SUS316Lは、SUS304の上位互換のように扱われがちな材質です。しかし実際の配管設計では、「SUS316Lを使うかどうか」よりもどこに・どの考え方で使うかの方が重要になります。
すべてをSUS316Lに統一する考え方もあれば、SUS304と使い分ける設計も成立します。
一方で、コストだけを理由にSUS304へ寄せすぎると、保全・運転・品質保証まで影響が広がります。
この記事では、SUS316L配管をどう位置付けるべきかを、SUS304との使い分け・統一という3つの考え方から整理します。
- ステンレス系のラインをすべて、SUS304にする
- ステンレス系のラインをすべて、SUS316Lにする
どちらも考え方によって成立します。たいていは、SUS304とSUS316Lを使い分けるでしょうが、その考え方の違いを解説していこうと思います。
SUS304とSUS316Lを使い分ける
SUS304とSUS316Lを使い分けるパターンから見ていきます。SUS316Lのメリットは、SUS304よりも耐食性が高いことにあります。特に応力腐食割れに強くなっていることは、明らかなメリットです。
イニシャルコストは高いけど、ランニングコストを抑えるために、SUS316Lにするというのが基本方針。
設備などの交換に時間と費用が掛かるものほど、SUS316Lにすると良いでしょう。腐食性が高い環境にある設備としては、以下のようなものが代表例です
- 反応装置（配管はSUS304で、装置がSUS316L）
- 高温の場所（反応器・ガスライン）
- 塩濃度やスラリー濃度が高い場所
- 高圧や高速など他の設備より負荷が高い装置
腐食は温度と時間の要素が大事になります。
バッチ運転の場合でも、反応装置のように腐食液を取り扱う時間が長いものは、それだけで重要度が上がります。連続運転ならどの装置も同じ時間で運転するので、時間の要素は区別化には役に立たないでしょう。温度が高くなる熱交換器も重要度が上がります。
間欠的な送液しかしない配管などは、重要度が下がります。温度以外にも圧力や摩耗という要素も、寿命に関係します。スラリー性のある液体を扱う場所や、遠心分離機・乾燥機というような粉体部品も。
こういう重要度に応じて、SUS316Lを使うかSUS304を使うかと、区別することは可能です。
SUS316Lで全部統一する
SUS304を使わずに、ステンレス系はSUS316Lに統一するという考え方があります。SUS316Lが必要となるラインが1つでもあるなら、使い分け間違いがあっては困るから全部をSUS316Lにすることは1つの方法です。
もちろん、イニシャルコストは上がります。ですが、安心感は上がるでしょう。
SUS304とSUS316Lは、製作段階での取り間違いが非常に多いです。モリブデンチェッカーなどで個々に判定していかないと、現場では間違ったものが付いていたなんてことがありえます。
SUS316Lなら大丈夫だったのに、SUS304だったからトラブルが起きた。ということがあれば、かなり後悔するでしょう。漏れなどの分かりやすいトラブルの前に、錆やちょっとした腐食として気が付きます。
それでも品質異常などの大ごとに繋がりますので、それならSUS316Lにした方が良いと考えても不思議はありません。バッチプラントでも汎用性を求めるなら、こういう統一化が大事になってきます。
その場合、グラスライニング配管などのもっと汎用性の高い材質にしていくことになりますけどね・・・。
SUS304で全部統一する
SUS316Lは高いので、ステンレス系は全部をSUS304で統一するという考え方があります。寿命はもちろん短くなります。
定期的なメンテナンスが必要になるので、その仕組みを考えることが難しい場合には、この考え方は採用しない方が良いでしょう。配管1つを取っても、こういうことを考えて体系化していく必要があります。
- ライン中のどこを肉厚測定するか
- サンプリングはするのか
- 開放点検をするのか
- 交換周期はどれくらいにするのか
- 問題があった時に、どの工程で判定できるのか
- 発生した問題にリカバリー案があるのか
これを明確に定めることができる保全は、そう簡単な事ではありません。装置のメンテナンスだけでも長期計画が難しいのに、多数のラインを相手にするとなると、処理が追い付かないでしょう。問題が起きたらそのバッチの製品は捨ててしまって、交換洗浄してから再開するという割り切り方が必要となります。
けど、せっかく作った製品を全部廃棄することは、普通はしません。できる限り再利用したり混ぜ込みをしたりと、手間暇を掛けることになります。
全部をSUS304にするというのは、単にイニシャルコストを下げるところだけが注目されがちですが、保全以外にも運転や品質保証などさまざまな部署に関係してきます。
実際に私もこれに近い考え方のプラントを担当しましたが、かなり大変でした。結局はSUS316Lの割合を増やすことに落ち着きました。SUS316Lの調達が難しいなど、理由がない限りはオールSUS304の案は採用しない方が良いでしょう。
参考
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SUS304の配管設計
SUS304のオプション
SS400とSUS304
SUS304とSUS316L
最後に
SUS316L配管設計で重要なのは、材質そのものよりも考え方の整理です。
- 基本はSUS304とSUS316Lの使い分け
- 汎用性・安心感を重視するならオールSUS316L
- オールSUS304は高度な保全体制が前提
イニシャルコストだけで判断すると、
後工程の保全・運転・品質保証に大きな負担を残します。
配管は「あとから簡単に替えられない設備」です。だからこそ、設計段階での考え方が最も重要になります。
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