JPH1128574A - チタンシートによる金属基材の被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チタンシ−トのための押さえ板、またＬ字形
のチタン金属製固定部材を使用せず、チタンシ−トを確
実に、容易に、作業性良く、また密封性に優れたチタン
シ−トによる金属基材の被覆方法を提供する。 【解決手段】 金属基材１の表面に被覆用チタンシート
を固定する固定用チタンシート３を止着し、該固定用チ
タンシート３上両側に相隣接する一方の被覆用チタンシ
ート２の端部と他方の被覆用チタンシート２ａの端部を
重ねて配設し、該一方の被覆用チタンシート２と該他方
の被覆用チタンシート２ａをシーム溶接５によりそれぞ
れ連続的に溶接して該固定用チタンシート３に固定する
か、又は止着した前記固定用チタンシート３上に一方の
被覆用チタンシート２の端部を重ねて配設し、シーム溶
接により連続的又は断続的に溶接して固定し、該一方の
被覆用チタンシート２の端部上に他方の被覆用チタンシ
ート２ａの端部を重ねて配設し、シーム溶接５により連
続的に溶接して固定することを特徴とするチタンシ−ト
による金属基材の被覆方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チタンシ−トによ
る金属基材の被覆方法に関するものであり、主として厳
しい腐食環境に曝される海洋構造物、橋梁、各種プラン
ト等の鋼構造物の防食のため施される金属ライニングに
属し、特に海洋構造物の干満帯、飛沫帯をメンテナンス
フリ−で有利に防食・防汚する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記鋼構造物の防食や防汚は従来、有機
・無機系塗料の塗装によるものが一般的であったが、数
年毎に危険作業を伴う塗り替えが必要となるとともに不
経済であるため、最近は厳しい腐食環境に曝される構造
物等にはメンテナンスフリ−で防食品質を長期に渡って
維持できる金属ライニングが採用されてきている。特に
海洋構造物の干満帯、飛沫帯は塩水による厳しい腐食環
境に曝され、また塗り替えが不可能であるため、従来法
のエポキシ樹脂等の重防食に替えて金属ライニングを適
用すると極めて有利となる。この金属ライニングは銅、
銅合金、ステンレス、チタン、モネル等の耐蝕性・防汚
性に優れた金属を薄いシ−ト状にしたものを構造物の金
属基材表面に被覆するものであるが、これらの金属は高
価であるため鉄と貼り合わせたクラッド鋼を用いる場合
も多い。前記の金属のうちチタンは機械的強度、耐蝕
性、防汚性の特性が優れており防食寿命１００年以上を
期待できるといわれ被覆材として最も適したものと評価
されており、海洋構造物の金属ライニングに採用実績が
増えてきている。

【０００３】本発明はこのチタン金属のシ−ト（チタン
シ−ト）の金属基材への被覆手段に関するものである。
チタンシ−トは一般的に用いられる構造物の金属材質は
鉄であるため直接溶接することは極めて難しく、特殊な
溶接法で溶接できたとしても溶接部はチタンと鉄の合金
となって強度、耐蝕性を損なう。チタンシ−トを金属基
材に被覆する手段としては爆発接合や接着剤を用いて物
理的に接合する方法がある。（特願平５−３３９０１
５、特願平６−２５９７）しかし、これらの方法では爆
薬の取扱いの危険性や接着剤の耐久性に課題があった。
最近は高価なチタンを節約するため鉄を母材としたチタ
ンクラッドが注目され、このチタンクラッドの被覆に関
する多くの技術が開示されている。チタンクラッドを用
いると高価なチタンを薄肉にできるためチタンの材料費
が節約できる。また、金属基材の鉄に対してクラッド母
材が同じ材質の鉄であるため溶接可能となるが、以下の
課題があった。すなわち、チタンクラッドの製造コスト
が高い、また肉厚が厚くなり重くなって取扱いが困難に
なるとともに被覆する金属基材の形状が変化している場
合、なじみにくく被覆作業が困難となる。

