3社のサプライヤーにPE100とは何かと尋ねれば、3つの答えが返ってきます。密度、分子量、色。どれも正しくありません。PE80とPE100は強度による分類で、ISO 12162で定義され、ISO 4427、EN 12201、GB/T 13663が等しく用いています。数字は材料の最小要求強度（MRS）をbarで表したもの——20 °Cで50年間耐えることが証明された周方向応力を規格の段階に切り下げた値で、PE80が8.0 MPa、PE100が10.0 MPaです。
この一つの数字が設計応力を決め、それがSDRとともに圧力等級を決め、それが口径とともに肉厚を決め、それが重量、ひいてはメートル単価を決めます。この連鎖を辿れば、比較は自ずと成り立ちます。
MRSとは実際に何か
樹脂メーカーはコンパウンドの管試料を複数の温度と周方向応力で破壊まで、最長1年にわたって試験し、ISO 9080の方法で曲線を20 °C・50年に外挿します。その外挿の下側信頼限界が材料の長期水圧強度で、R10系列の直近の値に切り下げるとMRSになります。50年強度10.4 MPaのコンパウンドはPE100。9.8 MPaのものは、他がどれほど優れていてもPE80です。次の段階が8.0だからです。
MRSから圧力等級へ
σs = MRS ÷ C PN = 20 × σs ÷ (SDR − 1)
σsはMPa単位の設計応力、Cは設計係数（ISO 4427では水用に最小1.25）、PNはbar単位の呼び圧力。PE80ではσs = 6.3 MPa、PE100ではσs = 8.0 MPa。
| SDR | PE80 | PE100 | 差 |
|---|---|---|---|
| SDR 26 | PN 5 | PN 6 | +1等級 |
| SDR 21 | PN 6 | PN 8 | +1等級 |
| SDR 17 | PN 8 | PN 10 | +1等級 |
| SDR 13.6 | PN 10 | PN 12.5 | +1等級 |
| SDR 11 | PN 12.5 | PN 16 | +1等級 |
| SDR 9 | PN 16 | PN 20 | +1等級 |
| SDR 7.4 | PN 20 | PN 25 | +1等級 |
同じ圧力、異なる肉厚
表を裏返すと買い手の問いが現れます。ある圧力に対して、各グレードは肉厚をどれだけ要するか。DN110でPN16なら、PE100はSDR 11、PE80はSDR 9が必要です。ISO 4427-2の肉厚表では最小肉厚10.0 mm対12.3 mm——PE80管には23 %多いポリエチレンが入り、内径は4.6 mm小さくなります。
| PE100 SDR 11 | PE80 SDR 9 | |
|---|---|---|
| 最小肉厚 | 10.0 mm | 12.3 mm |
| 最大肉厚 | 11.1 mm | 13.7 mm |
| 平均内径 | 約88.9 mm | 約84.0 mm |
| メートルあたり質量（平均肉厚、0.955 g/cm³） | 約3.15 kg | 約3.78 kg |
| 流路断面積 | 6,210 mm² | 5,540 mm² |
| 同じ損失水頭での流量 | 100 % | 約87 % |
同じ圧力で、メートルあたり20 %多い材料と13 %少ない流量。10 kmの送水管ならおよそ6トンの樹脂と、より大きな管かより大きなポンプのどちらかです。ポリマーの品質の差ではなくこれが、PE100が導入から10年で圧力管の標準になった理由です。
PE80が今も正解である場面
- 低圧・重力流の用途——灌漑の支管、排水、ダクト——では、PN6やPN8で既に十分すぎ、PE100の薄肉の利点が活かされない。
- DN20〜DN63の小径給水管では、材料を問わずISO 4427が接合のために定める2.0〜3.0 mmの最小肉厚に達しており、PE100でもこれ以上薄くはできない。
- PE80で規定された既存網で、事業者が在庫と融着手順の都合から単一グレードで統一したい場合。多くのガス配管網がまさにこの理由で黄色いPE80です。
- 強度より柔軟性が重要な場面。PE80は曲げ弾性率が低く、同じ肉厚でより巻きやすい——小径コイルの利用者はこれに気づきます。
PE80とPE100の融着
互換性があります。両グレードは同じバット融着パラメータと同じ電気融着継手で融着でき、正しく作られた両者間の継手はPE80管より強くなります。実務上の条件はどの2本の管でも同じです。外径が一致すること、端面で肉厚が揃うようSDRが一致すること、メルトフローレイトが同じMFRクラスにあること——給水管コンパウンドでは常にそうです。旧PE80本管と新PE100延長部の接続は日常的な作業です。
仕様書への書き方
- 1
グレードと規格を明記する
「ISO 4427-2準拠PE100」または「EN 12201-2準拠PE100」。規格のないグレードは試験体系が未定義、グレードのない規格は強度が未定義です。
- 2
圧力はSDRだけでなくPNで指定する
SDR 11はPE100でPN16、PE80でPN12.5を意味します。SDR 11としか書かない仕様書は必要な圧力を述べていません。PNを明記し、SDRはグレードから導きます。
- 3
コンパウンドを尋ねる
コンパウンドメーカーのグレード名と、あればPE100+ Associationの登録。登録コンパウンドは強度、低速き裂進展、急速き裂伝播について独立に試験済みで、管工場の証明書は加工の部分をカバーします。
- 4
施工が求める場合はPE100-RCを加える
非開削、岩盤、砂床なし：PE100-RCとノッチ試験要件を指定します。メートル単価は上がりますが、砂床や再掘削の費用を節約できます。
こう書けば仕様は1行で済み、どの言語でも曖昧さがなく、誤った管では満たしようがありません。