スケールとは
配管内に水(流体)を通す機器・配管系統では、水中に含まれる炭酸カルシウム・硫酸カルシウム・シリカ等の無機塩類が内壁に析出します。
これがいわゆる「スケール」と言われるものです。
スケールは非常に硬く、水に溶けにくい(難溶性)物質であり、金属製の工具を使用しても人力で削り落とすのはなかなか困難になります。
全ての物質にはそれぞれに水に溶ける量の限界があり、これを溶解度といい、溶解度を超えた量の物質は沈殿（析出）していきますが、この沈殿がスケールの基になります。
スケールが析出しやすい設備の代表としてクーリングタワー（冷却搭）が上げられます。
これは同一の水を何回でも再循環させ、クーリングタワーにて蒸発させて熱交換を行うため、クーリングタワーに不純物が急激に濃縮しやすいということなのです。
温度の高いコンデンサーや、蒸発乾固するエリミネーター等にもスケールが頻繁に見られるのは同様の原因からだと考えられます。
| 種類 | 主な物質 |
|---|---|
| シリカスケール | ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸コロイド |
| カルシウムスケール、マグネシウムスケール |
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、 |
| スライム | 藻、バクテリア |
シリカ（SiO2）は、珪素（シリコン）と酸素が化合した物質です。
ナトリウムやカルシウム等の塩基と結び付きやすい性質を持っていて、シリカだけの大きく成長した単結晶は、一般に水晶や石英と呼ばれます。
水の中ではシリカの大部分がコロイド粒子という、沈殿を起こさない大きさの微粒子として溶け込んでいます。
このシリカがカルシウム等の塩基を取り込み、配管の内壁や機器の内側等で析出すると非常に硬いスケールが固着した状態となります。
水の中に含まれているカルシウムは水中に溶けている二酸化炭素と結びついて炭酸カルシウムとなります。
この物質は難溶性で水中から結晶化して析出します。
炭酸カルシウムの結晶は斜方晶系の針状結晶であるアラゴナイトと六方晶系のカルサイトの２種類があります。
固着スケール障害の場合は機器・配管の内壁面に針状結晶のアラゴナイトが析出し、これが成長することによって、硬質のスケールが固着していきます。
これはアラゴナイトがカルサイトより硬く、放射状に析出するため配管内壁表面の微細な凹凸に嵌り込みアンカー効果によって固着する力が強くなります。
スケール（特にシリカスケール）を除去するには、極めて毒性の高い化学物質（フッ素系化合物等）を使用せざるを得えません。
フッ素系化合物は、短時間でスケールを溶かすのですが、人間の皮膚から容易に浸透して体内血中をまわり、骨まで溶かします。
カルシウムとの結合・・・やがて「低カルシウム血症」「心室細動」を引き起こします。
当然、空間に残留する粉塵やガス等を吸引しても極めて危険です。
一般的な対策の分類
赤水・赤錆（赤サビ）、スケールの対策としては、
大きく分けて、
- 配管の洗浄を行う方法
- 水の改質を行う方法
- 工事による配管の取替えを行う方法
- 赤錆剥離・除去電磁気装置を取り付ける方法
の４つがあります。
赤水・赤錆（赤さび）、スケールのローコストな対策方法の一つとして、定期的な配管の洗浄が挙げられます。
ただ、洗浄を重ねるうちに配管を痛めたり、薬剤などによる人体・環境への影響などの問題もありますので、洗浄の方法と頻度には注意が必要です。
配管の洗浄方法としては、具体的には以下のようなものが一般的です。
・氷洗浄 ・オゾン水洗浄
・薬剤（過酸化水素）洗浄 ・サンドブラスト
赤水・赤錆（赤サビ）、スケールの原因として、そもそもの水質の悪さが挙げられる場合、軟水機やRO膜など、水を改質するための装置(システム）を導入します。
また、水の改質と他の対策を組み合わせ、更に対策の効果を高める場合もあります。
水の改質方法としては、具体的には以下のようなものが一般的です。
・除鉄（除鉄装置を利用） ・軟水化処理（軟水機を利用）
・純水化処理（RO膜などを利用）
管の老朽化などが原因で配管に穴が空き、漏水が起こってしまうと、赤錆が原因でなくても流れる水量が減少してしまいます。
そのような場合、費用は大幅に嵩みますけど、漏水部分の抜本的な工事が必要となります。
錆の出ない配管に取替え工事を行う場合、その配管の材質として以下のようなものが一般的です。
・ステンレス ・耐衝撃性塩化ビニル管 ・ポリブデン管 ・銅管
また、マンションなどにおいては、メインの配管は改修し、その他の各室内の枝管には赤錆剥離・除去電磁気装置を取り付けるなどの事例もあります。
現場の状況に応じてできるだけ費用対効果が合い、お客様に迷惑をかけないような対策を考える必要があります。
赤水・赤錆（赤さび）、スケールの対策として、最も費用がかからず（取替え工事の1/5〜1/10程度！）、尚且つ管を切るなどの手間もなく手軽にできる対策が、赤錆剥離・除去電磁気装置を取り付ける方法です。
赤錆剥離・除去電磁気装置は大きく、電界部と磁界部に分けることができます。
配管の周りに、配管を挟みつける様に装着しているのが磁界部で、配管内部に直行磁界を与える働きがあります。
この直行磁界と配管の中の水（流体）の流れ（働き）により、ファラデーの電磁誘導の法則が起こり、配管内壁に沿って流れる電流が生じます。
また、装置の上部に取り付けられているのが電界部です。
電界部からは電極が出ており、水（流体）の上流にプラス極、下流にマイナス極を装着します。
そうすることで、配管に微弱電流が流れます。
このように、磁界部と電界部から生じるダブルの電流の相乗効果により、配管系統の内部にこびり付いた赤錆（赤水）を溶解・剥離させて、パイプや機器を維持延命させます。
また、赤錆剥離・除去電磁気装置は配管（鉄管）の劣化を防ぐため、未然防止策としても広く導入が進んでいます。