石油流出事故用オイルフェンスとは？種類、構成要素、そして選び方

オイルフェンスは、水面に浮遊するバリアで、油の流出を抑制、迂回、または阻止する役割を果たします。オイルフェンス自体が油を除去するわけではありません。オイルを集中させることで、スキマー、吸着剤、その他の回収装置が油を回収できるようにします。現場に最適なオイルフェンスは、水域、流速、そして展開に必要な速度によって異なります。この記事では、オイルフェンスの仕組み、構成要素、主な種類、そして選び方について解説します。.

オイル流出防止用のオイルフェンスが水面に及ぼす影響

オイルフェンスは、流出した油を集中させるための一時的な浮遊式障壁であり、その性能は波の高さ、潮流の速さ、そして固定の程度によって左右されます。オイルフェンスは油を吸収するのではなく、厚い表面層に保持します。その後、スキマーや吸着剤がその層を回収します。これは、広い水面に薄く広がった油膜は、狭い範囲に留まった油膜よりも回収がはるかに困難であるため、重要な点です。.

ブームは、桟橋や ブイ 港を囲むもの。また、曳航することもできる。 タグボート および他の船舶。その方法は、オイルフェンスが所定の位置を保持する必要があるか、回収地点に向かって油を掃き出す必要があるかによって異なる。.

オイルフェンスには4つの役割があり、必要な役割によって設置方法が変わります。封じ込めは、現場での回収のために油をその場に留めます。迂回は、油を回収地点へと誘導します。偏向は、油を回収せずに特定の場所から遠ざけます。排除は、湿地取水口などの油害を受けやすい場所を封鎖し、油が到達しないようにします。設置方法は、流れの方向や風向きによって変わるため、1つのオイルフェンスで異なる作業を日ごとに行うことができます。.

オイルフェンスには石油が含まれているのに、なぜそれを除去できないのか

オイルフェンスは油を表面に留めて集中させる役割を果たしますが、回収にはスキマーや吸着材などの別の装置が必要です。オイルフェンスだけでは油漏れを浄化することはできません。これは油漏れ対策計画において最もよくある誤解です。オイルフェンスが長ければ長いほど浄化が速くなると考える人が多いのですが、オイルフェンスはあくまでもその後の回収作業の準備段階に過ぎません。.

オイルフェンスにも作動可能な範囲が限られており、その範囲で油の封じ込めが静かに失敗します。米国環境保護庁（EPA）によると、ほとんどのオイルフェンスは波の高さが約1メートル、または潮流が約1ノットを超えると性能が低下します。正確な限界値は、オイルフェンスの設計、展開角度、油の種類、現場の状況によって異なります。これらの閾値を超えると、油は乾舷を越えるか、スカートの下に滑り込みます。流れの速い水域では、通常、スカートが先に破損し、潮流によって折り畳まれ、油がその下を通過します。実際の状況と照らし合わせてこれらの限界値を確認せずにオイルフェンスを計画すると、油の封じ込めがほとんどできない可能性があります。.

石油流出防止ブームの主要構成要素

オイルフェンスはどれも4つの構造部品を共有しており、それぞれの部品は購入前に確認できる故障リスクに対応しています。デザインは様々ですが、構造は同じです。

• 乾舷 ―喫水線より上の部分で、油が船体上部から飛び散るのを防ぐ役割を担う。局所的な波に対して乾舷が低すぎると、油がこの防壁を越えて漏れ出してしまう。.
• スカート（下書き） ―水面下の、油が下に流れ込むのを防ぐ部分。浅いスカート状の構造だと、強い潮流の中では油がオイルフェンスの下を通過してしまう。.
• 浮選 ブームを直立させ、浮力を保つための発泡体、空気室、または固体フロート。浮力の種類によって浮力対重量比が決まり、それが波の中でのブームの挙動を左右する。.
• バラストおよび張力部材 底部に沿って配置されたチェーンまたはケーブルがブームに重みを与え、風や波の荷重を支えます。これは、大型船舶用ブームと同じ荷重原理で機能します。 アンカーチェーン. 十分な引張強度がない場合、水路に張られたブームは流れによって切断される可能性がある。.

仕様書は、高さだけでなく比率として読み取ってください。乾舷、喫水、浮力、全高を総合的に比較してください。外洋用に設計されたブームは、保護されたマリーナ用に設計されたブームとは全く異なるバランスを持っています。ASTM F1523は、水域クラス別の最小ブーム寸法に関する正式な基準です。ASTM F818は、これらの部品の標準用語を定めています。.

オイルフェンスの主な種類とその典型的な用途

オイルフェンスはいくつかの主要なタイプに分類され、それぞれ特定の水の状態や流出シナリオに適しています。最適なタイプは、フェンスの設置場所、水面の荒れ具合、そして封じ込めが必要なのか吸収が必要なのかによって決まります。以下の表は、選択を左右する要因に基づいて、一般的なタイプを比較したものです。.

カーテンブームとフェンスブーム

カーテンブームとフェンスブームは、日常的な防護作業において最もよく使われる2つの主要な設備であり、その違いは水のエネルギー特性に起因します。カーテンブームは丸みを帯びた発泡体フロートを使用しており、波に追従しやすく、外洋でも安定性を保ちます。外洋の波浪への適合性は、浮力対重量比、柔軟性、接続部の強度、および定格波浪・潮流クラスによって決まります。一方、フェンスブームは平らで剛性の高いフロートを使用しており、穏やかな沿岸水域に適しています。平らな形状のため、リールに巻き取って素早く収納・展開できます。.

