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特集

化学プロセス装置における腐食劣化に対する最新技術動向

特わが国の化学分野における腐食コスト調査から見える現状と今後の課題

集

細谷 敬三

1．はじめに
（一社）日本防錆技術協会と（公社）腐食防食学会は，ほぼ20 年を開けて二度（1974 年 1），1997 年 2, 3））に亘って腐食コスト調査をおこなってきた。更に約 20 年経過した 2015 年の腐食コストを，過去と同じ手法を用いて調査した 4, 5）。
本稿では，2020 年 1 月に発刊された「わが国における腐食コスト」調査報告書 4, 5）の中の化学分野の調査結果を紹介
し，そこから見える化学プラントの安全および安定して運図1 過 去 2 回（1974 年，1997 年）と 2015 年の調査における腐食コストの総額（Uhlig 法，Hoar 法）とGNI（国民総所得）の変化 （ ）内の数値は腐食コストの対 GNI 比転するための材料劣化への対応の現状を分析して，今後の課題を提言する。

2．2015 年の腐食コスト調査の概要

食対策の実態は以下のようにまとめられている。
1974 年の Uhlig 方式による腐食コスト調査によって GNP

腐食コスト調査は，Uhlig 方式および Hoar 方式のふたつの 1.6％の莫大な腐食コストを実感した世代は，この腐食の方法でおこなった。Uhlig 方式は，以下に示す腐食防食問題の解決へと邁進した。その後を引き継いだ次世代は，用途の製品の生産額やサービスの金額などの直接的な腐食蓄積された知識の体系化と普及に取り組み，この 20 数年対策費を単純に加算したものである。塗料，めっき等表面間には，多くの教科書，ハンドブック，便覧が刊行され，処理，耐食材料，防錆剤，防錆油および電気防食の生産額，腐食防食技術の体系化が確立した。これにより，1997 年

さらには塗装などの施工費および腐食研究を含む。Hoarには腐食コストを GNP の 0.73％程度にまで低下すること

方式は各産業分野毎（エネルギー，運輸，建設，化学，金属，機ができた。それから 20 年近く経った今回の調査（2015 年）で械に今回はじめて航空機分野（運輸分野）と通信分野を加えた）に調は，経済規模（GNI）は前回とほぼ同じレベルで安定期にあ査したもので，新設設備投資および運転費の中の腐食対策り，直接的な腐食対策費を中心に積算される Uhlig 方式の費の他に，保全費も積算対象になっている。

結果は，1997 年とほぼ同額であった。これに対し，メン

図1に過去2回（1974年，1997年）と2015年の調査における，テナンス費も積算対象となる Hoar 方式の結果は 0.99％か腐食コストの総額（Uhlig 法，Hoar 法）と GNI（国民総所得）の変ら 1.25％に上昇し，腐食対策が更にメンテナンスへ比重を化を示す。直近の腐食コスト調査報告書では，わが国の腐移したことが窺えたとしており，インフラや製造設備の高経年化とメンテナンスの重要性が示された。

2022 年 3 月 1 日受理

第 86 巻Current Status and Future Issues of Chemical
Industry of Japan as Seen From Corrosion CostSurveys
Keizo HOSOYA
1992 年 東北大学 博士（工学）
現 在 日本ファインセラミックス（株）技術開発本部 本部長
連絡先；〒 981-3206 宮城県仙台市泉区明通3-10
E-mail hosoya.keizo@japan-fc.co.jp

第 6 号（2022）

3．化学分野の腐食コスト調査方法
化学分野の腐食コストの調査方法は Hoar 方式で，過去 2回は対象産業の主要各社へのアンケート調査により回答会社の総出荷額を化学分野の工業統計出荷額に割り返し腐食コストを算出した。2015 年調査では，数字の絶対値を正（3）

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確に出すよりは，時代による変化を重点的に見る目的のたトは 14,706 億円で，売上高比は 1.40％であった。1997 年以め，アンケートはおこなわず公表されている統計データ等

