JP7336100B2 - Anti-corrosion structure and method for manufacturing anti-corrosion structure - Google Patents
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Description
本発明は、水上構造物の飛沫干満帯部に配置される防食構造に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an anti-corrosion structure that is arranged in a splash tidal zone of a floating structure.
従来、ジャケット式の港湾施設等では、腐食環境が厳しい鋼管の飛沫干満帯部に超厚膜塗装を施工することにより、鋼管の耐食性向上が図られている。また、近年、鋼管の耐食性を向上するために、鋼管の飛沫干満帯部を金属シートでライニングした防食構造も採用されている。特許文献１では、上記金属シートである耐海水性ステンレス鋼の薄板を、レーザ溶接やプラズマ溶接を用いて鋼管にライニングする技術が提案されている。一方、特許文献２では、上記金属シートであるチタン系材料を鉄系材料に重ね合わせ、摩擦攪拌接合により接合する技術が提案されている。
Conventionally, in jacket-type harbor facilities, corrosion resistance of steel pipes has been improved by applying an ultra-thick coating to the splash tidal zone of steel pipes, which is in a severe corrosive environment. Further, in recent years, in order to improve the corrosion resistance of steel pipes, a corrosion-resistant structure in which the splash tidal zone of steel pipes is lined with a metal sheet has been adopted.
ところで、特許文献１のように、耐海水性ステンレス鋼をレーザ溶接やプラズマ溶接により鋼管に接合した場合、接合部に隙間が生じて鋼管の隙間腐食が生じるおそれがある。また、接合部における耐海水性ステンレス鋼の硬度が低下し、防食構造の強度が低下するおそれもある。一方、特許文献２では、チタン系材料については記載されているが、耐海水性ステンレス鋼については記載も示唆もされていない。
By the way, when seawater-resistant stainless steel is joined to a steel pipe by laser welding or plasma welding as in
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、水上構造物の飛沫干満帯部に配置される防食構造において、耐海水性ステンレス鋼により被覆された炭素鋼の隙間腐食を抑制することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress crevice corrosion of carbon steel coated with seawater-resistant stainless steel in an anti-corrosion structure arranged in a splash tidal zone of a floating structure. and
請求項１に記載の発明は、水上構造物の飛沫干満帯部に配置される防食構造であって、炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材と、前記第１部材の飛沫干満帯部において前記第１部材の外側面を被覆して前記第１部材に接合される耐海水性ステンレス鋼製の筒状の第２部材とを備え、前記第１部材と前記第２部材との接合部、および、前記第２部材同士の接合部のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成され、前記対象接合部は、重ね合わせ接合部であり、前記対象接合部において外側に位置する前記第２部材の端縁の厚さは０ｍｍである。
請求項２に記載の発明は、水上構造物の飛沫干満帯部に配置される防食構造であって、炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材と、前記第１部材の飛沫干満帯部において前記第１部材の外側面を被覆して前記第１部材に接合される耐海水性ステンレス鋼製の筒状の第２部材とを備え、前記第１部材と前記第２部材との接合部、および、前記第２部材同士の接合部のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成され、前記対象接合部は、重ね合わせ接合部であり、前記対象接合部の幅方向における前記対象接合部の外表面の傾斜は、１／５以下である。
The invention according to
The invention according to claim 2 is an anti-corrosion structure arranged in a splash zone of a water structure, comprising a cylindrical or columnar first member made of carbon steel, and a splash zone of the first member. and a cylindrical second member made of seawater-resistant stainless steel that covers the outer surface of the first member and is joined to the first member, wherein the joint portion between the first member and the second member , and a target joint that is at least one of the joints between the second members is formed by friction stir welding, the target joint is an overlap joint, and the width direction of the target joint is The inclination of the outer surface of the target joint is ⅕ or less.
