JPS603916B2 - 中空被覆ア−ク切断棒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はァーク溶断に用いられる切断棒の改良に係り、
特に水中溶断用として好適な中空被覆アーク切断棒に関
するものである。

近年、大型架橋や海洋資源開発など水中に埋設される鋼
構造物施工の増大にともない、水中における銅の切断研
究およびその実用化がさかんに行なわれている。

従来、水中における銅の切断方法としては潜水夫による
乾式ガス切断や機械的切断等がごく一般的に採用されて
いたが、作業能率、作業の省力化および安全性の点で十
分満足できるものではなかつた。

そこで最近ではこのような事態に鑑み電気とガスによる
水中自動切断法が開発されつつある。

この水中自動切断というのは陸上から遠隔操作する切断
装置と炭素鋼パイプに被覆を施した切断棒を、使用して
、切断棒からアークを発生させると共にパイプ内孔より
高圧酸素を供給して、その酸化反応熱によって被切断物
を自動的に溶融切断するものである。このような水中自
動切断に用いられる中空被覆アーク切断棒に要求される
使用性能として、■水中でもアークの安定性がよいこと
、■水中に浸潰して使用されるため、耐水性がよいこと
、■曲げて使用する場合が多いため、可操性がよいこと
、■切断簿を被切断物に押し付けて使用するため、その
加圧によって被覆筒が欠け落ちることがなく健全である
こと、等である。

以上述べたごと〈水中自動切断技術に適用される切断棒
に必要な使用性能は被覆の耐水性および可操性や被覆筒
の健全性において良好な特性をもつことである。

本発明は以上の特性を具備するアーク切断棒を提供する
ためになされたものであって、その要旨とするところは
、炭素鋼パイプの周囲にＳｉ０２，Ｍｇ○を主成分とす
る繊維性鉱物１〜１５％を含有するイルミナイト系また
は高酸化鉄系被覆剤が粘絹剤により塗装されていること
を特徴とする中空被覆アーク切断棒にある。

なお、ここにいう繊維性鉱物とはＳｉ０２，Ｍｇ０を主
成分とする繊維状物質で例をあげれば陽イオンがこれに
属する。

以下に本発明を詳細に説明する。

先ず本発明における被覆剤系を選んだのは、切断棒の被
覆剤組成として被覆アーク溶接榛に通常用いられる各種
被覆系について検討したところ、ィルミナィト系および
高酸化鉄系被覆組成はアークの集中性および吹付け強さ
が具備されていたが他の被覆系例えば高酸化チタン系、
ライムチタニャ系、高セルローズ系、低水素系、鉄粉酸
化鉄系についてはいずれもアーク状態や被覆筒の健全性
などに問題があり、良好な切断結果が得られなかったこ
とによるものである。

ここでィルミナィト系または高酸化鉄系被覆とは被覆ア
ーク溶接棒に通常使用されるものを指し、その配合範囲
に示せば次のとおりである。

先ず、ィルミナィト系とはィルミナイト、ルチールなど
のチタン化合物１７〜４８％、長石、蛙砂、夕ルク、マ
ィカ等の桂酸塩の１種以上１３〜４０％を主成分とし、
その他必要に応じて炭酸カルシウム、ドロマィト等の炭
酸塩の１種以上を２５％以下、有機物１〜７％、鉄粉３
０％以下、脱酸剤としてＦｅ−Ｍｎ６〜２０％、Ｆｅ−
Ｓｉ５％以下の１種以上を含有して成るものである。ま
た、高酸化鉄系とはへマタィト、ミルスケールなどの酸
化鉄の１種以上７〜３３％長石、桂砂、カオリナイト、
マイカ、タルク、ザクロ石などの桂酸塩の１種以上２７
〜５３％を主成分とし、その他必要に応じて砂鉄、ィル
ミナィト、ルチールなどのチタン化合物の１種以上を２
０％以下、炭酸石灰、ドロマィト等の炭酸塩の１種以上
を１５％以下、有機物１〜７％、鉄粉３０％以下、脱酸
剤としてＦｅ−Ｍｎ６〜２０％、Ｆｅ−Ｓｉ５％以下の
１種以上を含有して成るものである。

本発明切断棒の被覆剤はこれらのィルミナィト系あるい
は高酸化鉄系被覆剤組成にＳｉ０２，Ｍｇ○を主成分と
する繊維性鉱物を１〜１５％添加することにより被覆の
固着性すなわち耐水性、可榛・性や被覆筒の健全性が極
めて良好になるものである。

