船舶用浮遊ホースとは？構造、種類、規格、選定方法

船舶用浮遊ホースは、水面を横切って液体やスラリーを運ぶ浮力のある柔軟なホースです。固定配管が船舶の動きに追従できない場合に使用されます。 原油移送 洋上係留や浚渫におけるスラリー排出において、ホースは重要な役割を果たします。特定のホースがプロジェクトに適しているかどうかは、流体の種類、係留または排出の構成、およびストリング内のその位置で必要とされる予備浮力によって決まります。浮力は、ホース壁に組み込まれた独立気泡フォーム、または標準ホースに取り付けられた外部フロートによって確保されます。適切な仕様は、ホース自体よりも、移送ストリング内のどこに設置されるか、そしてそこでどのような負荷に耐えなければならないかによって決まります。.

フローティングホースの定義と主な用途

船舶用フローティングホースは、流体を輸送しながら水面に浮かぶように設計された、エラストマーで補強されたホースです。他の船舶用ホースと異なる点は、内径や圧力クラスではなく、浮力材の種類です。設計によって異なるのは、浮力を得る方法とホースの収納方法です。これらの2つの選択によって、視認性、プロペラとの衝突回避、波浪荷重下でのホースの挙動が決まります。.

この用語の検索では2つのアプリケーションが主流であり、仕様を異なる方向に導いている。オフショア石油・ガスでは、浮体ホースがタンカー、ブイ、FPSOユニット間で原油と精製製品を移送する。 係留システム SPM、CALM、CBMなど。浚渫では、浚渫船から排出地点まで砂、シルト、砂利のスラリーを運びます。石油輸送用ホースは炭化水素ホース規格と漏洩防止によって規定され、浚渫用ホースは耐摩耗性とスラリー速度によって規定されます。どちらの用途に適用されるかは重要です。なぜなら、一方の用途向けに作られたホースが、他方の用途に自動的に適合するとは限らないからです。.

浮遊ホースは水面に浮かぶため視認性が高く、船舶操縦者はホースを避けてプロペラとの接触を回避できます。この視認性は、単なる見た目の問題ではなく、安全確保のための重要な機能です。しかし、視認性が高いからといってホースが衝撃を受けないわけではありません。プロペラによる切断は、水面ホースの損傷原因としてよく知られています。だからこそ、ホースは水中に放置するのではなく、浮遊させ、色を付け、船舶から離して保管する必要があるのです。.

浮遊ホースを分類する3つの異なる方法

フローティングホースは、浮力方式、漏洩防止構造、およびホースストリング内での位置という3つの独立した軸に基づいて分類されます。これらを1つのカテゴリーとして扱うことが、最もよくある仕様上の誤りです。浮力方式とホース本体の構造は、それぞれ独立した決定事項です。一方はホースの浮力に影響を与え、もう一方は漏洩時の漏洩防止に影響を与え、どちらも他方を決定するものではありません。.

浮力法 は第一の軸です。フローティングホースは、ホース本体の周囲に一体成形された独立気泡浮力材を使用するか、用途によっては、標準ホースに固定された個別の外部フロートを使用する場合があります。一体成形フォームは、ホース本体とカバーに接着されています。クランプオンフロートは、プロジェクトの変更に応じて追加または取り外すことができます。また、両者は故障の仕方が異なるため、検査方法も異なります。クランプオンフロートは、ホースに沿って緩んだり、擦れたり、ずれたりする可能性のある機械的な固定点を追加します。一体成形フォーム壁にはそのような固定点はありませんが、外側のカバーが破損すると、現場で元に戻すのが難しい局所的な水の浸入が発生する可能性があります。浮力はボルトで固定されているか、一体成形されているため、普遍的に「より良い」選択肢はありません。ラインを検査する人や頻度によって異なります。.

封じ込め構造 は第2の軸であり、浮力とは別個のものです。シングルカーカスホースは、1つの封じ込め層を備えています。ダブルカーカスホースは、2つのカーカスの間に監視容積を持つ2つ目のカーカスを追加します。ダブルカーカス設計は、浮力のためではなく、漏洩封じ込めのために存在します。プライマリカーカスにゆっくりとした漏洩や突然の破裂が発生した場合、セカンダリカーカスが漏れた流体を保持し、漏洩検知装置または故障警報装置がオペレーターに信号を送ります。ダブルカーカスホースは、一体型フォームまたはフロートによって浮力を得ることができるため、封じ込めの選択が浮力の選択を決定するわけではありません。.

