光ガス画像を使用した HFC検出により、 排出量を削減しながら 安全性と効率を向上
Teledyne FLIRのCraig O’Neill氏、
Chemours CompanyのRyan A. Cochran氏執筆
石油・ガス業界は、ガス検知（OGI）カメラの使用により、排出量を削 減しながら作業員の安全とプラントの効率を向上させましたが、石油 化学業界では同様の利点があるにもかかわらず、この技術の足掛か りをまだ得ていません。既存のガス検知方法に満足し、OGIカメラの 全機能に精通していないことは、後者の実装の障壁として作用する ことがよくあります。しかし、現在、米国環境保護庁（EPA）やその他の 世界的な規制当局による商業用ハイドロフルオロカーボン（HFC）ガ ス排出量の精査が強化されているため、HFC生産者や産業HFCユー ザーは、プロセスや機器の機械的完全性を確保するために、新興技 術を導入する勢いが増しています。
多くの準備万端な企業はすでに、環境、社会、ガバナンス（ESG）プロ グラムを実施しており、排出削減に関連するイニシアチブを含め、持 続可能性を推進しています。それでもなお、携帯型漏れ検出器で補完 されたフーリエ変換赤外線（FTIR）を使用した周辺環境の監視の継 続的な採用は、より包括的な産業監視の必要性に対して、部分的な 解決策にすぎません。特に、規制当局が最先端の計装装置自体を採 用するようになれば、なおさらです。
この漏れ検出システムには、産業専門家が理解する必要があるいく つかの制約があります。オンデマンドのポイント漏れ検出は、通常、定 期的なメンテナンス中、またはガス漏れの可能性によって FTIR 環境 モニターアラームがトリガーされたときに行われます。次に、適切な 個人用保護具（PPE）を装備した生産オペレーターを、携帯型の冷媒 漏れ検出器（有毒蒸気分析器、有機蒸気分析器、「スニッファー」とも 呼ばれる）を使用して、漏れ源の近くに配置し、その存在を確認する 必要があります。
図1：GF304 OGIカメラを使用して圧力計フィッティングで漏れ が特定され、視覚的に一致する漏れは、当初考えられていた手 動の蒸気弁から発生したものではありませんでした。
携帯型蒸気分析装置は、漏れのあるコンポーネントを正確に識別で きない場合があります。これは漏れに関連する課題を修理または理 解する際には重要です。放射源はまた、アクセスが困難な場所にある ため、携帯型検出器での漏れ確認が困難、または不可能な場合があ ります。
OGIカメラは、安全な距離から漏水を検知するだけでなく、通常では 発見できないような場所や量の漏水も特定することができます。これ らのカメラは、まったく同じ場所でサンプリングしても、環境条件に応 じて読み取り値が1分ごとに変化する蒸気分析器に対して、目に見え る排出の確認を提供します。Teledyne FLIRは、より正確で安全な冷 媒漏れ検出に対する業界の需要を満たし、発見が難しい漏れの特定 から、1つのデバイスで異なるガスを特定するまで、幅広い使用の局 面に対応するOGIカメラを提供しています。
図2：HFCの漏れのあるコンポーネントを特定するために使用さ れたFLIR GF304冷却型OGIカメラ（左）とGF77非冷却型OGIカメラ（右）。
FLIR GF304は、業界唯一の冷却OGIカメラで、特にフルオロカーボン を検知するためにろ過されています。GF304は、冷媒の漏れを遠くか ら正確に可視化するだけでなく、温度を正確に測定できるため、ユー ザーは温度差を指摘し、視覚的コントラストを改善してガスプルーム の検出を改善できます（図2）。
FLIR GF320 は、天然ガスの生産や使用に伴う炭化水素や揮発性有機 化合物（VOC）の排出を検知します。この光学ガス画像カメラにより、 検査員は何千ものコンポーネントを検査し、ガス漏れの可能性をリア ルタイムで確認することができます。GF320は軽量で、ビューファイン ダーとLCDモニターの両方を備え、制御に直接アクセスできます。内 蔵のGPSデータにより、障害や漏れの正確な位置を特定し、迅速な修 理が可能になります。
FLIR GF77は、交換可能なレンズオプションを備えた非冷却OGIカメラ で、フルオロカーボン、メタン、六フッ化硫黄（SF6）、その他のガス排出 を検出できます。GF77は、HFCに焦点を合わせたGF304ほど正確では ありませんが、さまざまなタイプのガス漏れを追跡するユーザーに低 コストの有用性を提供します（図2）。
石油化学業界のリーダーが新しい検出技術を採用
半導体製造やクリーンエネルギーなどの重要な用途向けの先進材 料、自動車、コールドチェーン、空調などの熱管理ソリューションのグ ローバルメーカーであるChemoursは、OGI技術を使用してオンデマ ンドの施設の調査を提供するヨーロッパの第三者機関によってOGI 技術に導入されました。 2019年、Chemoursは機械的完全性と信 頼性プログラムの構成要素としてOGIを採用し、最初のカメラセット（ フルオロカーボンガス検出用GF304と天然ガス漏れ検出用GF320 を購入しました。
図3：FLIR GF304 OGIカメラでパイプブリッジに見つかったオーバー ヘッド漏れ。この漏れは、従来の漏れ検出技術では特定されません でした。
欧州でのOGI技術の採用の成功を受けて、Chemoursは2021年初頭 に米国の施設でカメラの開発を開始しました。漏出検知機能の強化 を目指すChemoursは、主要な製造施設でFLIR GF304のデモを企画 しました。1時間にわたるプレゼンテーションのために、拠点内の技術 者が集まり、ベンダーはカメラを施設のプロセスアナライザーのスタ ッフエンジニアであるRyan Cochranに手渡しました。
