JP2013127284A

JP2013127284A - ステンレス鋼製ボルト締結方法

Info

Publication number: JP2013127284A
Application number: JP2011276796A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Eguchi; 和秀江口
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-27

Abstract

【課題】塩害環境下におけるステンレス鋼製締結部では、腐食環境（Ｃｌ￣濃度）、素材（材質）、応力（引張荷重・締結力）の３条件が揃うことで、応力腐食割れを発生させる。応力腐食割れが発生するとステンレス鋼製締結部に亀裂が発生し、最終的には破断まで至る可能性がある。ステンレス鋼製締結部に亀裂が発生し、その締結力を失うと、隣接する２個の被締結体をそれぞれ固定できなくなるという課題がある。
【解決手段】ステンレス鋼製のボルト締結方法において、ボルト３の円筒部に所定の長さの熱収縮チューブ７ａを装着し、平ワッシャー４を通した後、締結箇所にボルト３を通し、ボルト３のネジ部側に平ワッシャー４、ナット５を装着して締結した後、ボルト３、平ワッシャー４、ナット５のそれぞれの接触部分にシリコン系シーリング材６を充填することで、ステンレス鋼製締結部の応力腐食割れ防止方法を提供することを目的とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、塩害環境下内構造物において隣接する２個の被締結体を締結するステンレス鋼製締結部の応力腐食割れ防止構造に関するものである。

塩害環境下におけるステンレス鋼製締結部では、腐食環境（塩素イオン濃度、以降Ｃｌ￣濃度）、素材（材質）、応力（引張荷重・締結力）の３条件が揃うことで、応力腐食割れを発生させる。応力腐食割れが発生するとステンレス鋼製締結部に亀裂が発生し、最終的には破断まで至る可能性がある。ステンレス鋼製締結部に亀裂が発生し、その締結力を失うと、隣接する２個の被締結体をそれぞれ固定できなくなるので、ステンレス鋼製締結部の応力腐食割れを防止する構造が必要である。このような隣接する２個の被締結体について、図１を用いて説明する。ボルトは一般的な締結手段であるが、塩害環境下内構造物においても構成部材を相互に締結するために使用されている。被締結体２ａと被締結体２ｂがボルト３とナット５によって締結されている。この構造では、ボルト３をナット５で必要な締付けトルクを加えることにより被締結体２ａと２ｂが締結されている。前述のボルト３を使用する締結構造では、ボルト３の内部に弾性伸びに対応する引張応力が発生している。機械工学上、引張応力が発生する部分に形状不連続があると、応力集中が発生し高応力が発生する。ボルトを使用する以上ある程度の応力集中は甘受せねばならない。塩害環境下では、腐食成分であるＣｌ￣濃度が非常に高い。

従って、隣接する２個の被締結体のステンレス鋼製締結部１では応力腐食割れ対策が必要となっている。

ステンレス鋼製締結部１などの応力腐食割れ対策については、オーステナイト系ステンレス鋼材のボルトにイオン注入処理を施す技術が開示されている。

特開平２−７７５７０号公報

しかしながら、上記の使用環境下ではオーステナイト系ステンレス鋼製のものなどを用いても応力腐食割れが発生することを避けることができず、ステンレス鋼製締結部に亀裂が発生し、その締結力を失うと、隣接する２個の被締結体をそれぞれ固定できなくなるという課題がある。

そこで本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、塩害環境下内構造物において、応力腐食割れを防止することにより、ステンレス鋼製締結部の締結力が保持できる構造を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、ステンレス鋼製のボルト締結方法において、ボルト円筒部に所定の長さの熱収縮チューブを装着し、平ワッシャーを通した後、締結箇所にボルトを通し、前記ボルトのネジ部側に平ワッシャー、ナットを装着して締結した後、前記ボルト、前記平ワッシャー、前記ナットのそれぞれの接触部分にシリコン系シーリング材を充填するステンレス鋼製ボルト締結方法であり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、ステンレス鋼製のボルト締結方法において、ボルト円筒部に所定の長さの熱収縮チューブを装着し、平ワッシャーを通した後、締結箇所にボルトを通し、前記ボルトのネジ部側に平ワッシャー、ナットを装着して締結した後、前記ボルト、前記平ワッシャー、前記ナットのそれぞれの接触部分にシリコン系シーリング材を充填するステンレス鋼製ボルト締結方法により、応力腐食割れを防止することができ、ステンレス鋼製締結部の締結力が保持できる構造という効果を得ることが出来る。

