OSHA（労働安全衛生局）は、保守担当者に対し、危険なエネルギーを施錠、タグ付け、そして制御するよう指示しています。機械によって状況は異なりますが、この手順を知らない人もいます。ゲッティイメージズ
あらゆる種類の産業機器を使用する人にとって、ロックアウト／タグアウト（LOTO）は目新しいものではありません。電源が切断されない限り、誰も日常的なメンテナンスを実行したり、機械やシステムの修理を試みたりすることはありません。これは常識であり、労働安全衛生局（OSHA）の要件でもあります。
メンテナンスや修理を行う前に、機械の電源を切り（通常はブレーカーをオフにして）、ブレーカーパネルのドアを施錠しておくだけで済みます。メンテナンス技術者の名前を識別できるラベルを貼るのも簡単です。
電源をロックできない場合は、ラベルのみ使用できます。ロックの有無にかかわらず、ラベルはメンテナンス中であり、デバイスに電源が供給されていないことを示します。
しかし、これで宝くじは終わりではありません。最終的な目標は、単に電源を切断することではありません。目標は、すべての危険なエネルギーを消費または放出することです。OSHAの言葉を借りれば、危険なエネルギーを制御することです。
一般的なのこぎりには、2つの一時的な危険が伴います。電源を切った後も、のこぎりの刃は数秒間回転し続け、モーターに蓄えられた運動量がなくなるまで停止します。刃は熱が放散するまで数分間高温のままです。
のこぎりが機械的エネルギーと熱エネルギーを蓄えるのと同じように、産業機械（電気式、油圧式、空気圧式）を稼働させると、通常は長期間にわたってエネルギーを蓄えることができます。油圧システムや空気圧システムの密閉性、または回路の静電容量に応じて、エネルギーを驚くほど長期間にわたって蓄えることができます。
様々な産業機械は大量のエネルギーを消費します。一般的な鋼材AISI 1010は最大45,000 PSIの曲げ力に耐えることができるため、プレスブレーキ、パンチ、パイプベンダーなどの機械はトン単位で力を伝達する必要があります。油圧ポンプシステムに電力を供給する回路が閉じられ、切断された場合でも、システムの油圧部分は依然として45,000 PSIを供給できる場合があります。金型や刃物を使用する機械では、これは手足を押しつぶしたり切断したりするのに十分な圧力です。
バケットトラックが閉じた状態でバケットを空中に浮かせている状態は、閉じていない状態と同じくらい危険です。間違ったバルブを開けると、重力に逆らってしまいます。同様に、空気圧システムは電源を切っても大量のエネルギーを蓄えることができます。中型のパイプベンダーは最大150アンペアの電流を吸収します。わずか0.040アンペアでも心臓が停止する可能性があります。
エネルギーを安全に放出または消費することは、電源とLOTOをオフにした後の重要なステップです。危険なエネルギーを安全に放出または消費するには、システムの原理と、保守または修理が必要な機械の詳細を理解する必要があります。
油圧システムには、オープンループとクローズドループの2種類があります。産業環境では、ギア、ベーン、ピストンなどのポンプが一般的です。作動工具のシリンダーは、単動式と複動式があります。油圧システムには、方向制御、流量制御、圧力制御の3種類のバルブが採用されており、それぞれに複数の種類があります。注意すべき点が多く、エネルギー関連のリスクを排除するためには、各コンポーネントの種類を徹底的に理解する必要があります。
RbSA Industrialのオーナー兼社長であるジェイ・ロビンソン氏は、「油圧アクチュエータはフルポート遮断弁によって駆動される場合があります」と述べています。「ソレノイドバルブがバルブを開きます。システムが稼働しているとき、作動油は高圧で装置に流れ、低圧でタンクに流れます」と彼は説明します。「システムが2,000 PSIを生成しているときに電源がオフになると、ソレノイドは中央の位置に移動し、すべてのポートをブロックします。オイルは流れなくなり、機械は停止しますが、システムはバルブの両側で最大1,000 PSIの圧力を維持できます。」
場合によっては、定期的なメンテナンスや修理を実行しようとする技術者が直接的な危険にさらされることがあります。
「一部の企業では、非常に一般的な手順書を定めています」とロビンソン氏は言います。「多くの企業では、技術者は電源を切り、ロックし、マークを付けてからSTARTボタンを押して機械を起動するように指示されていました。」この状態では、機械は何も動作しない可能性があります。つまり、ワークのロード、曲げ、切断、成形、ワークのアンロードなど、何もできないのです。油圧バルブはソレノイドバルブによって駆動されており、電気が必要です。STARTボタンを押したり、コントロールパネルを使って油圧システムのどの部分を起動したりしても、電力が供給されていないソレノイドバルブは作動しません。