【０００４】これらの課題を解消する対策として、出願
人は特開平７−２７９１９１に開示されている「金属基
材の表面に金属シ−トを貼り付ける方法」を提案してい
る。これは図１０、図１１に示すように、チタンシ−ト
１０の外周端に位置する金属基材１の表面にチタンクラ
ッドからなるシ−ト枠材１１の鉄の部分を溶接してお
き、このシ−ト枠材１１のチタン表面にチタンシ−ト１
０を重ねて配置し、隅肉溶接またはインダイレクトシ−
ム溶接１２によりチタンシ−ト１０を被覆するものであ
る。前記のチタンクラッドからなるシ−ト枠材１１を介
してチタンシ−ト１０を被覆する方法は、チタンの材料
費を低減することができる効果があるが、作業が煩雑と
なり、また、被覆したチタンシ−ト１０と金属基材１の
表面にシ−ト枠材１１の厚さ分（ｔ）隙間が生じるた
め、この隙間には粘着材や接着材１３を充填する充填量
が多くなって材料費が高くなるとともに作業が煩雑であ
る難点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる難点を解消する
技術として、出願人は金属基材へのチタンシート被覆方
法を開発し、特願平９−８５５７１号として出願してい
る。特願平９−８５５７１号は、図７（特願平９−８５
５７１号の図面の図１）に示すように、金属基材１の表
面に配設したチタンシ−ト１０の端部を押さえ板１４で
金属基材１に固定し、その外側にチタンカバ−１５によ
り前記押さえ板１４を覆い、且つチタンシ−ト１０に重
ねて配設し、チタンカバ−１５とチタンシ−ト１０の重
ね部をローラー電極１６ａ、１６ｂによる溶接機１６に
よりシ−ム溶接１２により溶接する金属基材へのチタン
シ−ト被覆方法である。このチタンシ−ト被覆方法は、
チタンシ−ト１０を金属基材１に固定するため押さえ板
１４を用い、チタンシ−ト１０の外に密封するためチタ
ンシ−ト１０を覆うチタンカバ−１５を用意する必要が
ある。そして、押さえ板１４を金属基材１に固定する手
段としてボルト止めや溶接等の様々な態様を開示してい
るが、これらの固定手段はあらかじめ金属基材、押さえ
板にボルト穴を開けて位置決めしたり、煩雑な溶接作業
を要した。

【０００６】また、特願平９−８５５７１号における別
の態様として、図８、図９（特願平９−８５５７１号の
図面の図５、図６）に示すように、金属基材１の表面に
Ｌ字形のチタン金属製固定部材１７を固定し、該固定部
材１７の垂直片１８に端部を直角に折り曲げたチタンシ
−ト１０の折り曲げ部１０ａ，１０ｂを隣接させて配設
し、一対のロ−ラ−電極で前記垂直片１８とチタンシ−
ト１０の折り曲げ部１０ａ，１０ｂを挟み、ロ−ラ−電
極を押圧走行させてシ−ム溶接１２より垂直接合片１９
を形成した後、図９のように、この垂直接合片１９を金
属基材１側に再度折り曲げることを特徴とする金属基材
へのチタンシ−ト被覆方法である。Ｌ字形のチタン金属
製固定部材１７が金属基材１の外方に突出し、障害とな
ることがあるため、Ｌ字形のチタン金属製固定部材１７
と、接合したチタンシート１０とを一体的に折り曲げる
際、チタンシート１０にシワが生じて美観を損なうとと
もに集中応力が発生しやすい課題があった。

【０００７】本発明は、これらの先行技術におけるチタ
ンシ−トを金属基材に固定するための押さえ板、または
Ｌ字形のチタン金属製固定部材を使用せず、チタンシ−
トを容易に、作業性良く行い、しかも平坦で密封性に優
れたチタンシ−トによる金属基材の被覆方法を提供する
ことを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記従来技術の
課題を解決し、目的を達成するため以下の構成とする。
本発明のチタンシ−トによる金属基材の被覆方法は、金
属基材の表面に被覆用チタンシートを固定する固定用チ
タンシートを止着し、該固定用チタンシート上両側に相
隣接する一方の被覆用チタンシートの端部と他方の被覆
用チタンシートの端部を重ねて配設し、該一方の被覆用
チタンシートと該他方の被覆用チタンシートをシーム溶
接によりそれぞれ連続的に溶接して該固定用チタンシー
トに固定するか、又は止着した前記固定用チタンシート
上に一方の被覆用チタンシートの端部を重ねて配設し、
シーム溶接により連続的又は断続的に溶接して固定し、
該一方の被覆用チタンシートの端部上に他方の被覆用チ
タンシートの端部を重ねて配設し、シーム溶接により連
続的に溶接して固定することにより構成される。

【０００９】また、本発明のチタンシ−トによる金属基
材の被覆方法は、金属基材の表面に、相隣接する一方の
被覆用チタンシートの端部を直接的に止着し、該一方の
被覆用チタンシートの端部上に他方の被覆用チタンシー
トの端部を前記止着部を覆うように重ねて配設し、該他
方の被覆用チタンシートをシーム溶接により連続的に溶
接して前記一方の被覆用チタンシートに固定することに
より構成される。

