JPH08296025A - 塗覆装鋼製打ち込み部材 - Google Patents

塗覆装鋼製打ち込み部材

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JPH08296025A
JPH08296025A JP7120470A JP12047095A JPH08296025A JP H08296025 A JPH08296025 A JP H08296025A JP 7120470 A JP7120470 A JP 7120470A JP 12047095 A JP12047095 A JP 12047095A JP H08296025 A JPH08296025 A JP H08296025A
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JP
Japan
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steel
coated
coating
metal oxide
coated steel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7120470A
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English (en)
Inventor
Yoshihisa Kayazono
義久 仮屋園
Nobuki Yoshizaki
信樹 吉崎
Shinichi Funatsu
真一 船津
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 砂を多量に含んだ流氷のしゅう動に対する耐
摩耗性が優れた塗覆装鋼製打ち込み部材の提供。 【構成】 防食被覆を施した鋼管杭1、鋼管矢板7や鋼
矢板9などの塗覆装鋼材の流氷接触部分の表面に、鋼板
2の外面に銅−ニッケル合金の溶射被膜3を介して金属
酸化物被膜4をプラズマ溶射により形成した前記鋼板2
を被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鋼材表面に塗覆装を施し
た鋼材に関し、さらに詳しくは、砂が混入した流氷のし
ゅう動に対する耐摩耗性が優れた塗覆装鋼製打ち込み部
材に関する。
【0002】
【従来の技術】港湾や沿岸の海域、河川における鋼製構
造物には鋼管杭、鋼管矢板や鋼矢板、連続壁鋼矢板、異
形鋼矢板、H型鋼などの鋼製打ち込み部材が使用され
る。これらの鋼構造物は長い年月使用するので、鋼材の
表面に防食性に優れたポリエチレンやウレタンエラスト
マーなどを被覆して防食する。
【0003】ところで、最近、天然ガスや石油を求め
て、エネルギー開発の環境が寒冷地に広がってきたが、
寒冷地の構造物では、冬から春先にかけて流氷がやって
くる地域があり、このような環境では流氷のしゅう動に
対する防食被覆の耐摩耗性の確保が重要な課題である。
一般の海氷流氷や淡氷流氷の氷体中には砂が殆ど含まれ
ないので、このような流氷のしゅう動に対しては前述の
ポリエチレン被覆でも十分な耐摩耗性がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし冬季には、河川
や湖が、河底や湖底の砂を巻き込んで全面凍結し、この
砂を多量に含んだ氷が流氷となって流出することがあ
る。このような砂を多量に含んだ流氷のしゅう動に対し
ては、前述のポリエチレン被覆では、耐摩耗性が不足す
る。すなわち、従来技術では砂を多量に含んだ流氷のし
ゅう動に対する耐摩耗性が優れた塗覆装鋼製打ち込み部
材の実現が難しかった。
【0005】本発明は、砂を多量に含んだ流氷のしゅう
動に対する耐摩耗性が優れた塗覆装鋼製打ち込み部材を
提供することを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の問
題点を解決すべく、従来のポリエチレン被覆や、ウレタ
ンエラストマー被覆を施した塗覆装鋼材の表面の摩耗防
止の方策について鋭意検討した。その結果、図1に示す
如く、従来の塗覆装鋼管杭1の表面の流氷接触部分の表
面に、鋼板2の外面に銅−ニッケル合金の溶射被膜3を
介して、金属酸化物被膜4をプラズマ溶射により形成し
た前記鋼板2を被覆することによって、前述の問題点が
解決できることを見出し、本発明に至ったものである。
【0007】以下に、本発明につき詳細に説明する。
【0008】金属酸化物被膜と鋼板を直接接着し、かつ
流氷のしゅう動に耐える接着性を付与するのは難しいの
で、両者の間に銅−ニッケル合金を溶射してなる被膜を
介在させ、鋼板と当該銅−ニッケル合金被膜を接着した
のち、当該銅−ニッケル合金被膜の表面に金属酸化物被
膜をプラズマ溶射により形成して両者を接着する。
【0009】まず鋼板表面への銅−ニッケル合金の溶射
では、鋼板の表面のスケールなどをブラスト処理などで
除去すると同時に、表面に粗度を付与する。当該鋼板と
しては、厚みが0.4〜10mm程度の鋼板コイルや、
当該鋼板コイルを鋼管矢板や鋼矢板の表面形状に合わせ
て切断・溶接加工してつくった各種形状の鋼材加工物が
使用できる。鋼板と銅−ニッケル合金被膜の界面に流氷
のしゅう動に耐える接着性を付与するには、鋼板の表面
粗度が重要で、この粗度が中心線平均粗さRaで5〜1
5μmの範囲が望ましい。また、粗度が5μm未満であ
ると、砂を含んだ流氷によるしゅう動摩耗試験で金属酸
