工場設備のスケール問題は、生産効率の低下、エネルギーコストの増加、設備の寿命短縮など、様々な悪影響を及ぼします。しかし、適切な対策を講じることで、これらの問題を解決し、設備の安定稼働を維持することが可能です。本記事では、スケール問題の原因から具体的な対策、スケール除去方法までを網羅的に解説します。

スケール問題とは？

スケールとは、水中に溶け込んだミネラル成分が析出し、配管や熱交換器などの設備に付着したものです。スケールは、設備の性能を低下させるだけでなく、最悪の場合、設備の故障を引き起こす可能性があります。特に、工業用水を使用する工場では、スケール問題が深刻化しやすい傾向にあります。

スケールの種類

スケールには、主に以下の種類があります。

• カルシウムスケール：カルシウムイオンが主成分。硬く、除去が困難な場合があります。
• シリカスケール：シリカ（二酸化ケイ素）が主成分。非常に硬く、除去が困難です。
• その他：鉄スケール、マンガンスケールなど。

スケール問題の原因

スケール問題は、以下の要因によって発生します。

水質

硬度の高い水やシリカを多く含む水は、スケールが発生しやすいです。工業用水の水質管理は、スケール防止対策の基本となります。

温度

高温になるほど、ミネラル成分の溶解度が低下し、スケールが発生しやすくなります。ボイラーや熱交換器など、高温で使用される設備は、特に注意が必要です。

流速

流速が遅い場所では、ミネラル成分が析出しやすくなります。配管の形状や設計も、スケールの発生に影響を与えることがあります。

pH

pHもスケールの発生に影響を与えます。pHが高いほど炭酸カルシウムスケールが発生しやすくなります。pHの低い水では金属の腐食を引き起こすことがあります。

スケール問題の具体的な対策

スケール問題の対策には、以下の方法があります。

水質管理

軟水器やRO膜（逆浸透膜）を使用して、硬度成分やシリカを除去します。定期的な水質検査を行い、水質を適切に管理することが重要です。

スケール防止剤の使用

スケール防止剤を注入することで、ミネラル成分の析出を抑制します。スケール防止剤には、様々な種類があり、水質や設備に合わせて適切なものを選ぶ必要があります。

定期的なメンテナンス

定期的に配管や熱交換器などを清掃し、スケールを除去します。早期発見・早期対応が、スケール問題の深刻化を防ぎます。

非化学的処理

磁気や電場を利用して、スケールの発生を抑制する方法もあります。薬品を使用しないため、環境負荷が低いというメリットがあります。

スケール除去 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。以下に、代表的なスケール除去方法を紹介します。

薬品洗浄

酸やアルカリなどの薬品を使用して、スケールを溶解・除去します。薬品の種類や濃度、洗浄時間などは、スケールの種類や設備の材質に合わせて適切に設定する必要があります。

酸洗浄

炭酸カルシウムスケールなどの除去に効果的です。塩酸、硫酸、リン酸などが使用されます。

アルカリ洗浄

シリカスケールなどの除去に効果的です。水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが使用されます。

物理的洗浄

高圧洗浄やブラッシングなどによって、スケールを剥離・除去します。薬品を使用しないため、環境負荷が低いというメリットがあります。

高圧洗浄

高圧水を噴射して、スケールを剥離・除去します。配管や熱交換器などの洗浄に用いられます。

ブラッシング

ブラシやスクレーパーなどを使用して、スケールを物理的に除去します。比較的小規模な設備の洗浄に適しています。

超音波洗浄

超音波を照射して、スケールを剥離・除去します。複雑な形状の設備や、薬品洗浄が困難な設備の洗浄に用いられます。

スケール除去における注意点

スケール除去を行う際には、以下の点に注意する必要があります。

• スケールの種類を特定し、適切な除去方法を選択する。
• 設備の材質を考慮し、薬品の選定や洗浄条件を適切に設定する。
• 安全対策を徹底し、作業員の安全を確保する。
• 洗浄後の排水処理を適切に行う。

スケール問題の予防とメンテナンス

スケール問題の予防には、定期的なメンテナンスが不可欠です。以下に、メンテナンスのポイントを紹介します。

定期的な水質検査

定期的に水質検査を行い、スケールが発生しやすい水質になっていないか確認します。必要に応じて、水質管理方法を見直します。

定期的な設備点検

定期的に設備を点検し、スケールの付着状況を確認します。早期発見・早期対応が、スケール問題の深刻化を防ぎます。

定期的な清掃

定期的に配管や熱交換器などを清掃し、スケールを除去します。清掃頻度は、水質や設備の状況に合わせて設定します。

まとめ

工場設備のスケール問題は、適切な対策を講じることで解決可能です。本記事で紹介した情報を参考に、スケール問題の原因を特定し、適切な対策を講じることで、設備の安定稼働を維持し、生産効率の向上につなげてください。