第二に、技術者が油圧を解放するためにバルブを手動で操作する必要があることを理解している場合、システムの片側の圧力を解放し、すべてのエネルギーを解放したと考えてしまう可能性があります。実際には、システムの他の部分は最大1,000 PSIの圧力に耐えることができます。システムのツール側にこの圧力が発生した場合、技術者はメンテナンス作業を続行すると予期せぬ事態に陥り、怪我を負う可能性さえあります。
油圧オイルはそれほど圧縮されません（1,000 PSI あたり約 0.5% のみ）が、この場合は問題になりません。
「技術者がアクチュエータ側でエネルギーを放出すると、システムはストローク全体にわたってツールを動かすことができます」とロビンソン氏は述べた。「システムによっては、ストロークは1/16インチから16フィートまでになる場合があります。」
「油圧システムは力の増幅装置なので、1,000 PSIの圧力を生み出すシステムは、例えば3,000ポンドといったより重い荷物を持ち上げることができます」とロビンソン氏は述べた。今回のケースでは、危険は偶発的な始動ではない。圧力を解放し、誤って荷物を下げてしまうリスクがある。システムに対処する前に荷物を減らす方法を見つけるのは常識のように思えるかもしれないが、OSHAの死亡記録は、このような状況では必ずしも常識が通用しないことを示しています。OSHAインシデント142877.015では、「従業員が交換作業中…漏れている油圧ホースをステアリングギアから外し、油圧ラインを外して圧力を解放しました。ブームが急降下し、従業員に直撃し、頭部、胴体、腕を押し潰しました。従業員は死亡しました。」と報告されている。
一部の油圧工具には、オイルタンク、ポンプ、バルブ、アクチュエーターに加えて、アキュムレーターが搭載されています。その名の通り、アキュムレーターは作動油を蓄えます。その役割は、システムの圧力または容量を調整することです。
「アキュムレーターは主に2つの部品で構成されています。タンク内のエアバッグです」とロビンソン氏は述べた。「エアバッグには窒素が充填されています。通常の作動中は、システム圧力の上昇と下降に応じて、作動油がタンクに出入りします。」タンクへの流体の出入り、あるいは流体の移動は、システムとエアバッグ間の圧力差によって決まります。
「衝撃アキュムレータと容積アキュムレータの2種類があります」と、Fluid Power Learningの創設者であるジャック・ウィークス氏は述べています。「衝撃アキュムレータは圧力ピークを吸収し、容積アキュムレータは突然の需要がポンプの能力を超えた際にシステム圧力の低下を防ぎます。」
このようなシステムで怪我をすることなく作業を行うには、保守技術者はシステムにアキュムレータがあることと、その圧力を解放する方法を知っておく必要があります。
ショックアブソーバーの場合、メンテナンス技術者は特に注意が必要です。エアバッグはシステム圧力よりも高い圧力で膨張するため、バルブの故障はシステムに圧力を加える可能性があります。また、ショックアブソーバーには通常、ドレンバルブが装備されていません。
「この問題に対する有効な解決策はありません。なぜなら、99%のシステムはバルブの詰まりを確認する方法を提供していないからです」とウィークス氏は述べた。しかし、プロアクティブなメンテナンスプログラムによって予防策を講じることは可能です。「圧力が発生する可能性のある場所に、アフターサービスでバルブを追加することで、流体を排出することができます」と彼は述べた。
エアバッグのアキュムレーター残量が少ないことに気づいた整備士は、空気を補充したくなるかもしれませんが、これは禁止されています。問題は、これらのエアバッグには、車のタイヤに使用されているものと同じアメリカ式のバルブが装備されていることです。
「アキュムレーターには通常、空気を入れないよう警告するステッカーが貼ってありますが、数年間使用すると、そのステッカーはいつの間にか消えてしまいます」とウィックス氏は言う。
ウィークス氏によると、もう一つの問題はカウンターバランスバルブの使用だ。ほとんどのバルブでは時計回りに回転すると圧力が上昇するが、バランスバルブではその逆になる。
最後に、モバイルデバイスは特に注意が必要です。スペースの制約や障害物があるため、設計者はシステムの配置やコンポーネントの配置について創意工夫を凝らさなければなりません。一部のコンポーネントは目に見えない場所に隠れていてアクセスできないため、定期的なメンテナンスや修理は固定機器よりも困難になります。
空気圧システムは、油圧システムのほぼすべての潜在的な危険性を秘めています。重要な違いは、油圧システムでは漏れが生じ、1平方インチ当たりの圧力が衣服や皮膚を貫通するほどの流体の噴流が発生する可能性があることです。産業環境における「衣服」には、作業靴の底も含まれます。油圧オイルの貫通による傷害は医療処置が必要であり、通常は入院が必要です。
空気圧システムは本質的に危険を伴います。多くの人は「空気だから仕方ない」と考えて、軽々しく扱いがちです。
