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【配管】ボンディングとは?配管の静電気対策について解説

こんにちは。Toshi@プラントエンジニアのおどりばです。

今回の記事ではボンディングについて解説します。

配管の内部は常に流体が流れているため、管壁との摩擦により電荷が移動することで、流体が帯電します。(流動帯電)この状態でフランジのガスケットなどで絶縁状態になると、発生した電荷がその場所に溜まり続け、静電気による火花が発生します。これにより、可燃性流体を扱うプラントでは、火災事故につながる恐れがあります。

特に10-8 S/m以下の導電性の低い液体が帯電しやすく、帯電による事故のリスクは高くなります。また、ガスケットの材質としては、テフロンが用いられることがありますが、テフロンは電気を通さないので、フランジ前後の配管で帯電するリスクが大きくなります。

これらのリスクを低減させる対応策となるのがボンディングです。ボンディングアースやフランジアースとも呼ばれることもあります。ボンディングはフランジ同士を電線または金属板で接続し、フランジ同士の電位差を無くして電荷を逃し、帯電を防ぐ対策です。

 

可燃性流体を扱うプラントの配管ではボンディングは必須と対策となりますので、配管設計の際は、確実にボンディングを実施しなければなりません。

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ボンディングの対象流体

万が一の静電気発火のリスクを考え、対象流体は可燃性流体(天然ガス、燃料油、アンモニア、メタノール、ガソリンなど)となります。

流動帯電は導電率が10-8 S/m以下の流体に対して発生しやすく、10-11 S/mで最も起こりやすいです。特にガソリンなどの石油製品は帯電しやすく、対策が必須です。

ボンディング線

ボンディング線は腐食の恐れが無い材料で、かつ通常の使用状態では容易に断線しない十分な機械的強度を持つ電線や金属板が使用されます。

ボンディング線の抵抗は1000Ω以下にする必要があります。通常の電線や金属板はこれを満たすので、問題になることはありませんが、一応念頭に入れておいた方が良いでしょう。

 

接続端子

ボンディング線の接続は容易に外れないよう、端末器具は腐食しにくく、機械的強度が大きい材料が使用されます。

電気的、機械的に確実に接続されるよう、圧着端子とボルトによるネジ付けがなされます。



注意点

最も気をつけておくべき注意点は、ボンディング線の断線や外れによる電気的、機械的接続不良や接続忘れです。

また、配管の途中に絶縁パイプやホースを取り付けると、これはボンディング線が断線された状態と同じ状態となるので、これも避けなければなりません。

さらに、定期的な保守・管理も重要です。ボンディング実施箇所の毎日の点検、帯電電位の定期的な測定が有効です。

まとめ

今回の記事ではボンディングについて解説しました。

フランジのガスケットなどで絶縁状態になると、配管内部の流体が帯電します(流動帯電)。この状態を放置し続けると、電荷が溜まり続け、配管から静電気による火花が発生します。これにより、可燃性流体を扱うプラントでは、火災事故につながる恐れがあります。

フランジ同士の電位差を無くして帯電を防ぐために、フランジ同士を電線または金属板で接続することをボンディングと呼びます。

可燃性流体を扱うプラントの配管ではボンディングは必須と対策となりますので、配管設計の際は、確実にボンディングを実施しなければなりません。

この記事が役に立てば幸いです。ではまた他の記事でお会いしましょう。

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  • この記事を書いた人

Toshi

プラントエンジニア/ 技術ブログでプラントエンジニアリング業務に役立つ内容を発信中 / 現在100記事達成。月1.6万PV達成 / 得意分野はプロセスエンジニアリング / 化学メーカーからエンジニアリング会社に転職 / 旧帝大化学工学専攻卒 / 海外化学プラント設計、試運転経験有/投資による資産形成もブログで報告。 保有資格:危険物取扱者(甲種),高圧ガス製造保安責任者(甲種化学),エネルギー管理士(熱)

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