サンプリング システムが改善されない 3 つの主な理由

なぜサンプリング システムは改善されないのか — 3 つの主な理由

マイク・フロスト

過去数十年でプロセス アナライザはより信頼性が高くなったのに対し、サンプリング システムは改善されていません。多くのプロセス アナライザ サンプリング システムは、過度なタイム ディレイなしに、汚染のない代表的なサンプルをアナライザと互換性のある状態で供給するという本来の目的を果たせていません。

妥協された、あるいは不正確なアナライザ測定値は、化学・石油化学製品が仕様外となる結果を招きます。これによりオペレータはアナライザへの信頼を失います。不適切に設計されたサンプリング システムは、安全リスクを高め、プラント効率を損なうことにもなります。

この Out-of-sync 状態の原因は何か？理由は複雑ですが、3 つの主な原因に集約されます：

1. トレーニングと学習機会の不足
2. 全体像が見えていない
3. サンプリング システムへの無許可・無文書化・即興的な変更

1. サンプリング システムのトレーニングと学習機会の不足

全体システム設計に関する工学学位プログラムは存在しますが、大学カリキュラムにサンプリング システム工学専門のコースがあることは一般的ではありません。また、実務を通じた学習機会も乏しく、エンジニアや技術者が常にトレーニング コースに参加できる時間があるわけでもありません。

その結果、多くの大手産業企業はサンプリング システム エンジニアの人員を削減し、そのニーズをシステム設計・製作の専門会社にアウトソーシングすることで補ってきました。しかし、これらの専門会社でさえ、増大し続ける需要に応えられる十分な専門スキルを持つスペシャリストを常に確保できているわけではありません。これがスキル ギャップを生み、サンプリング システムの品質に影響を与えています。

経験不足の設計エンジニアが、レビュー担当エンジニアがシステムについてさらに知識が乏しいために、エラーを見逃したままレビューを通過させてしまうことがあります。その後、システムが故障しオペレータが現場で調整を強いられたとしても、設計者は自らの過ちから学ぶ機会を得られないかもしれません。

サンプリング システム設計における知識ギャップを克服するため、エンジニア、インテグレータ、技術者、その他の業界専門家は、サンプリング システムとそのサブシステムの複雑さと根本的な設計原則を扱う質の高いトレーニング プログラムを受講することを推奨します。

2. システム全体を見渡せていない

設置されたプロセス アナライザは、アナライザ本体、サンプリング システム、環境、プロセスを含む複雑で相互に関連したシステムの一部です。この完全なシステムの中で、サンプリング システムは、より大きなシステムに接続するだけのシンプルなアドオン モジュールと見なされがちで、深く考えられることなく設置されます。現実には、プロセス アナライザの設置は見た目ほど単純ではありません。

プロセス採取口のシステムが、輸送配管を介してサンプリング システムのエンクロージャに接続されなければなりません。測定サンプルは、一連の容器、チューブ、デバイスを通過し、アナライザに適した状態に調整されます。気候やサンプリング システム内で起こるプロセスによっては、温度管理が課題となる場合があります。これらのシステムを通る流量は、サンプルを変質させずに、規定時間内に維持されなければなりません。どこか一点でエラーが発生すれば、システム全体がダウンし、アナライザから不正確または役に立たない結果が出力されます。さらに、アナライザの結果が誤っていることがすぐには明らかにならないこともあります。

サンプリング システム設計のみに焦点を当てると、システムの他の部分における多様な潜在的ミスを見逃すことになります。成功を確実にするには、プロセス アナライザ システム エンジニアが、サンプリング タップ、プローブ、輸送配管の位置と設計、さらにはプロセス自体に至るまで、システムのあらゆる部分を評価すべきです。適切なトレーニングを受ければ、エンジニアは問題領域を認識し、是正できるようになります。

3. 無許可の変更を行う

設計上の欠陥を抱えたサンプリング システムでも、当初のコミッショニングと受け入れを通過するほどは機能することがあります。欠陥が明らかになるのは、プラントがフル稼働になったとき、制御ループが閉じられたとき、あるいはラボ結果が得られたときかもしれません。問題が発生すれば、サンプリング システムには設計変更が必要となります。ほとんどの産業施設には、システム設計へのアドホックな変更を禁じる Management of Change（MOC：変更管理）手順があります。

しかし、現場では監督者がメンテナンス技術者に急な調整を迫ることがよくあります。このとき技術者は、根本原因ではなく特定の症状の治療に焦点を当てた、実験的なサンプリング システム変更を行いがちです。しかし、サンプリング システムが以前から正常に機能していなかった場合、こうした無許可の変更は問題を解決するよりも多くの問題を引き起こす可能性があります。

施設は MOC を徹底し、新たに設置されたサンプリング システムが機能しない、または信頼性に欠ける場合、設計者に責任を持って変更を行わせ、適切な運転を保証させるべきです。また、技術者もこのプロセスに参加させ、彼らも経験から学べるようにすべきです。

サンプリング システム改善への道筋

施設は以下の推奨プラクティスを実践することで、サンプリング システムを改善できます：

• サンプリング システム設計の根本原理と基礎を網羅した、深い教育とトレーニングへのコミット
• 既存システムの調査とトラブルシューティングが可能なサンプリング システム専門家への相談
• 新規設置されたサンプリング システムが機能しない、または信頼性に欠ける場合、設計者に責任を負わせる

これらのステップを踏むことで、サンプリング システムの不正確さと安全懸念を防ぎ、プラント効率と製品品質を向上させることができます。施設をサンプリング システム成功へと最短で導くために、業界エキスパートが講師を務め、経験レベルと業界を問わず参加者向けに設計されたスウェージロックの産業用サンプリング システム トレーニング コースの受講をご検討ください。