JPH11241358A - チタンクラッド溶接鋼管の製造方法及び鋼管杭の防食方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現地での溶接施工が容易で作業性がよく、か
つ溶接品質の確保が容易なチタンクラッド溶接鋼管の製
造方法及びそのチタンクラッド溶接鋼管を用いて簡便に
鋼管杭の防食被覆ができる防食方法を提供する。 【解決手段】 チタンクラッド鋼板１の突き合わせ部に
開先４を設け、上下方向の端部のチタン合わせ材２を除
去し、チタンクラッド鋼板１を半円筒状に曲げ加工して
円筒状に突き合わせ、その突き合わせ部の鋼母材３同士
を溶接し、チタンカバー材７で突き合わせ溶接部６を覆
い、チタンカバー材７と両側のチタン合わせ材２を溶接
８し、チタンカバー材７と突き合わせ溶接部６との間の
隙間を純Ａｇ溶材で封止溶接９する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性に優れたチ
タンクラッド溶接鋼管の製造方法及びその製造方法によ
り製造されたチタンクラッド溶接鋼管を用いる鋼管杭の
防食方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、海洋構造物の脚柱には通常角型構
造物や鋼管が用いられ、その表面には海水腐食を防止す
るために塗装などの防食処理が施されているが、海面付
近の海水の飛沫がかかる部分は、表面防食処理だけでは
永年の海水飛沫に耐えられず、腐食が進行する。そのた
め海水飛沫のかかる部分には、実開昭６２−４４９４８
号公報に記載されているように高い耐食性を有するチタ
ン板またはチタン合金板を巻回し被覆している。鋼管杭
等の脚柱へのチタン板またはチタン合金板の取付は、チ
タン板またはチタン合金板の端部を溶接し固定すること
によって行うが、チタンと鋼との溶接は困難であり、そ
のため種々の工夫がなされている。

【０００３】特開平２−２８０９７０号公報には、チタ
ンクラッド鋼板の突き合わせ溶接において、突き合わせ
部におけるチタンクラッド鋼板のチタン合わせ材を除去
し、チタンクラッド鋼板の鋼母材同士を突き合わせ溶接
した後、チタン合わせ材の除去部にチタン合わせ材と同
質のチタンインサート材を挿入し、その両端部をチタン
合わせ材とＴＩＧ溶接法で溶接し鋼溶接部を覆う方法が
開示されている。しかし、この方法では、鋼溶接部とチ
タンインサート材との間に隙間ができるため、この隙間
から海水が侵入することを防止することができない。ま
た、鋼とチタンとの異材溶接となることを回避するた
め、すなわち直接両者を溶接すると脆いＦｅ−Ｔｉ金属
間化合物を形成して溶接部の割れや耐食性が劣化するの
で、チタン合わせ材除去部に挿入するチタンインサート
材とチタン合わせ材の突き合わせ部に特殊な開先加工施
すようになっており、そのため溶接継手構造が複雑で特
殊な溶接技術を要するという問題点がある。

【０００４】これらの問題点を解決する方法として、特
開平５−１８５２３７号公報には、チタンクラッド鋼板
同士を突き合わせ溶接する場合において、チタンクラッ
ド鋼板の鋼母材とチタン合わせ材との異材溶接部をＡｇ
−Ｃｕ系溶材を用いてプラズマ溶接法で溶接する技術が
開示されている。この場合において、チタンクラッド鋼
板の端部に開先幅よりも幅の広い切り込みを設け、チタ
ンクラッド鋼板の鋼母材同士を溶接した後、上記切り込
みにチタンクラッド鋼板のスペーサ材を挿入して、スペ
ーサ材とチタンクラッド鋼板のチタン合わせ材同士を溶
接し、その後上記異材溶接部をＡｇ−Ｃｕ系溶材でプラ
ズマ溶接し、さらに鋼溶接部をチタン当て板で覆い、そ
の周囲をチタン合わせ材上部で重ね隅肉溶接によりシー
ム溶接している。したがって、鋼溶接部の上部の隙間は
チタン当て板で密閉されているので、海水の侵入を防止
することができる。

