【二級ボイラー技士】ボイラーの水管理｜不純物・清缶剤・軟化・脱気｜知識ゼロから【第12回】

水管理とは？

ボイラーに入れる水（給水）とボイラーの中の水（ボイラー水）を、スケールや腐食が起きない状態に保つための管理。

💡 なぜ？　水の中の不純物は、蒸発してもボイラーの中に残り、どんどん濃くなるからです。何もしなければ、汚れはたまる一方になります。

⚠ 注意

この2つの説明を入れ替えた選択肢が、7回の中で何度も出ています。「スケールは、ドラム底部などに沈積した軟質沈殿物」（令和5年10月・令和7年10月公表）は誤り。「スラッジは、伝熱面に固着したもの」（令和6年10月・令和7年4月公表）も誤りです。

💡 覚え方

スケール＝やかんの内側にこびりつく白い湯あか（壁にくっつく）。スラッジ＝底にたまる泥（沈むだけ）。台所のやかんを思い浮かべると、入れ替えにだまされません。

ボイラーの内面腐食の原因（試験に出たもの）

①給水に溶けているO2やCO2

②溶接加工で残った応力（残留応力）

③濃度の高い水酸化ナトリウム（強すぎるアルカリ）

⚠ 注意

「pHを中性に調整して腐食を抑える」は誤り（令和6年4月公表）。「pHを弱酸性に調整して腐食を抑える」も誤りです（令和2年4月公表）。鉄は酸性や中性の水ではさびやすく、適度なアルカリ性で守られます。ただしアルカリが強すぎても腐食（③）するので、適度がポイントです。

pH（ペーハー）とは？

水が酸性かアルカリ性かを表す数字。常温（25℃）で7が中性、7未満が酸性、7を超えるとアルカリ性です。

⚠ 注意

「常温（25℃）でpHが7未満はアルカリ性、7は中性」は誤り（平成31年4月公表）。7未満は酸性です。数字が小さいほど酸性、と覚えましょう。

⚠ 注意

「全硬度は、水中のマグネシウムイオンの量を…」は誤り（令和8年10月公表）。全硬度はカルシウムとマグネシウムの両方です。「全」は両方の合計と考えてください。

⚠ 注意

「マグネシウム硬度は、水中のカルシウムイオンの量を、炭酸マグネシウムの量に換算」は誤り（令和3年10月公表）。マグネシウム硬度はマグネシウムイオンの量で、換算に使うのは炭酸カルシウムです。一級ボイラー技士の公表問題でも、カルシウム硬度を炭酸カルシウムに換算する記述が正しいとされました。

⚠ 注意

「酸消費量（pH4.8）を滴定する場合は、フェノールフタレイン溶液を指示薬として用いる」は誤り（令和4年10月公表）。pH4.8のほうはメチルレッドで、一級ボイラー技士の公表問題でこちらが正しい記述でした。

🤔 なぜ硬度の成分がスケールになるのですか。

カルシウムやマグネシウムは、水に溶けているうちは目に見えません。ところがボイラーの中で水が蒸発して濃くなり、さらに高温になると、溶けきれなくなって固まり、伝熱面に張り付くのです。やかんの湯あかが白いのは、主にこの成分です。

単純軟化法で出題されること

①樹脂の交換能力が落ちたら、一般に食塩水で再生する

②樹脂は1年に1回程度、鉄分による汚染などを調べ、洗浄・補充する

③処理した水の量が増えていくと、ある点を境に残留硬度が急に増える。この点を貫流点という

④貫流点に達したら、通水をやめて、再生を行う

⑤軟化装置は、硬度成分を取り除く最も簡単な装置で、低圧ボイラーに広く普及している

⚠ 注意

「貫流点に達したら、通水を始め再生操作を行う」は誤り（令和2年10月公表）。貫流点は硬度が素通りし始めた合図なので、水を通すのをやめて再生します。

⚠ 注意

「軟化装置は、水中のシリカや塩素イオンを除去することができる」は誤り（令和4年4月公表）。単純軟化法で取り除けるのは、カルシウム・マグネシウムなどの硬度成分です。⑤の「最も簡単な装置で、低圧ボイラーに広く普及」は、同じ問題で正しい記述でした。

⚠ 注意

③の点の名前は入れ替えが出ます。「臨界点を超えると著しく増加」（令和6年10月公表）は誤り。令和7年10月公表では、グラフの横軸＝処理水量、縦軸＝残留硬度、P点＝貫流点を選ぶ問題でした。このときP点の名前として出た「臨界点」「飽和点」は、どちらも誤りです。

