参照：施工事例「ユニット配管製作 岡山県」より
https://nagashio-kougyo.com/showcase/other/1411
皆さん、こんにちは。岡山県倉敷市でプラント配管工事・設備配管工事・製缶工事などを手掛けている長塩工業です。
プラント配管工事におけるユニット化は、安全で効率的、かつ持続可能な建設手法として近年注目を集めています。しかし、プラント配管における「ユニット」とは具体的にどのようなものなのか、どのようなメリットがあるのかなど、詳しいことはよく知らないという方もいるでしょう。
この記事では、プラント配管工事におけるユニットの概要や構成要素、メリットについて、わかりやすく解説します。
■プラント配管工事におけるユニットとは？
プラント配管業者が製作する「ユニット」とは、主に配管やダクト、ポンプや空調機器などの関連機器を工場であらかじめ組み立てて一体化した状態で現場に搬入し、現場では吊り込みや据付、最小限の接続作業のみで設置できるようにした構成体を指します。ユニットには、大きく分けて「配管ユニット」と「機械ユニット」の2種類があります。
配管ユニットとは、配管本体とその継手、バルブ、フランジ、ガスケット、支持具などの配管関連部材が一体化したものです。配管ユニットは、さらに天井配管ユニットや床配管ユニットなどに細分化されます。配管ユニットは、配管系統の構成に特化したプレハブ化部材といえます。
機械ユニットとは、ポンプやファンコイル、空調機器、ボイラーなどの機械本体と、それに接続される配管やバルブ、計装機器、支持構造が一体化したものです。機械ユニットは機械設備とその周辺配管を含むより複合的なユニットであり、機能の範囲と構成部材の違いによって区別されます。
■ユニットの構成要素はどんなもの？
参照：施工事例「海外輸出用ユニット製作」より
https://nagashio-kougyo.com/showcase/other/1419
ユニットの主な構成要素とそれぞれの概要について解説します。
◆配管（パイプ）
液体や気体を輸送するための主要な経路となる管です。
◆配管継手（フィッティング）
配管同士を接続したり、配管と機器を接続したりする部品です。経路を曲げる際に使用するエルボ、経路を分岐させる際に使用するティー、太さの異なる配管同士の接続や配管のサイズを縮小する際に使用するレジューサなど、さまざまな種類があります。
◆バルブ
流体の流れの開始や停止、制御、遮断、流量調整などをするための装置です。使用する箇所や目的に応じて、ゲートバルブやボールバルブ、チェックバルブなどさまざまな種類を使い分けます。
◆フランジ
配管同士や機器と配管を液漏れを防ぎながら接続するための部品で、着脱が容易になることで分解やメンテナンスをしやすくしてくれます。
◆ガスケット
フランジ接続部に挟み込んで気体や液体の漏れを防いだり、外部からの異物混入を防いだりするために使用するパッキン材です。
◆ボルト・ナット
フランジなどの締結に使用する固定具です。ボルト（雄ねじ）とナット（雌ねじ）を組み合わせて使用します。
◆配管サポート・ハンガー
配管の重量を支え、振動やズレを防ぐための支持装置です。配管の自重や内部流体の重量、地震や振動による外力などの負荷から配管を保護し、配管のたわみや損傷を防ぎます。
◆ポンプ
液体を圧送するための機器で、ユニット内に組み込まれる場合があります。液体に圧力を加え、必要な場所や工程へ移送・循環させる役割をもちます。
◆フィルター
流体中の異物を除去するためのろ過装置で、必要に応じてユニット内に設置されます。
◆センサー類
設備の状態や環境を感知して温度・圧力・流量などを計測するための計装機器です。プラントの適切な監視や制御、安全管理を行うために、ユニット内に組み込まれる場合があります。
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■プラント配管のユニット製作で特に重視される工程とは
プラント配管のユニット製作では、「配管設計と材料選定」と「品質管理・検査」が重視されます。それぞれの工程について解説します。
◆①配管設計と材料選定
配管の用途や流体の性質、温度・圧力、周囲環境などを十分に分析し、最適な配管ルートや材質を決定します。設計段階では、CADなどの設計ツールを用いて3次元モデルを作成します。実際の施工時に不具合が生じないよう、配管同士の干渉や圧力損失、流量計算などを詳細にシミュレーションすることが重要です。
◆②品質管理・検査
製作した配管やユニットは、溶接部分や接合部からの漏れ、圧力への耐性など、さまざまな項目において厳格な検査が行われます。具体的には、耐圧テストや機密テスト、非破壊検査などを行い、品質に問題がないか確認していきます。現場据付後のトラブルや事故を未然に防いで長期的な安全運用を担保するためにも、検査の工程は非常に重要です。
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■ユニットによるメリットとは？
プラントユニット化は、大規模プロジェクトにおける効率化とリスク管理の鍵となっています。ユニットによる主なメリットは、以下の5つです。
◆工期短縮
ユニットによる最大のメリットは、現場作業を大幅に削減し、工期を短縮できることです。従来の現場施工では、配管の切断や溶接、組み立て、取り付けなど多くの工程を現場で順次行う必要があり、多くの作業員や工期を要していました。
しかし、ユニット工法では、従来の工程の大部分を工場で済ませるため、現場ではユニットの吊り込みや据付、接続などの作業に限定され、作業日数を大幅に短縮できます。また、ほとんどの作業は屋内の工場で実施できるため、天候不良など現場環境に起因する工期遅延のリスクを減らすことも可能です。
たとえば、床配管ユニット工法では、密集した配管をフレームに組み込んで工場で製作し、現場では分割搬入して床に並べるだけで済むため、従来工法の半分以下の3～4日で作業が終了するケースもあります。また、溶接工数を8割程度削減している事例もあります。
◆コスト削減
ユニット工法は現場工数や材料ロスを削減するため、コスト削減にもつながります。まず、現場での組立作業が簡素化されるため、人件費や現場管理にかかるコストを削減できます。さらに、工場での量産体制によって、材料費や製造コスト全体を削減することも可能です。
◆品質・精度の向上
ユニットは管理された工場環境で製造されるため、溶接や組み立てなどの品質が均一化され、安定した製品を供給できます。また、現場での複雑な作業が減るため、作業員の熟練度による品質のばらつきを抑えることにもつながります。
◆現場環境への配慮
工場という管理された環境で作業を行うことで、現場特有の騒音や粉塵、溶接煙などの要因への曝露を減らし、作業環境が改善されます。
◆安全性の向上（現場作業の簡略化による事故リスク低減
危険を伴う現場での高所作業や複雑な作業を減らすことで、労働災害のリスクを低減し、安全性を向上させることが可能です。
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■豊富な施工経験と確かな技術は長塩工業
長塩工業では、製作物の高品質を維持するために、新しくステンレス用工場を新設しました。弊社では高い技術力を発揮するために、ベテラン職人と若手を含むチーム体制で作業しており、製作物の戻りが発生しないよう、ベテラン職人による複数段階の製作物の確認工程を経て出荷しています。
施工事例にもユニット製作の事例がありますので、ぜひご覧ください。
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また、長塩工業は、特殊合金も取り扱いが可能です。大手プラント配管業者と同様の工事を大手よりも少し価格を抑えて施工できるのも弊社の強みです。プラント配管に関するお困りごとやご相談がございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせください。
