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常温金属溶射技術

概要

「金属溶射」とは鋼材の腐食を防止する古典的な技術であり、大気中で安定化する酸化物を生成する亜鉛やアルミニウムなどの金属を溶融して、塗料のように鋼材表面に吹付けて皮膜を形成させ、それらの吹付けられた金属皮膜が大気中で安定な保護皮膜となり、素地である鋼材を腐食から守る防錆処理の一つである。
溶射金属を溶融する熱源によって金属溶射技術を分類すると、図1に示すとおりである。常温金属溶射技術は、電気エネルギーを適用したアーク溶射で、溶射金属は溶線式(ワイヤー)として用いる方法として位置付けられる。
溶射皮膜は素地である鋼材表面に対して物理的な投錨効果で付着するものであり、素地調整にはブラスト処理が不可欠となり、溶融金属は高温であることから、従来は工場における施工が一般化していた。常温金属溶射技術では金属を融点で溶融させた後、図2に示すように、吹付けガンのノズル回りに設けられたスリットから大量の空気を送り込んで、溶融金属を常温にして素地である鋼材表面へ吹付ける新たな技術である。
2005年(平成17年)4月に発行された(社)日本道路協会編「鋼道路橋塗装・防食便覧」においては、溶射金属の種類に「亜鉛・アルミニウム擬合金」を用いる金属溶射として、常温金属溶射技術が位置付けられている。
特に、亜鉛とアルミニウムを分けて溶融させた後、ノズルの先で混合して固溶していない擬合金を生成している。この擬合金によって構成される溶射皮膜は、長期間にわたって優れた防錆効果を示すことが確認されている。また、常温での作業が可能で施工における安全性が向上しており、素地調整としてはブラスト処理が必須ではなく、電動工具による除錆を施した上に粗面形成材を塗付することにより、長期間にわたる溶射皮膜の付着性や優れた防錆効果を確保できることが確認されている。したがって、板厚が薄い場合や小型部材であっても、ブラスト処理や熱影響による歪が生じ難く、大規模な施工機械を用いないことから、安全な現場施工が可能である。

施工手順

① 準備作業 ・足場架設 ・周辺養生 等
② 素地調整 ・除錆 ・脱脂 等
③ 粗面化処理 ・粗面形成材の塗付
④ 溶射施工 ・常温金属溶射
⑤ 封孔処理 ・封孔処理材の塗付
(上塗塗装) ・設計仕様に準じた塗料の塗付
⑥ 検査・確認 ・外観 ・膜厚 等

研究成果の公表

  1. ''Application of a new metal spraying system for steel bridge Part2 Evaluation of the system and real construction'':IABMAS'04 Second International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management, October 18-22 2004, Kyoto Japan
  2. ''Application of a new metal spraying system for steel bridge Part1 An outline'':IABMAS'04 Second International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management, October 18-22 2004, Kyoto Japan
  3. ''常温溶射における最適溶射条件について'':(一社)日本鋼構造協会第27回鉄構塗装技術討論会,平成16年10月
  4. ''LCCと環境負荷の低減を目指す常温金属溶射システム'':防錆管理 V0l.49, No3,(一社)日本防錆技術協会,平成17年3月
  5. ''Application of a new metal spraying system for steel bridge Part3 A report on 9 or13 years' experience with the spraying system'':IABMAS'06 Third International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management, July 16-19 2006, Port Portugal
  6. ''溶射金属材料の種類と防食機構'':(一社)日本鋼構造協会第30回鉄構塗装技術討論会,平成19年10月
  7. ''Application of a new metal spraying system for steel bridge Part4 Reference product service life for the system'':IABMAS'08 Fourth International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management, July 13-17 2008, Seoul Korea
  8. ''Application of a new metal spraying system for steel bridge Part5 Analysis and the corrosion prevention mechanism of the system'':IABMAS'10 Fifth International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management, July 11-15 2010, Philadelphia PA USA
  9. '' Application of a new metal spraying system for steel bridge Part6 Life-cycle cost estimation of a new metal spraying system for steel bridges'':IABMAS'12 6th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management, July 8-12 2012, Como Italy
  10. ''溶射金属材料の種類と防食機構 -海浜暴露試験 15.5年評価結果―'':(一社)日本鋼構造協会第39回鉄構塗装技術討論会,平成28年10月

※論文の詳細は、マニュアルの巻末をご参照下さい。

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