DOT-111 タンク車

鉄道輸送において、米国のDOT-111タンク車（カナダではTC-111としても知られる）は、北米で一般的に使用されている非加圧型一般用タンク車の一種である。この仕様で製造されたタンク車は、断面が円形で、外側に凸型の楕円形の頭部を備えている。^[1]最小板厚は7 ⁄ 16インチ（11.1 mm）^[2]で、最大容量は34,500米ガロン（131,000 L、28,700英ガロン）である。^{[3]タンクは、}炭素鋼、アルミニウム合金、高合金鋼、またはニッケルメッキ鋼^[4]を溶融溶接で製造することができる。^[5]

2013年現在、カナダの鉄道車両の最大80％と米国の鉄道タンク車の69％がDOT-111タイプであった。^[8]

DOT-111車には、事故の際にタンクの端枠を貫通して連結器が乗り越えるのを防ぐために垂直位置を維持するように設計されたAARタイプEの上部および下部棚のジャニー連結器が装備されています。これらのタンク車は、米国で年間219,000台のエタノール燃料を積載する専用サービスで40,000台の車両を含む、さまざまな種類の液体危険物を輸送しています^[2]

北米内陸部のシェールオイル田での新油井 の水圧破砕により、海岸沿いの既存の製油所に原油を輸送するためにDOT-111車両の使用が急増している。 ^{[9] 2013年7月の}ラック・メガンティック脱線事故で暴走したモントリオール・メイン・アンド・アトランティック鉄道の列車は72両のこの車両で構成されていたが、^{[10] [11]そのうち63両が脱線した。脱線したタンク車のほぼすべてが破損し、多くに大きな亀裂が生じた。}バッケン層由来の軽質原油約600万リットル（160万米ガロン、130万英ガロン）が急速に流出して火災が発生した。その後の火災と爆発で47人が死亡した。

2013年11月にアラバマ州ピケンズ郡アリスビル近郊で発生した脱線事故でも、ノースダコタ州の原油が爆発した。^[12]ジェネシー・アンド・ワイオミング社が90両編成のこの列車を運んでいたが、そのうち20両が脱線・爆発した。列車はミシシッピ州アモリーを出発し、ジェネシス・エナジーが所有するフロリダ州ウォルナットヒルのパイプラインのターミナルに向かう予定だった。積荷の最終目的地はアラバマ州モビールのシェル石油精製所だった。事故は過疎地の湿地帯で発生した。^{[13] [14]} 3両の車両で沸騰した液体が膨張し、蒸気が爆発した。^[15]

2013年12月30日、ノースダコタ州キャッスルトンでも同様の爆発が発生し、町は避難を余儀なくされた。BNSFの列車は106両編成で全長1.6kmで、少なくとも10両が破壊された。報告によると、反対方向に走っていた穀物を積んだ別の列車が最初に脱線し、その1分後にバッケン層からの石油を積んだタンク車を積んだ隣接する列車が脱線した。^{[14] [16]} 3日後、米国運輸省PHMSA ^[17]は「最近の脱線とそれに伴う火災は、バッケン地域から輸送されている原油の種類が従来の重質原油よりも可燃性が高い可能性があることを示している...バッケン原油が関与するノースダコタ州、アラバマ州、ケベック州ラックメガンティックでの最近の脱線後に実施された予備検査に基づき、[原油生産者と荷送業者に]輸送前および輸送中に危険物質を十分に脱ガスすることを義務付ける」と記した。^{[18] [19]}

ノースダコタ州の石油規制当局は2013年12月初旬、同州の石油の90％が2014年には鉄道で輸送されると予想していると述べた。これは現在の60％から増加している。^[16] 米国の鉄道で輸送された原油貨車の数は、2009年の10,840両から2013年には400,000両に急増すると予測されている。^[16] 2013年第3四半期には、鉄道による原油輸送は前年比44％増の93,312両となり、これは1日あたり約740,000バレル、つまり米国の生産量のほぼ10分の1に相当した。^[15 ]これは、原油スプレッドの縮小によりコストのかかる鉄道輸送が経済的でなくなったため、2013年第2四半期から14％減少した。^[15]

2014年1月7日、ニューブランズウィック州プラスターロック近郊で122両編成の列車のうち17両が脱線・爆発した。負傷者はいなかったが、約150人が避難した。^[20] 石油製品はカナダ西部産で、セントジョンのアーヴィング製油所に運ばれる予定だった。 ^[21]

