ステンレス鋼管のメリット

ステンレス鋼管の特徴

ステンレス鋼は、含有するクロムが空気中で酸素と結合して表面に不動態皮膜を形成しており、耐食性が高い。ステンレス鋼が作る不動態皮膜は5nm程のごく薄いクロムの水和オキシ酸化物CrOx(OH)2-x・nH2Oが主体で構成されている。
クロムが作る不動態皮膜は硝酸のような酸化性の酸に対しては大きな耐食性を示すが、硫酸や塩酸のような非酸化性の酸に対しては耐食性が劣る。このため、ニッケルを8%以上加えて非酸化性の酸にも耐食性を高めている。
オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性であるが、フェライトになると磁性を備える。マルテンサイト系ステンレス鋼は強度と共に耐摩擦性が高いが耐食性が少し劣る。
オーステナイト系ステンレス鋼は、塩化物を含む高温高圧環境に曝されると水素脆化による応力腐食割れを起こすことがある[2]。また、加工硬化によって磁性を帯びることがあり、これにより耐食性が劣る可能性がある。

<Wikipedia より>

耐食性

管材別耐用年数表

管 種 用 途 耐用年数
配管用炭素鋼鋼管 SGP(白) 冷却水・冷温水 20年
水道硬質塩化ビニルライニング鋼管 SGPVA 給水・冷却水 25年
耐熱性硬質塩化ビニルライニング鋼管 HVA 給湯・冷温水 25年
水道用ポリエチレン粉体ライニング鋼管 SGPPA 給水・冷却水 25年
銅管 Cu 給湯・冷却水 30年
ステンレス鋼管 SUS 給水・給湯・冷温水・冷却水 40年

※他管種:(財)建築保全センター編「建築設備の耐久性向上技術」より

耐用年数(年) 05 10 15 20 25 30 35 40
SGP(白) 20年
SGPVA 25年
HVA 25年
SGPPA 25年
Cu 30年
SUS 40年

補足

ステンレス鋼管そのものの寿命は半永久的であると言われています。
しかし、管同士を接続するメカニカル継手に使用されているゴムパッキンの耐用年数は40年(80℃条件下)とされており、一般的にステンレス配管の寿命も40年とされています。

強度

ステンレス鋼管は鉄管に比べ約2倍の引っ張り強さがあります。鉄管の半分の厚みで、同等の耐圧力を発揮します。

各種管材の機械的性質

管 種 引張強さ(㎏/㎜2 伸び(%)
配管用炭素鋼鋼管 SGP 35.5 46.4
水道硬質塩化ビニルライニング鋼管 SGPVA 5.3 53.0
耐熱性硬質塩化ビニルライニング鋼管 HVA 5.5 100.0
一般配管用ステンレス鋼管 SUS 73.6 47.5

※ステンレス協会編「新版建築用ステンレス配管マニュアル」より

薄肉化

同じ要求強度の条件下ならば、鉄管よりもより薄肉の管で施工可能になります。

ステンレス鋼管は薄肉できます
80SU

ステンレス鋼管の使用に関する法律規制と法令遵守体制および品質管理

ステンレス鋼管の使用に関する法的根拠

消防法施行規則の一部を改正する省令(平成18年総務省令第116号。以下「改正省令」という。)が平成18年9月29日に公布されました。
今回の改正は、防火対象物定期点検報告(以下「点検報告」という。)について、消防機関の特例認定を受けた防火対象物において表示することができる防火優良認定証のデザイン見直しを行なうとともに、防火対象物点検資格者講習の受講資格の一部拡大を行なうものです。
また、室内消火栓設備、スプリンクラー設備、水噴霧消化設備、泡消化設備及び屋外消火栓設備(以下「室内消火栓設備など」という。)並びに連結散水設備および連結送水管の配管および管継手などの素材は、消防法施行規則(昭和36年自治省令第6号。以下「規則」という。)第12条第1項第6号により定められており、日本工業規格(G3442、G3452、G3454など)に適合するもの又はこれらと同等以上の強度、耐食性および耐熱性を有する金属製のものとすることとされていますが、これらの鋼管などのほかに日本工業規格G3448(一般配管用ステンレス鋼管)およびG3459(配管用ステンレス鋼管)に適合するものは、強度、耐食性および耐熱性について従来のものと同等以上であることが確認されました。
このような状況を踏まえ、防火優良認定証のデザインおよび防火対象物点検資格者の受講資格並びに屋内消火栓設備など、連結散水設備および連結送水管の配管などの基準について一部の改正を行なうものです。