化物被膜3が部分的に剥離する。また、粗度の上限値
は、作業性の点から15μm程度が良い。
【0010】このようにして表面粗度を付与した鋼板の
表面に、銅−ニッケル合金を溶射する。銅−ニッケル合
金としては一般にモネル合金として市販されている合金
を、一般市販の金属溶射機で溶射する。当該銅−ニッケ
ル合金の溶射被膜の厚みは5〜150μmの範囲が望ま
しい。当該膜厚が5μ未満では砂混入流氷によるしゅう
動摩耗試験で金属酸化物被覆が部分的に剥離する。この
粗度の上限値は、作業性と経済性の点から150μm程
度が良い。
【0011】銅−ニッケル合金を溶射した鋼板の表面に
は、さらに砂を含んだ流氷によるしゅう動摩耗を抑制す
るために、金属酸化物被膜をプラズマ溶射により形成す
る。当該金属酸化物としては、酸化クロム、酸化チタ
ン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、グレーアル
ミナまたはジルコニア・セリアが利用できる。鋼材の防
食のためには、当該金属酸化物被膜の厚みは0.2mm
以上必要で、この膜厚に当該被膜の砂混入流氷によるし
ゅう動摩耗速度の測定結果と、所要の耐用年数から計算
して必要な厚みを加算した厚みとする。当該金属酸化物
の溶射方法としては、プラズマ溶射などの金属酸化物組
織が微細かつ表面が平滑に仕上がる溶射方法が望まし
い。
【0012】このようにして製作した銅−ニッケル合金
の溶射被膜を介して、金属酸化物被膜をプラズマ溶射し
た鋼板を、塗覆装鋼材の塗覆装表面に被覆する。被覆の
方法としては、例えば塗覆装鋼管杭1では、図2に示す
ように、銅−ニッケル合金の溶射被膜を介して金属酸化
物被膜をプラズマ溶射により形成した鋼板コイル5を、
前記塗覆装鋼管杭1の流氷接触部分の表面に巻き付け、
当該鋼板コイル5の両端をボルト10で締め付け固定し
て被覆する方法などが利用できる。
【0013】また塗覆装鋼管矢板では、図3に示すよう
に、予め鋼板コイルを鋼管矢板7の形状に合わせて切断
加工し、当該加工鋼材の表面に銅−ニッケル合金の溶射
被膜を介して金属酸化物被膜をプラズマ溶射したカバー
6を作製しておき、このカバー6を前記塗覆装鋼管矢板
7の表面にボルト10で固定し被覆する。
【0014】また塗覆装鋼矢板では、図4に示すよう
に、予め鋼板コイルを鋼矢板9の形状に合わせて切断加
工し、この加工鋼材の表面に銅−ニッケル合金の溶射被
膜を介して金属酸化物被膜をプラズマ溶射したカバー8
を作製しておき、このカバーを塗覆装鋼管矢板9の表面
にボルト10で固定し被覆する。
【0015】従来の塗覆装鋼材として例えば、鋼管杭、
鋼管矢板や鋼矢板の表面に防食性の優れたポリエチレン
やポリプロピレンなどのポリオレフィンを被覆したポリ
オレフィン被覆鋼材、あるいはウレタンエラストマーな
どの被覆を施したウレタンエラストマー被覆鋼材などを
利用する。これらポリオレフィン被覆やウレタンエラス
トマー被覆の厚みは、1〜10mm程度であると良好な
防食性が得られる。
【0016】本発明の構成を図1から図4を参照して説
明する。
【0017】図1は、本発明の第1例として塗覆装鋼管
杭の一部断面を示す図である。
【0018】同図において、塗覆装鋼管杭1は、鋼板2
と、銅−ニッケル合金被膜3と、金属酸化物被膜4で被
覆されている。
【0019】図2は本発明の第2例として、銅−ニッケ
ル合金の溶射被膜を介して金属酸化物被膜をプラズマ溶
射した鋼板コイルの塗覆装鋼管杭表面への被覆方法を示
す図であり、同図において、塗覆装鋼管杭1は、銅−ニ
ッケル合金の溶射被膜を介して金属酸化物被膜をプラズ
マ溶射により形成した鋼板コイル5で被覆されている。
【0020】図3は本発明の第3例として、予め鋼板コ
イルを鋼管矢板の形状に合わせて加工した加工鋼材の表
面に、銅−ニッケル合金の溶射被膜を介して、金属酸化
物被膜をプラズマ溶射により形成したカバーの塗覆装鋼
管矢板表面への被覆方法を示す図であり、同図におい
て、塗覆装鋼管矢板7は、予め鋼板コイルを鋼管矢板の
形状に合わせて切断加工し該加工鋼材の表面に、銅−ニ
ッケル合金の溶射被膜を介して金属酸化物被膜をプラブ
マ溶射したカバー6で被覆されている。
【0021】図4は本発明の第4例として、予め鋼板コ
イルを鋼矢板の形状に合わせて加工した加工鋼材の表面
に、銅−ニッケル合金の溶射被膜を介して、金属酸化物
被膜をプラズマ溶射により形成したカバーの、塗覆装鋼
矢板表面への被覆方法を示す図であり、同図において、
塗覆装鋼矢板9は、予め鋼板コイルを鋼矢板の形状に合
わせて切断加工し当該加工鋼材の表面に銅−ニッケル合
金の溶射被膜を介して金属酸化物被膜をプラズマ溶射し
たカバー8で被覆されている。
【0022】
【作用】本発明において、塗覆装鋼材の表面の流氷接触
部分の表面に、銅−ニッケル合金の溶射被膜3を介し
て、鋼板2の外面に金属酸化物被膜4をプラズマ溶射に
より形成した前記鋼板2を被覆してなる塗覆装鋼製打ち
込み部材は、砂を多量に含んだ流氷のしゅう動に対する
耐摩耗性が優れるので、北方の港湾、河川、沖合構造物
の建設に用いると長期に渡って優れた防食性を発揮す
る。
【0023】
【実施例】以下に、実施例により本発明を詳細に説明す
る。
【0024】[実施例1]幅100mm×長さ150m
m×厚み5mmの鋼板表面をグリットブラスト処理して
除錆し、粗度Raを変えて素地調整した。この鋼板の表
面に銅−ニッケル合金(モネル合金)を膜厚を変えて金