海岸線保護用ブーム、膨張式ブーム、および防火ブーム

海岸密閉型、膨張式、および防火用ブームは、それぞれ標準的なカーテン式ブームでは対応できない状況に対応します。海岸密閉型ブームは、スカートの代わりに水で満たされたバラスト室を備えています。干潮時に露出した地面に接して密閉するため、干潟、湿地、海岸線端に適しています。膨張式ブームは浮力対重量比が高く、荒れた海でも迅速な緊急展開に適しています。防火用ブームは、その場での燃焼に耐えます。新鮮な油を着火するのに十分な時間保持し、油が新鮮で海が穏やかな場合にのみ機能します。.

吸着ブーム

吸着ブームは、油をせき止めるのではなく、吸収します。その親油性・疎水性のコアは、炭化水素を吸収しながら水分をはじきます。スカートがないため、吸着ブームは油を長時間保持することはできません。そのため、バックアップラインとして、封じ込めリング内や機械周辺の油膜を捕捉するのに最適です。コアが飽和状態になったら、回収して交換します。.

水の状態とASTM規格に基づいたブームの選定

オイルフェンスの選定は水域から始まり、波高、流速、そしてオイルフェンスを所定の位置に保持する時間といった要素が決定要因となります。ASTM Internationalはまさにこのための規格を公表しています。F625は流出防止のための水域分類を定めており、F1523はこれらの分類に基づいてオイルフェンスを選定するための指針を示しています。「港」といった漠然としたラベルにオイルフェンスを合わせるよりも、水域分類に基づいてオイルフェンスを選定する方がはるかに効率的です。“

以下の表は、一般的な水の状態とブームの種類、そして購入前に最も確認すべき変数を対応付けたものです。

いくつかのASTM規格では、マーケティング上の主張ではなく、特定の試験方法に基づいて仕様書をテストすることができます。

実際には、水質ではなく価格を優先して選んでしまうことが問題となる。軽量のフェンスブームは安価で、波の穏やかなマリーナには適している。しかし、同じブームを潮の流れのある水路に設置すると、潮流が強くなると水没し、スカートの下から油が漏れてしまう。確認方法は簡単だ。ブームの定格波高と潮流を、設置場所の実際の最悪の状況に合わせて選定すれば良い。穏やかな日の平均値に合わせて選ぶべきではない。.

境界を一つ挙げておく価値がある。ブームを潮流に逆らって保持する係留とアンカーの配置は、別のエンジニアリング作業である。エンジニアは、ブームの選択とは別に、現場調査と荷重計算に基づいてそのサイズを決定する。ブームの種類を選択し、 係留 それを維持するという決定は、2つの異なる決定事項です。これらを1つのものとして扱うのは、よくある計画上の誤りです。.

現場でよく見られるブームの故障モード

ブームの故障にはいくつかの共通パターンがあり、いずれもブームと当日の状況とのミスマッチに起因します。展開前にこれらのパターンを把握しておくことは、単なる仕様数値よりもはるかに役立ちます。

• 沈没 ― 潮流やスカートのサイズ不足によってブームが水中に引き込まれ、オイルがラインの後ろで液滴となって上昇する。.
• 水しぶき 波が乾舷を越え、油を防波堤を越えて送り込む。.
• ねじったり、浸したり ブームが潮流に対して不適切な角度で設置されているため、喫水線付近のシールが破損している。.
• 別れ ― スパン全体にわたる張力が引張部材の定格値を超えると、部材が分離する。.

ブームの性能は、想定するのではなく、実際に観察する必要があります。水域クラスに対して潮流速度を確認せずにブームを設置すると、通常は水没してしまいます。その後、対応の途中で圧力がかかった状態で再張力をかけることになりますが、その時点で修復は最も困難です。監視は、固定係留されたブームにとって最も重要です。潮汐や風の変化は一日を通して負荷を変化させ、静水時には安全そうに見えたブームでも、いつの間にか機能しなくなる可能性があります。2010年のディープウォーター・ホライズン事故への対応では、ブームの到達範囲と限界の両方が明らかになりました。数百万フィートものブームが展開されましたが、波の高さ、潮流、展開品質、そして監視によって、その性能は依然として制限されていました。.

水量と流出状況に最適なブームを選ぶ

ブームの選択は、水域の等級、想定される最悪の波高と潮流、そして必要な作業という3つの相互に関連する要素によって決まります。これらを正しく判断すれば、乾舷、スカートの深さ、ブームの種類も自然と決まります。これらを誤ると、たとえ長くて高価なブームラインであっても、最も重要な場面で沈没したり、水しぶきを上げたり、切断したりする可能性があります。.

ブームの不足のほとんどは、ブームの乾舷と当日の実際の波高との不一致に起因します。ブームの欠陥が原因であることは稀です。 舶用機器サプライヤー, 私たちのチームは、まず現場の水質区分と潮流データから検討を始めます。次に、それらの条件に基づいてブームの種類と乾舷と高さのバランスを決定します。係留設計は別の項目として扱われ、プロジェクトレベルでの別途の確認が必要です。.

港湾、ターミナル、船舶における油流出対策を計画中ですか？まずは、水域の種類（港湾、河川、沖合、干潟）、最悪の場合の潮流と波高、取り扱う油または燃料の種類、そして必要な対応時間という4つの項目を記録してください。これらの情報をもとに、お客様の現場に最適なオイルフェンスの種類と仕様を選定し、状況に応じた詳細を確認いたします。.