ステンレス鋼管のイニシャルコストと環境コストのメリット

一般配管用ステンレス鋼管(JIS G3448)と圧力配管用炭素鋼鋼管(JIS G3454)の施工比較

ステンレスの薄肉管を使用し、水系消防設備の主管を兼用することにより、従来の鉄管を使用した場合と比較して、重量で1/4~1/5に、配管長で70~80%に削減することができます。
既に多数の施工実績があり、設計段階から配管ルート(主管のループ配管)をご検討いただければ、更なるコスト軽減も可能になると考えられます。

1. ステンレスは鉄の2倍以上の引っ張り強度があるため、1/2以下の厚みで鉄と同等以上の耐圧力があります。

矢印

鉄管の1/3の厚さのステンレス管を使用することが認められています。

同強度で1/3の薄肉化

2. ステンレスは鉄に比べて表面が滑らかなので、水を流す際に摩擦による圧力損失が少なく、より多くの水流が得られます。

矢印

同じ水量を流す場合、鉄管よりも口径が小さい管を使用することができます。

同水量ならば小径化

3. コスト面では、上記の2点により、配管重量が1/3~1/4になるので、現状の3倍程度の鉄とステンレスの価格差が吸収され、同等以下の価格で、耐食性に優れたステンレス管での施工が可能になります。

更なる細径化の可能性

消防認定品の溶接継手 MPJは、他社の使用する製品より圧力損出が少ない設定になっています。弊社の試算では、約30%の確立で、他社より小さい口径での施工が可能になります。

呼び径 相当管長(m)
A 90°エルボ 45°エルボ 90°T(分流) 90°T(直流)
13 0.30 0.18 0.45 0.09
20 0.38 0.23 0.61 0.12
25 0.45 0.30 0.76 0.14
32 0.61 0.36 0.91 0.18
40 0.76 0.45 1.06 0.24
50 1.06 0.61 1.52 0.30
65 1.21 0.76 1.82 0.39
80 1.52 0.91 2.27 0.45
100 2.12 1.21 3.18 0.61
125 2.73 1.52 3.94 0.76
150 3.03 1.82 4.55 0.91

注)呼び径200Aについては、配管の摩擦損失計算基準(昭和51年4月5日消防庁告示第3号)別表第2による。

CO2排出量削減への寄与

ステンレス管はエコ管

平成19年4月に完成しました大型施設「東京ミッドタウン」の中の「ミッドタウンタワー」の連結送水管設備に、ステンレス管が弊社のステンレス鋼管が用いられております。
当初、連結送水管設備には62.6tの鉄管が用いられる予定でしたが、17.5tのステンレス管の使用で済ませることができました。
ステンレスは、約95%の鉄に5%のニッケルやモリブデンなどの希少金属が含有された素材です。よって、単位重量(kg)を製造する際に排出されるCO2の量は、鉄もステンレスもほぼ同等と考えることができます。
「東京ミッドタウンタワー」の鉄管・ステンレス管、それぞれ製造する際に排出されるCO2の量を(社)空気調和・衛生工学会 地球環境に関する委員会発行の「地球環境時代における建築設備の課題」より引用した資料により計算してみますと、

■鉄管(62.6t)のCO2排出量は、228,729kg
■ステンレス管(17.5t)のCO2排出量は、62,286kg

となり、差し引き166,443kgのCO2排出削減となります。
166,443kgのCO2排出量とはどれくらいの量かと説明すると、排出されたCO2を吸収するための森林の面積から計算してみると、166,443kgのCO2を1年間で吸収するには、79,259m2の森林が必要であるということです。
この面積は、東京ドーム(46,656m2)の1.7倍あるいはテニスコート(約500m2)の158面分に匹敵する広さです。
故に、鉄管をステンレス管にすることで、イニシャルコストを増加させずにC02>の削減効果が得られることになります。
更に、今後の「200年住宅」実現の方向を考えると、耐食性に優れたステンレス管の採用は、建物の寿命を全うするまでの改修工事などのランニングコストの低減に繋がります。



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