ショットブラストの指定——JIS Z 0313の除せい度Saとさび度、研削材の等級とピーニングの違い

この記事は、熱間圧延鋼材・鋳物・鍛造品などの鋼の部品や構造物を、塗装の前にショットブラストで処理してもらうときに、発注する側が何を指定し、受け取るときに何を確かめるかを整理したものである。アルミやステンレスの外観の梨地や、非金属の研削材を使う処理はサンドブラストの発注で扱った。

ショットとグリットは、粒の形で分かれる

JIS Z 0310 は、研削材のうち、使う前の状態で稜角をもつ角張った形の粒（丸い部分がその形の 1/2 未満）をグリット、稜角や破砕面がなく直径が短径の 2 倍以内の球形の粒をショットと定義している^[1]。JIS B 0122 の加工方法記号でも、グリットブラスチング（SBG）とショットブラスチング（SBSH）は別の記号である^[5]。現場では金属の粒を投射する処理をまとめて「ショット」と呼ぶことがあるが、角のあるグリットと球形のショットでは、得られる面の形が違う。

金属系の研削材は JIS Z 0311（ブラスト処理用金属系研削材）に種類と品質が定められている。この規格も、塗装前の鋼材の素地調整に使う研削材の規格である^[2]。

（JIS Z 0311 の表 1・表 2 から抜粋^[2]。粒度は粒度番号ごとの表で規定され、見掛け密度は各種類とも 7.0 kg/dm³ 以上。測定粒子の 90 % 以上が最低と最高の差で約 140 HV 以内に入るなら、当事者間の協定で別の硬さを指定してもよいとされている。）

JIS Z 0310 は、粒の大きさが同じなら、金属系の研削材のほうが非金属系より処理面の粗さと形状が大きくなるのが普通だとしている^[1]。厚い塗膜を付ける下地なら粗さは味方になるが、薄い塗膜では山が塗膜から出てしまうこともある。研削材は、塗る塗料の膜厚と合わせて決める。

処理の前を「さび度」、後を「除せい度」で書く

JIS Z 0313（素地調整用ブラスト処理面の試験及び評価方法）は、処理する前の鋼材表面のミルスケールやさびの程度を、ISO 8501-1 の代表写真と比べて 4 段階の「さび度」で評価し、処理した後の仕上がりを 4 段階の「除せい度」で評価するとしている^[3]。

（JIS Z 0313 の表 2 から要約^[3]。「弱く付着」は刃の付いていないパテナイフではがせる程度、「固着」ははがせない程度と注記されている。処理前のさび度は、A＝大部分が固いミルスケールで覆われ、さびはごくわずか、から、D＝全面がさびに覆われ、かなりの孔食がある、までの 4 段階。）

どの段階まで求めるかは、塗る塗料と使う環境で決まる。発注する側としては、塗料の仕様書や塗装の仕入先が求める除せい度を確かめ、それをショットブラストの仕入先に渡すのが筋になる。ブラストと塗装を別々の仕入先に出す場合、ここが食い違うと塗装の仕入先から「下地が足りない」と言われる。塗装側の決め方は塗装の仕様の決め方で扱っている。

方式によって、届く段階が違う

JIS Z 0310 は、回転するホイールで研削材を投射する遠心式ブラストについて、投射方向に当たりやすい平板や H 形鋼などの連続処理に適し、すべてのさび度に対して Sa 3 を得ることが可能だとしている。一方で、投射の条件を変えにくいため形状が同じ鋼材の流し処理などに限られ、鋼材表面の塩類や油分などの汚れは除去できない、とも注記している^[1]。圧縮空気で研削材を噴射するエアーブラストは複雑な形状にも対応できるが、やはり塩類や油分は一般的には除去できない^[1]。

つまり、ブラストの前に油を落としておく工程が要る。鍛造品や機械加工の後の部品で切削油が残っていると、ブラストではその油は取れない。脱脂を誰がどの段階で行うかを決めておく。

粗さは、研削材の形に合った比較板で見る

JIS Z 0310 は、表面粗さを「除せい度が Sa 2 以上に仕上げられたブラスト処理表面の粗さ」と定義している^[1]。JIS Z 0313 は、粗さを比較板との比較、顕微鏡、触針式、テープ転写などで評価できるとし、ISO 8503-1 の比較板を使う場合は、ブラストに使った研削材の形状に応じた比較板を用意し、比較板の 4 段階の区分と比べて「粗」「中」「細」で評価するとしている^[3]。JIS Z 0310 の研削材の表にも、それぞれの研削材にどちらの比較板（グリット用 G、ショット用 S）を使うかが示されている^[1]。

ショットで処理した面をグリット用の比較板で見ると、評価がずれる。成績書に「中」とあったら、どちらの比較板で見た結果かを確かめる。数値で受け入れたい場合は、Rz などどの値で表すかと、測定器と走査の条件を先に決める。測定方法による違いはサンドブラストの発注の表で比べた。

処理した面は、すぐに錆び始める

ブラストした鋼の面は、そのまま置いておくとさびが戻ることがある（JIS Z 0310 も湿式の方式について戻りさびへの対応を求めている^[1]）。ブラストと塗装の間の扱いを決めておかないと、せっかくの Sa 2½ が塗装の時点では保てていない。

JIS Z 0313 の附属書 1 は、塗装の前に鋼材表面に結露が起きる可能性を判断する指針として、大気の相対湿度が高い場合はわずかな気温の低下で結露するとし、相対湿度 85 % では気温が 2.5 ℃下がると結露するので塗装の可否を厳密に判断するのがよい、としている。鋼材表面温度も測って露点を計算した場合、溶剤形塗料を塗るときは、特別な取決めがない限り鋼材表面温度が露点より 3 ℃以上高いことを確認する、としている^[3]。