降2015年まで工業品出荷額は増加傾向にあった。そして，を用い簡素化した。

腐食コストも若干増加傾向であったが，出荷額比としては特減少していた。

財務省の法人企業統計の産業分野別の設備投資を新設設備投資額とし，（公社）プラントメンテナンス協会（JIPM）が1997 年の調査対象の産業分野に比較して，2015 年の調毎年おこなっているメンテナンス実態調査報告書 の産業査対象産業分野のカバーする範囲が広いことから，今回の分野別に出した保全費から化学分野を抜き出し総補修費用調査方法の検証目的で 1997 年腐食コストを，今回の調査とした。新設設備投資および総補修費用に占める腐食対策方法で再計算した結果を表 2 に示す。調査対象が広がり出費の割合は1997年の各企業へのアンケート調査において，荷額が増加した分，腐食対策費が増加しているものの，出新設設備投資における腐食対策費の割合および補修費に占荷額費はほぼ同じであり，2015 年の調査方法は妥当と判める腐食対策費の割合を，腐食防食および保全の専門家に断された。そこで，表 3 に 2015 年調査方法を採用した場ヒアリングし決めていた。調査委員による議論の結果，2015合の 1997 年と 2015 年の腐食コストの比較を示す。その結年も，それぞれの腐食対策費の割合は大きく変化していない

果，売上高は若干増加傾向にあるにもかかわらず，腐食コと判断した。具体的には，新設設備の場合は 5.5 〜 22.6％（産ストは減少傾向にあった。また，新設の設備投資が大きく

業小分類で異なり平均で約10％），補修費の場合は28.8〜51.8％（産減少していたが，既設のメンテナンス費用は横ばいであっ業小分類で異なり平均で約 35％）を腐食対策費の割合とした。

た。わが国の産業全体の評価結果では，2015 年の腐食コ腐食対策費総計（腐食コスト）は，新設設備投資額に占める腐ストは 1997 年に比較して 2015 年は横ばいから若干の増加

食対策費と総補修費に占める腐食対策費の合計額とした。

であった結果と比較すると，化学分野は異なる変化をして

6）

集いた。

4．化学分野の腐食コスト

4.2

化学分野産業の特徴

財務省の法人企業統計を用いて，化学分野の産業小分類
4.1

調査結果

（食品，化学，パルプ紙，石油石炭，繊維，窯業）毎に売上高，設

表 1 に示すように，2015 年の化学分野における腐食コス
表1

備投資額，固定資産，従業員数およびこれらから求まる各種指標（労働装備率，固定資産回転率など）や日本プラントメン

1974 年，1997 年，2015 年の腐食コストの比較

テナンス協会の保全費に関するデータを分析した。その結1974 年

1997 年2015 年

工業統計製品出荷額（売上高）／億円

194,000

667,272

1,052,689

新設腐食対策費／億円

950

3,884

3,904

売上高比／％

ル製造分野では，大型の連続製造設備が少ない従業員で維

0.49

0.58

0.37

既設腐食対策費／億円

593

5,918

10,801

持管理されており，新設設備投資も最低限で，設備の高経

売上高比／％

0.31

0.89

1.03

腐食対策費総計（腐食コスト）／億円

1,543

10,70814,706

売上高比／％

0.80

1.60

1.40

表2

製および基礎化学品であるエチレンなどのバルク品ケミカ

年化が進んでいることを再確認できた。一方，食品および化学分野では，時代のニーズを捉えた新しい製品を生産する設備投資を繰り返しながら売上を伸ばしており，製造設備のスクラップアンドビルドがおこなわれていると考えら

1997 年の腐食コストの調査方法による違い

1997 年

工業統計
製品出荷額／億円

新設腐食対策費／億円

出荷額比／％

既設腐食対策費／億円

出荷額比／％

腐食対策費総計（腐食コスト）／億円

出荷額比／％

前回報告書
調査結果

667,272

3,884

0.58

5,918

0.89

10,708

1.60

2015 年調査
方法で再計算948,808

4,758

0.50

10,824

1.14

15,5821.64

表3250

果，化学分野産業は典型的な装置産業であり，特に石油精2015 年調査方法を採用した場合の 1997 年と 2015 年の腐食コストの比較

工業統計
製品出荷額／億円

新設腐食対策費／億円

出荷額比／％

既設腐食対策費／億円

出荷額比／％

腐食対策費総計（腐食コスト）／億円

出荷額比／％

1997 年

948,808

4,758

0.50

10,824

1.14

15,582

1.64

2015 年

1,052,689

3,904

0.37

10,801

1.03

14,706

1.40（4）

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腐食対策費の割合を 28.8 〜 51.8％（平均：約 35％）としたこと

材料分野では，製品の付加価値を高めるために，微量な腐は妥当であることを支持するデータと考えられる。化学分

食による金属イオンによる汚染基準に対する要求レベル

野の製造設備の保全の中では腐食対策が重要であることをは，年々高くなっている。そのため，高価な耐食材料を使表している。
一方，製造所事故の一次事象（爆発，火災，漏洩等，破裂等）出荷額も横ばいからやや増加しているため，腐食コストはの分類の中で重大事故である爆発および火災事故数の変化低下していないと考えられる。に着目した。表 4 に製造事業所事故の中の爆発および火災

