圧力容器とは、容器内に圧力をかけることを目的とした容器のことを指します。
しかし「圧力容器」と一口にいっても、圧力容器はその仕様や内容物などの条件によっていくつかの種類に分類されます。
そこで、このコラムでは第一種圧力容器と第二種圧力容器を中心に、圧力容器の種類についてご説明します。
- 圧力容器は第一種圧力容器や第二種圧力容器などに分けられている
- ポイントは圧力をかけたときに容器内で気体が発生するかどうか
- 法令や規則に注意し、検査などを怠らないようにしよう
圧力容器は、圧力をかけると危険が伴うため、圧力の大きさや条件によって規格が設けられています。
もし強度が足りない場合、重大な事故を起こす可能性があるため、構造に関して労働安全衛生法・ボイラーおよび圧力容器安全規則等で細かく定められています。容器は大きさや扱う圧力の大きさによって分類され、その分類に応じて検定が必要になるものもあります。
ご注意
- 本コラムでご説明する内容は本邦法令に基づきます。海外での使用等の場合、分類等は各国の法令によりますので、本コラムの内容とは異なります。
- 以下で示す「条件」は法令をかみ砕いて説明するために記載したもので、実際の法令文とは違いがあります。設備選定時などには、必ず実際の法令文をご確認ください。また、本コラムの内容は記事執筆時点の法令に基づきます。
容器を区分するポイント
圧力容器に関して、言及されることの多い分類が「第一種圧力容器」と「第二種圧力容器」です。
このふたつの分類における大きな違いは、容器内で液体が気体に変化するかどうかになります。
圧力をかけて容器内で新たに気体が発生する→第一種圧力容器
圧力をかけるが容器内で気体が発生しない→第二種圧力容器
気体は液体に比べて、圧力を加えると体積が変化しやすいです。
仮に容器が破裂した場合、内圧に変化が生じ体積が急膨張を起こすため、気体を扱う容器の方が万が一の際のリスクが大きいです。そのため、気体の発生の有無が容器の構造に大きく関係しています。
以下では、それぞれの容器の定義についてご説明します。
圧力容器の区分
1-1. 第一種圧力容器
第一種圧力容器は規模の大きな圧力容器です。容器内で液体を反応させて蒸気が発生する、または液体を熱したときに蒸気が発生する場合、それを受け入れる容器は第一種圧力容器となります。
また大気圧における沸点をこえる温度の液体を保管する場合も第一種圧力容器となります。（例えば大気圧での沸点100℃の水を、圧力を使って120℃に加熱する場合など）
容器が破裂した際の危険度がとても高いため、製造するには所轄都道府県労働局の許可・検査が必要です。また、使用開始後も登録性能検査機関による検査が義務付けられています(年1回)。
※弊社では第一種圧力容器は製作できません。
＜条件＞
a．容器内部に蒸気を発生させる、または発生し容器内の圧力が大気圧を超えるもの
b．大気圧で沸点を超える温度の液体を入れる容器 例：蒸煮器、消毒器、精錬器、反応器、原子力関係容器、蒸発器、蒸留器、スチームアキュムレータ等
ただし、下記の条件に合致するものは除きます(第一種圧力容器にはなりません)。
除外要件
- ゲージ圧力0.1MPa以下で、内容積が0.04ｍ³以下の容器
- ゲージ圧力0.1MPa以下で、胴の内径が200mm以下かつその長さが1000mm以下の容器
- 最高ゲージ圧力〔MPa〕と内容積〔ｍ³〕との積が0.004以下の容器
関連法令
第一種圧力容器の定義の詳細は「労働安全衛生法施行令第一条第五号」をご確認ください。
1-2. 小型圧力容器
第一種圧力容器の中でも、特に下記の条件に合致する比較的小さい容器は「小型圧力容器」に分類されます。1-1の第一種圧力容器とは異なり、製造許可などは不要ですが、製造時等における検定と年1回の自主検定が義務付けられています。
＜条件＞
1-1で示した第一種圧力容器に適合するもののうち、以下に合致する容器
a．ゲージ圧力0.1MPa以下で使用する容器で、内容積が0.2ｍ³以下のもの