DOT-111 タンク車は、ドラフト シル設計で構築されています。ドラフト シルには、各連結器の後ろにドラフト ギアが組み込まれており、列車の全長にわたって縦方向のドラフト (張力) とバフ (圧縮)力を伝達するように設計されています。ドラフト シルは、タンクに取り付けられたスチール パッドに取り付けられています。車両に車両の全長に渡る連続した中央シルが組み込まれていない場合は、両端の 2 つのドラフト シルはスタブ シルと呼ばれ、タンクが連結器間のドラフト力を伝達します。この場合、ドラフト シル間のタンクの下に補強バーが延長される場合があります。車体ボルスターとそれに関連する車体ボルスター パッドは、鉄道車両の台車の上部に中央に配置され、タンクを支え、横方向の力から保護します。ドラフト シルの中央プレートは、タンク車体と台車アセンブリ間の接続ポイントとして機能します。(右の概略図を参照してください。) ^[22]

ボディボルスターパッドとフロントシルパッドは、フィレット溶接でタンクに取り付けられています。フロントシルパッドの後端では、突合せ溶接でフロントシルパッドをボディボルスターパッドに取り付け、フィレット溶接でボディボルスターパッドをタンクシェルに取り付けています。ヘッドブレースの内側と外側のフィレット溶接でヘッドブレースをフロントシルパッドに取り付け、外側のフィレット溶接でヘッドブレースをドラフトシルに取り付けています。ヘッドブレースの後部では、ドラフトシルがフロントシルパッド、ボディボルスターパッド、および鉄筋に溶接されています。^[22]

鉄道車両には前部も後部もないので、説明上、車両の端は「A」と「B」で示される。車両の B 端は、車両のハンド ブレーキを手動で設定するためのホイールまたはレバーが装備されている端である。ハンド ブレーキのない端は​​ A 端である。列車が組み立てられると、タンク車両のどちらの端も前部または後部の位置に置かれる。タンク シェルは、いくつかのリングを溶接して作られており、典型的な構成では 6 つのリングがある。慣例により、リング 1 は A 端にあり、リングが 6 つある場合は、リング 6 は B 端にある。^[22]タンク リングは、「ストレート バレル」構成で溶接することも、タンクの中央にある底部出口バルブに向かって下向きに傾斜する「傾斜底部」で溶接することもできる。^[23] ">

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  主要コンポーネントを示すタンク車端部の概略断面図（縮尺通りではありません）。
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  断熱ジャケットと外部加熱コイルを備えた DOT-111J100W1 タンク車の図。容量は 20,000 米ガロン (76,000 L、17,000 英ガロン) です。
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  下地構造と溶接詳細

2013年のカナダ上院委員会の報告書では、鉄道会社に最低限の保険を義務付けることを提案し、鉄道車両からの流出やその他の事故に関する情報を収録したオンラインデータベースの作成を推奨した。^[24]現在、鉄道業界は、義務的な保険の補償額においてパイプライン業界に遅れをとっており、その比率は1:40である。^[24]

鉄道事業者は輸送中の危険物についてカナダの自治体に通知する義務はない。^[25]

DOT-112タンク車とDOT-114タンク車は、1979年以来、カナダ運輸法の規則SOR/79-101に基づき、プロパン、ブタン、塩化ビニルなどのガスの輸送に必要とされている。^[26] カナダ運輸安全委員会鉄道調査報告書R94T0029 ^[27]セクション1.13.1には、DOT-112タンク車とDOT-114タンク車の基準が記載されている。DOT-111タンク車は、「可燃性ガスを輸送するように設計された分類112および114の車両と同程度の脱線保護を提供するとは考えられていない」。

2007年、カナダ運輸省は「カナダの鉄道安全の現状」に関する報告書を委託した。^[28] この報告書には、その主題に関する10年間の統計的調査が含まれている。第6節は「危険物に関連する事故」と題されている。鉄道安全法の正式な見直しは、2007年2月に大臣によって審議された。^[29] その年の後半に議会に提出された見直しは、この主題について異なる見解を示している。