【０００５】しかしながら、上記従来技術では、現地に
おいて鋼管杭基材にチタンクラッド鋼板を巻回しながら
溶接する技術であるため、鋼管杭基材への包囲部全面、
特に溶接部分をはつりや研磨等により下地処理をしなけ
ればならず、そのため作業工数が大きなものとなる。ま
た、チタンクラッド鋼板を鋼管杭基材へ巻回するための
装置、設備が必要であるため、現地での作業が膨大なも
のとなり、さらに溶接部の品質検査に手間がかかること
や溶接施工時に鋼母材とチタンとが融合した場合にはそ
の補修手直し作業が必要となり、さらに工数が大きくな
るなど、作業性が著しく阻害されるという問題点があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】チタンクラッド鋼板の
溶接は特殊な溶接技術を要するうえに、現地での溶接施
工では溶接品質の確保が難しくなり、加えてチタンクラ
ッド鋼板を鋼管杭基材に巻回しながら溶接しなければな
らないので、作業性が著しく阻害される。

【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、現地での溶接施工が容易で作業
性がよく、かつ溶接品質の確保が容易なチタンクラッド
溶接鋼管の製造方法及びそのチタンクラッド溶接鋼管を
用いて簡便に鋼管杭の防食被覆ができる防食方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１のチタ
ンクラッド溶接鋼管の製造方法は、一または複数枚のチ
タンクラッド鋼板を用いて任意断面形状の筒状の溶接鋼
管を製造する方法において、（イ）前記チタンクラッド
鋼板の突き合わせ部に開先を設ける工程と、（ロ）前記
チタンクラッド鋼板の突き合わせ部に隣接する辺の端部
におけるチタン合わせ材を除去する工程と、（ハ）前記
チタンクラッド鋼板を所要形状に曲げ加工する工程と、
（ニ）曲げ加工された前記チタンクラッド鋼板の鋼母材
同士を突き合わせ溶接し、筒状の一次溶接鋼管を製造す
る工程と、（ホ）前記一次溶接鋼管の突き合わせ溶接部
を覆うようにチタンカバー材を両側の前記チタン合わせ
材と溶接する工程と、（ヘ）前記チタンカバー材と前記
一次溶接鋼管の突き合わせ溶接部との隙間を塞ぐように
該突き合わせ溶接部の端部と該チタンカバー材の端部と
を封止溶接し、二次溶接鋼管を製造する工程と、を含む
ことに特徴を有する。

【０００９】本発明の第２のチタンクラッド溶接鋼管の
製造方法は、（イ）前記チタンクラッド鋼板の突き合わ
せ部に開先を設ける工程と、（ロ）前記チタンクラッド
鋼板を所要形状に曲げ加工する工程と、（ハ）曲げ加工
された前記チタンクラッド鋼板の鋼母材同士を突き合わ
せ溶接し、筒状の一次溶接鋼管を製造する工程と、
（ニ）前記一次溶接鋼管の突き合わせ溶接部を覆うよう
にチタンカバー材を両側の前記チタン合わせ材と溶接す
る工程と、（ホ）前記チタンカバー材と前記一次溶接鋼
管の突き合わせ溶接部との隙間を塞ぐように該突き合わ
せ溶接部の端部と該チタンカバー材の端部とを封止溶接
し、二次溶接鋼管を製造する工程と、を含むことに特徴
を有する。

【００１０】また、チタンカバー材の封止溶接において
は、純Ａｇの溶材を用い、ＴＩＧ溶接またはプラズマ溶
接することを特徴とする。

【００１１】本発明の鋼管杭の防食方法は、前記第１ま
たは第２の製造方法により製造されたチタンクラッド二
次溶接鋼管（チタンクラッド溶接鋼管）を鋼管杭基材に
はめ込み、該二次溶接鋼管の端部を溶接することを特徴
とするものである。

