要求します。

安全弁の検査を怠った場合はどうなるか

安全弁を予定通りに検査しなかった場合の結果は理論的ではありません。ここ数十年におけるいくつかの重大な産業事故は、不適切な検査によって引き起こされた圧力リリーフバルブの故障が直接的または部分的に原因となっています。

2005 年に発生した BP テキサスシティ製油所の爆発事故では、作業員 15 名が死亡、180 名が負傷しましたが、その原因として圧力解放システムの保守と点検が不十分であったことが調査結果に含まれています。その後のOSHAの調査の結果、 2100万ドルを超える罰金 、不適切な圧力解放装置管理を含む機械的完全性プログラムの失敗が顕著に挙げられています。

安全弁の検査を怠った場合の日常的な影響には、次のようなものがあります。

• 規制上の罰則: 機械的完全性の欠陥に対する OSHA PSM の告発では通常、違反 1 件につき 15,000 ドルから 156,259 ドルの罰金が科せられ、故意の違反の場合はより高いレベルに達します。
• 保険への影響: 多くの工業所有権および賠償責任保険会社は、補償の条件としてバルブ検査準拠の証拠を要求しています。検査サイクルを怠ると、圧力システムの故障に関わるあらゆる事故に対する補償が無効になる可能性があります。
• 計画外のシャットダウン: 運転中に安全弁が故障して開いたり開いたままになったりすると、強制停止が引き起こされる可能性があり、連続プロセスプラントでは生産損失として 1 日あたり数十万ドルの損失が発生する可能性があります。
• 連鎖的な機器の損傷: 本物の過圧が発生したときに安全弁が開かないと、保護された容器、熱交換器、または配管が設計限界を超える圧力にさらされ、破裂や他の機器の下流側の損傷を引き起こす可能性があります。

安全弁検査プログラムを構築するための実践的な手順

安全弁管理プログラムを確立または改善している施設では、次の順序で構造化されたアプローチを提供します。

1. 完全なバルブ レジスタを作成します。 タグ番号、位置、使用流体、設定圧力、入口サイズ、本体材質、設置日など、施設内のすべての安全弁のリストを作成します。このレジスタはプログラム全体の基盤です。
2. サービスの重大度によってバルブを分類します。 各バルブをサービス カテゴリ (清浄、汚れ、または腐食) に割り当て、需要率が高いものや故障の影響が大きいものを特定します。これらの分類により、検査頻度が決定されます。
3. 検査間隔を定義します。 該当する規制基準 (API 576、ASME、地域規制) を使用して、各バルブまたはバルブ グループに特定の検査間隔を設定します。特に標準のデフォルトから逸脱している場合は、割り当てられた各間隔の根拠を文書化します。
4. 計画されたメンテナンス時間帯に合わせて検査をスケジュールします。 可能であれば、安全弁のテストを計画された停止またはターンアラウンドと調整して、生産への影響を最小限に抑えます。オンライン テスト プログラムの場合は、安定した動作期間中に現場テストをスケジュールします。
5. テスト リソースを評価します。 安全弁の作業を行う検査官と技術者が該当する規格に適合する資格を持っていることを確認してください。たとえば、ASME セクション VIII では、バルブのテストは、修理およびテスト作業のために国家委員会 (NB) の「VR」スタンプの下で働く担当者によって実行されることが求められています。
6. 検査記録を維持および確認します。 各検査の後、テスト結果、所見、および次回の予定日を記載してバルブ登録簿を更新します。蓄積された検査履歴に基づいてプログラム全体を毎年見直し、間隔を調整します。
7. あらゆる失敗を調査します。 機能テストに合格しなかったバルブは、バルブが早く開くか、遅く開くか、再装着に失敗するかにかかわらず、バルブを使用に戻す前に正式な根本原因調査を開始する必要があります。バルブが故障した理由を理解することは、再発を防止し、間隔調整を正当化するために不可欠です。

安全弁の種類の違いとその検査への影響

すべての圧力解放装置が同じというわけではなく、取り付けられている装置のタイプは、検査方法と頻度に影響します。

バネ式安全弁

産業用途で最も一般的なタイプ。開放圧力はディスクに作用するバネ力によって決まります。バネ式バルブはバネ疲労、シート摩耗、腐食の影響を受けます。設定圧力を確認するには、外部の目視検査と定期的なポップテストの両方が必要です。完全なオーバーホールの間隔は通常、次のとおりです。 1年から5年 サービスによります。

パイロット操作リリーフバルブ (PORV)

PORV は、小さなパイロット バルブを使用してシステム圧力を感知し、メイン バルブを作動させます。スプリング式バルブよりも厳密な遮断が可能で、より大きな流量をより効率的に処理できます。ただし、パイロット バルブ、チューブ、センシング接続など、より複雑な内部機構があり、これらすべてが潜在的な故障点となります。 PORV では通常、 より詳しい検査手順 パイロットアセンブリはメインバルブとは別にテストする必要があります。パイロット システムの年次検査は、ほとんどのプロセス産業で標準的な方法です。

ラプチャーディスク

破裂板は、所定の圧力で破裂して瞬時に圧力を解放する非再閉鎖型圧力解放装置です。安全弁とは異なり、ポップテストは必要ありません。その「検査」は主に、ディスクが視覚的に損傷していないこと、破裂圧力マークが設計要件と一致していること、およびディスクが推奨耐用年数を超えて使用されていないことを確認することで構成されます。ほとんどの破裂板メーカーは、次の間隔で交換することを推奨しています。 3～5年 regardless of condition 疲労や腐食により早期破裂が発生したり、定格圧力での破裂が妨げられたりする可能性があるためです。

組合せ装置（破裂板安全弁）

多くのプロセスでは、安全バルブを腐食性流体や重合流体から保護するために、安全バルブの上流に取り付けられた破裂板が使用されています。この組み合わせでは、両方のデバイス (完全性を検査する破裂板と、設定圧力の精度を検査する安全弁) の検査が必要です。重要な追加要件は、 破裂板と安全弁の間の空間の圧力を監視する 。ディスクに少量の漏れが発生し、装置間の空間が加圧されると、安全弁に背圧がかかり、有効な逃がし能力が低下します。このスペースの圧力計または破裂インジケーターは ASME コードに従って必須であり、検査のたびにチェックする必要があります。