属溶射機で溶射した。次いで、その表面に酸化クロム、
酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、グ
レーアルミナまたはジルコニア・セリアの金属酸化物を
膜厚1mmになるようにプラズマ溶射機で溶射し、金属
酸化物被覆鋼板を作製した。また、比較のために同じ寸
法の鋼板に通常のポリエチレンを膜厚3mmで被覆した
ポリエチレン被覆鋼板を作製した。これらの金属酸化物
被覆鋼板とポリエチレン被覆鋼板の被覆構成内容を表1
と表2に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】これらの金属酸化物被覆鋼板とポリエチレ
ン被覆鋼板の被覆面に、砂粒を均一に混合分散して製作
した幅100mm×長さ1000mm×厚み150mm
の淡水氷盤の上に鉛直荷重0.98MPaを加えて押し
当て、そのまま前記被覆鋼板を往復しゅう動し摩耗試験
した。淡水氷盤中の砂の平均粒子径は0.14mm、砂
の混入量は1重量%であった。往復しゅう動の合計距離
が2000mになるまで摩耗試験し、試験前と後の膜厚
減少量から、被覆の摩耗速度を求めて比較した。結果を
表3と表4に示す。
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】表3から、鋼板の表面粗度Raを5〜15
μmの範囲にした鋼板の表面に、モネル合金を膜厚が5
〜150μmの範囲になるように溶射し金属酸化物を被
覆した本発明の被覆鋼板(表3の実施例1〜9)は、従
来のポリエチレン被覆鋼板(表3の比較例10)に比較
して、砂を混入した淡水氷盤のしゅう動に対する摩耗速
度が格段に小さく耐摩耗性に優れることが分かる。
【0031】これに対して、鋼板の表面粗度Raが5μ
m未満の金属酸化物被覆鋼板(表3の比較例11)、モ
ネル合金の膜厚が5μm未満の金属酸化物被覆鋼板(表
3の比較例12)や、鋼板表面粗度Raが5μm未満で
かつモネル合金の膜厚も、5μm未満の金属酸化物被覆
鋼板(表3の比較例13)ではしゅう動摩耗試験中に金
属酸化物被覆が剥離し耐摩耗性が悪い。
【0032】[実施例2]帯鋼板コイルから幅2000
mm×長さ628mm×厚み5mmの鋼板を切り出し、
その表面をグリットブラスト処理して除錆し、粗度Ra
を10μmに素地調整した。この鋼板の表面に銅−ニッ
ケル合金(モネル合金)が膜厚30μmの厚みになるよ
うに金属溶射機で溶射した。
【0033】次いで、その表面に酸化クロムを膜厚1m
mになるようにプラズマ溶射機で溶射し、金属酸化物被
覆鋼板を作製した。この金属酸化物被覆鋼板をポリエチ
レン被覆鋼管杭(鋼管の寸法:外径218mm×長さ1
8m×厚み12mm、ポリエチレン被覆の厚み:2.8
mm)の流氷接触部分に図2の方法で巻き付けて、本発
明による塗覆装鋼管杭を製造した。この塗覆装鋼管杭
と、金属酸化物被覆した鋼板を巻き付けないポリエチレ
ン被覆鋼管杭を、砂を含んだ流氷が流下する河川出口に
暴露試験した。暴露試験河川の流氷の総流下距離は約2
km/年、流氷中の砂の混入量は約0.7%であった。
1年間の暴露試験後、被覆の膜厚減少量を測定した結
果、金属酸化物被覆した鋼板を巻き付けた本発明の被覆
鋼管杭の金属酸化物被覆の膜厚減少量は0.5μmで、
金属酸化物を被覆した鋼板を取り付けないポリエチレン
被覆鋼管杭のポリエチレン被覆の摩耗量52μmに比較
して、格段に優れた耐摩耗性を発揮した。
【0034】
【発明の効果】本発明の塗覆装鋼製打ち込み部材は、前
述の説明から明らかなように、塗覆装鋼材の流氷接触部
分の表面に、鋼板2の外面に銅−ニッケル合金の溶射被
膜3を介して、金属酸化物被膜4をプラズマ溶射により
形成した前記鋼板2を被覆したので、砂を含んだ流氷の
しゅう動に対する耐摩耗性が格段に優れるので、摩耗に
よる防食被覆の損耗が小さく、長期に渡り優れた防食性
を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1例として示す塗覆装鋼管杭の一部
断面図である。
【図2】本発明の第2例として、銅−ニッケル合金の溶
射被膜を介して金属酸化物被膜をプラズマ溶射により形
成した鋼板コイルの塗覆装鋼管杭表面への被覆方法を示
す斜視図である。
【図3】本発明の第3例として、予め鋼板コイルを鋼管
矢板の形状に合わせて加工した加工鋼材の表面に、銅−
ニッケル合金の溶射被膜を介して、金属酸化物被膜をプ
ラズマ溶射により形成したカバーの塗覆装鋼管矢板表面
への被覆方法を示す斜視図である。
【図4】本発明の第4例として、予め鋼板コイルを鋼矢
板の形状に合わせて加工した加工鋼材の表面に、銅−ニ
ッケル合金の溶射被膜を介して金属酸化物被膜をプラズ
マ溶射したカバーの塗覆装鋼矢板表面への被覆方法を示
す斜視図である。
【符号の説明】
1 塗覆装鋼管杭 2 鋼板 3 銅−ニッケル合金の溶射被膜 4 金属酸化物被膜 5 銅−ニッケル合金の溶射被膜を介して、金属酸化物
被膜をプラズマ溶射により形成した鋼板コイル 6 予め鋼板コイルを鋼管矢板の形状に合わせて加工し
該加工鋼材の表面に銅−ニッケル合金の溶射被膜を介し
て、金属酸化物被膜をプラズマ溶射により形成したカバ
ー 7 塗覆装鋼管矢板 8 予め鋼板コイルを鋼管矢板の形状に合わせて加工
し、該加工鋼材の表面に銅−ニッケル合金の溶射被膜を
介して、金属酸化物被膜をプラズマ溶射により形成した
カバー 9 塗覆装鋼矢板 10 ボルト