同規格は、処理面に付着した塩類（塩化物）を測る方法や、粘着テープで付着した粉じんの量を標準図と比べる方法も定めている^[3]。海沿いで保管した鋼材や、屋外で長く置いた鋳物では塩類が残っていることがあり、ブラストでは除去できない^[1]。重防食の塗装では、塩類の量を測って受け入れる条件にすることも考えられる。

ショットピーニングは、別の注文として書く

見た目が似ているので混同されやすいのが、ショットピーニングである。JIS B 0122 では、ショットピーニング（SHS）はブラスチングではなく、機械的硬化（SH）の一つに分類されている^[5]。ばねについて定めた JIS B 2711（ばねのショットピーニング）は、ショットピーニングを、ばねの表面に主として圧縮残留応力を与え、疲労、応力腐食割れ、遅れ破壊などに対する抵抗力の向上を図る目的で行う処理と位置づけている^[4]。

同規格は、ショットピーニングの条件を、ショットの種類、アルメンストリップの種類と要求されるアルメンアークハイト、指示された測定位置・範囲でのカバレージ、（協定により）ピーニングの時間で決めるとしている。アークハイトは使ったストリップの種類を付けて「0.35 mm A」のように表記し、カバレージが 100 % に達する時間の 2 倍で処理する場合をカバレージ 200 % と呼ぶ^[4]。ショットピーニングを必要としない範囲は明確に規定し、必要に応じてマスクなどで保護すること、ショットピーニングした材料はさびやすいためさび防止の処理をすることも書かれている^[4]。

「ショットブラストをかけること」と書いた図面で、仕入先がピーニングの条件を管理することはない。疲労強度が狙いなら、ピーニングとして条件を指定し、効果は試験で確かめる。疲労試験の依頼の仕方は疲労試験の依頼で決めることで扱っている。

注文書・図面に書くこと

ここからは規格の要求ではなく、発注する側の実務の提案である。

最後の行は、JIS Z 0310 がブラスト処理した鋼材について送り状などの書類に表示するとしている 4 項目（処理方法の種類と条件、研削材の種類と粒度、除せい度、表面粗さ）と同じである^[1]。同規格は、施工企業が素地調整の技術的な専門知識と経験をもつ管理者（例として防せい管理士）を任命して管理させることも求めている^[1]。新しい仕入先を選ぶときの確認項目に使える。

設備の面では、粉じんの規則も確認項目になる。粉じん障害防止規則は、研磨材の吹き付けにより研磨する場所の作業を粉じん作業とし、屋内で研磨材を吹き付けて研磨する箇所を特定粉じん発生源として、密閉する設備か局所排気装置を設けることを求めている（別表第一第七号・別表第二第六号・第四条）^[6]。圧縮空気で研削材を吹き付けるエアーブラストはサンドブラストの発注で整理したのと同じ扱いになる。ホイールで投射する遠心式の装置が同じ号に当たるかを含め、具体的な当てはめは条文で確かめてほしい。発注する側としては、仕入先の装置が密閉式か、集じん・研削材の回収の設備があるかを聞いておく。

よくある質問

鋳物の砂落としにも Sa で指定してよいですか

JIS Z 0313 の除せい度は、鋼材のミルスケールやさびを対象にした段階で、ISO 8501-1 の写真と比べて評価する^[3]。鋳物の焼き付いた砂の除去の程度をそのまま表すものではないので、鋳物では「砂・スケールが残っていないこと」を見本で合わせ、塗装の下地としての段階は別に書くほうが誤解が少ない。

研削材を変えたいと仕入先から言われました

JIS Z 0310 は、研削材の粒度分布・形状・硬度・密度などが除せい度、処理速度、処理面の状態を決めるとしている^[1]。変えるなら、試験片で粗さと除せい度を確かめてから承認する。研削材を循環して使うと粒が砕けて結果が変わることにも注意する^[1]。

ステンレスの部品にもショットブラストを頼めますか

鉄系の研削材を使うと鉄粉が残り、もらい錆の原因になる。ステンレスの溶接焼けをショットブラストで消しても防食の対策にならないことはステンレスの溶接焼けの除去で触れた。ステンレスでは研削材の種類から決め直す。

まとめ

ショットブラストで鋼材を塗装の下地にするなら、処理前をさび度、処理後を除せい度 Sa で表し^[1][3]、研削材は JIS Z 0311 の種類と記号で書く^[2]。油と塩類はブラストでは取れないので、脱脂と塩類の扱いを別に決める^[1]。処理した面はさびやすいので、塗装までの時間と結露の条件を決める^[3]。疲労強度が狙いなら、ショットピーニングとしてアークハイトとカバレージで指定する^[4][5]。

同じ束では、サンドブラスト、エッチング加工の部品、化学研磨、PVD・TiN コーティングについても整理した。

出典・参考資料

1. JIS Z 0310:2016 素地調整用ブラスト処理方法通則（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2016 年 3 月 22 日改正・2025 年 10 月 20 日確認）
2. JIS Z 0311:2004 ブラスト処理用金属系研削材（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2004 年 3 月 20 日改正・2023 年 10 月 20 日確認）
3. JIS Z 0313:2004 素地調整用ブラスト処理面の試験及び評価方法（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2004 年 3 月 20 日改正・2023 年 10 月 20 日確認）
4. JIS B 2711:2013 ばねのショットピーニング（追補 1:2026）（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／追補 1 は 2026 年 2 月 20 日）
5. JIS B 0122:1978 加工方法記号（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／1978 年 2 月 1 日改正・2023 年 10 月 20 日確認）
6. 粉じん障害防止規則（昭和五十四年労働省令第十八号）（e-Gov 法令検索（デジタル庁）／第四条・第二十七条・別表第一〜第三）

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