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の防食構造であって、前記第２部材の非接合部の板厚は、１ｍｍ以下である。
The invention according to claim 3 is the anti-corrosion structure according to
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の防食構造であって、前記対象接合部における前記第２部材の平均ビッカース硬さは、非接合部における前記第２部材の平均ビッカース硬さの１．２倍以上である。
The invention according to claim 4 is the anti-corrosion structure according to any one of
請求項５に記載の発明は、水上構造物の飛沫干満帯部に配置される防食構造の製造方法であって、ａ）炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材を準備する工程と、ｂ）耐海水性ステンレス鋼製の第２部材を、前記第１部材の飛沫干満帯部において前記第１部材の外側面に被覆させて前記第１部材に接合する工程とを備え、前記ｂ）工程において、前記第１部材と前記第２部材との接合部、および、前記第２部材同士の接合部のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成され、前記対象接合部は、重ね合わせ接合部であり、前記対象接合部において外側に位置する前記第２部材の端縁の厚さは０ｍｍである。
請求項６に記載の発明は、水上構造物の飛沫干満帯部に配置される防食構造の製造方法であって、ａ）炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材を準備する工程と、ｂ）耐海水性ステンレス鋼製の第２部材を、前記第１部材の飛沫干満帯部において前記第１部材の外側面に被覆させて前記第１部材に接合する工程とを備え、前記ｂ）工程において、前記第１部材と前記第２部材との接合部、および、前記第２部材同士の接合部のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成され、前記対象接合部は、重ね合わせ接合部であり、前記対象接合部の幅方向における前記対象接合部の外表面の傾斜は、１／５以下である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an anti-corrosion structure to be arranged in a splash ebb and flow zone of a floating structure, comprising the steps of: a) preparing a tubular or columnar first member made of carbon steel; b) coating a second member made of seawater-resistant stainless steel on the outer surface of the first member at the splash zone of the first member and bonding the first member to the first member; In the step, a target joint that is at least one of a joint between the first member and the second member and a joint between the second members is formed by friction stir welding , and the target joint is , the thickness of the edge of the second member, which is a lap joint and which is located on the outer side of the target joint, is 0 mm .
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an anti-corrosion structure to be arranged in a splash ebb and flow zone of a floating structure, comprising the steps of a) preparing a cylindrical or columnar first member made of carbon steel; b) coating a second member made of seawater-resistant stainless steel on the outer surface of the first member at the splash zone of the first member and bonding the first member to the first member; In the step, a target joint that is at least one of a joint between the first member and the second member and a joint between the second members is formed by friction stir welding, and the target joint is and a lap joint, wherein the inclination of the outer surface of the target joint in the width direction of the target joint is ⅕ or less.
