JPS6362857A - 耐候性、耐海水性に優れた構造物の施工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、橋梁等の建築物、船舶、タンク等の構造物に
おいて、特に溶接部の耐候性、耐海水性を向上すること
ができる耐候性、耐海水性の優れた構造物の施工法に関
する。

〈従来の技術〉 橋梁等の建築材料、船舶用材料、タンク等は、その使用
される環境から耐候性や耐海水性に優れることが要求さ
れる。

従来、橋梁等の建築材料、船舶用材料、タンク等に用い
られる鋼材は、耐候性や耐海水性を向上するために鋼中
にＰ、　Ｃｒ、　Ｇｕ、　Ｎｉ等の元素を添加すること
が効果的であることが知られている。さらに、これに伴
い、特公昭４９−２５５２７号公報、特開昭５８−５２
４６１号公報で開示されているように、Ｃ：　０．２０
％以下、　Ｓｉ　：　０．６０％以下。

Ｍｎ：１．５０％以下、ＰおよびＳが夫々０．０４％以
下。

Ｃｕ：０．２０〜０．６０％、　Ｃｒ：　０．５０〜３
．０％。

八ｆｆｉ　：　０．：１０〜３．０％、　Ｎｉ　：　０
．２０〜０．５０％を含み残部がＦｅなる構成、または
Ｃ：　０．１０％以下。

Ｓｉ　：　０．７％以下、　Ｍｎ：　０．５〜１．５％
、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：Ｏ，０１％以下、　Ｃｕ：
　０．２〜０．５％。

Ｎｉ　：　０．５％以下、　にｒ：　１．５〜２．５％
を含み残部がＦｃ、さらにこれらの成分にＮ　ｂ　：　
０．０５％以下を含むことからなる構成の耐海水性鋼、
耐候性鋼が知られている。

しかしながら、上記従来技術は、いずれも鋼材自体の組
成を変えるという手段をとっているため、耐候性、耐海
水性の向上には有効であるものの、鋼材の他の特性に悪
影響を及ぼすことがある。例えば、鋼中にＰを含イｒさ
せれば耐候性、耐海水性は向上するが、Ｐの含有率が高
くなると、鋼材が脆化し、圧延したときワレ等を生じ易
くなるため圧延することができなくなり、また溶接性、
溶接部靭性が著しく悪くなる等の弊害か生じる。

従フて、鋼材中のＰ含有率は０．０４ｗｔ％以下と比較
的低い値に抑えられているのが現状であり、そのため、
十分な耐候性、耐海水性を１ニーるには至っていない。

そこで本発明者等は、鋼材本体く母材）の組成はＰ、Ｃ
の含有量を少なく抑えることにより鋼材の靭性および溶
接性を確保するとともに、耐候性および耐海水性に関与
する鋼材表面にｐ、ｃ。

Ｂ、ＣｒさらにはＣｕ、　Ｎｉを所定量含有する消化層
を形成することにより耐候性および耐海水性を向」二す
ることができる鋼材を発明し、既に出願している（特願
昭６１−１５３１８０号）。即ち、この発明は、Ｐ：０
．旧ｗｔ％以下、Ｃ：　０．２　ｗｔ％以下を含有する
鋼材性の表面に、平均濃度がＰ　：０．５〜３５ｗｔ％
、ＣとＢの合計が０．２０〜１０　ｖｔＬ％、および（
：ｒ：０．５〜４０ｗｔ％、またはこれらに加えて（：
ｕ　：　０．０２５〜５　ｗｔ％、Ｎｉ　：　０．０２
５〜５　ｗｔ％の１種または２種の濃化層を厚さ１０−
〜５ｍｍ形成してなることを特徴とする耐候性、耐海水
性および溶接性の優れた鋼材である。

しかしながら、このような鋼材を用いて溶接により接合
した構造物では、その溶接部付近は熱の影習により鋼材
表面の組成が変化し、また溶接に用いる溶接ワイヤー等
の溶着金属の組成によっても鋼材表面の組成が変化する
ので、溶接部付近の耐候性耐海水性がそれほど改みされ
ないという欠点がある。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、特
に構造物の溶接部付近の耐候性、耐海水性を向上するこ
とができる耐候性、耐海水性の優れた構造物の施工法を
提供することにある。

〈発明の構成〉 このような目的は、以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、鋼材を溶接してなる構造物の少なくと
も溶接部付近に、Ｐ　：　０．５〜３５ｗｔ、％、Ｃと
Ｂの合計が１０ｗｔ、％以下、および（：ｒ：０．５〜
４０ｗｔ％を含有する鉄基金属を溶射することを特徴と
する耐候性、耐海水性の優れた構造物の施工法を提供す
るものである。