文字列内の位置 3つ目の軸は、ホースの材質ではなく、形状と用途を決定するものです。メインライン、テール、タンカーレール、および最初のブイセクションはすべて浮力のあるホースですが、それぞれ移送経路の異なる場所に位置するため、補強材と浮力の仕様が異なります。次のセクションでは、これらの位置について説明します。.

浮遊ホースストリングの配置方法

フローティングホースは単独で使用されることはほとんどありません。ホースストリングの1つのリンクとして機能し、各セクションはそれぞれ異なる形状と役割を持っています。そのため、「フローティングホース」の発注書は、実際には複数の異なるホースを順番に発注することを意味します。個々のホースがすべて正常であっても、設置場所に適したセクションを間違えると、仕様ミスとなります。.

完全なオフショアストリングは通常、タンカーから外側に向かって、業界全体で繰り返し使われる名称のセクションを経由して伸びています。

• タンカー用レールホース タンカーのサイドレールから吊り下げられ、船のマニホールドに連結され、自重でたわんでマニホールドに近づくように曲がる。事実上、船と浮遊する索状物をつなぐジョイントとなる。.
• テールホース — ブイやマニホールドの動きに対応する非常に柔軟なセクション、多くの場合、最初の接続部 係留ブイ.
• 減速ホース — 内径が異なる2本のホースを接続する。ホースの内径が変わる箇所で使用される。必ずしもホース列に存在するとは限らない。.
• メインラインホース ―水面配管の大部分を構成する主要な浮力のある導管。.
• 第一離岸ブイ／片端補強ホース ―接続端に集中した補強材を備えており、ブイやFPSOの接続点で使用される。.

補強された端部は、詳しく見てみる価値があります。補強は、ブイやマニホールドに接続する端部に配置されています。これは、その接続点に曲げモーメントと軸方向荷重が集中するためです。端部を強化することで、そこに集中するはずだった応力を抑制できます。ホース全体を均等に補強すると、必要のない部分に剛性が加わることになりますが、それでも接合部には最も大きな荷重がかかります。そのため、補強は非対称に配置されるのです。.

浚渫用ホースは構造が単純ですが、油ではなく固形物を運ぶため、耐摩耗性に対する要求は高くなります。浚渫用浮体ホースは、砂や砂利の高速移動に耐えられるよう、耐摩耗性に優れた内張り材を使用しています。浮力によってパイプラインが海底に沈むことがなく、引きずりによる摩耗を防ぎます。.

予備浮力：「20%」が実際に意味すること

予備浮力とは、ホースが液体で満たされた状態での残留浮力のことで、満水時の重量に対する余裕分として表されます。必要な値は、ホースが配管内のどの位置にあるかによって異なり、一律の数値ではありません。空の状態では浮くホースでも、密度の高い液体で満たされると垂れ下がる可能性があるため、浮力は満水時の余裕分として規定され、満水状態かどうかという二択ではありません。.

GMPHOM 2009 では、完全浮力型のオフショア係留ホースは、浸水状態で一般的に 20% とされる最小予備浮力を備えています。浮力材は全長にわたって分散されているため、ホースはストリング内で均等に浮遊します。この予備浮力には、フランジやカップリングなど、ホースに取り付けられたハードウェアの重量が含まれ、ホース単体の重量は含まれません。ブイ接続部で使用される部分浮力型ホースは、扱いが異なります。この規格では、部分浮力型ホースの普遍的な割合は規定されていません。浮力は、特定の現場基準に基づいて購入者によって定義され、特に合意がない限り、通常はホースの長さの一部に適用されます。5% などの低い数値が個々の製品データシートに記載されている場合もありますが、関連するデータシートまたは購入仕様書で裏付けられている場合にのみ引用されるべきであり、決してデフォルト値として想定されるべきではありません。.