💡 覚え方

貫流点＝硬度が「突き抜けて（貫いて）流れ出す」点。樹脂がいっぱいになると、カルシウムなどが素通りし始める、と考えましょう。

⚠ 注意

「膜脱気法は、高分子気体透過膜の片側に水を供給し、反対側を加圧して…」は誤り（令和4年10月公表）。正しくは反対側を真空にします。一級ボイラー技士の公表問題で、こちらが正しい記述でした。

⚠ 注意

令和8年4月公表では、「溶存気体の溶解度は、圧力が高くなると減少」と「加熱脱気法は溶解度を上げて除去」が誤りでした。圧力が高いほど溶ける、温めると溶けにくくなるが正解です。

清缶剤とは？

水が原因で起きるスケールの付着・腐食・キャリオーバなどを防ぐため、給水やボイラー水に直接加える薬品。

🤔 なぜ「酸消費量を付与する」必要があるのですか。

酸消費量はアルカリ分の量でした。アルカリ分を加えて酸消費量を適度に保つと、ボイラー水が適度なアルカリ性になり、鉄の腐食を抑えられます。だから低圧ボイラーでは、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムを「付与剤」として加えるのです。「抑制剤」と書かれていたら向きが逆、と気づけるはずです。

⚠ 注意

清缶剤の問題はひっかけが多いところです。「軟化剤は硬度成分を可溶性の化合物に変える」（令和7年4月公表）は誤りで、正しくは不溶性（スラッジ）。「低圧ボイラーの酸消費量抑制剤として水酸化ナトリウムなど」（令和8年10月公表）も誤りで、正しくは付与剤です。酸消費量付与剤として「亜硫酸ナトリウム」（令和2年4月公表）、「塩化ナトリウム」（令和3年10月公表）も誤り。

付与剤は水酸化ナトリウム・炭酸ナトリウムです。「伝熱面の低温腐食を防ぐ」（令和6年4月公表）も清缶剤の目的ではありません。低温腐食は燃焼ガス側の話です（第17回）。

💡 覚え方

脱酸素剤の代表は「タンニン・亜硫酸ナトリウム・ヒドラジン」の3つ、軟化剤は「炭酸ナトリウム・りん酸ナトリウム」。組み合わせ問題では、2つとも、この3つに入っている組を探しましょう。過去2回の正解は、どちらもタンニンとヒドラジンでした。

水管理の全体の流れ

①ボイラーの外：軟化装置で硬度を下げ、脱気で酸素などを取り除く

②ボイラーへ：処理した水と回収した復水を給水する

③ボイラーの中：清缶剤でスケール・腐食を防ぐ

④濃くなったら：吹出しで出して、新しい水と入れ替える

答えと考え方

①「スラッジは、溶解性蒸発残留物が析出して伝熱面に固着したもの」 → 誤り（それはスケール）

②「懸濁物には、りん酸カルシウムやエマルジョン化した鉱物油がある」 → 正しい

③「軟化剤には、炭酸ナトリウムやりん酸ナトリウムがある」 → 正しい

④「加熱脱気法は、水を加熱して溶存気体の溶解度を上げる」 → 誤り（溶解度を下げて追い出す）

⑤「単純軟化法で残留硬度が急増する点を、臨界点という」 → 誤り（貫流点）

まとめ

・不純物は3つ＝溶存気体（O2・CO2→腐食）・溶解性蒸発残留物（→スケール）・懸濁物

・スケール＝伝熱面に固着（熱伝導率が低く過熱の原因）、スラッジ＝底に沈む軟質沈殿物。やかんの湯あかと底の泥で区別

・ボイラーの中で濃くなった水は吹出しで出して入れ替える。清缶剤は低温腐食の防止には使わない

・腐食を抑えるのは適度なアルカリ性（中性・弱酸性ではない）。腐食は一般に電気化学的作用などで起こる

・酸性・アルカリ性は水素イオンと水酸化物イオンの量で決まる。pHは7未満が酸性

・全硬度はCa＋Mgの合計。マグネシウム硬度も炭酸カルシウムに換算。酸消費量はpH4.8＝メチルレッド、pH8.3＝フェノールフタレイン

・単純軟化＝Na塔・食塩水で再生・貫流点で通水をやめて再生・低圧ボイラーに普及（シリカや塩素イオンは除けない）

・脱気＝加熱で溶解度を下げる・真空脱気・膜脱気（反対側を真空）

・清缶剤＝軟化剤（炭酸Na・りん酸Na→不溶性）・脱酸素剤（タンニン・亜硫酸Na・ヒドラジン）・スラッジ分散剤・酸消費量付与剤

次に読む

▶ 第13回　附属品の取扱い

◀ 前：運転の停止・保存・清掃　｜　目次に戻る