OGI技術は、使用初日で、以前は不可能だったメンテナンスと点検の 機会を正確に見つけることによってその価値を証明しました。この最 初のポジティブなトライアルと、その後の数日間のモニタリングで、こ の技術が受け入れられ、カメラの投資に対する見返りを得ることがで きました。デモの成功により、工場長はその施設での最初のカメラの 購入要求を承認し、2021年4月からGF304が使用されています。
CochranはOGI技術に強い関心を持ち、すぐにその分野におい て、Chemoursの専門家となりました。彼は、施設のオペレーターがプ ロセス機器の検査および保守を行い、発生したオンデマンドメンテナ ンスの適応に対応するための最良のツールを提供することに尽力し ています。OGIは、誤検出が少なく、懸念されるエリアをより正確に特 定できるなど、オペレーターにとって明確なメリットを実証しています。
図4：通常モード（上）と高感度モード、またはHSM（下） で同じ漏れを比較します。HSM機能と適切なトレーニングを 組み合わせることで、OGIユーザーはより小さな漏れをより 簡単に検査できます。
その後、Cochranは他の施設でOGIカメラの機能を紹介する任務を 任されました。彼は、実際の使用例と追加の製品情報を組み合わせ て、ChemoursのInstrument Reliability Networkグループ（すなわ ち、新しい技術を評価する組織間チーム、または一部の企業ではイノ ベーション部門とも呼ばれる）と共有しました。
OGIをChemoursの同僚に紹介する際、いくつかのタイプの漏れをト レーニングの例として取り上げました。
- パイプブリッジの漏れ–このピンホールサイズの漏れは、定期的 なシャットダウンメンテナンスの作業中に最終製品を貯蔵タンク に移す配管（接続ポイント上ではない）で発見されました。外気 試験機または携帯型分析器を使用しても漏れは発見されなか ったでしょう（図3）。その発見とその後の修理により、安全上の危 険、コンプライアンス違反の排出、および直接的な利益の損失が 排除されました。OGIの利点の1つは、施設全体のメンテナンスの シャットダウン後に機械的完全性を迅速に検証できることです。 カメラの感度、精度、携帯性により、非常に効率的な一連の検査 が可能になり、時間を大幅に節約できます。
- トラックの積載時の漏れ – 製品を輸送するためにホースをトラッ クに接続するときに発生する漏れは、一般的に識別または測定 されず、企業が生産する可能性のある製品の量と実際の積載お よび出荷量との間に計り知れない損失をもたらします。OGIカメ ラは、積載中の作業員の安全を向上させると同時に、製品の損 失をよりよく理解し、投資利益率（ROI）を高めるのに役立ちます。
- 漏れの不正確な記録–携帯型分析器で特定された漏れは、OGI カメラで確認することとなりました。カメラオペレーターは、携帯 型アナライザーが漏れの場所を誤診したと判断しました。もし、 水漏れのタグが正しく付けられていなかったら、5,000ドル以上 の修理が行われ、トレーラーは空になり、間違ったコンポーネン トが不必要に交換されていたことでしょう。OGIを使用して、漏れ に正しくタグ付けされ、正しいコンポーネントが交換されたため、 トレーラーを空にする必要がなくなり、より安全な作業条件が確 保されました。
Cochranは、GF304とGF77の両方が設置されているChemoursの施 設をいくつか訪問したと述べています。各拠点で、彼は工場長にカメ ラを紹介し、基本的なトレーニングを提供し、デバイスの機能につい て説明しました。OGIカメラの有効性を示すことで、現地の機械的な 完全性を担うチームによる迅速な採用につながります。
トレーニングの最新化と技術の使用における一貫性を維持する ために、サイトOGIリードが特定されます。このローカルリソース は、Cochranと緊密に連携し、施設全体で標準化されたグローバルプ ログラムとしてOGIを維持します。また、4〜6人の社内技術者チーム が指定され、漏水防止を視野に入れた計画的なメンテナンスのため にカメラを使用することになります。このアプローチとチーム構成に より、機械的完全性、信頼性、漏水検知と修理のプログラムが、より積 極的かつタイムリーに実施できるようになります。
各シフトに複数のオペレーターがGF77を使用する訓練を受けてお り、FTIRアラームによって一般的な漏れが分かっている場所をより効 果的に検出できます。OGIはその調査に確実性を提供しますが、携帯 型分析器の使用にはより多くの時間を必要とし、依然として局所的な 漏れ源を特定することができません。さらに、GF77は、天然ガスの漏 れ（例えば、施設内の炉から）を見つけるための有用性を提供します。
最終的な見解
OGIカメラは、石油化学業界に企業の漏れ検出ツールボックスへの 強力な追加機能を提供しますが、その効果的な使用には適切なトレ ーニングが必要です。漏れの背後にある周囲温度や測定角度から、適 用されるカラーパレットや測定距離まで、さまざまな変数が測定に影 響を与える可能性があります。最終的には経験こそが最良の教師で す。ただし、OGIカメラへの投資に対する見返りを誇張することは困難 です。予知保全、事前点検、修理検証の信頼性を高めることで、作業 者の安全性を向上させることができます。また、製造業者は、企業の ESG目標を達成することに自信を持つことができます。
