化学工場でFRPに対して考えるメリット・デメリット

工場材料

NEONEEETです。

FRP(Fiber Reinforced Plastic)に対して何となく万能感を持っているエンジニアに対して、FRPのメリット・デメリットを紹介しようと思います。

何となくFRP!

既設がFRPだからFRP!

冗談でも何でもなく、こんな感じのエンジニアが非常に多いです。

FRP初心者にとっては非常に見えにくい部分について、言語化してみました。

メリット

FRPのメリットを解説しましょう。

何となくFRPって捉えていると意外と見落としていることが多いと思いますよ。

安い

FRPはその安さが1つのメリットです。

特にサイズが大きくなればなるほどその効力を発揮します。

これは材料費・製作費を考慮すれば良いでしょう。

大型のタンクで水系ならFRPを選択しているなら、安さを重視しているはずです。

対抗馬としてSS400などの鉄系があがりますが、タンクが大きくなればなるほど材料費はもとより製作費も高くなってきます。

バッチ系化学工場ではFRPのタンクを意外と見かけませんが、これは大型のタンクが必要ないという背景があるからですね。

軽い

FRPのメリットとして軽さがあります。

これは製作性・施工性・運搬性などの面でメリットが出ます。

ユーザーエンジニア目線なら施工性に目が行きがちですが、製作メーカー側の目線も見ておきたいですね。

FRPに関しては配管工事がどうしても目立ってしまいますからね。

製作メーカーの工場を見たり、ユーザー工場に運搬されているシーンを見るとちょっと考え方が変わるでしょう。

軽さは材料費などコストとしても若干は効いてきますが、それ以上に作業性に効いてきます。

自由度が高い

FRPは自由度が高いという点もメリットとして挙げられます。

ハンドレイアップで人手が必要なのは仕方がありませんが、成型のしやすさは鉄系よりも上です。

人が切ったり張ったりという作業を鉄に対して行う場合よりも、力を掛けずに行えます。

溶接も自動化が進んできたので、成型のしやすさにメリットは薄れつつありますが特徴としては依然として残っています。

また、化学工場内では溶接を使わずに工事ができる点が特に重宝されます。

FRPというと装置や配管に対してイメージを持ちがちですが、補修という意味でも使えます。

耐食性が高い

FRPにもともと期待している機能としての耐食性の高さは、メリットの1つです。

特に酸系に対しての信頼感は高いです。

バッチプラントではプロセス液が安定しているわけでは無いので、材質選定上は悩むことが多いでしょう。

常時、pHがこの範囲・温度がこの範囲というような指定がしにくいからです。

ユーザーとしてはこれらの情報を出すことが難しく、メーカーは責任を取りたくないから見積するときに選定に悩む。

こんな構図はよく見かけます。

だからこそユーザーが材質指定をすることで、覚悟をする方が速く進めれるでしょう。

もともと耐食性に信頼感があるので、寿命年数をどれだけ延ばすかという世界です。

選定に多少失敗しても、大きな問題につながる可能性は低いです。

デメリット

FRPのデメリットも紹介しましょう。

万能感のあったFRPですが、塩酸タンク事故以降はデメリットにも目が行くようになってきましたね。

割れる

これは塩酸タンクの事故として、FRP天板に人が乗って天板が割れて落下するということがクローズアップされました。

塩酸ガスがFRPを透過してガラスを腐食させ、スカスカの樹脂状態になって劣化するという劣化モードは、その業界ではかなり有名。

樹脂やガラスをさらに高度なものにすることは難しく、上手に付き合っていかざるを得なくなりました。

天板に人が乗らないようにしながら作業をするために、現場での足場の設置だけでなく、タンクのノズルオリエンテーションの設計も重要な問題になりました。

加えて現場での固定の作業架台も重要な設計要素に。

エンジニアとしての腕の見せどころですね。

油に弱い

FRPは油に弱いというのは基本的すぎますが、意識していないエンジニアは多いです。

運転者が油を持ち込まないように気を付けるべき問題だ!

って責任を分割して考慮すらしないエンジニアが多いですね。

FRPが油に弱いという特徴を知りつつ、FRP設備や配管に対して運転で油が持ち込まれる可能性があるかどうかを目が向けれるようになると、より広い視点で見れるようになってきます。

例えば、水と油を分液するタンクがあって、分液後の水を直接FRPタンクに送ることは良いのか?というような視点です。

生産部がそれでいいっていうから盲目的に従っていると見えてきません。

生産部が無理してその設備構成で許容している、という可能性を。

その結果、長期的に使って事故が起きたときになって、反省して初めて問題として上がってきます。

施工に気を使う

FRPは施工上の注意が必要です。

溶接という意味では気を使わなくてすみますが、別の意味で気を使います。

  • ゴミの飛散
  • 周囲で火気作業をしているかどうかのケア
  • 大型のタンクが転倒しないかどうかの注意

FRPは施工性がいいために、現場レベルで切ったり張ったりできます。

このときに発生する屑が環境中に放散されます。

自然環境にもよくありませんが、人体に対する影響も考えないといけません。

FRPの製作工場が地域に集中していることはこの辺りが背景にあります。

FRPは樹脂がメインの組成なので、火をつけると燃えます。

現地工事で多業種が混在作業をしている時に、周囲で溶接作業をしていると非常に危ないです。

特に上下作業は注意が必要。

FRPが軽いということが大型タンクではリスクとなりえます。

軽い大型のタンクは、強風で転倒する可能性があります。

軽いタンクを地面にアンカーボルトで強く固定すると、割れる可能性もあります。

トルク管理やナットの手締めなどで対応するといった細かな注意が必要になる場合も。

これらは、ユーザーの工事担当者は是非とも理解しておきたいポイントです。

最後に

化学工場でFRPに対して考えるメリット・デメリットを紹介しました。

メリットとして軽量・安価・製作自由度・耐食性などがありますが、それを打ち消しかねないデメリットとして割れる・油に弱い・施工に気を使うという点があります。

適切な使いどころを見極めて上手にお付き合いしましょう。

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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