製造 第７章 耐震設計・建設・溶接

製造所の耐震設計の考え方(2レベル地震動・スロッシング)、設備建設の法手続き(工事計画届出・使用前自主検査)、溶接部の品質管理(溶接方法・施工管理)までを扱います。

乙種・甲種兼用 / 全3節 / 学習目安: 30〜60分

💡 このページの読み方
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📍 はじめに

日本でガス設備を建てるなら避けて通れないのが地震対策です。この章では、耐震設計の二段階アプローチと、建設時に必要な法手続き、設備の信頼性を支える溶接の品質管理までを整理します。

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📍 この章で学ぶこと(1ブロック・全3節)

各節の重要度を 乙種 / 甲種 で並べて表示します。

🟦 = 甲種で重要度が乙種より上がる節 / ★ = 重要度A節

ブロック1: 耐震・建設・溶接

節	タイトル	乙	甲
7-3	耐震設計（地震動レベル・設計方法・スロッシング）	★A	★A
7-5	設備建設に関する法手続き（工事計画届出・使用前自主検査）	C	🟦 B
7-6	溶接部の品質管理（溶接方法・施工管理）	B	B

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📚 テキスト解説

各節は次の構成で進みます。

– 🎯 一言で

– 📖 解説(乙種ベース)

– 🟦 甲種プラスα(必要な節のみ)

– ⚡ 焦点ポイント

– 📝 過去問のひっかけ例

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7-3. 耐震設計（地震動レベル・設計方法・スロッシング）

重要度: ★ 乙A / 甲A

📖 解説(乙種ベース)

ガス製造設備の耐震設計における3種（構造・安全・防災設計）、レベル1・レベル2地震動の定義と評価方法、液状化・スロッシング対策を理解する。

耐震設計の3種類

①構造設計

　・想定する地震動に対して強度計算等により機器・架構・基礎等の耐震性評価

　・都市ガス製造設備が地震で損傷しないように設計

②安全設計

　・地震時に異常が発生しても安全性を確保できるように設備全体として安全に設計

　・システムの多重化・フェイルセーフ・プロセスラインのブロック化・保安距離等を考慮

　・フェイルセーフ：機器・設備に異常や故障が生じたとき、装置を安全な方向に移行させること

③防災設計

　・災害の発生・拡大を防止することを目的

　・フレアースタック・防消火設備・防液堤・津波対策設備等の防災設備

　・防災上要求される水・蒸気・不活性ガス等を供給するユーティリティー設備が対象

地震動レベルと耐震性能評価

レベル1地震動：供用期間中に発生する確率の高い地震動

　→評価方法：弾性設計法

　→確認内容：耐震上重要な部材に生じる応力が部材の許容応力を超えないこと

　→目標：製造システムの機能に重大な支障を生じないこと

レベル2地震動：供用期間中に発生する確率は低いが高レベルの地震動

　→評価方法：エネルギー法（応答塑性率が許容塑性率を超えないことを確認）

　→目標：構造物に変形は生じるが倒壊・漏えいは生じず、人身事故を防止

　→構造物の塑性変形能力（エネルギー吸収能力）を期待した設計法

用語の整理

・弾性設計法：材料の弾性限界内（永久変形を起こさない範囲）の強度で設計

・エネルギー法：構造物固有のエネルギー吸収能力が入力エネルギーの総量を上回るよう設計

・応答倍率：地震加速度が構造物に伝わって一般に増幅されるその割合

・固有振動数：構造物の構造や材質により定まる固有の値

液状化・流動化を考慮した耐震設計

・構造物が設置される地盤について液状化・流動化を考慮した耐震設計が必要

・液状化・流動化：地震発生時に地盤が液体状になる現象（地震時の水平方向の力が繰り返し加わっておこる）

・軟弱地盤：地盤改良や基礎杭の支持地盤への打設等の対応が必要

スロッシングへの対策（平底円筒形貯槽）

・スロッシング：貯槽内の内部液体が長周期の地震動により共振する現象

・平底円筒形貯槽では通常の地震動対策に加えてスロッシング対策が必要

・スロッシング周期：数秒〜十数秒程度（長周期）→大型貯槽ほど周期が長くなる

・固有周期0.1〜2秒程度の一般構造物とはかなり異なる

・対策：短周期地震動だけでなく、スロッシングが生じる長周期地震動による設計も必要

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7-5. 設備建設に関する法手続き（工事計画届出・使用前自主検査）

重要度: 乙C / 🟦 甲B

📖 解説(乙種ベース)