数年にわたる数多くの事故調査の中で、米国国家運輸安全委員会は、 DOT-111タンク車は事故の際にタンクが破損する頻度が高いことを指摘している。^[2]衝突時のDOT-111タンク車の性能が低いことを明らかにした以前のNTSBの調査には、1991年5月の安全性研究の他に、1992年6月30日のウィスコンシン州スペリオルでの脱線事故、^[30] 2003年2月9日のイリノイ州タマロアでの脱線事故、^{[31]および2006年10月20日の}ペンシルバニア州ニューブライトンでのエタノールユニットトレインの脱線事故に関するNTSBの調査がある。^[32]さらに、2011年2月6日、連邦鉄道局（FRA）はオハイオ州アルカディアでエタノールを積んだDOT-111タンク車のユニットトレインが脱線し、約786,000米ガロン（2,980,000リットル、654,000英ガロン）の製品が漏れた事件を調査した。^[33]カナダ運輸安全委員会も、この車両の設計に欠陥があり、事故の際に「タンクの完全性を損なう頻度が高い」と指摘した。^[8]

カナダ運輸安全委員会（TSBC）は、1994年1月30日にオンタリオ州ウェストリー近郊で発生した脱線事故を調査した。 ^[27] 委員会は、NTSB/SS-91/01報告書を引用し、「DOT-111Aタンク車の安全性に疑問を呈し、この分類のタンク車は事故に巻き込まれた際にタンクの完全性が損なわれる頻度が高く、より保護された車両（事故に巻き込まれた際に輸送中の製品が漏れる可能性が低い）があるにもかかわらず、これらのタンク車で特定の危険物が輸送されていると判定した」としている。TSBCは、「危険物輸送規則の修正スケジュールNo.21」を制定し、「改訂されたタンク車規格CAN/CGSB 43.147-94の使用」を義務付けた。この規格は、111Aタンク車の使用を制限し、クラス111車両での輸送がこれまで認可されていた80種類以上の危険物を除外する」ものである。更新された規格は、カナダ一般規格委員会から入手できる。^[34]

1995年1月21日、ケベック州グーアン近郊で約23万リットル（61,000米ガロン、51,000英ガロン）の硫酸が漏れ出し、環境被害を引き起こした。^[35]漏れ出した11両の鉄道車両は、標準シリーズのCTC-111Aタンク車だった。脱線は軌間損失が原因で、脱線地点の北側にあった不良枕木の数は、カナダ国鉄（CN）の保守基準を超えていた可能性が高い。カナダ運輸省は、クラス111Aの全車両の上部装備品の改修には10億ドルを超える費用がかかると判断した。^[35]

カナダ運輸安全委員会（TSBC）は、 1996年3月11日にニューブランズウィック州リバーグレイド近郊で発生した事故を調査した。1996年の報告書は、「クラス111Aタンク車は圧力タンク車よりも脱線や衝突時に物質を漏出しやすいが、それでもクラス111Aタンク車で輸送が認められている有毒で揮発性の液体が多数ある」と結論付けた。報告書では、クラス111Aタンク車のアップグレードや使用制限を勧告していない。^[36]

2013年8月3日にブランドン・サン紙が発表した調査報告書には、過去10年間にこの地域で発生した10件の鉄道脱線事故が記載されている。この期間に脱線による負傷者は出ていない。^[37]

2002年5月2日、マニトバ州ファーデールのCN踏切で列車が輸送トラックと衝突した。脱線した貨物車には危険物を積んだタンク車5両が含まれていた。脱線中にタンク車4両に複数の穴が開き、積荷が漏れた。積荷は発火し、脱線した車両は大火災に見舞われた。^{[38] [39]}

米国国立研究評議会は、連邦鉄道局から米国危険物輸送統一安全法（1990年）を通じて、「（1）仕様策定、設計承認、修理工程承認、修理責任、設計と修理の提示、検討、評価のプロセスを含む鉄道タンク車の設計プロセス、および（2）危険物を輸送するすべてのタンク車にヘッドシールドを設置するべきかどうかを含む鉄道タンク車の設計基準」に関する公平な報告書の作成を委託されました。この報告書は「鉄道タンク車の安全性の確保」^{[40]と題され、} ISBN 0-309-05518-0として入手可能です。  

前述のように、ラック・メガンティックの町でバッケン原油を積んだ列車が脱線し、火災と爆発が発生し、多数の死者と建物の破壊につながった。^[41]ラック・メガンティックの脱線事故で提起され、エンブリッジが米国の規制当局に提出した苦情によって裏付けられた問題の1つは、バッケン原油が顕著な変動性と関連しているということである。^[42]