【００１２】本発明の第１及び第２の製造方法は、主と
してチタンクラッド鋼板の鋼母材厚さによって適用が分
かれている。鋼母材厚さが４ｍｍ未満の場合には第１の
製造方法を使用し、鋼母材厚さが４ｍｍ以上の場合には
第２の製造方法を使用する。もちろんこの場合でも第１
の製造方法を使用してもよいが、鋼母材の厚さが厚いた
め、溶接施工時に隅肉溶接の脚長を十分にとることがで
き、かつ溶接部がチタン合わせ材に達するおそれがない
ので、必ずしも端部のチタン合わせ材を除去する必要は
ないからである。

【００１３】このような理由から、チタンクラッド鋼板
の突き合わせ溶接は開先を設けて行う。開先角度は４５
゜〜１２０゜の範囲が望ましい。突き合わせ溶接は、曲
げ加工されたチタンクラッド鋼板の鋼母材同士を溶接す
るので、溶接方法は、アーク溶接法であれば、いかなる
溶接法でも可能であるが、作業性及び溶接コストを考慮
すると、ＴＩＧ溶接法やプラズマ溶接法に比べれば、Ｍ
ＡＧ溶接法や炭酸ガスアーク溶接法の方が適している。
また、溶接電流、溶接速度等の条件の調整で容易にチタ
ンクラッド鋼板のチタン合わせ材を溶融させずに溶接す
ることが可能である。

【００１４】一次溶接鋼管の突き合わせ溶接部（鋼溶接
部）は、その上に被せたチタンカバー材で覆われる。チ
タンカバー材とその両側のチタンクラッド鋼板のチタン
合わせ材とは、ＴＩＧ溶接あるいはプラズマ溶接で容易
に接合できる。また、チタンカバー材と鋼溶接部との間
にできる隙間は、純Ａｇの溶材を用いてＴＩＧ溶接ある
いはプラズマ溶接により容易に封止溶接することができ
る。この封止溶接によって、この隙間への海水の侵入を
防止できる。溶材としては他に、Ａｇ−Ｃｕ系の溶材を
用いてもよく、Ａｇ−Ｃｕ系溶材にＳｎやＺｎを適宜添
加してもよい。

【００１５】このようにして二次溶接鋼管、すなわち本
発明によるチタンクラッド溶接鋼管が製造される。しか
も工場にて製造されるものであるため、品質管理が行き
届き、高い精度で溶接を実施できる。そしてこのチタン
クラッド溶接鋼管を鋼管杭基材にはめ込み、その両端部
を溶接することで容易に鋼管杭のチタンクラッド鋼板に
よる防食ライニングを施工することができる。また、本
発明により製造されるチタンクラッド溶接鋼管の断面形
状は、円形の他、三角形、四角形、五角形、六角形等、
対象とする鋼管杭基材の断面形状に合わせて適宜に選択
される。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明方法により製造され
るチタンクラッド溶接鋼管の断面正面図、図２は一部断
面で示す側面図であり、図３はチタンクラッド溶接鋼管
の製造工程を示す図である。ここでは、円筒形状のチタ
ンクラッド溶接鋼管の製造例を示すが、断面形状は任意
の形状にできることはいうまでもない。以下、図３に従
ってチタンクラッド溶接鋼管の製造工程を説明する。

【００１７】（１）開先の加工（図３（ａ）参照） このチタンクラッド溶接鋼管１０は、２枚の方形状のチ
タンクラッド鋼板１を用いて製造している。チタンクラ
ッド鋼板１は、チタン合わせ材２と鋼母材３との複合鋼
板であり、各チタンクラッド鋼板１の両側面に突き合わ
せ溶接をするための開先４を加工する。開先角度は円筒
形に突き合わせたとき４５゜〜１２０゜となる範囲が望
ましい。