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 防食被覆を施した鋼管杭1、鋼管矢板7
    や鋼矢板9などの塗覆装鋼材の流氷接触部分の表面に、
    鋼板2の外面に銅−ニッケル合金の溶射被膜3を介して
    金属酸化物被膜4をプラズマ溶射により形成した前記鋼
    板2を被覆したことを特徴とする塗覆装鋼製打ち込み部
    材。
  2. 【請求項2】 前記金属酸化物被膜4が酸化クロム、酸
    化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、グレ
    ーアルミナまたは、ジルコニア・セリアであることを特
    徴とする請求項1記載の塗覆装鋼製打ち込み部材。
  3. 【請求項3】 塗覆装鋼材がポリエチレン被覆鋼材また
    は、ウレタンエラストマー被覆鋼材であることを特徴と
    する請求項1記載の塗覆装鋼製打ち込み部材。
JP7120470A 1995-04-24 1995-04-24 塗覆装鋼製打ち込み部材 Withdrawn JPH08296025A (ja)

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JP7120470A JPH08296025A (ja) 1995-04-24 1995-04-24 塗覆装鋼製打ち込み部材

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018538447A (ja) * 2015-12-23 2018-12-27 プラクスエア エス.ティ.テクノロジー、インコーポレイテッド 非平滑表面上への改良された溶射コーティング

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018538447A (ja) * 2015-12-23 2018-12-27 プラクスエア エス.ティ.テクノロジー、インコーポレイテッド 非平滑表面上への改良された溶射コーティング

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