米国連邦鉄道局は2013年8月8日、水圧破砕プロセスから発生する可能性のある揮発性および/または腐食性の化学物質を含むバッケン層の原油の出荷基準を厳格化する措置を講じた。^[43] 原油はクラス3可燃性液体に分類される。^[44] 米国の規制当局は2013年8月8日までバッケン層の原油の腐食性物質を無視していた。

エンブリッジ社は、バッケン原油でも硫化水素（H ₂ S、酸性ガス）を検出した。このガスは人体に有毒で可燃性である。 ^{[45]学術界は2011年に、現場でH} ₂ S濃度の上昇が観測され、「健康および環境リスク、坑井の腐食、材料処理およびパイプライン設備に関する追加費用、および追加の精製要件」などの課題が生じたとコメントした。^[46]さらに、ホルブニャクらは、バッケン原油は「現在の油田慣行により酸性化する可能性がある」と書いている。したがって、ラック・メガンティック脱線事故で問題となっているのは、ワールド・フューエル・サービス社と他の被告が、ラック・メガンティック列車にDOT-111タンク車（2012年に米国のNTSB規制当局によってこれらの目的には不十分であると既に認められていた^[45]）を積載するよう注文したとき、この2年前の研究について知っておくべきだったかどうかである。

ラック・メガンティックの暴走列車は、ダコタのバッケン平原から出発する途中、トロントを通過していた。カナダ国鉄の従業員は、トロントを通過する貨物の約10％に、DOT-111タンク車に保管されることが多い危険物が含まれているが、危険物貨物の情報にアクセスできるのは救急隊員だけだと語った。^[47]

13 台の DOT-111 タンク車から約 324,000 米ガロン (1,230,000 L、270,000 英ガロン) のエタノールが流出し、ロック川の​​支流が汚染された結果、イリノイ州史上最大級の魚の大量死が発生しました。2009 年にイリノイ州チェリーバレーで発生した事故を受けて、米国鉄道協会はDOT-111 タンク車設計の耐衝突性を向上させるための複数の選択肢を検討し、エタノールと原油の輸送に使用されるタンク車の AAR 標準および推奨実施マニュアルを改訂する目的で、事故防止回覧で新しい構造標準を発表しました。2011 年 10 月 1 日より、DOT-111 タンク車の新しい AAR 標準では、タンクのヘッドとシェルをより厚い鋼で製造することが求められます。新規格では、ヘッドとシェルは標準化された鋼で作られ、すべてのケースで1⁄2インチ（12.7 mm）の厚さのハーフヘッドシールドが装備されなければならないと規定されている。AARはまた、上部のフィッティングを保護するために、より頑丈なハウジングまたはロールオーバースキッドを義務付けている。^[2]新規格は新しく製造された車両にのみ適用され、古い設計で製造された既存のDOT-111A車両を改造、再利用、または廃止する必要はない。NTSBはその設計を「不十分」と呼び、古い車両は「損傷や危険物質の壊滅的な損失にさらされている」と指摘している。^[33]

2015年5月、連邦鉄道局とカナダ運輸省は共同で、すべての可燃性クラスの製品についてDOT -111設計に代わる新しいDOT-117仕様を発表し、2025年5月までにすべての例を廃止または再構築することが義務付けられました。^[48]

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  イリノイ州チェリーバレーでの脱線事故
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  カナダのオンタリオ州エッサにある旧カナダ国道ペネタング・スパーに並ぶ DOT-111 車両の列。リサイクルのために出発を待っている。写真は 2018 年 12 月 11 日に撮影。

• パイプラインおよび危険物安全管理局(PHMSA)

この記事には、2012 年 3 月 2 日の非機密安全勧告 R-12-005-008 (PDF) 、米国国家運輸安全委員会 (NTSB) のパブリック ドメイン資料が組み込まれています。
この記事には、 DOT-111 タンク車設計(PDF) のパブリック ドメイン資料が組み込まれています。米国国家運輸安全委員会。
 この記事には、CN 貨物列車 U70691-18 の脱線とその後の危険物質の放出および火災、イリノイ州チェリーバレー、2009 年 6 月 19 日(PDF)、国家運輸安全委員会からのパブリック ドメイン資料が組み込まれています。