b．ゲージ圧力0.1MPa以下で胴の内径が500mm以下で、かつその長さが1000mm以下の容器
c．最高使用圧力〔MPa〕と内容積〔ｍ³〕との積が0.02以下の容器
関連法令
小型圧力容器の定義の詳細は「労働安全衛生法施行令第一条第六号」をご確認ください。
1-3. （簡易）容器
1-1の第一種圧力容器で示した条件(容器内で新たに気体が生じる)に合致するものの、小型圧力容器よりもさらに小型である一部の容器は、通称「（簡易）容器」と呼ばれます。この区分自体は法令で定められたものですが、名称は定義されたものではありません。
下記の条件に適合する容器は、第一種圧力容器とは異なり機関等の検査を受ける義務はありません。しかし、「簡易ボイラー等構造規格」に則った仕様で製作し、その性能を自主的な試験で確認しなければなりません。これは法令で定められた必須事項です。
＜条件＞
第一種圧力容器の＜条件＞に合致するが、「除外要件」により第一種圧力容器からは除外されているもののうち、そこからさらに下記を除いたものは通称（簡易）容器とされます。
a．ゲージ圧力0.1MPa以下で内容積が0.01ｍ³以下の容器
b．最高ゲージ圧力〔MPa〕と内容積〔ｍ³〕との積が0.001以下の容器
c．船舶安全法の適用を受ける船舶に用いられるものおよび電気事業法、高圧ガス保安法、ガス事業法または液化石油ガスの保安の確保および取引の適正化に関する法律の適用を受けるもの
関連法令
（簡易）容器の定義の詳細等は「労働安全衛生法第四十二条」ならびに「労働安全衛生法施行令第十三条第三項二十六号」をご確認ください。
2-1. 第二種圧力容器
圧力をかけても新たに気体を生じない(第一種圧力容器に該当しない)という条件のもと、ゲージ圧力が0.2MPa以上の気体を容器内部に保有する場合、第二種圧力容器に該当します。製造時の検定と1年に1回の自主検定が義務づけられています。
＜条件＞
a．ゲージ圧力0.2MPa以上で内容積が0.04ｍ³以上の容器
b．ゲージ圧力0.2MPa以上で胴の内径が200mm以上で、かつその長さが1000mm以上の容器
関連法令
第二種圧力容器の定義の詳細は「労働安全衛生法施行令第一条第七号」をご確認ください。
2-2．（圧力気体保有）容器
第二種圧力容器と用途は同じであるものの、先述の＜条件＞に合致しない容器の一部は通称（圧力気体保有）容器と呼ばれます。（簡易）容器と同様、「簡易ボイラー等構造規格」で定められた仕様で製作し、その性能を自主的な試験で確認する必要があります。ただし、第二種圧力容器のような機関等による検査の義務などはありません。
＜条件＞
大気圧を超える圧力を有する気体を内部に保有する容器のうち、1-1の第一種圧力容器(気体が新たに生じる)や2-1の第二種圧力容器(圧力0.2MPa以上)を除いたもののなかで、下記に該当するもの。
a．内容積が0.1ｍ³を超える容器
ただし、アセチレン発生器や船舶安全法の適用を受ける船舶に用いられるものおよび電気事業法、高圧ガス保安法またはガス事業者法の適用を受けるものは除く。
関連法令
（圧力気体保有）容器の定義の詳細等は「労働安全衛生法第四十二条」ならびに「労働安全衛生法施行令第十三条第三項二十七号」をご確認ください。
常圧用のジャケット容器に圧力をかけたらどうなる？
容器に圧力をかける際には、必ずそれを前提として設計した容器を使用しなければなりません。
もし常圧用のジャケット容器に圧力をかけてしまったら、どれだけ危険なのか。その危険性は「【動画あり】ステンレス容器の実験事例―ジャケット容器圧力破壊実験」でご覧いただけます。
MONOVATEでの圧力容器の製作
当社では第一種圧力容器を除く圧力容器の製作が可能です。以下から、圧力容器の標準ラインナップをご覧いただけます。
このほか、上記のラインナップを一部カスタマイズしたモデルや、お客さまの必要性に応じた完全オーダーメイドでの圧力容器の製作も可能です。
ぜひお気軽にご相談ください。