予備浮力とは、満水時の重量に対する余裕分であり、積荷の重量増加と内径の拡大は、いずれも同じ方向からその余裕分を減少させます。軽質精製油で十分な浮力を持つホースでも、同じ直径でも高密度原油では限界に近づく可能性があります。そのため、浮力率をホースが運ぶ流体から切り離して読み取ることはできません。データシート上の数値だけでは、負荷がかかった状態での余裕分は分かりません。.

フローティングホースとサブマリンホースの比較

浮遊ホースは水面に浮かぶのに対し、潜水ホースは水面下を海底に向かって伸びるように設計されています。この2つを混同すると、本来の機能を果たせないホースになってしまいます。この違いは、浮力設計、補強方法、係留システムにおけるホースの位置など、多くの点で影響します。決して些細な違いではありません。.

浮体式ホースは、タンカーとブイ、ブイマニホールドとシャトルタンカー、浚渫船と排出地点など、水上機器を接続します。海底ホースは、ブイから海底パイプラインエンドマニホールド（PLEM）に向かって下方に伸び、固定された海底ラインまでの最終区間を流体を運びます。これらは、水面からの視認性よりも、外部圧力と摩耗に耐えられるように設計されています。海底ホースは必ずしも海底に平らに敷設されるとは限りません。水深や水流によっては、ブイと海底の間に吊り下げられた状態で設置されることもあります。しかし、その詳細な構成、バラスト調整、設置方法は、海底ホース専用の仕様であり、水上浮体式ホースの選定とは互換性がありません。.

典型的なCALMブイの設置では、両方のタイプのホースが同じシステム内で機能します。水中ホースはPLEMとブイの間を、浮体ホースはブイとタンカーの間をそれぞれ接続します。水中ホースが必要かどうかは、浮体ホース単体ではなく、移送システム全体の構成によって決まります。. 船から船へ 浚渫設備の中には、水面ホースのみで稼働できるものもありますが、係留式の沖合ターミナルでは一般的にそれは不可能です。浮体式ホースは、固定パイプの敷設が非現実的または非経済的で、かつホースが船舶の動きに追従する必要がある場合に、固定パイプよりもコストパフォーマンスに優れています。係留構造上不要なホースの複雑さを加えることは、見返りのないコスト増となります。.

どの基準が適用されますか？

以下の規格は、洋上炭化水素ホースシステムに適用されます。浮体式浚渫ホースは、これらの炭化水素ホースに関する文書ではなく、摩耗およびスラリーに基づく別のプロセスによって規定されます。洋上係留サービスについては、それぞれ異なる適用範囲を持つ3つの規格が繰り返し適用されます。どの規格を参照するかは、ホースの実際の用途によって異なります。.

OCIMF GMPHOM 2009 は、洋上係留施設で使用されるエラストマー強化オイル吸引・排出ホースの主要な購入および認証ガイドです。これは、石油会社国際海洋フォーラム（OCIMF）が発行する洋上係留施設用ホースの製造および購入ガイドであり、現在第5版となっています。このガイドは、これらのホースの製造、試験、および購入方法を標準化しています。OCIMF自身も1点注意を付記しています。それは、ホースへの「GMPHOM 2009」の刻印を管理していないということです。購入者は、刻印だけを鵜呑みにせず、ホースの仕様が本当に記載どおりであることを確認するために、十分な調査を行うべきです。.

EN 1765:2016 本規格は、原油を含む石油（芳香族含有量最大50%、体積比）用のゴム製吸油・吐出ホースアセンブリ4種類を規定する。公称内径は50～500、使用温度範囲は-20℃～82℃である。LPGや天然ガスには使用できない。港湾および船舶用オイルホースに関する欧州共通の規格である。.

API仕様17K, API 17K は、両端にエンドフィッティングを備えた接着フレキシブルパイプアセンブリを対象としています。フローライン、ライザー、ジャンパー、およびオフショアの積荷および排出ホースに適用されます。非接着フレキシブルパイプは対象外です。また、GMPHOM と競合するものでもありません。API 17K では、積荷および排出ホースに関する補足要件は、API 17K と矛盾しない限り GMPHOM に記載されていると規定しています。したがって、接着された生産グレードのオフロードホースについては、両方を一緒に読む必要があります。API 17K は接着パイプの要件を規定し、GMPHOM は係留ホースの詳細を規定します。.