本発明では、耐海水性ステンレス鋼により被覆された炭素鋼の隙間腐食を抑制することができる。 In the present invention, crevice corrosion of carbon steel coated with seawater-resistant stainless steel can be suppressed.
図１は、本発明の一の実施の形態に係る防食構造１を示す斜視図である。防食構造１は、水上構造物の飛沫干満帯部（すなわち、飛沫帯部および／または干満帯部）に配置される。当該水上構造物は、例えば、ジャケット式の港湾設備等のように海上に設けられる海上構造物である。なお、水上構造物は、汽水域や湖水等の水上に設けられてもよい。
FIG. 1 is a perspective view showing an
防食構造１は、炭素鋼製の第１部材１１と、耐海水性ステンレス鋼製の第２部材１２とを備える。第１部材１１は、筒状（すなわち、管状）または柱状の部材である。第２部材１２は、筒状（すなわち、管状）の部材である。第２部材１２は、第１部材１１の飛沫干満帯部において、第１部材１１の外側面を被覆して、第１部材１１に接合される。図１に示す例では、第１部材１１および第２部材１２は略円筒状であり、第２部材１２の内径は、第１部材１１の外径と略同じである。第１部材１１は、第２部材１２よりも厚い厚肉筒状の部材である。本実施の形態では、第１部材１１は「ＳＳ４００」により形成されており、第２部材１２は「ＳＵＳ３１２Ｌ」により形成されている。なお、第１部材１１および第２部材１２は、他の材料により形成されていてもよい。
The
第２部材１２は、耐海水性ステンレス鋼製の薄板状部材（シート状部材とも呼ぶ。）を、第１部材１１の外側面に沿って湾曲させ、当該薄板状部材の周方向（すなわち、第１部材１１の中心軸を中心とする周方向）の両端部を、第１部材１１の外側面上で互いに接合することにより、筒状に形成される。また、図１中における第２部材１２の上端部および下端部は、第１部材１１の外側面と接合される。
The
以下の説明では、第２部材１２の上端部および下端部における第１部材１１と第２部材１２との接合部を、「第１接合部２１」と呼ぶ。また、第２部材１２となる予定の上記薄板状部材の周方向の両端部を接合した部位（すなわち、第２部材１２同士の接合部）を、「第２接合部２２」と呼ぶ。図１では、第１接合部２１および第２接合部２２に平行斜線を付す。第１接合部２１は、第１部材１１と第２部材１２とを重ね合わせて接合した重ね合わせ接合部である。第１接合部２１では、第２部材１２が第１部材１１の径方向（すなわち、第１部材１１の中心軸を中心とする径方向）外側に位置する。第２接合部２２は、例えば、第２部材１２同士を突き合わせて接合した突き合わせ接合部である。あるいは、第２接合部２２は、第２部材１２同士を重ね合わせて接合した重ね合わせ接合部であってもよい。
In the following description, the joints between the
防食構造１では、第１接合部２１および第２接合部２２のうち少なくとも一方は、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ：Friction Stir Welding）にて接合される。摩擦攪拌接合により接合される接合部を「対象接合部」と呼ぶと、第１接合部２１および第２接合部２２のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成される。本実施の形態では、上下２つの第１接合部２１、および、第２接合部２２が、摩擦攪拌接合により形成される。各第１接合部２１では、第１部材１１と第２部材１２とが攪拌され、隙間が生じないように一体化される。また、第２接合部２２では、第２部材１２同士が攪拌され、隙間が生じないように一体化される。
In the
防食構造１では、第２部材１２の非接合部２３（すなわち、第１接合部２１および第２接合部２２以外の部位）の板厚は特に限定されないが、例えば１ｍｍ以下であり、好ましくは０．５ｍｍ以下である。第１部材１１の非接合部（すなわち、第１接合部２１以外の部位）の板厚も特に限定されないが、例えば、６ｍｍ～３０ｍｍである。
In the
第１接合部２１の幅（すなわち、図１中の上下方向の幅）は、例えば５ｍｍ以上であり、好ましくは８ｍｍ以上である。第１接合部２１の幅の上限は特に限定されないが、現実的には２０ｍｍ以下である。第１接合部２１の幅方向とは、第１接合部２１が形成される際に、摩擦攪拌接合が進行する方向に略垂直な方向である。また、第１接合部２１の幅方向とは、第１接合部２１の上下の端縁に略垂直な方向である。第１接合部２１の端縁とは、防食構造１において径方向外側に露出している第１部材１１の外側面と第２部材１２の外側面との境界線である。
The width of the first joint portion 21 (that is, the width in the vertical direction in FIG. 1) is, for example, 5 mm or more, preferably 8 mm or more. Although the upper limit of the width of the first
