スケール問題は、配管、ボイラー、熱交換器など、水を使用するあらゆる産業設備で発生する可能性があります。これらのスケールは、設備の効率を低下させ、故障の原因となるだけでなく、エネルギーコストの増加やメンテナンス費用の増大にもつながります。本記事では、スケールの種類と除去・防止対策、メンテナンスについて詳しく解説します。

スケールとは？

スケールとは、水中に溶けているミネラル分が析出し、固まって付着したものの総称です。主な成分は、カルシウム、マグネシウム、シリカなどです。これらの成分は、水の使用温度や圧力、pHなどの条件によって析出しやすさが変化します。

スケールは、配管や熱交換器の内壁に付着すると、水の流れを阻害し、熱伝導率を低下させます。その結果、設備の効率が低下し、より多くのエネルギーが必要になるため、エネルギーコストが増加します。また、スケールが厚くなると、配管や熱交換器の寿命を縮め、故障の原因となることもあります。

スケールの種類

スケールは、その成分によっていくつかの種類に分類されます。代表的なスケールとその特徴は以下の通りです。

カルシウムスケール

カルシウムスケールは、水中のカルシウムイオンが炭酸イオンや硫酸イオンと結合して生成されるスケールです。硬い白色の物質で、配管やボイラーに付着しやすいのが特徴です。特に、硬度の高い水を使用する場合や、高温になる設備で発生しやすくなります。

シリカスケール

シリカスケールは、水中のシリカ（二酸化ケイ素）が析出して生成されるスケールです。非常に硬く、除去が困難なのが特徴です。温泉水や地熱水など、シリカ濃度の高い水を使用する場合に発生しやすくなります。

マグネシウムスケール

マグネシウムスケールは、水中のマグネシウムイオンが炭酸イオンや硫酸イオンと結合して生成されるスケールです。カルシウムスケールと同様に、硬い物質ですが、カルシウムスケールよりも柔らかく、除去しやすいのが特徴です。

鉄スケール

鉄スケールは、配管やボイラーの鉄が腐食して生成されるスケールです。赤錆色の物質で、配管の内壁に付着します。鉄スケールは、水のpHが低い場合や、溶存酸素が多い場合に発生しやすくなります。

スケールがもたらす影響

スケールが設備に付着すると、様々な悪影響を及ぼします。代表的な影響は以下の通りです。

エネルギー効率の低下

スケールが配管や熱交換器に付着すると、水の流れを阻害し、熱伝導率を低下させます。その結果、設備の効率が低下し、より多くのエネルギーが必要になるため、エネルギーコストが増加します。

設備の寿命低下

スケールが厚くなると、配管や熱交換器の寿命を縮め、故障の原因となることがあります。特に、シリカスケールのように硬いスケールは、設備の損傷を引き起こしやすくなります。

生産効率の低下

スケールが原因で設備が故障すると、生産が停止し、生産効率が低下します。また、スケールの除去作業には時間がかかるため、メンテナンス期間中も生産が停止することになります。

製品品質の低下

スケールが製品に混入すると、製品の品質が低下することがあります。特に、食品や医薬品など、品質管理が重要な製品を製造する場合には、スケールによる影響は深刻です。

スケールの除去方法

スケールを除去する方法は、スケールの種類や設備の状況によって異なります。代表的な除去方法は以下の通りです。

薬品洗浄

薬品洗浄は、スケールを溶解する薬品を使用して除去する方法です。スケールの種類に応じて、酸やアルカリなどの薬品を選択します。薬品洗浄は、効果が高い反面、設備の材質によっては腐食を引き起こす可能性があるため、注意が必要です。また、使用する薬品によっては、環境への影響も考慮する必要があります。

配管 スケール 洗浄など、スケールの種類に応じた薬品を選定する必要があります。

機械洗浄

機械洗浄は、高圧洗浄やブラッシングなど、機械的な力でスケールを除去する方法です。薬品洗浄に比べて、設備の腐食リスクが低いのが特徴です。しかし、硬いスケールや狭い箇所に付着したスケールを除去するのは困難な場合があります。

非化学的処理

スケール防止 対策として、非化学的処理を導入する企業が増えています。非化学的処理は、薬品を使用せずにスケールの生成を抑制する方法です。磁気や電気を利用した方法、超音波を利用した方法などがあります。環境負荷が低く、薬品管理が不要なのがメリットです。しかし、効果はスケールの種類や水質によって異なるため、事前に評価が必要です。

スケール 防止 対策として、各種メーカーが様々な非化学的処理機器を販売しています。

スケールの防止対策

スケールの発生を防止するためには、以下の対策が有効です。

水質管理

スケールの原因となるミネラル分を除去するために、軟水器やRO膜（逆浸透膜）などの水処理装置を導入します。また、水の使用温度や圧力、pHなどを適切に管理することも重要です。工業用水の管理はとても重要です。

定期的なメンテナンス

定期的に設備の内部を点検し、スケールが付着していないかを確認します。スケールが付着している場合は、早期に除去することで、設備の効率低下や故障を防ぐことができます。熱交換器 スケールなどは、定期的なメンテナンスが重要です。

スケール防止剤の添加

スケール防止剤は、スケールの生成を抑制する薬品です。スケール防止剤を水に添加することで、スケールの付着を防ぎます。スケール防止剤の種類は、スケールの種類や水質によって異なります。ボイラー スケール防止には、ボイラー専用のスケール防止剤を使用する必要があります。

まとめ

スケール問題は、水を使用するあらゆる産業設備で発生する可能性があります。スケールは、設備の効率を低下させ、故障の原因となるだけでなく、エネルギーコストの増加やメンテナンス費用の増大にもつながります。スケールの種類や設備の状況に応じて、適切な除去・防止対策を選択し、定期的なメンテナンスを実施することが重要です。スケール問題でお困りの場合は、専門業者に相談することをおすすめします。