プロジェクトで最小曲げ半径が指定されている場合、その数値はホースの設計固有のものであり、承認された製造元のデータシートまたはプロジェクト仕様書から取得する必要があります。公称直径の6倍（6D）などの値は、一部のオフショアホース設計に記載されていますが、GMPHOMの普遍的な要件ではありません。.

試作品の認定と量産受入試験の比較

GMPHOMに基づくホース試験は、目的の異なる2つのカテゴリーに分かれており、これらを混同すると、納入されたホースが実際にどのような試験を受けているのか購入者に誤解を与える可能性があります。生産受入試験は、購入されたホースに適用されます。試作品認定試験は、ホースの設計に適用され、その型式を証明するためのものであり、出荷されるすべてのホースに適用されるものではありません。.

購入ホースの製造受入試験は、接着性、重量、最小曲げ半径、静水圧、真空、電気的導通、浮力関連試験など、定められた一連の試験項目に基づいて実施されます。ねじり試験、灯油試験、引張試験などの追加試験は、購入者が指定した場合にのみ適用されます。したがって、「GMPHOM 2009に準拠して試験済み」という表現は、適用された具体的な試験項目が明記されている場合にのみ意味を持ちます。なぜなら、オプション項目によって実際に検証された内容が変わってしまうからです。.

プロトタイプ認定は、設計に対して適用される、より厳格な別個のプロセスです。動的曲げ、引張、ねじり評価などの動的試験は、納入されたホースごとに行うルーチンテストではなく、ホースタイプの認定の一部です。購入者は、設計認定テストが発注書に記載されたすべてのユニットに対して実施されるものと解釈したり、ルーチン検査がプロトタイププログラム全体を網羅していると想定したりすべきではありません。サプライヤーが提示したテストがどのカテゴリに属するかを明示できない場合は、発注前にその点を明確にしておくことが重要です。.

電気的連続性については、両方の方法で規定されているため、特に注意が必要です。フローティングホースは、プロジェクトの接地およびボンディング方式に応じて、電気的に連続している場合と、断続的な場合があります。これは固定された特性ではなく、プロジェクト上の決定事項であり、前提とするのではなく、より広範な接地構成の一部として定義されるべきです。.

フローティングホースの指定方法

フローティングホースの仕様を決定する上で重要なのは、入力項目を適切な順序で解決することです。最初の決定はほぼ不可逆的ですが、最初の決定が確定すれば、後の決定は調整可能です。最も重要な最初の入力項目は、流体とその流量条件です。流体の種類、流量、圧力、固形物の特性はすべて、内径、ライナー、補強材、浮力マージン、および適用規格に影響を与えます。.

何よりもまず最初の層を確認してください。 流体および流れの状態:

• 流体の組成、密度、粘度、芳香族または化学物質含有量
• スラリーの場合：粒子サイズ、濃度、および研磨性
• 必要な移送速度と許容流速
• 定格作動圧力、サージ圧力、およびあらゆる真空状態
• 流体および周囲温度の最小値と最大値

これらは基本的に不可逆的な設計入力事項です。ある流量での原油用に選択されたライナーとボアは、後から腐食性の高い化学物質や高速のスラリーに対応するように単純に再評価することはできません。.

次に、2 層目、 システムの位置と環境. これには、係留または排出構成（SPM、CALM、CBM、船間排出、または浚渫排出）、ストリング内のホースの位置、船舶の動き、水深、波、潮流、および浮力に影響する補助機器の重量が含まれます。位置によって、必要なセクション（タンカーレール、テール、メインライン、または最初のブイ）と、実際に購入する予備浮力の数値が決まります。.

ボア、長さ、ケーシング構造、ライナー、補強材、予備浮力、最小曲げ半径、フランジクラス、および電気構成は、第3層の出力です。ボアは最後に自由に選択できるものではありません。第1層の流量、許容流速、および圧力損失から導き出されますが、これらの上流の入力が確定すればボアも確定します。避けるべき落とし穴は、直径と価格を最初に基準に仕様を決定することです。荷重を支える決定が最後に行われると、結果として得られる配管は、早期の再検査や交換が必要になる可能性が最も高くなります。.