【００１８】（２）端部のチタン合わせ材の除去（図３
（ｂ）参照） チタンクラッド鋼板１の鋼母材２の厚さが４ｍｍ未満の
場合には、前述した理由により、各チタンクラッド鋼板
１の上下の端部（チタンクラッド溶接鋼管の軸方向の上
下に相当する端部）におけるチタン合わせ材２を除去す
る。図中、５はチタン合わせ材除去面を示す。なお、鋼
母材２の厚さが４ｍｍ以上の場合はチタン合わせ材２を
除去する必要はない。

【００１９】（３）曲げ加工（図３（ｃ）参照） 各チタンクラッド鋼板１をプレスまたはロールフォーミ
ングで半円筒状に曲げ加工する。

【００２０】（４）突き合わせ溶接（一次溶接鋼管の製
造）（図３（ｄ）参照） それぞれ半円筒状に曲げ加工されたチタンクラッド鋼板
１を円筒形に突き合わせ、その突き合わせ部の開先４内
において鋼母材３同士を軸方向に溶接してチタンクラッ
ドの一次溶接鋼管１１を製造する。図中、６は突き合わ
せ溶接部を示す。

【００２１】（５）チタンカバー材の溶接（図３（ｅ）
参照） チタンクラッド鋼板１のチタン合わせ材２と同質のチタ
ンカバー材７で上記の突き合わせ溶接部（鋼溶接部）６
を覆い、そのチタンカバー材７の各端部を両側のチタン
合わせ材２とそれぞれ隅肉溶接する。図中、８はチタン
カバー材７とチタン合わせ材２との隅肉溶接部を示す。
なお、図示の例では隅肉溶接部８の範囲はチタンカバー
材７の左右両端部としているが、突き合わせ溶接部（鋼
溶接部）６の上部以外のチタンカバー材７の周囲の端部
（チタン合わせ材２と接する端部）を隅肉溶接してもよ
い。

【００２２】（６）封止溶接（二次溶接鋼管の製造）
（図３（ｆ）参照） 上記により隅肉溶接をしたチタンカバー材７と突き合わ
せ溶接部６との間に隙間ができるので、この隙間を塞ぐ
ために純Ａｇ溶材でチタンカバー材７の端部と突き合わ
せ溶接部６の端部とを封止溶接する。図中、９は純Ａｇ
溶材の封止溶接部を示す。純Ａｇ溶材を用いるのは、チ
タンカバー材７と突き合わせ溶接部６との溶接がチタン
と鋼の異種金属の接合となるため、脆弱なＦｅ−Ｔｉ金
属間化合物を形成しないようにするためである。以上に
より、チタンクラッドの二次溶接鋼管１２すなわち図
１、図２に示すようなチタンクラッド溶接鋼管１０が製
造される。

【００２３】このようして製造されたチタンクラッド溶
接鋼管１０を用いて、鋼管杭を防食ライニングする方法
を図４に示す。まず、図４（ａ）に示すように、チタン
クラッド溶接鋼管１０を鋼管杭基材１３にはめ込む。チ
タンクラッド溶接鋼管１０は鋼管杭基材１３の防食ライ
ニングを施すべき部分に仮止め設置する。そして、図４
（ｂ）に示すように、このチタンクラッド溶接鋼管１０
の上下両端部をそれぞれ鋼管杭基材１３と円周方向に隅
肉溶接して接合する。１４はこの隅肉溶接部である。ま
た、チタンクラッド溶接鋼管１０の端部の隅肉溶接の際
には、チタンクラッド鋼板の鋼母材３と鋼管杭基材１３
とを溶接するだけであるので、常用のアーク溶接で容易
に現地溶接施工が可能である。よって、現地での溶接部
分が非常に少ないため、作業性が非常によく、品質検査
も短時間で行うことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐食性に優れたチタンクラッド溶接鋼管を工場にて効率
よく、かつ溶接品質を高く保持しつつ容易に製造するこ
とができる。したがって、このチタンクラッド溶接鋼管
を現地に持ち込み、鋼管杭基材にはめ込んで溶接するだ
けであるので、作業性が非常によく、簡便に鋼管杭基材
の防食ライニングを施工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法により製造されるチタンクラッド溶
接鋼管の断面正面図である。

