JPH07502071A - 金属表面の防食 - 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】 金属表面の防食 本発明は金属表面の防食に関する。

本発明によると、表面にガラス質のエナメルの被膜を与える工程と、このエナメ ルに微粒化保護金属もしくは合金を吹付けて（ｓｐｒａｙｉｎｇ）、エナメル上 に保護金属もしくは合金の被膜を形成する工程とを含む金属表面の保護方法を提 供する。

本発明はその金属表面の少なくとも一部がガラス質エナメルによって被覆され、 エナメル被膜が次に保護金属もしくは合金の吹付は塗（ｓｐｒａｙ−ｃｏａｔｉ ｎｇ）によって被覆された製品又は構造体をも提供する。

製品又は構造体が不利な気候条件、特に海洋条件下で長期間作用する必要がある 場合に、腐食は主要な障害である。典型的な場合は海洋上の石油掘削プラットホ ーム及び船舶の場合である。

海洋上の石油掘削プラットホームの場合には、特に水線の近く及びスプラッシュ 帯（ｓｐｌａｓｈ　ｚｏｎｅ）において構造体が弱められる可能性がある。構造 体の塗装（ｐａｉｎｔｉｎｇ）だけでは充分な保護ではなく、危険な領域におけ る腐食を減するために、亜鉛の犠牲陽極がしばしば用いられる。防汚塗料の使用 にも拘わらず、フジッボ等の付着（ｂａｒｎａｃｌｅ）の形成は、彼又は水流に よって生ずる構造体上の抗力（ｄｒａｇ）を高めるので、さらに問題を惹起する 。

同様な問題が船舶に関しても生ずるが、防汚塗料の自由な使用と、検査が比較的 簡単であることがこの問題を幾らか軽くする。

腐食問題の他の多くの解決法が、銅−ニッケル又は他の耐食性金属によるクラツ ディングを含めて、試みられてきた。これは組合せ体の海水側に、フジッボ等の 付着にとって有害である耐食性表面とそれによる永久的防汚性とを与えるという 特別な利点を有する。残念ながら、銅−ニッケルと鋼は海水の存在下では化学電 池を形成し、銅−ニッケルの貫通（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）が生ずるならば、 鋼の重度な腐食が生ずる。このような貫通を防止し、化学電池の成分を分離させ るためにゴムの中間層を用いることができるが、このゴム中間層は、有効である ためには、厚（なければならず、そのために高価であり、嵩ぼるものとなる。

本発明による方法は鋼構造体を薄い、安価な電気絶縁層によって鋼構造体から分 離される、例えば銅−ニッケルによって被覆し、それによって鋼構造体を必要な 部位において防食し、同時に防汚性を与えることを可能にする。

さらに詳しくは、この方法は鋼構造体の一部をガラス質エナメルの第１被膜と金 属噴霧として塗布される耐食性金属もしくは合金の第２被膜とから成る二重被膜 で被覆する工程を含み、ガラス質エナメルの第１被膜は鋼表面上を流れて、それ に結合するような温度に加熱され、その組成のガラス質エナメルは金属もしくは 合金の第２被膜の吹付は温度において軟化し、粘稠になり、耐食性金属もしくは 合金の吹付は塗がガラス質エナメルに結合するが、吹付けられた金属の微粒子が ガラス質エナメルを完全には貫通しない効果を有するように選択される。耐食性 金属の吹付は塗はサーマルスプレーガン（ｔｈｅｒＩＩｌａｌ　５ｐｒａｙ　ｇ ｕｎ）、プラズマアーク吹付け（ｐｌａｓｍａ　ａｒｃ　５ｐｒａｙ）又は耐食 性金属の微粒化溶融物からの吹付けを用いる金属吹付けによって施すことができ る、或いは英国特許第１６０５０３５号に述べられた同時吹付はピーニング（ｓ ｐｒａｙ　ｐｅｅｎｉｎｇ）方法を用いることができ、後者の場合には制御され た内部応力を有する、孔の無い滑らかな外面を得ることができる。

ガラス質エナメル化は周知の、非常に用いられている方法であるが、ガラス質エ ナメル化と金属吹付は被覆又は同時吹付はピーニングとの組合せが海洋防食の分 野において特別の、予せ外の利益をもたらす。