第２接合部２２の幅（すなわち、図１中の左右方向の幅）は、例えば５ｍｍ以上であり、好ましくは８ｍｍ以上である。第２接合部２２の幅の上限は特に限定されないが、現実的には２０ｍｍ以下である。第２接合部２２の幅方向とは、第２接合部２２が形成される際に、摩擦攪拌接合が進行する方向に略垂直な方向である。また、第２接合部２２の幅方向とは、第２接合部２２の左右の端縁に略垂直な方向である。第２接合部２２が重ね合わせ接合部である場合、第２接合部２２の幅方向において、第２部材１２同士が重なっている部位の幅は、第２接合部２２の幅と同じ、または、第２接合部２２の幅よりも大きい。
The width of the second joint portion 22 (that is, the width in the horizontal direction in FIG. 1) is, for example, 5 mm or more, preferably 8 mm or more. Although the upper limit of the width of the second
図２は、防食構造１の製造の流れを示す図である。防食構造１が製造される際には、まず、上述の筒状または柱状の第１部材１１が準備される（ステップＳ１１）。続いて、板状の上記第２部材１２が、第１部材１１の飛沫干満帯部において第１部材１１の外側面に被覆され、第１部材１１に接合される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２における第１部材１１と第２部材１２との接合部である第１接合部２１、および、第２部材１２同士の接合部である第２接合部２２は、上述のように、隙間が生じないように摩擦攪拌接合によって形成される。
FIG. 2 is a diagram showing the flow of manufacturing the
当該摩擦攪拌接合では、先端に略円柱状の突起（すなわち、プローブ）が設けられたツールを回転させ、第１接合部２１または第２接合部２２となる予定の部位（以下、「接合対象部位」とも呼ぶ。）に対して、当該ツールが比較的強い力で押しつけられる。このとき、プローブのおよそ全体が接合対象部位に貫入される。そして、ツールが接合対象部位に沿って相対移動されることにより、ツール近傍の接合対象部位が攪拌されて塑性流動し、接合される２つの部材が一体化する。
In the friction stir welding, a tool provided with a substantially cylindrical projection (that is, a probe) at the tip is rotated, and a portion to be the first
図３は、防食構造１の第１接合部２１近傍の部位を示す縦断面図である。図３では、第２部材１２の上側の第１接合部２１の断面を示す。第２部材１２の下側の第１接合部２１の断面も、図３に示すものと略同じである。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the vicinity of the first joint 21 of the
第１接合部２１の外表面（すなわち、第２部材１２の外側面）は、第１接合部２１の幅方向において、第２部材１２の非接合部２３から離れて上方に向かうに従って、第１部材１１の外側面に近づく。図３に示す例では、第１接合部２１の上端縁において、第２部材１２の端縁の厚さは、実質的に０ｍｍである。換言すれば、第１接合部２１の上端縁において、第２部材１２の外側面の径方向の位置は、第１部材１１の外側面の径方向の位置と実質的に同じである。なお、第２部材１２の端縁の厚さは、１００μｍ以下であれば、実質的に０ｍｍと見なされる。
The outer surface of the first joint portion 21 (that is, the outer surface of the second member 12) becomes the first The outer surface of
第１接合部２１の外表面の幅方向における傾斜は、例えば１／５以下であり、好ましくは１／１０以下である。当該傾斜は、図３中において、第１部材１１の外側面を示す直線Ｌ１を基準として、第１接合部２１の外表面の幅方向両端を結ぶ仮想的直線Ｌ２の傾斜である。換言すれば、第１接合部２１の幅方向の両端における第２部材１２の厚さの差を、第１接合部２１の幅方向の幅で除算した値である。
The inclination of the outer surface of the first
防食構造１では、第２接合部２２が第２部材１２同士の重ね合わせ接合である場合、第２接合部２２の外表面の幅方向における傾斜は、上述の第１接合部２１の傾斜と同様に、例えば１／５以下であり、好ましくは１／１０以下である。第２接合部２２の外表面の幅方向における傾斜は、第２接合部２２の幅方向中央における第１部材１１の外側面の接線を基準として、第２接合部２２の外表面の幅方向両端を結ぶ仮想的直線の傾斜である。
In the