ガス事業法に基づく工事計画届出の手続き、使用前自主検査と登録ガス工作物検査機関による使用前検査の流れ、ガス主任技術者が確認すべき項目を理解する。

ガス工作物変更届出

・ガス製造事業者：液化ガス貯槽・ガス発生設備・ガスホルダーを変更する場合は事前に届け出

・ガス小売事業者：ガス発生設備・ガスホルダーを変更する場合は事前に届け出

工事計画届出

・対象：公共の安全確保と公害防止の観点から特に重要なガス工作物

・手続き：工事計画を経済産業大臣に届け出

・工事開始：届出が受理された日から30日経過後でないと工事を開始できない

使用前自主検査と使用前検査の流れ

①ガス事業者またはガス事業者が「使用前自主検査」を実施

②その結果をもって「登録ガス工作物検査機関が行う使用前検査」を受ける

③合格した後でないと使用開始できない

使用前自主検査でガス主任技術者が確認する必要がある項目

・材料

・構造（基礎除く）

・構造（基礎）

・溶接部分

・耐圧試験・気密試験

・安全弁

・安全性能

・運転性能

設備建設に関連する関連法規（参考）

・労働安全衛生法、消防法、高圧ガス保安法

・大気汚染防止法、水質汚濁防止法、騒音規制法、振動規制法

・土壌汚染対策法、廃棄物の処理及び清掃に関する法律

・石油コンビナート等災害防止法

・建築基準法、電気事業法、工場立地法、建設リサイクル法

・地方公共団体条例、地域協定等

🟦 甲種プラスα

甲種では「設備建設に関する法手続き（工事計画届出・使用前自主検査）」の本文の概念をより深く理解した上で、論述問題への応用が問われます。本文の数値・設備名・原理をしっかり押さえてください。

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7-6. 溶接部の品質管理（溶接方法・施工管理）

重要度: 乙B / 甲B

📖 解説(乙種ベース)

ガス製造設備の溶接部品質管理の重要性、主要な溶接方法4種（被覆アーク・TIG・マグ/ミグ・サブマージアーク）の原理と特徴を理解する。

溶接部の品質管理の重要性

・溶接部の品質はガス工作物の保安確保に極めて重要

・ガス事業法：保安上重要なガス工作物を溶接する場合、溶接施工前に溶接施工法・溶接士技能が技術基準に適合しているかを確認する必要がある

・溶接施工計画に基づいた適切な溶接施工管理が必要

用語の整理

・母材：溶接される材料（金属）

・溶着金属：溶接材料から溶接部に移行した金属

・溶接金属：溶接において溶着金属と母材が融合して凝固した金属

・熱影響部（HAZ：Heat Affected Zone）：溶接や切断等による熱で組織や機械的性質に変化を生じた溶融していない母材の部分

溶接方法4種

①被覆アーク溶接

　・母材と溶接棒の間に電圧をかけ、この隙間にアークを発生させて溶接する方法

②溶接施工（TIG：Tungsten Inert Gas）

　・シールドガスとしてアルゴン等の不活性ガスを使用

　・母材と非消耗のタングステン電極との間にアークを発生

　・アーク内に溶加材を手動または自動で送り込んで溶接

③マグ溶接・溶接施工

　・ミグ（MIG：Metal Inert Gas）溶接：シールドガスにアルゴン等の不活性ガスを使用

　・マグ（MAG：Metal Active Gas）溶接：シールドガスに炭酸ガスとアルゴンの混合ガスを使用

④サブマージアーク溶接

　・粒状のフラックスを溶接部にあらかじめ散布

　・その中に電極ワイヤ（心線）を送り込み、母材とワイヤの間にアークを発生

　・自動溶接法（高品質・高能率）

溶接施工管理のポイント

・設備の部位（容器の胴・鏡板・配管等）と溶接継手の方向（長手・周）により適切な溶接継手形式を選択

・溶接施工前に溶接施工法・溶接士技能が技術基準に適合しているか確認

・現場での諸検査は設備の品質を確保する最終確認の場

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🔢 製造の重要数値・設備の整理

耐震設計の2レベル地震動:

– レベル1: 設計供用期間中に1〜2回程度発生する確率の高い地震 → 機能維持

– レベル2: 設計供用期間中に発生する確率は低いが大規模な地震 → 損傷限界

設備重要度区分:

– 重要度A(高): LNG貯槽など最重要設備 → レベル2でも機能維持

– 重要度B(中): 一般設備 → レベル1で機能維持、レベル2で損傷限界

– 重要度C(低): 補助設備

スロッシング:

– 地震で液面が大きく揺れ動く現象

– LNG貯槽では二次的な損傷の原因

– 対策: 内部仕切板・スロッシングダンパー

溶接の主要方法:

– 被覆アーク溶接(SMAW): 汎用

– TIG溶接(GTAW): 高品質、薄板

– MIG/MAG溶接(GMAW): 自動化に適する

– サブマージドアーク溶接(SAW): 厚板

非破壊検査:

– RT(放射線透過): 内部欠陥

– UT(超音波): 内部欠陥

– MT(磁粉): 表面・浅部

– PT(浸透): 表面欠陥

製造科目では、設備名・型式・運転条件の数値・原料の物性値の組み合わせで誤答が作られます。本章で出てきた数値・設備名を一覧で整理しておくと、選択肢の引っかけに気付きやすくなります。

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📝 関連過去問

この章の知識が問われる過去問題リスト(全28問)。

ℹ️ 乙種・甲種は別の試験です。同じ問番号(例: 基問10)であっても、乙種と甲種では出題される問題内容は異なります。各年度・種別ごとの本文は 乙種過去問 / 甲種過去問 ページから確認してください。

乙種(15問)

– 令和7年: 製問7

– 令和6年: 製問7

– 令和5年: 製問7

– 令和4年: 製問7 / 製問8

– 令和3年: 製問7 / 製問8

– 令和2年: 製問7 / 製問8

– 令和元年: 製問7 / 製問8

– 平成30年: 製問6 / 製問7

– 平成29年: 製問7

– 平成28年: 製問7

甲種(8問)

– 令和7年: 製問7

– 令和6年: 製問7

– 令和5年: 製問7

– 令和4年: 製問8

– 令和3年: 製問8

– 令和2年: 製問8

– 令和元年: 製問8

– 平成30年: 製問6