また、本発明は、鋼材を溶接してなる構造物のルなくと
も溶接部付近に、Ｐ　：　０．５〜３５Ｗ１％、ＣとＢ
の合計が１０ｗｔ％以下、およびＣｒ：０．５〜４０ｗ
ｔ％、さらにＧｕ　：　０．０５〜５　ｗｔ％、Ｎｉ　
：　０．０５〜Ｓｗｔ％の１種または２種を含有する鉄
基金属を溶射することを特徴とする耐候性、耐海水性の
優れた構造物の施工法を提供するものである。

以下、本発明の耐候性、耐海水性の優れた構造物の施工
法について説明する。

本発明は、後述する鋼材を溶接により接合した後、少な
くとも溶接部付近に、Ｐ　：　０．５〜３５ｗｔ％、Ｃ
とＢの合計が１０ｗｔ％以下、および（：ｒ：　０．５
〜４０ｗｔ％、これらにカロえてに１１　：　０．０５
〜５ｗｔ％、Ｎｉ　：　０．０５〜５　ｗｔ％の１種ま
たは２種を含有する鉄基金属を溶射する。

溶射材の組成を上記に限定した理由は次の通りである。

Ｐ含有率が０．５　ｗｔ％未満では溶接部付近の１ｉＪ
Ｎ性、耐海水性が向上せず、また３５ｗ１．％を超えて
も耐候性、耐海水性向」二の効果に伸びがない。

Ｃｒ含打率か０．５　ｗｔ、％未満では溶接部付近の耐
候性、耐海水性が向上せず、また４０ｗｔ％を超えても
耐候性、耐海水性向上の効果に伸びがない。

ＣまたはＢを含有させれば溶接部付近の耐候性、耐海水
性をより向上させることができるが、これらの合計が１
０ｗｔ％を超えても耐候性、耐海水性向上の効果に伸び
がなく、むしろその効果が低下することもある。なお、
ＣとＢは同様の特性を示すため、ＣとＢとは互いに置換
可能である。

従って本発明では、ＣとＢの合計量を１０ｗｔ％以下に
規定すればよく、ＣとＢとの比については特に限定され
ない。

なお、上記Ｐ、Ｃ，Ｈの元素は溶射材をアモルファス化
する作用がある。

本発明においては、溶射材が上記Ｃｒ、　Ｐ、　Ｃ１Ｂ
の元素を上記所定量含率すれば溶接部付近の耐候性およ
び耐海水性の向上が図れるが、これらの元素に加え、必
要に応じてＣｕ　：　０．０５〜５ｗｔ％、Ｎｉ　：　
０．０５〜５ｗｔ、％の１種または２種を含ｆｒさせれ
ば溶接部付近の耐候性および耐海水性のさらなる向上が
図れる。

ここでＣｕ含含率率０．０５　ｗｔ％未満では耐候性お
よび耐海水性のさらなる向上か図れず、５ｗｔ％を超え
ても耐候性、耐海水性向上の効果に伸びがない。

Ｎｉ含有率についても同様、０．０５ｗｔ％未満では耐
候性および耐海水性のさらなる向上が図れず、５ｗｔ％
を超えても耐候性、耐海水性向上の効果に伸びがない。

このような組成の溶射材の形態としては、薄帯、ワイヤ
ー、粉粒体等いかなるものでもよいが、特にアモルファ
ス薄帯による溶射材を用いるのがよい。その理由は、ア
モルファス薄帯は取り扱い作業性が良いとともに、溶射
材中のＰ、Ｃ１ＢおよびＣｒの含有率が高くても材料が
脆くならずアーク溶射ての供試材として用いることかで
きるので、溶射を簡便かつ安価に行うことができるから
である。

また、プラズマ溶射を行う場合には、粉体くまたは粒体
）の溶射材を用いるのがよい。

本発明に用いる鋼材としては、いかなるものでもよく、
従来から建築材料、船舶、タンク等に用いられている一
般的な鋼材、前記特開昭４９−２５５２７号、特開昭５
８−５２４６１号で示される耐海水性鋼、耐候性鋼およ
び前記特願昭６１−１５３１８０号で示される耐候性、
耐海水性および溶接性の優れた鋼材等いかなるものでも
よい。

本発明において使用する鋼材が、例えば特願昭６１−１
５３１８０号で示される鋼材のように、鋼材それ自体が
耐候性、耐海水性を有している場合は、鋼材の溶接部付
近にのみＩｌ「記溶射材の溶射を行えばよい。使用する
鋼材が、従来から建築材料、船舶、タンク等に用いられ
ている一般的な鋼材のように、鋼材それ自体が耐候性、
耐海水性を有していない場合には、溶接部を含む鋼材全
体に１１「記溶射材の溶射を行えばよい。