本発明者らは第１表脚注２に示すごとく、ィルミナィト
系および高酸化鉄系の基本成分を一定にしてＳｉ０２，
Ｍｇ○を主成分とする繊維性鉱物の添加量を０から２０
％まで変化させ、その固着性に対する効果について調査
した結果、第１図、第１表および第３図に示すように繊
維性鉱物を１〜２０％添加することにより被覆の耐水性
、可俵性や被覆筒の健全性が著しく良好となることを見
出した。すなわち、第１図は調査溶接榛を水中に浸潰し
て被覆が浸漬時間の経過とともに崩壊し始める時間、い
わゆる耐水時間を調査したものであるが、Ｓｉ０２，Ｍ
ｇ○を主成分とする繊維性鉱物を全く含まない従来被覆
のィルミナィト系および高酸化鉄系被覆はともに１〜２
時間で被覆が崩壊し始めるのに対して繊維性鉱物の添加
量が０．５％で約３時間、１％添加で４〜５時間の耐水
時間を示し、その添加量が増すに従がつて効果が顕著に
なり、１３％添加で２岬時間の耐水時間を示し、それ以
上添加しても耐水時間は変らないことが確認された。第
１表は第２図に示した外径の異なる曲げ絵具１を用いて
Ｓｊ０２，Ｍｇ○を主成分とする繊維性鉱物の添加量と
切断棒２の可擬性との関係を調査したものである。従来
被覆では曲げ拾具外径１４００◇程度では被覆の脱落や
ひび割れは生じないが１０００◇以下になると被覆に脱
落が生じる。一方繊維性鉱物の添加量を増すにしたがっ
て外径の小さな曲げ治具においても被覆の脱落はなく、
その添加割合が１％以上の場合においては８０００の曲
げ拾具でも大きなひびわれや脱落を生じない良好な可榛
性を示した。被覆筒の健全性は被覆の圧縮強度によって
調査できる。

そこで第３図ａに示すとおり長さ２弧に切断した切断隆
側面に圧縮治具６を用いて一定速度で荷重Ｗを加え、被
覆を押しつぶすに要する最高荷重をもって被覆筒の健全
性を機械的に評価した。その結果を第３図に示す。それ
によると繊維性鉱物を含まない被覆では最高荷重２３０
ｋ９程度で被覆が破壊するのに対し、Ｓｉ０２，Ｍｇ○
を主成分とする繊維性鉱物が１〜２０％添加されている
と３３０〜４８０ｋ９程度の最高荷重が得られ水中自動
切断法に適用した場合、前者のものが被覆筒の形成が不
良となるのに対し、後者のものは脱落はなく被覆の強度
すなわち被覆筒の健全性が著しく向上していることがわ
かった。

以上Ｓｉ０２，Ｍざ０を主成分とする繊維性鉱物の添加
量が１〜２０％において被覆の固着性が良好になること
を確認した。しかし第４図に示すごとく繊維性鉱物が１
５％を超えて添加した場合、切断時のアーク電圧が６０
Ｖ以上となり通常４５〜５８Ｖ程度のア−ク電圧におい
て安定した切断性を示すのに対し、ァークが不安定とな
り、切断面の均一性に欠けることを確認している。した
がってこれらの知見を総合判断して Ｓｉ０２，Ｍｇ○を主成分とする繊維性鉱物の適正添加
量は１〜１５％とした。

すなわち１％未満の添加では被覆の固着性の改善には顕
著な効果はなく、１％以上の添加により被覆の固着性が
極端に向上するが１５％を超えて添加すると前述のとお
りアークが不安定となり均一な切断ができなくなるため
である。本発明の切断棒は以上のような被覆剤と粘給剤
により湿式混合し、通常の押出し式塗装機を用いて炭素
鋼パイプに塗装されて成るものであるが、この場合粘結
剤としては、桂酸ソーダ、桂酸カリおよびその両者の混
合液を用いることができる。

第５図はこのようにして形成された中空被覆ァーク切断
榛の一態様例を示すものであってａが側面図、ｂが正面
図であり、内孔５をもつ炭素鋼パイプ３の周囲に被覆剤
４が被覆されているものである。なお、本発明に用いら
れる炭素鋼パイプについては特に成分範囲を限定しない
。

その理由は成分の異なった種々の炭素鋼パイプによる実
験によっていずれの成分の炭素鋼パイプを使用しても切
断性能が良好であることを確かめているからである。さ
らに前記炭素鋼パイプの内蓬、外径、長さについて何ら
制限しない。

