ガスケット選定：規格と温度の境界線

「ガスケットなんて、カタログから適当に選べばいいのでは？」もしそう思っているなら、それは大きな間違いです。プラントにおける漏洩事故の多くは、この小さな部品の選定ミス、あるいは扱い方の無知から始まります。

現場監督は単なる作業の立ち会いだけでなく「なぜこの材質なのか？」「なぜこの規格なのか？」という根拠を求められます。

規格の成り立ちと現場での使い分け

規格は先人たちの「失敗の記録」である

プラントで使われるガスケットには、主にJIS、JPI、ASME/ASTMといった規格がついて回ります。これらをただの「記号」だと思わないでください。

これらはすべて、過去に起きた爆発、火災、漏洩といった手痛い失敗を二度と繰り返さないために作られた「安全のルールブック」なのです。

JIS B 2404（日本産業規格）の立ち位置

国内で最も一般的な規格です。汎用性が高く、ユーティリティライン（水、空気、低圧蒸気など）でよく目にします。

しかし、石油を扱う高度なプロセスにおいては、JISだけではカバーしきれないケースがあります。そのため、私たちはより専門的な規格を併用するのです。

JPI-7S-15（日本石油学会規格）とASMEの関係

石油プラントで設計図を開けば、必ずと言っていいほど「JPI」の文字が出てきます。これは、アメリカのASME規格（B16.5など）をベースに、日本の国内事情に合わせて整備されたものです。

なぜASMEベースなのか。それは、石油プラントの技術がもともと米国で発展し、高温・高圧下でのボルト締めフランジの挙動に関するデータが最も蓄積されているからです。

JPI規格を理解することは、世界の石油業界の標準を理解することと同義なのです。

ASTM規格の役割

こちらは主に「材料」の規格です。ガスケットそのものだけでなく、それを受け止めるフランジや締め付けるボルトの材質（ASTM A105やA193など）を指定する際に使われます。

ガスケット選定とASTMの材料選定は、切っても切れない「セット」の関係にあることを覚えておいてください。

設計温度の境界線と「-29℃」の正体

なぜ-29℃という中途半端な数字なのか

設計図面や仕様書を眺めていると、頻繁に-29℃という数値に遭遇するはずです。なぜ-20℃や-30℃ではないのか。これには鉄鋼材料の物理的な性質が深く関わっています。

脆性遷移温度（ぜいせいせんいおんど）の恐怖

私たちがメインで使う「炭素鋼」という材料は、温度が下がっていくと、ある一点を境に「粘り強さ」を失い、ガラスのように脆く、割れやすくなる性質を持っています。これがいわゆる「脆性（ぜいせい）」です。

華氏（℉）を基準とする米国規格において、一般的な炭素鋼が安全に使用できる下限として定められた-20℉。これを摂氏（℃）に換算した数値が、まさに-29℃なのです。

低温域でのガスケット選定

設計温度が-29℃を下回るプロセスでは、通常の炭素鋼フランジは使えません。低温用鋼（ASTM A350 LF2など）や、ステンレス鋼への切り替えが必要になります。

このとき、ガスケットも「低温で硬くならないか」「収縮して隙間ができないか」という視点が不可欠です。

金属保護輪付きの渦巻き形ガスケットを選定する際も、金属部の材質が低温脆性を起こさないステンレス製（SUS304や316L）であることを必ず確認してください。

高温下で起きる静かなる崩壊「応力緩和」

温度が上がれば「ゴム」も「鉄」も痩せていく

低温が「割れ」の恐怖なら、高温は「緩み」の恐怖です。プラントの温度が数百℃に達するとき、ガスケット内部では「応力緩和（おうりょくかんわ）」という現象が起きています。

応力緩和とクリープ現象

ガスケットをフランジで挟み込み、ボルトを締めると、ガスケットには強い「面圧」がかかります。この反発力があるからこそ、流体は外に漏れません。

しかし、高温状態が続くと、ガスケットの材料が熱によって「へたり」を起こします。これをクリープ現象と呼び、その結果として締め付け力が低下することを応力緩和と言います。

高温域での救世主：渦巻き形ガスケット

数百度に達するプロセスで、単なるシートガスケットを使わないのはなぜか。それは、シート材ではこの応力緩和に耐えられないからです。

そこで登場するのが、V字型の金属テープとフィラー（充填材）を交互に巻き上げた「渦巻き形ガスケット（セミメタリックガスケット）」です。このV字型の金属が「バネ」の役割を果たし、熱膨張や振動でフランジがわずかに動いても、常に追いかけて面圧を維持してくれるのです。

渦巻き形ガスケットの誕生秘話

現場での「違和感」を大切にする

異常は常に「境界線」で起きる

長年プラントを見守ってきた私の経験上、トラブルが起きるのは決まって「条件が変わる場所」です。

• 温度の境界： 加熱炉の出口など、急激に温度が上がる場所。

• 圧力の境界： 減圧弁の前後など。

• 材質の境界： 炭素鋼とステンレス鋼が混在するライン。

特に、炭素鋼フランジにステンレス製のボルトを使ったり、その逆をしたりする場合、熱膨張係数の差によって、温度が上がった瞬間にガスケットへの荷重が抜けて漏洩することがあります。

皆さんに心がけてほしいのは、現場で「このガスケット、いつもと違うな？」という小さな違和感を見逃さないことです。

例えば、-29℃前後のプロセスなのに、低温用ではない標準的なボルトが使われていたら？ あるいは、高温ラインなのにテフロン系のシートガスケットが挟まっていたら？

「今まで大丈夫だったから」は、プラントにおいては何の保証にもなりません。常に「規格」と「物理現象」に立ち返って、自分の目で確かめることが大事です。

次世代へつなぐ安全のバトン

ガスケット一枚の選定ミスが、プラント全体の停止、ひいては甚大な災害につながる。この重みを知ることが、一流のエンジニアへの第一歩です。

-29℃の壁、JPI規格の合理性、そして応力緩和のメカニズム。これらはすべて、明日からの皆さんの仕事の「武器」になります。図面の一行、仕様書の一文字に込められた意味を考え抜いてください。