2025 3月 | 遠機設備

皆さんこんにちは！

遠機設備、更新担当の中西です。

第１０回配管工事雑学講座！

さて今回は

～交換時期～

ということで、プラント配管の交換時期を決める要因や、適切な交換のタイミング、寿命を延ばすための管理方法について詳しく解説します♪

プラントの配管は、製造・化学・エネルギー・食品業界など、さまざまな産業で重要な役割を果たします。しかし、長期間使用すると、腐食・摩耗・劣化が進行し、配管の強度や密閉性が低下するため、適切なタイミングで交換を行わなければなりません。

配管の交換時期を誤ると、漏れや破損による設備トラブル、さらには重大な事故につながる可能性もあります。そのため、交換の目安を正しく把握し、定期的な点検と計画的なメンテナンスを行うことが不可欠です。

1. プラント配管の交換時期を決める要因

① 配管の材質（耐久性の違い）

配管の寿命は、使用する材質の特性によって大きく変わります。

✅ 代表的な配管材と交換目安

配管の種類	主な用途	交換目安
炭素鋼（SS400, STPG）	一般的な水・蒸気配管	10～20年（腐食が進みやすい）
ステンレス鋼（SUS304, SUS316）	耐食性が求められる配管	20～50年（長寿命だが高コスト）
合金鋼（Cr-Mo系）	高温・高圧配管	15～30年（熱や圧力に強い）
銅管	冷却水・医薬・食品用配管	20～30年（耐食性が高い）
樹脂配管（PVC, PE, PP）	化学薬品・排水ライン	15～30年（軽量で耐薬品性が高い）

例えば、化学プラントでは腐食性の強い流体を扱うため、SUS316などの耐食性の高い配管を採用し、交換頻度を減らすケースが多いです。一方、炭素鋼配管はコストは低いものの、定期的な交換が必要です。

② 使用環境（温度・圧力・流体の種類）

配管の交換時期は、使用環境の過酷さによっても大きく変わります。

✅ 環境ごとの配管寿命への影響

環境条件	配管への影響	交換の必要性
高温環境（ボイラー・蒸気ライン）	熱膨張・酸化による劣化	早めの交換が必要（10～20年目安）
高圧環境（ガス・化学薬品輸送）	圧力による金属疲労・破損	定期点検を徹底し、15～25年目安で交換
腐食環境（海水・酸・アルカリ使用）	腐食による肉厚減少・ピンホール発生	10～20年（耐食性の高い材質を選定）
低温環境（液化ガス・冷却水）	凍結・収縮によるひび割れ	20～30年目安（断熱材で保護）

例えば、高温・高圧の蒸気配管では熱応力によるクラックが発生しやすく、定期的な交換が必要になります。一方、低温環境では熱収縮による劣化が進行するため、適切な断熱対策を施すことで交換時期を延ばすことが可能です。

③ 配管の劣化状態（点検結果）

配管の寿命は、見た目では判断しにくいため、定期点検が重要です。以下のような劣化の兆候が見られたら、早めの交換を検討すべきです。

✅ 交換が必要な劣化のサイン

劣化現象	原因	交換の目安
ピンホール（小さな穴）	腐食による金属の薄化	すぐに交換が必要（漏洩リスク）
ひび割れ・クラック	熱膨張や圧力疲労	早めの交換推奨（破損リスク大）
錆び・腐食（内部・外部）	湿気・化学反応	10年以上経過なら交換検討
肉厚減少	流体の摩耗・腐食	肉厚測定で基準以下なら交換

特に、超音波肉厚測定（UT）やX線検査を活用し、内部の劣化を定期的に診断することで、安全な交換計画を立てることが重要です。

3. 交換時期を最適化するための管理方法

① 定期点検と診断

配管の寿命を適切に把握するためには、定期的な点検が不可欠です。

✅ 配管の主な点検方法

目視点検（外部の錆び・変形・漏れを確認）
超音波厚さ測定（UT）（内部の肉厚減少を測定）
X線検査（内部の亀裂・腐食の確認）
耐圧試験（圧力をかけて漏れや弱点をチェック）

定期点検を実施し、異常が見つかった時点で補修や交換を計画的に実施することで、突発的なトラブルを防げます。

② 予防保全の実施（計画的な交換）

配管の交換は、「壊れてから」ではなく、「壊れる前」に行うのが理想です。

✅ 予防保全のメリット

大規模な故障や事故を未然に防げる
計画的な交換でコストを抑えられる
プラントの稼働停止リスクを軽減できる

例えば、プラント全体の定期修繕に合わせて、一括で配管の交換を行うことで、コスト削減と作業効率の向上が可能です。

4. まとめ——プラント配管の交換時期を見極め、安全な運用を実現

プラント配管の交換時期は、材質・使用環境・劣化状況を総合的に判断することが重要です。

✅ 炭素鋼配管は10～20年、ステンレスは20～50年が目安
✅ 高温・高圧・腐食環境では、早めの交換を検討
✅ 定期点検（超音波測定・X線検査）で劣化の進行を確認
✅ 計画的な交換（予防保全）でコスト削減と安全確保を両立