JIPM のメンテナンス実態調査報告書 のデータから，化事故件数の推移を整理した。2006 年以降製造所における学分野における 2002 年〜 2016 年の保全費の製品出荷額比事故件数が急激に増加傾向にある。これは，2001 年に経率の変化を分析したところ，この間ではほぼ横ばいであ済産業省の事故措置マニュアルの改訂で，事故定義が明確り，その値は 2.8 〜 4％（平均 3.3％）であった。組立産業を含になったことを受けて，事故報告が厳格化し，小規模の漏めた製造業全体の平均は 2 〜 2.5％であるのに対して，化洩も報告されるようになったためである。注目する爆発・学分野の平均は 3.3％であり，可燃性ガスや高温高圧の流火災の重大事故は，2000 〜 2011 年までは徐々に増加し年体を扱う設備の信頼性を確保するために，保全費比率が高間 10 件以上と多かったが，それ以降は徐々に低下しておい傾向にある。また，化学分野は，一旦腐食による漏洩等り，2013 年以降は年間 5 件以下となり，軽微な漏洩などもがあると火災や爆発に至る可能性があり，企業の社会的責含む報告されている事故の内の1％程度であった。
これは，任の観点でも，妥当な保全費および腐食コストをかけて，リスクの高い部位や腐食事象が見極められ，それに対し製造装置の信頼性を確保していると考えられる。て，必要な補修や材質グレードアップなどの腐食対策に必4.3

要な保全対策コストがきちんとかけられているため，重大

5）

技術進歩の効果

石油産業や化学工業は，一旦事故が起きるとその影響度事故が減少してきているのではないかと思われる。
4.4が大きいため，高圧ガス保安法などの法律により設備の維腐食コストの効果と課題持管理に関して厳しい規制がある。そのため，化学分野に1997 年と 2015 年を比較（表 3）すると，工業品出荷額は若おいては，産業の発展と共に，内部流体による腐食や材料干増加している一方で，腐食コストの絶対値はやや低下しの経年劣化に関する啓蒙・普及が盛んにおこなわれ，腐食ている。これは腐食対策に関する技術的進歩が腐食コスト現象の理解や防食技術が確立されてきた。また，検査デーを低減させる効果を発揮していると考えられる。また，

タや管理手法も高度化しており，例えば，網羅的な管理手

1997 年と 2015 年のプラントの保全での大きな違いは，外法から，技術的にリスクの高い部位を抽出し重点的に検面腐食（保温材下腐食（CUI と呼ぶ））の検査および補修である。

査，補修をおこなう，リスクベース的な管理手法などが使1997 年は CUI が認識されだした時期ではあるが，具体的われるようになっている。

な保全面での対策は取られていなかった。しかし，2015

このような腐食防食を含む各種技術の進歩が，腐食コス

年では化学分野の多くの会社において，CUI 検査および補トにどのような影響を与えているのかを考察するための指修がおこなわれている。現状の CUI の対策費の全保全費に標として，高圧ガス保安協会が作成・公開しているデータ

対する比率に関して，7 事業所（石油精製，石油化学）をヒアリベースを用いて，高圧ガス関連事故における腐食関連事故ングした結果，5 〜 15％という回答を得た。各製造事業所比率や重大事故（火災，爆発）比率を分析した。

では，外面腐食のコストを分類しているとのことで，比較

高圧ガス製造事業所事故における腐食関連事故比率を分的精度の高い結果と判断される。更に，国土交通省データ

析したところ，2001 年から 2008 年付近までは腐食関連事から 2015 年工事費のインフレ率（1997 年比）は約 10％であっ故比率は 19％であったが徐々に増加傾向にあり，それ以た。従って，2015 年の腐食コストから CUI 対策費および降は 50 〜 60％で推移し，2015 年は腐食関連事故比率がインフレ率を割引くと，腐食コストの売上比は 1.2％（既設60％であった。腐食が原因の事故比率は，非常に高いこと

腐食対策費× 0.9 × 0.9 を採用した値）となり，内部流体による腐が明らかになった。この結果からも既設の補修費に占める食に対しては 1997 年より 25％ほど効果的な保全がおこな