防食構造１では、第１接合部２１が摩擦攪拌接合により形成されることにより、第１接合部２１における第２部材１２の平均ビッカース硬さが、非接合部２３における第２部材１２の平均ビッカース硬さ（以下、「基準硬さ」とも呼ぶ。）よりも大きくなる。例えば、第１接合部２１における第２部材１２の平均ビッカース硬さは、基準硬さの１．２倍以上であり、好ましくは１．５倍以上である。仮に、第１部材１１と第２部材１２とをレーザ溶接またはプラズマ溶接にて接合すると、第２部材１２の平均ビッカース硬さは、通常、基準硬さよりも小さくなる。したがって、第１接合部２１が摩擦攪拌接合により形成されることにより、第１接合部２１における第２部材１２の平均ビッカース硬さは、レーザ溶接またはプラズマ溶接により第１接合部２１が形成される場合に比べて、大幅に大きくなる。上述の平均ビッカース硬さは、マイクロビッカース硬度計により測定可能である。
In the
また、防食構造１では、第２接合部２２が摩擦攪拌接合により形成されることにより、第２接合部２２における各第２部材１２の平均ビッカース硬さが、基準硬さよりも大きくなる。当該各第２部材１２の平均ビッカース硬さとは、第２接合部２２が重ね合わせ接合により形成されている場合、重ね合わせの外側および内側（すなわち、上側および下側）の第２部材１２のそれぞれの平均ビッカース硬さである。また、第２接合部２２が突き合わせ接合により形成されている場合、上述の各第２部材１２の平均ビッカース硬さとは、突き合わせ部の両側の第２部材１２の平均ビッカース硬さである。
In addition, in the
第２接合部２２における各第２部材１２の平均ビッカース硬さは、例えば、基準硬さの１．２倍以上であり、好ましくは１．５倍以上である。仮に、第２部材１２同士をレーザ溶接またはプラズマ溶接にて接合すると、各第２部材１２の平均ビッカース硬さは、通常、基準硬さよりも小さくなる。したがって、第２接合部２２が摩擦攪拌接合により形成されることにより、第２接合部２２における各第２部材１２の平均ビッカース硬さは、レーザ溶接またはプラズマ溶接により第２接合部２２が形成される場合に比べて、大幅に大きくなる。
The average Vickers hardness of each
次に、表１および表２を参照しつつ、第１接合部２１および第２接合部２２に対応する実験例１～３について説明する。表１および表２中の平均ビッカース硬さは、試験荷重を５０ｋｇｆとし、荷重保持時間を１５秒として、マイクロビッカース硬度計にて測定を行った。後述する接合部の平均ビッカース硬さは、接合部の幅方向（上述の幅方向に対応する方向）の略全幅に亘ってマイクロビッカース硬度計にて測定を行い、測定値の算術平均として求めた。また、後述する非接合部の平均ビッカース硬さは、非接合部の所定幅の部位（例えば、接合部と同じ幅の部位）について、上記幅方向の略全幅に亘ってマイクロビッカース硬度計にて測定を行い、測定値の算術平均として求めた。
Next, Experimental Examples 1 to 3 corresponding to the first
実験例１は、第１接合部２１に対応する実験である。実験例１では、炭素鋼製の第１部材１１上に耐海水性ステンレス鋼製の第２部材１２を重ね合わせ、摩擦攪拌接合により接合した。上部材（すなわち、径方向外側の部材）である第２部材１２としてＳＵＳ３１２Ｌを使用し、下部材（すなわち、径方向内側の部材）である第１部材１１としてＳＳ４００を使用した。上部材（ＳＵＳ３１２Ｌ）では、接合部の平均ビッカース硬さは２８３ＨＶであり、非接合部の平均ビッカース硬さは１８６ＨＶであった。また、上部材における非接合部の平均ビッカース硬さに対する接合部の平均ビッカース硬さの割合（以下、「硬さ比」とも呼ぶ。）は、１．５２であった。一方、下部材（ＳＳ４００）では、接合部の平均ビッカース硬さは２０８ＨＶであり、非接合部の平均ビッカース硬さは１１９ＨＶであり、硬さ比は、１．７５であった。
Experimental Example 1 is an experiment corresponding to the first
実験例２は、第２接合部２２に対応する実験である。実験例２では、耐海水性ステンレス鋼製の第２部材１２上に第２部材１２を重ね合わせ、摩擦攪拌接合により接合した。上部材および下部材である第２部材１２として、ＳＵＳ３１２Ｌを使用した。上部材（ＳＵＳ３１２Ｌ）では、接合部の平均ビッカース硬さは３３７ＨＶであり、非接合部の平均ビッカース硬さは１９０ＨＶであり、硬さ比は、１．７７であった。一方、下部材（ＳＵＳ３１２Ｌ）では、接合部の平均ビッカース硬さは２９１ＨＶであり、非接合部の平均ビッカース硬さは１８８ＨＶであり、硬さ比は、１．５５であった。
Experimental example 2 is an experiment corresponding to the second
実験例３は、第２接合部２２に対応する実験である。実験例３では、耐海水性ステンレス鋼製の第２部材１２同士を突き合わせ、摩擦攪拌接合により接合した。突き合わせた２つの第２部材１２として、ＳＵＳ３１２Ｌを使用した。接合部の平均ビッカース硬さは２７８ＨＶであり、非接合部の平均ビッカース硬さは１８２ＨＶであり、硬さ比は、１．５３であった。
Experimental Example 3 is an experiment corresponding to the second
以上に説明したように、水上構造物の飛沫干満帯部に配置される防食構造１は、炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材１１と、耐海水性ステンレス鋼製の筒状の第２部材１２と、を備える。第２部材１２は、第１部材１１の飛沫干満帯部において、第１部材１１の外側面を被覆して第１部材１１に接合される。第１部材１１と第２部材１２との接合部（すなわち、第１接合部２１）、および、第２部材１２同士の接合部（すなわち、第２部材１２）のうち、少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成される。
