JP2014181349A - 外面溶射管 - Google Patents

Abstract

【課題】外面にＺｎ−Ａｌ系擬合金の防食層を有する鋳鉄製または鋼製の外面溶射管の耐食性を一層向上させる。
【解決手段】管外面に金属溶射によって形成される防食層を、亜鉛層と、マグネシウムとケイ素を含有するアルミニウム合金層とを混成した擬合金層とすることにより、擬合金層を形成するアルミニウム合金にマグネシウムが含まれていない従来の防食層を有するものよりも腐食性環境中での電位が低くなり、犠牲陽極効果が大きくなるようにして、管の耐食性を向上させ、耐食寿命を延長できるようにしたのである。
【選択図】図１

Description

本発明は、外面に金属溶射によって形成された防食層を有する鋳鉄製または鋼製の外面溶射管に関する。

外面に金属溶射によって形成された防食層を有する鋳鉄製または鋼製の外面溶射管は、幅広く使用されており、特に耐食性が要求される埋設用途等によく使用される。このような外面溶射管には、その防食層として亜鉛の溶射層を有するものが多いが、より耐食性の高いものとして、亜鉛とアルミニウムの合金や擬合金の防食層を有するものがある。アルミニウムを含む防食層の防食性能が亜鉛単独の防食層よりも高いのは、アルミニウムが亜鉛のイオン化による溶出を抑制するためである。

上記亜鉛とアルミニウムの擬合金の防食層は、亜鉛とアルミニウムをそれぞれ単独で同時に溶射して亜鉛層とアルミニウム層を混成したもので、亜鉛とアルミニウムの合金を溶射して形成したものよりも防食性能が優れるとされ、コスト面でも有利である（特許文献１参照。）。この擬合金の防食層を有する外面溶射管は、埋設環境でも良好な耐食性を示すが、近年では、さらなる耐食性の向上による長寿命化が求められるようになってきている。

そこで、本出願人は、外面の防食層の擬合金を形成するアルミニウムにケイ素を適量添加することによって、従来の擬合金の防食層を有するものよりも優れた耐食性を発揮できるようにした外面溶射管を提案した（特許文献２参照。）。

特開平１０−２６４３０１号公報 特開２０１２−１４９３３６号公報

しかし、上記特許文献２で提案した外面溶射管でも、今後も高まっていくと考えられる長寿命化の要求に十分に対応できるとまでは言えない。

そこで、本発明は、外面に亜鉛とアルミニウムを主成分とする擬合金（以下、「Ｚｎ−Ａｌ系擬合金」と称する。）の防食層を有する鋳鉄製または鋼製の外面溶射管の耐食性を一層向上させることを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明者らはＺｎ−Ａｌ系擬合金の防食層について研究を重ねた結果、擬合金を形成するアルミニウムにマグネシウムとケイ素を適量添加すると、防食層の犠牲陽極効果が大きくなることを見出した。

そこで、本発明は、外面に金属溶射によって形成された防食層を有する鋳鉄製または鋼製の外面溶射管において、前記防食層を、亜鉛層と、マグネシウムとケイ素を含有するアルミニウム合金層とを混成した擬合金層としたのである。この構成によれば、従来のケイ素を含有するアルミニウム合金を用いてＺｎ−Ａｌ系擬合金の防食層を形成した外面溶射管に比べても、防食層の犠牲陽極効果が大きく、より優れた耐食性を得ることができる。

上記の構成において、前記アルミニウム合金層を形成する材質は、ＪＩＳ Ｈ ４１００に規定されるＡ６０６３を採用することができる。

上述したように、本発明は、外面溶射管の外面の防食層を、亜鉛層と、マグネシウムとケイ素を含有するアルミニウム合金層とを混成した擬合金層とすることにより、犠牲陽極効果が大きくなるようにしたので、従来のＺｎ−Ａｌ系擬合金の防食層を有するものよりも管の耐食性を向上させ、耐食寿命を延長することができる。