「人々は空気圧システムのポンプの作動音を聞きますが、ポンプがシステムに投入するエネルギーの全てを考慮していません」とウィークス氏は言います。「すべてのエネルギーはどこかに流れなければなりません。そして、流体動力システムは力の増幅装置です。50 PSIで、表面積10平方インチのシリンダーは、500ポンドの荷重を動かすのに十分な力を生み出すことができます。」ご存知の通り、作業員はこのシステムを使って衣服に付着したゴミを吹き飛ばします。
「多くの企業では、これは即時解雇の理由になります」とウィークス氏は述べた。空気圧システムから噴出される空気の噴流によって、皮膚やその他の組織が骨まで剥がれ落ちる可能性があるという。
「空気圧システムに漏れがあっても、それがジョイント部分であろうとホースの小さな穴からであろうと、通常は誰も気づきません」と彼は言った。「機械は非常に大きな音を立てますが、作業員は聴覚保護具を着用しているので、漏れの音に気づく人はいません。」ホースを単に持ち上げるだけでも危険です。システムが稼働しているかどうかに関わらず、空気圧ホースを扱う際には革手袋の着用が必須です。
もう 1 つの問題は、空気は非常に圧縮性が高いため、稼働中のシステムでバルブを開くと、閉じた空気圧システムが十分なエネルギーを蓄え、長時間稼働してツールを繰り返し起動できる可能性があることです。
電流、つまり導体中を移動する電子の動きは、物理学とは別の世界のように思えますが、そうではありません。ニュートンの運動の第一法則が当てはまります。「静止している物体は静止したままであり、運動している物体は不均衡な力を受けない限り、同じ速度と方向で動き続ける。」
まず、どんなに単純な回路でも、電流の流れに抵抗します。抵抗は電流の流れを妨げるため、回路が閉じている（静的）状態では、抵抗によって回路は静的な状態を維持されます。回路がオンになっているとき、電流は瞬時に回路を流れるわけではなく、電圧が抵抗を克服して電流が流れるまでには、少なくとも少しの時間がかかります。
同じ理由で、あらゆる回路には一定の静電容量があり、これは移動する物体の運動量に似ています。スイッチを閉じても電流はすぐに止まるわけではなく、少なくとも一時的には流れ続けます。
一部の回路では、コンデンサを用いて電気を蓄えます。これは油圧アキュムレータの機能に似ています。コンデンサの定格値によっては、危険な電気エネルギーを長時間蓄えることができます。産業機械に使用される回路では、20分間の放電時間も不可能ではありませんが、場合によってはそれ以上の時間が必要になることもあります。
ロビンソン氏は、パイプベンダーの場合、システムに蓄積されたエネルギーを消散させるには15分もあれば十分だと見積もっています。その後、電圧計で簡単なチェックを実施してください。
「電圧計を接続することには2つの利点があります」とロビンソン氏は述べた。「まず、技術者はシステムに電力が残っているかどうかを知ることができます。次に、放電経路が形成されます。電流は回路のある部分から電圧計を通って別の部分へと流れ、そこに蓄えられたエネルギーを消耗します。」
最良のケースでは、技術者は十分な訓練を受け、経験豊富で、機械に関するすべての文書にアクセスできます。技術者はロックとタグを所持し、手元の作業内容を深く理解しています。理想的には、安全監視員と連携して危険箇所を監視し、問題が発生した場合には医療支援を提供するための追加の目を提供します。
最悪のシナリオは、技術者が訓練と経験不足で、外部のメンテナンス会社に勤務しているため特定の機器に精通しておらず、週末や夜勤時にオフィスを施錠し、機器のマニュアルにアクセスできなくなることです。これはまさに最悪の事態であり、産業機器を保有するすべての企業は、このような事態を防ぐためにあらゆる対策を講じるべきです。
安全装置を開発、製造、販売する企業は通常、業界特有の安全に関する深い専門知識を持っているため、装置サプライヤーの安全性監査は、日常的なメンテナンス作業や修理を行う職場の安全性を高めるのに役立ちます。
エリック・ルンディンは2000年にThe Tube & Pipe Journalの編集部に副編集長として入社しました。主な業務は、チューブの生産と製造に関する技術記事の編集、ケーススタディや企業プロフィールの執筆です。2007年に編集長に昇進しました。
同誌に加わる前、彼は米国空軍に 5 年間 (1985 - 1990) 勤務し、パイプ、パイプおよびダクト エルボの製造会社で 6 年間勤務しました。最初は顧客サービス担当者として、その後はテクニカル ライターとして (1994 - 2000) 活躍しました。
彼はイリノイ州ディカルブにあるノーザンイリノイ大学で学び、1994年に経済学の学士号を取得しました。
Tube & Pipe Journal は、1990 年に金属パイプ業界に特化した最初の雑誌となりました。現在でも北米で唯一の金属パイプ業界専門の出版物であり、パイプの専門家にとって最も信頼できる情報源となっています。
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投稿日時: 2021年8月30日