すなわち被切断物の管厚または板厚によって炭素鋼パイ
プの外径および内孔（内径）の大小によってアーク熱や
酸素供給量を調整する必要上パイプの寸法は任意とする
ことができ、前記被覆剤組成はパイプの寸法に何ら制約
されないことを確認しているからである。一例をあげれ
ば、１２柳の板厚の鋼を切断する場合、１０肋◇の炭素
鋼パイプに内径が４柳◇、被覆外径が１３側で程度の切
断棒が必要であり、１６側の板厚を切断する場合であれ
ば外蓬１２肋、内径４．５側の炭素鋼パイプに被覆外径
１５側程度のものが必要とされるわけである。なお、現
実には前述の可榛性において切断榛のノ 曲げ半径が苛
酷な可榛性が要求される場合には、ひびわれに起因した
被覆剤の剥離、脱落を防止すると共に電気絶縁性能を高
める為に被覆剤表面に必要に応じてニス塗りなどしてか
ら第６図に示すように、たとえばＪＩＳ−Ｃ−２３３句
相当のビニルテープやガムテープなどの粘着テープ７あ
るし、はビニぜル樹脂等によって被覆４を施せば被覆の
脱落を防止することも可能である。

次に実施例について本発明の効果を具体的に述べる。

実施例 第２表に示す成分をもつ炭素鋼パイプに第３表および第
４表に記載した被覆剤を塗装し、第５図に示すような切
断棒を用いて第５表に示す切断条件により試験を実施し
た。

第３表はィルミナィト系被覆に関するものである。

舷．１〜Ｎｏ．４は比較例であるがＮｏ．１，２，４は
Ｓｉ０２，Ｍｇ○を主成分とする繊維性鉱物が全く添加
されていなかったり、不足のためにアーク状態は良好で
あるが被覆の固着性が悪い。Ｎｏ．３においては繊維性
鉱物が過大に添加されているため被覆の固着性は極めて
良好であるがアークが不安定で切断面の均一性に問題が
あった。Ｍ．５〜地．１１は本発明例であるが、いずれ
も適正量のＳｉ０２，Ｍｇ○を主成分とする繊維性鉱物
が添加されているため他の被覆剤の配合比が多少変動し
てもアーク状態、被覆の耐水性、可榛性、被覆筒の健全
性が良好で切断性も極めて良好な結果を示した。

次に高酸化鉄系被覆によるものを第４表に示す。

舷．１２〜１４は比較例を示す。

Ｎｏ．１２はＳｉ０２，Ｍｇ○を主成分とする繊維性鉱
物を０．５％添加した例であるが少量のため被覆の固着
性が十分でない。Ｎｏ．１３は繊維性鉱物が過大に添加
されているためにアーク状態が吹付け強さ過大かつ不安
定で問題があった。Ｎｏ．１４は繊維性鉱物が全く添加
されていないために固着性が不良である。船．１５〜１
７は本発明例であるがいずれも繊維性鉱物が適正である
ために、アーク状態および被覆の固着性が良好で切断性
がすぐれている。

以上詳述したごとく本発明の中空被覆アーク切断綾を用
いれば水中における鋼の切断が極めて容易でかつ均一に
可能となり、作業能率および安全性が著しく向上するも
のである。

そして本発明切断棒を用いた水中切断法はすぐれた溶断
技術として水中における溶接技術とともにますます活発
化する海洋開発時代において極めて寄与するところ大で
ある。第１表 脚注）１○印：被覆のひびわれ、脱落ない×印：被覆の
ひびわれ、脱落あり。

−印：行なわず。脚注） ２ ィルミナィト系および高
酸化鉄系被覆の基本成分 多）第 ２ 表
（多）球 隣 禅 除 ヤ ト 三 船 斑 ※ 薫 蓮 霊 船 服 岬 こ 地 貝 焔 球 三 ２ 舵 き ○ 凶 ○ 事 ○ 山 椿連 ドー・ 業岳 心Ｘ 誉ぷ 忌＊ 鐘年 Ｖ．・ 」８ 鶴 登略 Ｓ旨 出 第５表

【図面の簡単な説明】 第１図はＳｉ０２，Ｍｇ○を主成分とする繊維性鉱物の
添加量と耐水時間との関係を表わす図、第２図は可擬性
を調査するための曲げ拾臭の説明図、第３図は繊維性鉱
物の添加量と被覆の最高荷重との関係を表わす図、第３
図ａは圧縮強度を調査するための圧縮治具の説明図、第
４図は繊維性鉱物の添加量とアーク電圧との関係を表わ
す図（直流溶接機２台並列、電流３００Ａの場合）、第
５図は本発明の中空被覆アーク切断棒の一態様例のａ側
面図およびｂ正面断面図、第６図は本発明切断棒の別の
態様例を示す正面図である。 １：曲げ拾具、２：切断榛、３：炭素鋼パイプ、４：被
覆剤、５：内孔、６：圧縮治具、７：粘着テープ、Ｗ：
荷重。 希′図 第２図 努３図 多３図４ 多４図 多ク図 繁る図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭素鋼パイプの周囲にＳｉＯ＿２，ＭｇＯを主成分
   とする繊維性鉱物１〜１５％を含有するイルミナイト系
   または高酸化鉄系被覆剤が粘結剤により塗装されている
   ことを特徴とする中空被覆アーク切断棒。