大きな構造体の場合の防食の多くは現場で行わなければならない。これらの場合 には、本発明を用いて、大きい表面の通常のガラス質エナメル化と同様に塗装に よって又はより頻繁には吹付けによってエナメルフリットを鋼に塗布することが できる。次に、高周波誘導ヒーターによって又はサーマルトーチもしくはプラズ マトーチを用いて、エナメルを１ＩＩＩ＃Ｉ造体の表面に融合させる。エナメル の厚さは典型的に１００〜５００μｍの範囲内である。海洋用途のためには、こ の範囲の上端のエナメル厚さ、さらには１ｍｍまでのエナメル厚さを用いること が好ましい。

ガラス質エナメルは、鋼に良好に接着し、かつ本発明の利点である、良好な耐熱 サイクリング性を生ずるように、常に細心に配合する。ガラス質エナメルは鋼上 に硬質の耐食性かつ電気的絶縁性の被膜を与える。これは圧縮時にも強く、例え ば銅−ニッケルのような、１〜５ｍｍの延性金属によって被覆された場合には特 に、船舶、ツール等による偶発的な衝突に耐えることができる。

エナメル化鋼に塗布される次の層は耐食性金属、好ましくは銅−ニッケルの吹付 は塗である。エナメル化表面はスプレーガンの使用によって及びエナメルに高速 度で衝突する高温金属粒子の吹き付けによって加熱される。これらの高温では、 エナメルは比較的軟質であるので、金属噴霧の初期粒子はガラス質エナメルの外 皮を部分的に貫通し、この外皮に付着する。金属噴霧の残りの粒子は堆積して、 典型的に厚さが１〜５ｍｍである層を形成する。

上記金属被膜は耐食性、防汚性であり、エナメルに強（接着するが、比較的孔質 であり、典型的な孔度は５％であり、外側表面はややざらざらしている。

被膜の孔度、外面のざらざら及び内部応力の大きな減少は、吹付けられる金属被 膜の少なくとも最後の部分のけ着に関する英国特許第１６０５０３５号に開示さ れる同時吹付はピーニング方法を用いて、達成されることができる。典型的な取 り合わせ（ａｒｒａｇｅｍｅｎｔ）では、最初の１ｍｍは銅−ニッケルの通常の 噴霧付着から成り、次の２ｍｍ厚さは銅−ニッケルの吹付はピーニングされた付 着物から成る。

鋼構造体上のこのような複合被膜は比較的安価に施すことができ、嵩ぼらず、高 度の防食を与え、偶発的な損傷に耐性である。

被覆が剥離された部位の修理は損傷部位に上記プロセスを繰り返すことによって 実施される。エナメルが古い金属吹付は塗に接着し、新しい金属吹付は塗がエナ メルにも接着するので、新たに塗布されるエナメルの一部が既存の吹付は金属被 膜の一部を覆うという事実は重要ではない。

エナメルの組成は、金属吹付は温度、典型的には９００℃において、エナメルの 外皮が軟化し、吹付けられる金属による外皮の部分的な貫通が起こり、良好な接 着が生ずるように選択される。金属噴霧の粒子がガラス質エナメルを貫通して、 下方の鋼構造体に接触し、これが絶縁レベルの著しい局部低下を生ずるほど、エ ナメルは軟質であってはならない。これは重大なリスクではないが、回避するこ とが最善である。

エナメル層の貫通を減する１方法は、低い微粒化圧力を用いることである。これ は粒子速度を減じ、それによって貫通を減する効果を有する。上記ガラス實エナ メルが広い軟化範囲を有するガラス質物質であることは理解されよう。このよう な物質は室温において強力であり、鋼に強度に接着し、塗布金属の吹付は温度に おいて比較的軟質であって吹付は粒子の部分的貫通を可能にし、良好な絶縁性を 有し、高温において安定である。エナメルの組成はエナメルの塗布と構造体の予 定用途との温度及びその他の条件に関するそれぞれの特殊な環境に適するように 注意して選択する。

上記操作は特に、海洋条件下での保護のための銅−ニッケル吹付は塗に関して述 べたが、同操作が銅−ニッケル以外の金属と合金に対しても使用できることは理 解されよう。この複合構造体は防食が重要である、海洋環境以外の状況において も有利に使用可能である。この複合構造体は、例えば金属被膜を導電性面／基体 から絶縁する必要がある場合に、例えば、電流が通過する時に加熱される重質印 刷回路板及び抵抗性被膜として用いることもできる。金属被膜を覆うために、吹 付は金属の頂部に第２エナメル被膜を供給することによって、金属被覆を保護す ることができる。

