HIVP耐熱温度の基礎知識と配管選択指針

HIVP耐熱温度と配管選択

HIVP管の耐熱温度特性と限界値

HIVP管（水道用耐衝撃性硬質ポリ塩化ビニル管）の耐熱温度は、常温5～35℃の範囲に限定されています。この温度制限は、一般的なVP管と同じ範囲であり、高温環境での使用には適していません。

 

HIVP管の温度特性における重要なポイント。

• 使用温度範囲：5℃～35℃（常温範囲）
• 使用圧力：0.75MPa（静水圧）
• 設計圧力：1.0MPa（静水圧+水撃圧）
• 材質特性：改質剤を添加した塩ビ樹脂

金属加工現場では、冷却水や工業用水の配管としてHIVP管を検討する際、この温度制限を十分理解する必要があります。特に、切削油や冷却液が35℃を超える可能性がある環境では、HIVP管の使用は推奨されません。

 

HIVP管の「HI」は「High Impact」の略称で、耐衝撃性を向上させることを主目的として開発されています。通常の塩ビ樹脂に改質剤を添加し分散させることで、大きな衝撃が加わった際に改質剤が衝撃エネルギーを吸収し、破損を防ぐ構造となっています。

 

しかし、この耐衝撃性向上のための改質剤は、耐熱性の向上には寄与していません。そのため、HIVP管は低温での耐衝撃性には優れているものの、高温環境での使用には向いていないのが現状です。

 

HT管との耐熱性能比較分析

HIVP管とHT管（耐熱性硬質ポリ塩化ビニル管）の耐熱性能には大きな違いがあります。この違いを理解することは、適切な配管選択に不可欠です。

 

温度性能の比較表

管種	使用温度範囲	最高使用温度	主な用途
HIVP管	5～35℃	35℃	給水・水道用
HT管	5～90℃	90℃	給湯・高温排水用
VP管	5～35℃	35℃	一般給水用

HT管の圧力別温度対応能力。
呼び径13～50の場合

• 5～40℃：1.0MPa
• 41～60℃：0.6MPa
• 61～70℃：0.4MPa
• 71～90℃：0.2MPa

呼び径65～150の場合

• 5～40℃：1.0MPa
• 41～60℃：0.4MPa
• 61～70℃：0.25MPa
• 71～85℃：0.15MPa

金属加工現場において、クーラント（切削液）の温度管理は重要な要素です。一般的な水溶性クーラントは使用中に40℃～60℃程度まで上昇することがあり、この温度域ではHIVP管では対応できません。

 

HT管は耐熱性改質剤を添加することで高温対応を実現していますが、HIVP管は耐衝撃性に特化しているため、温度上昇に対する耐性は限定的です。このため、温度管理が重要な工程では、用途に応じた適切な管種選択が求められます。

 

金属加工現場での温度管理と配管選択

金属加工現場における配管選択では、作業環境の温度特性を正確に把握することが重要です。HIVP管の耐熱温度制限（35℃）を考慮すると、以下のような用途分けが推奨されます。

 

HIVP管が適用可能な現場環境。

• 一般工業用水配管：室温環境での給水系統
• 冷却水取水配管：地下水や上水道からの取水部分
• 洗浄用水配管：常温での部品洗浄システム
• 消火用配管：緊急時使用の消火設備

HIVP管が不適用となる現場環境。

• 切削液循環配管：使用中に40℃以上になる可能性
• 油圧作動油配管：高温になりやすい油圧システム
• 熱処理工程周辺：放射熱の影響を受ける配管
• 溶接ブース周辺：高温環境下の配管設備

金属加工現場特有の考慮事項として、機械振動や外部衝撃があります。旋盤、フライス盤、プレス機械などの振動環境では、HIVP管の耐衝撃性が有効に働きます。ただし、これらの機械から発生する熱も同時に考慮する必要があります。

 