As described above, the
これにより、レーザ溶接やプラズマ溶接等による接合に比べて、対象接合部に隙間が生じることを抑制することができる。その結果、耐海水性ステンレス鋼製の第２部材１２により被覆された炭素鋼製の第１部材１１の隙間腐食を抑制することができる。また、対象接合部における応力集中を抑制することができるため、レーザ溶接やプラズマ溶接等による接合に比べて、対象接合部の疲労強度を増大させることができる。
As a result, it is possible to suppress the occurrence of gaps in the target joints compared to joining by laser welding, plasma welding, or the like. As a result, crevice corrosion of the carbon steel
防食構造１では、レーザ溶接やプラズマ溶接等による接合に比べて、対象接合部に対する入熱量を低減することができる。これにより、対象接合部において、入熱に起因する鋭敏化による耐食性低下を抑制することができる。また、対象接合部において、残留応力による応力腐食を抑制することもできる。さらに、対象接合部および周囲の部位における熱歪が抑制されるため、熱歪の矯正作業量を低減することもできる。
In the
防食構造１では、レーザ溶接やプラズマ溶接等による接合とは異なり、耐海水性ステンレス鋼製の第２部材１２の対象接合部における硬度が、非接合部２３における硬度（すなわち、接合前の硬度）よりも低下することを防止または抑制することができる（表１および表２参照）。その結果、防食構造１の強度低下を防止または抑制することができる。
In the
上述のように、対象接合部における第２部材１２の平均ビッカース硬さは、非接合部２３における第２部材１２の平均ビッカース硬さの１．２倍以上であることが好ましい。このように、対象接合部における第２部材１２の硬度を摩擦攪拌接合によって増大させることにより、防食構造１の強度を増大させることができる。より好ましくは、対象接合部における第２部材１２の平均ビッカース硬さは、非接合部２３における第２部材１２の平均ビッカース硬さの１．５倍以上である。これにより、防食構造１の強度をさらに増大させることができる。
As described above, the average Vickers hardness of the
上述のように、防食構造１では、対象接合部に対する入熱による悪影響（例えば、耐食性低下、応力腐食および熱歪）を抑制することができるため、第２部材１２が比較的薄い場合に特に適している。具体的には、防食構造１は、第２部材１２の非接合部２３の板厚が１ｍｍ以下である場合に特に適している。
As described above, the
上述のように、対象接合部が重ね合わせ接合部である場合、当該対象接合部において外側に位置する第２部材１２の端縁の厚さは０ｍｍであることが好ましい。これにより、当該端縁において、外側に位置する第２部材１２と内側に位置する部材（すなわち、第１部材１１または第２部材１２）との継ぎ目を滑らかにすることができる。その結果、対象接合部における応力集中をさらに抑制することができるため、疲労強度をさらに増大させることができる。
As described above, when the target joint is a lap joint, the thickness of the outer edge of the
上述のように、対象接合部が重ね合わせ接合部である場合、当該対象接合部の幅方向における対象接合部の外表面の傾斜は、１／５以下であることが好ましい。このように、対象接合部の外表面の傾斜を小さくすることにより、当該対象接合部の端縁において、外側に位置する第２部材１２と内側に位置する部材（すなわち、第１部材１１または第２部材１２）との継ぎ目を滑らかにすることができる。その結果、対象接合部における応力集中をさらに抑制することができるため、対象接合部の疲労強度をさらに増大させることができる。当該傾斜は、さらに好ましくは１／１０であり、これにより、対象接合部の疲労強度をより一層増大させることができる。
As described above, when the target joint is a lap joint, the inclination of the outer surface of the target joint in the width direction of the target joint is preferably ⅕ or less. In this way, by reducing the inclination of the outer surface of the target joint portion, the
上述の防食構造１の製造方法は、炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材１１（ステップＳ１１）を準備する工程と、耐海水性ステンレス鋼製の第２部材１２を、第１部材１１の飛沫干満帯部において、第１部材１１の外側面に被覆させて第１部材１１に接合する工程（ステップＳ１２）と、を備える。そして、ステップＳ１２において、第１部材１１と第２部材１２との接合部（すなわち、第１接合部２１）、および、第２部材１２同士の接合部（すなわち、第２接合部２２）のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成される。