本発明による方法と製品を添１（概略図に説明する：図１はエナメル化表面に実 質的に同時に金属を吹付は及びピーニングする原理を例示する装置の１形式を示 す： 図２は生成する構造体の断面図を示す。

￥備工程では、鋼プレート１０をエナメルフリットによって被覆し、このエナメ ルフリットをオキシアセチレン炎によって加熱し、エナメルを鋼の高温表面上に 流動させ、鋼表面に強度に接着させる。この目的に適した、適当なエナメルスリ ップの１種はＦｅｒｒｏ（英国）社から供給される下塗り用Ｗ８６３．４０であ る。エナメル層１１と鋼表面とがまだ高温であるときに、図１に示すように、エ ナメル表面」二に７ユラウド１２を置き、このシュラウド内でワイヤー供給アー クスプレーガン１３から銅−ニッケルをエナメルの高温表面上に吹付けて、３ｍ ｍ厚さの銅−ニッケル層を形成する。ガン１３は吹付けられる金属の成分のワイ ヤー１４を用いる、標準の設計のものであるが、この場合には銅−ニッケルの酸 化を避けるために空気の代わりに窒素を供給し、シュラウドは窒素を必要な範囲 に限定するように作用する。このシュラウドには、吹付けられた金属の表面にピ ーニングショットを衝突させるピーニングガン１５のノズルも含まれる。このシ Ｍットは回収と再循環のためにシュラウドの下縁にチェーン１６によって保留さ れる。

この実施例の操作は、ピーニングなしに約２秒聞咎位置に吹付け、次に約１０秒 間開時に吹付けかつピーニングすることであった。これはピーニングフートプリ ント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）”の長さを、進行する鋼プレートの移動方向におい て付着“フートプリント“より短くし、付着“フートプリント”に遅れて２秒後 に形成することによって連続的に実施した。最初の２秒間の塗布中に金属噴霧は （４）においてエナメルを部分的に貫通し、ピーニングを受ける前に、約０．５ ｍｍの吹付は付着層を積層した。これに続く同時の吹付けとピーニングは滑らか な外面を有する銅−ニッケルの高密度の無孔層を生じた。

生成する層状形成は、融合ガラス賞エナメル層１１によって被覆された鋼プレー ト１０を示す図２に説明する。銅−ニッケル層１７はエナメルの頂部に吹付は付 着させた。銅−ニッケル付着層の最初の部分の粒子はエナメルを部分的に貫通す るが、高温では軟い状態であり、エナメルと強い結合を形成した。付着層の残り の部分は同時にピーニングされ、内部応力の非常に小さい、銅−二・ソケルの緻 密な外層を生じた。銅−ニッケル面は優れた耐海水性を有し、永久的に防汚性で ある。銅−ニッケル付着層は緻密であり、外面は滑らかである。さらに、同時吹 付はピーニング方法を用いた、吹付は金属の付着は低い圧縮内部応力を有する銅 −ニッケル外面を生じて、複合被膜の偶発的損傷と歪みとによって生ずる剥落の 危険性を減する。

補正書の翻訳文提出書 平成　５年１２月７０日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．表面にガラス質エナメルの被膜を与える工程と、このエナメルに微粒化保護 金属又は合金を吹付けて、エナメル上に保護金属又は合金の被膜を形成する工程 とを含む金属表面の保護方法。
2. ２．エナメル上に保護金属又は合金を吹付ける間、エナメルを加熱して、粘稠に する請求項１記載の方法。
3. ３．保護金属又は合金を塗布した直後に、保護金属又は合金がまだ高温であると きに、保護金属又は合金の少なくとも表面部分において吹付けピーニング操作を 実施する請求項１又は２に記載の方法。
4. ４．保護金属又は金属合金が銅−ニッケルである請求項１〜３のいずれかに記載 の方法。
5. ５．吹付け金属の頂部上にガラス質エナメルの第２被膜を塗布する請求項１〜４ のいずれかに記載の方法。
6. ６．その金属表面の少なくとも一部がガラス質エナメルによって被覆され、エナ メル被膜が次に保護金属又は合金の吹付け塗によって被覆された製品又は構造体 。
7. ７．保護金属又は合金が銅−ニッケルである海洋用途のための請求項６記載の構 造体。
8. ８．保護金属の表面をピーニングする請求項６記載の製品又は構造体。