【図２】チタンクラッド溶接鋼管の一部断面で示す側面
図である。

【図３】チタンクラッド溶接鋼管の製造工程を示す図で
ある。

【図４】チタンクラッド溶接鋼管による鋼管杭の防食方
法を示す図である。

【符号の説明】

１ チタンクラッド鋼板 ２ チタン合わせ材 ３ 鋼母材 ４ 開先 ５ チタン合わせ材除去面 ６ 突き合わせ溶接部 ７ チタンカバー材 ８ 隅肉溶接部 ９ 封止溶接部 １０ チタンクラッド溶接鋼管 １１ 一次溶接鋼管 １２ 二次溶接鋼管 １３ 鋼管杭基材 １４ 隅肉溶接部

フロントページの続き (72)発明者 細谷 佳弘 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中川 茂 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 武市 泰樹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高野 俊夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 田坂 知行 広島県福山市引野町沖浦5784 (72)発明者 松田 秀道 広島県福山市引野町沖浦5784

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一または複数枚のチタンクラッド鋼板を
   用いて任意断面形状の筒状の溶接鋼管を製造する方法に
   おいて、（イ）前記チタンクラッド鋼板の突き合わせ部
   に開先を設ける工程と、（ロ）前記チタンクラッド鋼板
   の突き合わせ部に隣接する辺の端部におけるチタン合わ
   せ材を除去する工程と、（ハ）前記チタンクラッド鋼板
   を所要形状に曲げ加工する工程と、（ニ）曲げ加工され
   た前記チタンクラッド鋼板の鋼母材同士を突き合わせ溶
   接し、筒状の一次溶接鋼管を製造する工程と、（ホ）前
   記一次溶接鋼管の突き合わせ溶接部を覆うようにチタン
   カバー材を両側の前記チタン合わせ材と溶接する工程
   と、（ヘ）前記チタンカバー材と前記一次溶接鋼管の突
   き合わせ溶接部との隙間を塞ぐように該突き合わせ溶接
   部の端部と該チタンカバー材の端部とを封止溶接し、二
   次溶接鋼管を製造する工程と、を含むことを特徴とする
   チタンクラッド溶接鋼管の製造方法。
2. 【請求項２】 一または複数枚のチタンクラッド鋼板を
   用いて任意断面形状の筒状の溶接鋼管を製造する方法に
   おいて、（イ）前記チタンクラッド鋼板の突き合わせ部
   に開先を設ける工程と、（ロ）前記チタンクラッド鋼板
   を所要形状に曲げ加工する工程と、（ハ）曲げ加工され
   た前記チタンクラッド鋼板の鋼母材同士を突き合わせ溶
   接し、筒状の一次溶接鋼管を製造する工程と、（ニ）前
   記一次溶接鋼管の突き合わせ溶接部を覆うようにチタン
   カバー材を両側の前記チタン合わせ材と溶接する工程
   と、（ホ）前記チタンカバー材と前記一次溶接鋼管の突
   き合わせ溶接部との隙間を塞ぐように該突き合わせ溶接
   部の端部と該チタンカバー材の端部とを封止溶接し、二
   次溶接鋼管を製造する工程と、を含むことを特徴とする
   チタンクラッド溶接鋼管の製造方法。
3. 【請求項３】 前記チタンカバー材の封止溶接におい
   て、純Ａｇの溶材を用い、ＴＩＧ溶接またはプラズマ溶
   接することを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   チタンクラッド溶接鋼管の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２記載のチタンク
   ラッド二次溶接鋼管を鋼管杭基材にはめ込み、該二次溶
   接鋼管の端部を溶接することを特徴とする鋼管杭の防食
   方法。