実施形態の外面溶射管の耐食試験の結果を示すグラフ

本発明の実施形態の外面溶射管は、鋳鉄管または鋼管の外面に、金属溶射によって亜鉛層とアルミニウム合金層とが混じり合ったＺｎ−Ａｌ系擬合金層（防食層）を形成したもので、そのアルミニウム合金層はＪＩＳ Ｈ ４１００に規定されるＡ６０６３で形成されている。Ａ６０６３はマグネシウムとケイ素を所定量含有することを特徴とするもので、その化学組成は、それぞれｍａｓｓ％で、Ｓｉ：０．２０〜０．６％、Ｆｅ：０．３５％以下、Ｃｕ：０．１０％以下、Ｍｎ：０．１０％以下、Ｍｇ：０．４５〜０．９％、Ｃｒ：０．１０％以下、Ｚｎ：０．１０％以下、Ｔｉ：０．１０％以下、その他：合計で０．１５％以下、残部がＡｌである。

以下、実施形態の外面溶射管の耐食性を確認するために行った第１の耐食試験について説明する。その試験片は、高さ１５０ｍｍ×直径９０ｍｍの円柱形ダクタイル鋳鉄片の表面に、直径２．０ｍｍの亜鉛線材とＡ６０６３アルミニウム合金の線材を体積比１：１でアーク溶射して、２６０ｇ／ｍ^２（溶射皮膜厚：５３μｍ）の擬合金層を形成し、さらに封孔処理および合成樹脂塗装を施したものを用いた（実施例１）。その封孔処理では、水系封孔処理剤をスプレー塗布し、５０ｇ／ｍ^２（膜厚：約１０μｍ）の封孔処理層を形成している。また、合成樹脂塗装では、下塗りとして水系アクリル樹脂塗料（商品名：クリモトコートＷＲグレー、大日本塗料株式会社製）を、上塗りとして溶剤系アクリル樹脂塗料（商品名：クリモトコートＡＣ−１グレー、日本ペイント株式会社製）をそれぞれスプレー塗布し、２コートの塗膜（下塗り：約６０μｍ、上塗り：約２０μｍ）を形成している。

また、比較例１として、防食層を亜鉛とケイ素を５ｍａｓｓ％含有するアルミニウム合金との擬合金層とする試験片を作製した。その作製方法は、実施例１の場合と溶射用の金属線材（溶射線材）の材質と線径（２．３ｍｍ）が異なるだけで、ほぼ同量の防食層、封孔処理層および合成樹脂塗膜が形成されるようにした。各試験片の構成を表１に示す。

そして、各試験片の中央部に一辺が５０ｍｍのクロスカットを下地に達するように入れた後、各試験片に対して、ＪＩＳ Ｋ５６００−７−９に規定されるサイクル腐食試験（サイクルＡ：塩水噴霧２ｈｒ→乾燥４ｈｒ→湿潤２ｈｒのサイクルを繰り返す）を行い、その途中で試験片を週１回程度塩水に漬けて参照電極（飽和銀・塩化銀電極）に対する電位を測定した。その測定結果を図1に示す。

図１から、測定期間全体にわたって実施例１は比較例１よりも電位が低い卑の状態で推移しており、実施例１が比較例１よりも防食層の犠牲陽極効果が大きく、優れた耐食性を得られることがわかる。

次に、第２の耐食試験として、サンドブラスト処理を施した１５０ｍｍ×７０ｍｍ×１．６ｍｍの軟鋼板に上述した実施例１と同じ擬合金層を形成したもの（実施例２）と亜鉛とアルミニウムの擬合金層を形成したもの（比較例２）について、第１の耐食試験と同じサイクル腐食試験を行い、赤錆発生までの日数を測定したところ、実施例２の赤錆発生までの日数は５５日となり、比較例２の２６日を大幅に上回るという結果が得られた。

上記の第１および第２の耐食試験の結果から、実施形態の外面溶射管は、従来のＺｎ−Ａｌ系擬合金の防食層を有するものよりも優れた耐食性を有し、耐食寿命の長いものとなることが確認された。

Claims (2)

1. 外面に金属溶射によって形成された防食層を有する鋳鉄製または鋼製の外面溶射管において、前記防食層が、亜鉛層と、マグネシウムとケイ素を含有するアルミニウム合金層とを混成した擬合金層であることを特徴とする外面溶射管。
2. 前記アルミニウム合金層がＪＩＳ Ｈ ４１００に規定されるＡ６０６３で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の外面溶射管。

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