The method for manufacturing the
これにより、上述のように、レーザ溶接やプラズマ溶接等による接合に比べて、第１部材１１の隙間腐食を抑制することができるとともに、対象接合部の疲労強度を増大させることもできる。また、レーザ溶接やプラズマ溶接等による接合に比べて、対象接合部に対する入熱による悪影響（例えば、耐食性低下、応力腐食および熱歪）を低減することができる。さらに、第２部材１２の対象接合部における硬度が、非接合部２３における硬度（すなわち、接合前の硬度）よりも低下することを防止または抑制することができる。
As a result, as described above, crevice corrosion of the
上述の防食構造１および防食構造１の製造方法では、様々な変更が可能である。
Various modifications are possible in the
例えば、第１部材１１の外側面に接合される第２部材１２は、１枚の薄板状部材を湾曲させたものであってもよく、複数の板材（例えば、略矩形の板材）を摩擦攪拌接合で板継ぎすることによって薄板状部材とした後に湾曲させたものであってもよい。複数の板材を板継ぎする場合、隣接する板材同士の接合部は、板材同士を突き合わせて接合した突き合わせ接合部である。これにより、複数の板材の板継ぎ部についても、上記第２接合部２２と略同様に疲労強度を増大させることができる。なお、複数の板材を摩擦攪拌接合で板継ぎする工程（すなわち、第２部材１２を準備する工程）は、ステップＳ１１とステップＳ１２との間で行われてもよく、ステップＳ１１と並行して行われてもよく、ステップＳ１１よりも前に行われてもよい。
For example, the
例えば、対象接合部における第２部材１２の平均ビッカース硬さは、非接合部２３における第２部材１２の平均ビッカース硬さの１．２倍未満であってもよく、１．０倍未満であってもよい。
For example, the average Vickers hardness of the
対象接合部が重ね合わせ接合部である場合、当該対象接合部の幅方向における当該対象接合部の外表面の傾斜は、１／５よりも大きくてもよい。また、当該対象接合部において外側に位置する第２部材１２の端縁の厚さは、実質的に０ｍｍよりも厚く（例えば、１００μｍよりも厚く）てもよい。
If the target joint is a lap joint, the inclination of the outer surface of the target joint in the width direction of the target joint may be greater than 1/5. In addition, the thickness of the edge of the
第２部材１２の非接合部２３の板厚は、１ｍｍよりも厚くてもよい。
The plate thickness of the
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above embodiment and each modified example may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.
１ 防食構造
１１ 第１部材
１２ 第２部材
２１ 第１接合部
２２ 第２接合部
２３ 非接合部
Ｓ１１～Ｓ１２ ステップ
1
Claims (6)
炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材と、
前記第１部材の飛沫干満帯部において前記第１部材の外側面を被覆して前記第１部材に接合される耐海水性ステンレス鋼製の筒状の第２部材と、
を備え、
前記第１部材と前記第２部材との接合部、および、前記第２部材同士の接合部のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成され、
前記対象接合部は、重ね合わせ接合部であり、
前記対象接合部において外側に位置する前記第２部材の端縁の厚さは０ｍｍであることを特徴とする防食構造。 An anti-corrosion structure arranged in a splash tidal zone of a water structure,
a tubular or columnar first member made of carbon steel;
a cylindrical second member made of seawater-resistant stainless steel that covers the outer surface of the first member in the splash ebb and flow zone of the first member and is joined to the first member;
with
At least one of the joint between the first member and the second member and the joint between the second members is formed by friction stir welding ,
The target joint is a lap joint,
The anti-corrosion structure , wherein the thickness of the edge of the second member located outside the target joint is 0 mm .
炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材と、 a tubular or columnar first member made of carbon steel;
前記第１部材の飛沫干満帯部において前記第１部材の外側面を被覆して前記第１部材に接合される耐海水性ステンレス鋼製の筒状の第２部材と、 a cylindrical second member made of seawater-resistant stainless steel that covers the outer surface of the first member in the splash ebb and flow zone of the first member and is joined to the first member;
を備え、with
前記第１部材と前記第２部材との接合部、および、前記第２部材同士の接合部のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成され、 At least one of the joint between the first member and the second member and the joint between the second members is formed by friction stir welding,
前記対象接合部は、重ね合わせ接合部であり、 The target joint is a lap joint,
前記対象接合部の幅方向における前記対象接合部の外表面の傾斜は、１／５以下であることを特徴とする防食構造。 The anti-corrosion structure, wherein the inclination of the outer surface of the target joint in the width direction of the target joint is ⅕ or less.
前記第２部材の非接合部の板厚は、１ｍｍ以下であることを特徴とする防食構造。 The anticorrosion structure according to claim 1 or 2 ,
The anti-corrosion structure, wherein the non-joint portion of the second member has a plate thickness of 1 mm or less.
前記対象接合部における前記第２部材の平均ビッカース硬さは、非接合部における前記第２部材の平均ビッカース硬さの１．２倍以上であることを特徴とする防食構造。 The anticorrosion structure according to any one of claims 1 to 3 ,
The anti-corrosion structure, wherein the average Vickers hardness of the second member at the target joint is 1.2 times or more the average Vickers hardness of the second member at the non-joint.
ａ）炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材を準備する工程と、
ｂ）耐海水性ステンレス鋼製の第２部材を、前記第１部材の飛沫干満帯部において前記第１部材の外側面に被覆させて前記第１部材に接合する工程と、
を備え、
前記ｂ）工程において、前記第１部材と前記第２部材との接合部、および、前記第２部材同士の接合部のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成され、
前記対象接合部は、重ね合わせ接合部であり、
前記対象接合部において外側に位置する前記第２部材の端縁の厚さは０ｍｍであることを特徴とする防食構造の製造方法。 A method for manufacturing an anti-corrosion structure to be placed in a splash tidal zone of a water structure, comprising:
a) providing a tubular or columnar first member made of carbon steel;
b) bonding a second member made of seawater resistant stainless steel to the outer surface of the first member at the splash zone of the first member and joining the first member;
with
In the step b), at least one of the joint between the first member and the second member and the joint between the second members is formed by friction stir welding ,
The target joint is a lap joint,
A method of manufacturing an anti-corrosion structure , wherein the thickness of the edge of the second member located outside the target joint is 0 mm .
ａ）炭素鋼製の筒状または柱状の第１部材を準備する工程と、 a) providing a tubular or columnar first member made of carbon steel;
ｂ）耐海水性ステンレス鋼製の第２部材を、前記第１部材の飛沫干満帯部において前記第１部材の外側面に被覆させて前記第１部材に接合する工程と、 b) bonding a second member made of seawater resistant stainless steel to the outer surface of the first member at the splash zone of the first member and joining the first member;
を備え、with
前記ｂ）工程において、前記第１部材と前記第２部材との接合部、および、前記第２部材同士の接合部のうち少なくとも一方である対象接合部は、摩擦攪拌接合により形成され、 In the step b), at least one of the joint between the first member and the second member and the joint between the second members is formed by friction stir welding,
前記対象接合部は、重ね合わせ接合部であり、 The target joint is a lap joint,
前記対象接合部の幅方向における前記対象接合部の外表面の傾斜は、１／５以下であることを特徴とする防食構造の製造方法。 A method of manufacturing an anti-corrosion structure, wherein the inclination of the outer surface of the target joint in the width direction of the target joint is ⅕ or less.
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