適切な管理とタイミングで配管を交換することで、長期的な安全性と効率的な運用を実現できます。

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皆さんこんにちは！

遠機設備、更新担当の中西です。

第９回配管工事雑学講座！

さて今回は

～耐久性～

ということで、配管の寿命を延ばし、安全性を確保するためのポイントや管理方法について深く掘り下げて解説します♪

プラントの配管は、化学・石油・食品・製造などさまざまな産業で不可欠な要素です。配管は、流体やガスを安全かつ効率的に運ぶために使用されますが、その耐久性が低下すると、漏れや破損、腐食による事故のリスクが高まります。

プラント配管の耐久性は、「材料の選定・設計・施工・メンテナンス・環境条件」といった複数の要因によって決まります。

1. プラント配管の耐久性を決める主な要因

① 材料の選定（耐食性・強度・耐熱性）

配管の耐久性を決める最も基本的な要素は、どの材料を使用するかです。配管の材質は、運ぶ流体の種類や温度、圧力、環境条件に応じて慎重に選定する必要があります。

✅ 主な配管材料とその特徴

材質	耐久性・特徴	主な用途
炭素鋼（SS400、STPG）	強度が高く、低コストだが腐食しやすい	一般的な水・蒸気配管
ステンレス鋼（SUS304、SUS316）	耐食性が高く、長寿命	化学・食品・海水プラント
合金鋼（Cr-Mo系）	高温・高圧環境に強い	ボイラー・高温配管
銅管	耐食性・熱伝導性に優れる	冷却水・ガス配管
樹脂配管（PVC、PE、PP）	軽量で耐薬品性が高いが、高温に弱い	化学薬品・排水ライン

例えば、腐食性の高い化学薬品を流す配管に炭素鋼を使用すると、短期間で腐食してしまうため、SUS316などの耐食性の高い材料を選定する必要があります。

② 配管の設計と施工（圧力・応力・流速の管理）

配管の寿命を延ばすには、適切な設計と施工が欠かせません。

✅ 配管設計で考慮すべきポイント

圧力や温度の変動を考慮した設計（高温環境では熱膨張を想定）
流速管理（流体の速度が速すぎると摩耗やキャビテーションが発生）
振動対策（配管の支持が適切でないと、振動による亀裂や損傷の原因に）

例えば、高温の蒸気配管では、熱膨張によるストレスを吸収するためのエキスパンションジョイントを適切に配置することで、長寿命化が図れます。

③ 環境条件（腐食・温度・圧力の影響）

配管の耐久性は、設置される環境によって大きく左右されます。

✅ 環境ごとのリスク要因と対策

環境	リスク	対策
高温環境（ボイラー・加熱炉）	熱膨張による応力、酸化	耐熱合金鋼・エキスパンションジョイント
腐食環境（海水・化学プラント）	塩害・化学腐食	ステンレス・チタン・合成樹脂コーティング
高圧環境（高圧ガス・蒸気）	亀裂・破裂リスク	高圧仕様の配管・定期点検

特に、海岸近くのプラントでは塩害による腐食が早く進行するため、耐食性の高いステンレス鋼や特殊コーティングを施した配管を使用するのが一般的です。

2. 配管の劣化と交換時期の目安

① 配管の劣化の種類と症状

配管の寿命を縮める主な劣化要因には、以下のようなものがあります。

✅ 代表的な劣化現象とその兆候

劣化現象	原因	兆候
腐食（錆び・ピット腐食）	化学反応・電気化学反応	錆びの発生・漏れ
摩耗（エロージョン）	高速の流体が内壁を削る	配管の肉厚減少
応力腐食割れ（SCC）	繰り返し応力＋腐食	ひび割れ・漏れ
熱疲労（サーマルショック）	急激な温度変化	亀裂の発生

② 配管の交換時期の目安

配管の寿命は材質や使用環境によって異なりますが、一般的な交換目安は以下の通りです。

✅ 配管の交換推奨時期

配管の種類	交換目安
炭素鋼配管（一般配管）	10〜20年
ステンレス配管	20〜50年
PVC・樹脂配管	15〜30年
高圧・高温配管	10〜15年（厳密な点検が必要）

腐食や摩耗の進行度合いは定期的な点検で確認し、異常があれば早めの補修・交換が必要です。

3. 配管の長寿命化のためのメンテナンス方法

① 定期点検と診断（予防保全の徹底）

配管の劣化を早期に発見するためには、定期的な点検が不可欠です。

✅ 主な点検方法

目視点検（錆び・漏れ・変色の確認）
超音波肉厚測定（配管の肉厚減少を測定）
X線検査（内部の亀裂や腐食を検出）

② 防食対策（腐食を防ぐ工夫）

塗装・コーティング（エポキシ塗装・亜鉛メッキなど）
陰極防食（電気防食）（海水環境で有効）
流体管理（pH調整・防食剤添加）

③ 配管の補強と交換（異常が発生した場合）

部分補修（補強バンド・ライニング処理）
老朽化が進んだ場合は、早めの交換が必要

4. まとめ——プラント配管の耐久性を最大化するために

プラント配管の耐久性を高めるためには、以下のポイントを押さえることが重要です。

✅ 適切な材料を選定（耐食性・耐熱性・強度）
✅ 環境に応じた設計と施工を実施
✅ 定期的な点検と劣化診断を徹底
✅ 腐食防止対策を適切に実施
✅ 異常が発生したら早めに交換・補修を行う

これらの対策を実施することで、配管の寿命を延ばし、安全かつ効率的なプラント運用を維持することができます。