本発明の実施の形態１のステンレス鋼製締結部の概略図（Ａ）全体図、（Ｂ）ボルトと熱収縮チューブの概略図同ゴム製スペーサを用いたステンレス鋼製締結部の概略図同袋状ステンレス鋼製ナットとゴム製ワッシャーの概略図

本発明の請求項１記載のステンレス鋼製締結部の応力腐食割れ防止方法は、ステンレス鋼製のボルト締結方法において、ボルト円筒部に所定の長さの熱収縮チューブを装着し、平ワッシャーを通した後、締結箇所にボルトを通し、前記ボルトのネジ部側に平ワッシャー、ナットを装着して締結した後、前記ボルト、前記平ワッシャー、前記ナットのそれぞれの接触部分にシリコン系シーリング材を充填するステンレス鋼製ボルト締結方法としたものであり、塩害環境下内構造物において、応力腐食割れを防止することにより、ステンレス鋼製締結部の締結力が保持できる構造が実現可能であるという作用を有する。

また、ステンレス鋼製のボルト締結方法において、ボルト円筒部に所定の長さのゴム製スペーサを装着し、平ワッシャーを通した後、締結箇所にボルトを通し、前記ボルトのネジ部側に平ワッシャー、ナットを装着して締結した後、前記ボルト、前記平ワッシャー、前記ナットのそれぞれの接触部分にシリコン系シーリング材を充填するステンレス鋼製ボルト締結方法としたものであり、塩害環境下内構造物において、応力腐食割れを防止することにより、ステンレス鋼製締結部の締結力が保持できる構造が実現可能であるという作用を有する。

また、前記ボルトのネジ部を袋状のステンレス鋼製ナットとゴム製ワッシャーでシーリングする請求項１又は２の記載のステンレス鋼製ボルト締結方法としたものであり、塩害環境下内構造物において、応力腐食割れを防止することにより、ステンレス鋼製締結部の締結力が保持できる構造が実現可能であるという作用を有する。

また、前記ナットは緩み止めナットとした請求項１〜３いずれか一つに記載のステンレス鋼製ボルト締結方法としたものであり、塩害環境下内構造物において、応力腐食割れを防止することにより、ステンレス鋼製締結部の締結力が保持できる構造が実現可能であるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
従来の技術（図１）で示したように、ボルトは一般的な締結手段であるが、塩害環境下内構造物においても構成部材を相互に締結するために使用されている。被締結体２ａと被締結体２ｂがボルト３とナット５によって締結されている。この構造では、ボルト３をナット５で必要な締付けトルクを加えることにより被締結体２ａと２ｂが締結されている。前述のボルト３を使用する締結構造では、ボルト３の内部に弾性伸びに対応する引張応力が発生している。

そして、応力腐食割れ防止構造が必要なステンレス鋼製締結部１は、被締結体２ａと被締結体２ｂの加工した穴を貫通している。このステンレス鋼製締結部１の応力腐食割れ防止構造には、まず、ボルト３に熱収縮チューブ７ａを熱風加工機を用いてボルト３の円筒部に取付ける。なお、熱収縮チューブ７ａは、円筒部だけでなく、一部ネジ部にかかってもよい。その際にボルト頭と熱収縮チューブ７ａの接する部分に隙間が発生しないように取付ける。その後、ボルト３に平ワッシャー４を取付け、被締結体２ｂ側から前記組合せのボルト３を挿入する。次に被締結体２ａ側から平ワッシャー４を取付けて、ナット５にて所定のトルクにて固定する。その後、ボルト３、平ワッシャー４、ナット５、被締結体２ａ、被締結体２ｂの接触部位にシリコン系シーリング材６で充填するのである。