範囲に関するもう一つの正直な指摘は、固定ロープやシンプルなドックホースで済むような、短く波風の当たらない移送作業であれば、完全な浮体式係留ホースストリングは過剰装備であるということです。浮体式設計が真価を発揮するのは、外洋、動的な海況、そして硬質パイプが船舶に追従できない係留場所においてです。ホースの複雑さを実際の現場に合わせて適切に設計することが、正しい仕様決定の一部となります。.

検査、保管、修理の範囲

フローティングホースの耐用年数は、固定された暦年ではなく、使用状況によって決まり、検査によって確認されます。耐用年数を左右する要因は、暴露状況、積荷、取り扱い、および海況です。定期的な目視点検と圧力試験によって残存寿命が確定されます。なぜなら、同じ年数のホースでも、使用状況によって状態が大きく異なる場合があるからです。.

設置前の保管はホースの初期耐用年数に影響を与え、その要因としては日光、温度、物理的ストレスが挙げられます。ホースは屋内の乾燥した涼しく換気の良い場所に保管するのが最適です。屋外での保管が避けられない場合は、直射日光を長時間当てないようにし、急な曲がりを避けるために巻いておく必要があります。保管期間と設置前の点検は、一般的な期限ではなく、製造元の指示とプロジェクトのホース管理計画に従って行うべきです。.

修理範囲は、損傷がカバー内部にとどまっているか、構造層にまで及んでいるかによって異なります。非構造的なカバーの損傷は、承認された手順に基づいて修理できる場合もありますが、その場合は補強材、本体、端部継手、浮力構造、および漏水検知システムが損傷していないことを確認した後でなければなりません。これらの要素に損傷が及んでいる場合は、使用を中止し、製造元またはその他の管轄当局による検査を受ける必要があります。外側カバーを修理しただけでは、ホースの元の認証状態は回復しません。.

フローティングホースの選定はどこから始めるべきか

フローティングホースの仕様を決定する際には、まず2つの点を明確にする必要があります。それは、ホースが何を運ぶのか、そして移送ラインのどこに設置されるのかということです。内径、長さ、継手は、流体の種類、流量条件、設置位置によって決まります。予備浮力とライナー材は、これらの要素の結果として生じるものであり、独立した選択肢ではありません。よくある失敗は、まず直径と価格に基づいて仕様を決定し、その結果、耐荷重に関する変数が最後に決められてしまうことです。.

海洋機器サプライヤーとして、この段階での当社の役割は、表からボア径を見積もるのではなく、係留または浚渫構成に対して仕様を確認することです。流体、海況、係留位置によって、どのセクションとどの浮力定格が実際に適合するかが決まります。これらの入力のいくつかは、カタログのデフォルト値ではなく、ホースシステム設計者の要件に対してプロジェクトレベルでチェックする必要があります。浮遊ホースが接続される周囲の係留および荷揚げコンポーネントについては、 舶用機器 範囲は、端末側の隣接機器をカバーします。.

読み物から実際の引用へと進むには、以下の情報を準備しておくと役立ちます。

• 流体タイプ, 密度、粘度、芳香族または化学成分
• 固体 （スラリーの場合）：粒子サイズ、濃度、研磨性
• 流れ: 必要な移送速度と許容速度
• プレッシャー定格使用圧力、サージ圧力、真空状態
• 温度: 最小および最大流体および周囲温度
• ホースの位置とシステム:本線、タンカーレール、テール、最初のブイ、SPM、CALM、CBM、STS、または浚渫
• 環境水深、波、潮流、船舶の動き
• 予備浮力 要件には、付属ハードウェアの重量も含まれます。
• 電気的連続性 選好（連続的または不連続的）
• 統治基準: GMPHOM 2009、EN 1765:2016、API 17K、またはプロジェクト仕様書

これらが揃えば、仕様決定はもはや推測に頼る必要がなくなります。既知の条件に適切なホースの断面形状と定格を合わせるだけの問題になります。.

よくあるご質問