なお、本発明において「溶接部付近」とは、溶接部およ
びその周囲であって、溶接の熱により組織変化、成分の
拡散などの影響を受ける部分を含む範囲をいう。

〈実施例〉 Ｃｒ：　ＩＯ，１ｗｔ％、Ｐ　：　７．４　ｗｔ％、Ｃ
：　１．８２ｗｔ％、残部Ｆｅなる組成の急冷薄帯（厚
さ２５−）を表１に示す組成の鋼板（厚さ５０ｍｍ）の
表面にスポラトウエルダーにより被着し、この急冷薄帯
をのせた２組の鋼板をアルミナの剥離剤を介して重ね合
せ、４周を溶接して組立てクラッドを作成した。

この組立てクラッドをスラブ加熱温度１０５０℃の条件
にて圧延し、２５ｍｍ厚の鋼板を得た。この鋼板の表面
には、スラブ加熱時の急冷薄帯の溶融および拡散により
平均濃度が（：ｒ　：　２．４　ｗｔ％、Ｐ　：　［，
６胃Ｌ％、Ｃ：　０．４胃Ｌ％の濃化層が形成された。

このような鋼材を、以下の条件にてアーク溶接し、溶接
継手を得た。

開先形状：Ｘ型両面開先 電流　　：８００Ａ 電圧　　：３５Ｖ 溶接速度：　２５　ｃｍ／ｍｉｎ 人熱量　：　６７．２ＫＪ／ｃｍ ワイヤｍ：耐候性鋼用ワイヤー （０，０５％Ｃ−０，５１％５ｉ−１，２１％Ｍ１１−
０．０２１％Ｐ　−０，００６％Ｓ　−０，４４％（：
ｕ　−０，４２％Ｎｉ−０，４９％０ｒ−Ｆｃ）フラッ
クス：溶融型フラックス かくして得られた溶接継手の溶接部付近に、表２に示す
各組成の溶射材（アモルファス薄帯および粉体）を下記
条件にて溶射し試料Ａ−Ｌを得た。

なお、アモルファス薄帯の溶射は■アーク溶射、粉体の
溶射は■プラズマ溶射により行った。

■アーク溶射の条件 電流：１５０Ａ 電圧＝３０■ エアー＝４にｇｒ／ｃｒｎ２．　１．５ｍ３７ｍ１ｎス
プレーレート：４にｇ／ｈｒ ■プラズマ溶射の条件 プラズマダイン５Ｇ１００ガン使用 粉体粒径：４４〜８８戸 電流：　８００Ａ 電圧：４０Ｖ ガス Ａｒ：５０にｇｆ／ｃｔｘ” Ｈｅ　：　５０にｇｆ／ｃｍ２ ８射距離：９０〜１００ｍｍ スプレーレート：４にｇ／ｈｒ また、比較のために、前記溶接継手の溶接部付近にＡｉ
Ｌをアーク溶射した試料Ｍおよび溶射を行わなかった試
料Ｎを作成した。

これらの試料ＡＮＮについて、工業地帯、海浜地帯およ
び田園地帯において５年間の暴露試験を行い、溶接部付
近の腐食量の大小により耐候性を評価した。その結果を
表３に示す。

表３の結果から明らかなように、本発明法による試料Ａ
〜■は、いずれも比較例の試料に比べ腐食量が著しく少
なく、溶接部付近の耐候性、耐海水性に優れていること
がわかる。

表　１　母材の組成　　　　　　　（ｗｔ％）表　２　
溶射材の組成 （注）アンダーラインは本望す１の要件から外れたもの
を示す表　　３　　腐　　食　　量　　　　（ｍｇ／ｃ
ｍ２）〈発明の効果〉 本発明の耐候性、耐海水性の優れた構造物の施工法によ
れば、構造物の少なくとも溶接部付近に、Ｐ　：　０．
５〜３５胃Ｌ％、ＣとＢの合計が１０ｗｔ％以下および
Ｃｒ　：　０．０５〜４０　ｗｔ、％、またこれらに加
えてＣｕ　：　００．５〜５　ｗｔ％、Ｎｉ：０．０５
〜５ｗｔ％の１種または２種を含有する鉄基金属を溶射
することにより、構造物の耐候性、耐海水性、特に溶接
部付近の耐候性、耐海水性を向上することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼材を溶接してなる構造物の少なくとも溶接部付
   近に、Ｐ：０．５〜３５ｗｔ％、ＣとＢの合計が１０ｗ
   ｔ％以下、およびＣｒ：０．５〜４０ｗｔ％を含有する
   鉄基金属を溶射することを特徴とする耐候性、耐海水性
   の優れた構造物の施工法。
2. （２）鋼材を溶接してなる構造物の少なくとも溶接部付
   近に、Ｐ：０．５〜３５ｗｔ％、ＣとＢの合計が１０ｗ
   ｔ％以下、およびＣｒ：０．５〜４０ｗｔ％、さらにＣ
   ｕ：０．０５〜５ｗｔ％、Ｎｉ：０．０５〜５ｗｔ％の
   １種または２種を含有する鉄基金属を溶射することを特
   徴とする耐候性、耐海水性の優れた構造物の施工法。