2020.04.13 石油関連プラントの設備点検にテクノロジーの波 データ収集と活用に期待

国内の製油所。配管が張り巡らされている(出光興産提供)

製油所では定期的に大規模な点検作業が行われる(出光興産提供)製油所では定期的に大規模な点検作業が行われる(出光興産提供)

貯蔵用の巨大な燃料タンクが並ぶ(出光興産提供)貯蔵用の巨大な燃料タンクが並ぶ(出光興産提供)

ドローンによる飛行試験が行われた出光興産千葉事業所の重油タンク(同社提供)ドローンによる飛行試験が行われた出光興産千葉事業所の重油タンク(同社提供)

飛行試験で、タンク内に入るドローン。ゴム状のかごで、機体が守られている(経産省提供)飛行試験で、タンク内に入るドローン。ゴム状のかごで、機体が守られている(経産省提供)

飛行試験では、実際にドローンでタンク内が検査された(経産省提供)飛行試験では、実際にドローンでタンク内が検査された(経産省提供)

 国内のエネルギーを支える石油精製などのプラント点検作業にも、テクノロジー化の波が押し寄せている。

 老朽化や人手不足の問題が指摘される中、関心が高まるのは、AI(人工知能)やドローンを使った保安業務の合理化。石油施設特有のリスクを乗り越えながら、データを最大限に活用する方法の模索が始まっている。

データ収集で腐食予測

 国内の製油所などは高度成長期の60年代に建設された施設が多く、設備の高経年化やベテラン従業員の退職などで、保安力の低下が大きな課題だ。

 製油所では、海外などから輸入した原油を無駄なく活用するため、蒸留装置や分解装置などでガソリンや灯油、重油など様々な石油製品をつくる。

 そのため、敷地内には設備と設備とをつなぐ鉄製などの配管が張り巡らされ、原料や製品などが流れ続けている。

 こうした配管の点検作業でAIの活用を目指しているのが、国内に11カ所の製油所を持つ石油元売り最大手のJXTGエネルギーだ。

 従来は、配管の外側表面がさびていないかなどを人による目視で確認し、腐食具合を判断してきた。

 この点検をカメラなどで撮影し、AIによる画像処理技術を使って代替する実証を始めている。既に大分製油所(大分市)や堺製油所(大阪府堺市)などで取り組まれているという。

 また、定期的に実施する大規模な点検時には、稼働を停止して配管や装置を内側から確認する作業も行う。そうしたデータをAIで分析し、腐食進行の予測にも役立てることを検討している。

 水島製油所(岡山県倉敷市)で実証中だが、予測できれば、点検の頻度を増やしたりするなど事前の対策を立てやすくなるという。

 経産省によると、配管同士をつなぐバルブ自体で温度や圧力、流量などをデータ化できる設備も導入されている。

 AIの実証を進める背景には、計器類のデジタル化が進んだことが大きい。「把握できるインフラの整備が進んだため、AIによるデータ活用ができる環境となった」(同社)という。

 AI実証の大きな目的を、「装置の安定操業のため、異常の早期検知」(同)をするためだとし、さらにベテラン作業員らの「ノウハウの継承という点」(同)も重視して検討を進めている。

 ただ、点検自体の頻度が限られているなどの課題もある。同社は「点検データなどは年1回の実績しかないなど、必ずしも必要データの全てがそろっているわけではない」として、更なるデータ収集などに努める考えだ。

法定検査でドローン活用も容認へ

 一方、小型無人機、ドローンの活用は既に動き出している。高さが40メートルを超える巨大な貯蔵タンクなどの点検は事業者に大きな負担がかかる。

 ドローンには高所点検を容易にしたり、点検頻度を増やしたりできるメリットがあるほか、災害時の迅速な現場確認などの面で活用が期待されている。

 既に橋やダムなど社会インフラでは、法定の目視点検の代替としてドローンの活用が認められている。

 だが、石油設備などでは労働安全衛生法などにより、バッテリを搭載したドローンは、防爆エリアとして指定された設備の数メートル付近の飛行は規制されている。壁などに衝突して発火する危険性があるためだ。

 そこで、経産省は厚労省や消防庁と連携して、設備屋外で安全に活用する際の注意点などをまとめたガイドラインを19年3月に初めて公表。

 さらに、特にリスクが高い設備屋内での飛行について検討を進め、20年1月下旬に、出光興産千葉事業所(千葉県市原市)で空の重油タンク内で飛行試験を行い、課題などを精査。20年3月に、屋内での使用についてガイドラインに追記して完成版を策定した。

 こうした影響もあり、経産省が19年3月に行ったアンケート調査では、国内に約700事業所ある石油関連プラントのうち、ドローンを活用したのは27事業所だったが、19年度中には約50事業所に倍増したことが、ヒアリング調査で分かっている。

 経産省高圧ガス保安室によると、例えば、燃料油の貯蔵タンク1基で、目視点検用の足場建設などに数千万円かかる。

 事前にドローンで点検することで、建設を最低限にできれば作業期間が大幅に短縮できコスト削減につながるほか、足場からの転落といった労働災害の減少にも寄与できるという。

 当初、屋内ではドローンに安定的に電波が届かないことや、壁に衝突するリスクがあることなどが懸念された。

 だが、Wi-Fiを活用したり、ゴム状のかごを装備して衝突時に機体を守る機種などの導入で、対応できることが確認された。

 経産省は「必要な対策を講じることで、屋内でも安全に飛行できる」と判断。特に、精密な点検が必要かどうかを振り分けるスクリーニング検査をドローンが代替できるとして、法定検査でも活用を認めるため、20年度中に関連法令を整備する方針だ。

 同省高圧ガス保安室は「制度とひもづけることで、社会的な普及がより本格化する」と話す。

 また、点検作業のテクノロジー化について同室の担当者は「人のデータ取得作業を軽減させるのがドローンの役割だ」と指摘。

 「データを集め、AIでうまく活用することで、ベテラン作業員の危険性についての知見や判断を代替したり、サポートしたりできる」と期待している。