実際の現場では、配管ルートを検討する際に以下の温度測定を行うことが推奨されます。

• 夏季最高室温の測定
• 機械稼働時の周辺温度
• 配管内流体温度の定期監視
• 日射や機械発熱の影響評価

これらのデータに基づいて、HIVP管の35℃制限を超える可能性がある箇所では、HT管への変更を検討する必要があります。

 

接合方法による耐熱性への影響

HIVP管の接合方法には、主にTS接合とRR接合の2種類があり、それぞれが耐熱性に与える影響も異なります。

 

TS接合（溶剤接合）。
TS接合は接着剤を使用し、管と継手の表面を膨潤させて接合する方法です。この接合方法では、接合部の温度特性が管本体と同等になりますが、接着剤の耐熱性も考慮する必要があります。

 

• 接合強度：高強度で恒久的接合
• 温度特性：管本体と同等（5～35℃）
• 施工性：専用接着剤と清浄な環境が必要
• メンテナンス：分解不可のため交換時は切断が必要

RR接合（ゴム輪接合）。
RR接合は管の差し口とゴム輪に滑材を塗布して挿入接合する方法です。この方法では、ゴム輪の温度特性も重要な要素となります。

 

• 接合強度：適度な柔軟性を持つ接合
• 温度特性：ゴム輪の特性に依存
• 施工性：比較的簡単で再施工可能
• メンテナンス：分解・組立が可能

金属加工現場では、メンテナンス性を重視してRR接合を選択することが多いですが、ゴム輪の温度特性により、HIVP管本体の35℃制限よりもさらに低い温度で劣化が始まる可能性があります。

 

接合部の温度管理における注意点。

• ゴム輪は紫外線と熱の複合作用で劣化が加速
• 接着剤の種類により耐熱性が異なる
• 接合部は管本体よりも熱応力集中が発生しやすい
• 温度変化による膨張・収縮の影響を受けやすい

このため、接合方法の選択においても、使用環境の温度条件を十分に検討することが重要です。

 

耐衝撃性と耐熱性のトレードオフ関係

HIVP管の設計思想における最も重要な点は、耐衝撃性と耐熱性のトレードオフ関係です。この関係を理解することで、適切な配管選択判断が可能になります。

 

耐衝撃性向上のメカニズム。
HIVP管は通常の塩ビ樹脂に改質剤を添加することで耐衝撃性を向上させています。この改質剤は衝撃エネルギーを吸収する役割を果たしますが、同時に熱変形温度を下げる傾向があります。

 

材料科学的考察。

• 分子構造：改質剤により分子鎖の動きやすさが向上
• 弾性率：低温での柔軟性確保により耐衝撃性向上
• 熱変形：分子運動活性化温度の低下
• 結晶化度：改質剤により結晶化が阻害される傾向

これらの材料特性により、HIVP管は低温域（-20℃程度）でも優れた耐衝撃性を維持しますが、高温域では急激に強度が低下します。

 

実用的な選択指針。
金属加工現場では、以下の判断基準でHIVP管とHT管を使い分けることが推奨されます。
HIVP管を選択すべき条件。

• 配管周辺温度が年間を通して35℃以下
• 外部衝撃や振動の影響が大きい環境
• 寒冷地での使用（凍結対策が適切な場合）
• 初期コストを抑えたい場合

HT管を選択すべき条件。

• 配管内流体温度が35℃を超える可能性
• 機械発熱や日射の影響を受ける配管ルート
• 将来的な温度上昇の可能性がある環境
• 長期安定稼働を重視する基幹配管

併用システムの提案。
実際の現場では、HIVP管とHT管を適材適所で使い分ける併用システムが効果的です。例えば、取水部分はHIVP管で耐衝撃性を確保し、機械周辺の高温になりやすい部分はHT管を使用するといった設計が推奨されます。

 

このような設計により、コスト効率と信頼性の両立が可能になり、金属加工現場における最適な配管システムの構築が実現できます。

 

定期点検における温度監視。
HIVP管を使用する場合は、定期的な温度監視により、設計条件を超えていないことを確認することが重要です。特に夏季や機械の連続稼働時には、想定以上の温度上昇が発生する可能性があるため、継続的な監視体制の構築が求められます。