前述したように、応力腐食割れが発生するのは、塩素イオン、素材（材質）、応力の３つの条件が揃った状態で発生する。上記構成によれば、熱収縮チューブ７ａによって、応力のかかりやすいボルト頭と円筒部の接続部分に塩素イオンの付着を防止することができる。シリコン系シーリング材６は、ボルト３、平ワッシャー４、ナット５の各隙間から塩素イオンの浸入を防止することができる。すなわち、このような方法によって、応力のかかりやすい部分への塩素イオンの浸入を防ぎ、ステンレス鋼製締結部１を応力腐食割れから防止できる構造を可能にする。

また、図２に示すように、ボルト３の円筒部を覆う構造として、ゴム製スペーサ７ｂとしても良い。ゴム製スペーサ７ｂは円筒状でボルトが通る部分は空洞になっており、平ワッシャー４にて上下を締め付けた際に圧縮されて、その際にボルト３の円筒部に密着される。その後、ボルト３、平ワッシャー４、ナット５、被締結体２ｂの接触部位にシリコン系シーリング材６で充填するのである。すなわち、ゴム製スペーサ７ｂによってもボルト頭と円筒部との接続部分に塩素イオンの付着を防止し、ステンレス鋼製締結部１を応力腐食割れから防止できる。

さらに、図３に示すように、ボルト３のネジ部端部側に袋状ステンレス鋼製ナット８とゴム製ワッシャー９でシーリングしても良い。すなわち、ナット５にて所定のトルクにて固定した後、ゴム製ワッシャー９を取付けその後、袋状ステンレス鋼製ナット８を締付ける。さらに、ボルト３、平ワッシャー４、ナット５、被締結体２ｂの接触部位にシリコン系シーリング材６で充填するのである。このような方法によれば、ボルト３のネジ部、円筒部を覆うことになるので、塩素イオンの付着を防いでステンレス鋼製締結部１を応力腐食割れから防止できる。

また、ナット５は緩み止めナットを使用することで、ボルト３のネジ部の溝と緩み止めナットのネジ部の溝が機械的に密着することで隙間を発生させない構造となる。すなわち、塩素イオンの浸入しにくい構造となる。

本発明によれば、塩害環境下内構造物において隣接する２個の被締結体において、ボルトの円筒部においては、熱収縮チューブで覆い、ボルト、ナット、ベースの接触部位にシリコン系シーリング材で充填することにより、応力腐食割れを防止することができ、ステンレス鋼製締結部の締結力が保持できる構造という効果を得ることが出来る。従って、塩害環境下内構造物において隣接する２個の被締結体を締結するステンレス鋼製締結部において、メンテナンスが実施される期間までに応力腐食割れが発生するのを防止することができる構造が得られることから有用である。

１ステンレス鋼製締結部
２ａ被締結体
２ｂ被締結体
３ボルト
４平ワッシャー
５ナット
６シリコン系シーリング材
７ａ熱収縮チューブ
７ｂゴム製スペーサ
８袋状ステンレス鋼製ナット
９ゴム製ワッシャー

Claims

ステンレス鋼製のボルト締結方法において、
ボルト円筒部に所定の長さの熱収縮チューブを装着し、
平ワッシャーを通した後、締結箇所にボルトを通し、
前記ボルトのネジ部側に平ワッシャー、ナットを装着して締結した後、
前記ボルト、前記平ワッシャー、前記ナットのそれぞれの接触部分にシリコン系シーリング材を充填するステンレス鋼製ボルト締結方法。
ステンレス鋼製のボルト締結方法において、
ボルト円筒部に所定の長さのゴム製スペーサを装着し、
平ワッシャーを通した後、締結箇所にボルトを通し、
前記ボルトのネジ部側に平ワッシャー、ナットを装着して締結した後、
前記ボルト、前記平ワッシャー、前記ナットのそれぞれの接触部分にシリコン系シーリング材を充填するステンレス鋼製ボルト締結方法。
前記ボルトのネジ部を袋状のステンレス鋼製ナットとゴム製ワッシャーでシーリングする請求項１又は２の記載のステンレス鋼製ボルト締結方法。
前記ナットは緩み止めナットとした請求項１〜３いずれか一つに記載のステンレス鋼製ボルト締結方法。