ステンレスと鉄でどちらを使用するか迷ったときは？

投稿日：2025年12月24日

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設備設計やメンテナンスの現場で、「ここは鉄でいいのか？それともステンレス鋼にしたほうがいいのか？」という材料選定の判断を迫られる場面は少なくありません。

特に化学プラントのように、腐食環境・温度条件・コスト制約などが複雑に絡む現場では、この選定が長期的な信頼性や維持費に直結します。

私は長年、配管や機器の設計・保全を担当してきましたが、単に「錆びにくいからステンレス鋼」といった安易な判断では後々痛い目を見ることが多いのを実感しています。

この記事では、ステンレスと鉄の特徴の違い、選定の基準、そして現場での実際の判断ポイントを、経験に基づいて丁寧に解説します。本コラムでは、炭素鋼も鉄に含まれるものとして記載しています。

このコラムを書いた人

機械系プラントエンジニア
国内化学プラントで機械設計や建設工事を10年以上経験。危険物製造設備、発電・ボイラ設備・排水処理設備、研究施設の多種多様な設計・調達・工事に携わり、その知識をコラムにて発信中。現場でも活かせる専門知識を、日本のモノづくりに活かしてもらいたい！という強い思いを持っている。

鉄（炭素鋼）の特徴とメリット

まずは鉄の特徴についてまとめてみます。

鉄（炭素鋼）は、よくCS（Carbon Steel）と略されて呼ばれることが多く、代表例として、一般構造用圧延鋼材（SS400）、配管用炭素鋼鋼管（SGP）、圧力配管用炭素鋼鋼管（STPG）、機械構造用炭素鋼鋼材（S45Cなど）があります。

これらは、何よりも価格が安いのが最大の利点です。ステンレス鋼の3分の1程度のコストで入手でき、溶接・切断・曲げなどの加工も容易です。そのため、大規模な配管ラインや支持構造物など、腐食リスクが低い部分には今でも鉄が主流です。

炭素量を調整することで強度を自在に変えられるのも鉄の強みです。機械構造用鋼（S45Cなど）は高強度で、シャフトや歯車やボルトなど広く用いられます。

鋼材メーカーの在庫も豊富で、納期・加工面でも柔軟に対応できます。

一方で、鉄は腐食に非常に弱いという致命的な欠点があります。屋外や湿気の多い場所ではすぐに赤錆が発生し、長期的には強度低下や漏洩につながります。

防食塗装を行っても、塗膜が剥がれた部分や溶接部から腐食が進行しやすく、定期的な点検と再塗装が必要です。

つまり、初期費用は安くても、長期的な維持コストが高くつく可能性があるのが鉄の宿命です。

続いてステンレス鋼の特徴を説明します。

ステンレス鋼の最大の特徴は、クロム（Cr）による不動態被膜による防食効果です。表面に形成される酸化クロム層が外部からの酸素・水分を遮断し、内部の鉄が酸化するのを防ぎます。

この被膜は非常に薄いにもかかわらず、傷ついても自然に再生する自己修復性を持っています。塩分や酸性雰囲気など、腐食環境下ではSUS304よりもモリブデンを含むSUS316の方が有利です。

ちなみに、ステンレス鋼は英語でStainless Steelといい、略されてSSと記載されることもありますが、JISではSUS（Steel Use Stainless）といった記号を使用しています。

ステンレス鋼は塗装が不要で、清掃だけで長期間美観を保てます。そのため、衛生管理が必要な設備（食品・医薬・水処理など）や、手入れが難しい場所に適しています。

長期的な耐用年数を考慮すると、初期投資は高くてもトータルコストが安くなるケースも多いのです。

ステンレス鋼にも弱点があります。まず材料費が高いです。また、熱伝導率が低いため溶接歪みが出やすく、溶接後の変形・残留応力が問題になることがあります。

さらに、塩化物環境（海辺や塩素を扱う施設など）では「応力腐食割れ」と呼ばれる現象が発生する場合があります。つまり、「ステンレス＝万能」ではなく、環境を見極めて材質を選定する必要があるのです。

以下の表は、各温度におけるオーステナイト系ステンレスSUS304の塩素イオン環境における応力腐食割れ（SCC）の発生しやすさを示したものです。

材質を選定する際は、目的と環境で判断すると良いでしょう。

まずは腐食性がある環境かどうかを考慮することが重要です。