表4

製造事業所事故の中の爆発および火災事故件数

年

200120022003

2004

2005

2006

20072008

20092010

2011

2012

2013

2014

2015

事故数／件

324859

65

67

100

150

188

231

270

371

303

288

271

326

爆発火災事故数／件

6818126

18771815

106143

爆発火災事故比率／％

18.8

16.7

30.5

18.5

9.0

18.0

4.7

3.7

7.8

5.6

2.7

2.0

0.3

1.50.9第 86 巻

第 6 号（2022）（5）

著作権法により無断での転載等は禁止されています

251

集

うことも多く，妥当な腐食コストをかけており，更に製品特れる。特に，機能性食品およびファインケミカル，機能性公益社団法人 化学工学会 https://www.scej.org/

特われるようになったと見積もられる。これは先に述べたよる責任や国際競争力が問われてきたため，防食技術の進歩

うに，リスクの高い部位や腐食事象が技術の進歩により見を取り込み，リスクの高い部位や腐食事象が見極められ，極められ，それに対する保全対策がきちんとなされているそれに対する保全対策コストの最適化が進んでいると考えことを示しており，同時に重大事故の低減も実現している。

られた。その効果として，重大事故も減少してきている。
また，ここから見える提言を以下にまとめる。

一方，CUI を含む外面腐食は，比較的腐食速度の小さい

1）保全技術者への負荷が高い腐食であるため，設備が高経年化してくると，肉厚の比較

集的薄い小径の配管からの漏洩などに結び付く腐食現象であ技術基盤を維持する技術者の育成の仕組み，少ない保全る。CUI 対策の現状は，優先順位をつけて順次網羅的に検技術者で効果的な保全を遂行する仕組み，高度な腐食寿命査，補修がなされているのが実態であり，高圧ガス事故で推定のための腐食モデリング，センシング技術の開発や応報告されている腐食漏洩事故は，高経年化した製造設備に用にコストをかける必要がある。

おいて保全の優先順位が低い影響度の小さい部位（対象範囲

2）設備の負荷が高いは広い）での外面腐食を含む腐食速度の小さい腐食事例を多企業としても安全の視点はもちろん経営の視点でも，確く含んでいると考えられる。高経年化が進んだ設備では，実な保全を実現するための技術者，仕組み，費用負担の最腐食速度の小さい保温材下腐食（CUI）が顕在化し，その効適化は，常に考えるべき経営課題と認識され，最適化が進果的な保全技術が求められている。

んでいると評価できるが，継続的に経営面での最適化の見石油精製装置およびバルク品ケミカルを製造する装置直しが必要である。

は，高経年化した大型の連続運転装置が多く，設備の集約

3）大型設備の高経年化化が進むにつれて稼働率が非常に高い傾向にある。負荷の石油精製やバルク品ケミカル製造設備は，更新投資が最高い余裕のない状態で運転されているため，一旦事故があ低限に抑えられ，高経年化が進み，腐食速度の小さい保温ると多くの装置が停止に追い込まれ，間接損失が大きくな材下腐食（CUI）が顕在化し，その効果的な保全技術が求める傾向にある。従って，企業としても安全の視点はもちろられている。

ん経営の視点でも，確実な保全を実現するための技術者，謝辞

仕組み，費用負担の最適化は，常に考えるべき経営課題と

本報告の内容は，日本防錆技術協会，腐食防食学会の許認識されており最適化が進んでいると考えられる。
また，石油精製装置およびバルク品ケミカルを製造する

諾を得て「わが国における腐食コスト」報告書，2020 年 1 月

装置は，少ない従業員で製造設備を維持管理している特徴

発行，日本防錆技術協会，腐食防食学会（2020）から転載しがある。保全に携わる技術者の負荷が高いことから，今後ている。また，本調査委員である二木崇氏（味の素），栗原ますます技術基盤を維持する技術者の育成の仕組み，少な朋之氏（旭化成），鳥羽和宏氏（出光興産）に深く感謝する。

い保全技術者で効果的な保全を遂行する仕組み，高度な腐食寿命推定のための腐食モデリング，センシング技術の開参考文献
1）腐食損失調査委員会：防食技術 , 26（7）
, 401-428（1977）
2）腐食コスト調査委員会：わが国の腐食コスト（調査報告書）, 日本防錆技術協会,腐食防食協会（2001）
3）腐食コスト調査委員会：材料と環境 , 50
（11）
, 490-512（2001）
4）腐食コスト調査委員会：「わが国における腐食コスト」
報告書 , 日本防錆技術協会 , 腐食防食学会（2020）
5）腐食コスト調査委員会：材料と環境 , 69, 283-306（2020）
6）（公社）
日本プラントメンテナンス協会 編：2016 年度メンテナンス実態調査報
告書（2016）発や応用にコストをかける必要があると思われる。

5．おわりに
化学分野の腐食コスト調査の結果，本分野は安全に対す

252

（6）

著作権法により無断での転載等は禁止されています

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