【００１０】また、本発明のチタンシ−トによる金属基
材の被覆方法において、被覆用チタンシートの両端の中
間の位置において、予め金属基材の表面に被覆用チタン
シートを固定する固定用チタンシートを止着しておき、
該被覆用チタンシートをシーム溶接により連続的に、又
は断続的に溶接して該固定用チタンシートに固定する場
合がある。被覆用チタンシートの両端の中間の位置にお
ける固定用チタンシートへの固定は、被覆用チタンシー
トの端部の固定用チタンシートへの固定、又は金属基材
の表面への固定とどちらか一方を先行して、或いは双方
を同時的に行う。

【００１１】本発明において、金属基材の表面への固定
用チタンシート、又は被覆用チタンシートの止着を、ピ
ンの釘着、又はねじの螺着によることができる。ここ
で、ピンの釘着は、特殊なピン又はビスを専用のエヤー
ガン等を用いて金属基材に直接打ち込むことが可能なエ
ヤーガン等によるピン、或いはビスの釘着、またねじの
螺着はドリリングタッピンねじ等による螺着によること
ができる。また、本発明において、被覆用チタンシート
を固定用チタンシートにシーム溶接により固定する場
合、又は相隣接する一方の被覆用チタンシートの端部と
他方の被覆用チタンシートの端部を重ねて配設してシー
ム溶接により相互に固定する場合、溶接部位に的確に通
電させて確実な溶接線を得るため前記固定用チタンシー
トの下面に、又は前記の重ねて配設する下方の被覆用チ
タンシートの重ね部における下面に接してチタンシート
より電気伝導性の良いシート状の材料を配設しておくこ
とが好ましい。

【００１２】本発明において、金属基材の表面に被覆用
チタンシートを固定した後、被覆用チタンシートの密着
性と防食性能を高めるため該金属基材の表面と該被覆用
チタンシ−ト裏面の空間内の空気を吸引孔を設けて排出
することが好ましい。この吸気孔は金属基材と被覆用チ
タンシートとのいずれの側に設けてもよく、また双方に
設けてもよい。前記の特願平９−８５５７１号に詳しく
開示されているので参照すればよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態につき、図面を
参照して説明する。図１において、金属基材１の表面に
エヤーガンによってピン（或いはビス）４により固定用
チタンシート３を止着する。この固定用チタンシート３
上に長手方向に沿って、被覆用チタンシート２をシーム
溶接５により連続的に固定する。固定用チタンシート３
の両側に沿って、相隣接する双方の被覆用チタンシート
２、２ａが固定される。被覆用チタンシート２と固定用
チタンシート３との間においては、外界に対して完全な
る密封関係が確保される。本例では、被覆用チタンシー
ト２の中間の位置において、金属基材１の表面にエヤー
ガンによってピン（或いはビス）４により固定用チタン
シート３ａを止着しておき、この固定用チタンシート３
ａ上に長手方向に沿って、シーム溶接５により連続的、
或いは断続的に被覆用チタンシート２を固定する。被覆
用チタンシート２が広幅になると、幅方向の中間位置に
おいて、１個所、或いは数個所で、かかる方法で被覆用
チタンシート２を金属基材１に対して固定することが好
ましい。本例でのチタンシートの厚み０．３〜１．０ｍ
ｍ、幅約３００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度のものを使用す
る。幅が狭いものについては、請求項２記載の中間に固
定用チタンシートを設けることを特に限定していない方
法を用い、広幅のものについては請求項３記載の中間に
固定用チタンシートを配置する方法を用いることが好ま
しい。

【００１４】図２において示す例は、図１の場合とは、
金属基材１の表面に固定した固定用チタンシート３上に
固定した被覆用チタンシート２に対して相隣接すべき被
覆用チタンシート２、２ａを相互に重ねてシーム溶接に
より固定する点が異なる。図２において、金属基材１の
表面にエヤーガンによってピン（或いはビス）４により
固定用チタンシート３を止着する。この固定用チタンシ
ート３上に長手方向に沿って、一方の被覆用チタンシー
ト２をシーム溶接５により連続的に又は断続的に固定す
る。この一方の被覆用チタンシート２の端部上に、他方
の被覆用チタンシート２ａの端部を重ねて配設し、シー
ム溶接５により連続的に溶接し、一方と他方の被覆用チ
タンシート２、２ａの相互間で密封を保って固定する。
本例においても、被覆用チタンシート２に吸気孔６を開
け、空気を排出し、被覆用チタンシート２を金属基材１
に密着固定させる。これにより、被覆用チタンシート２
による金属基材１の被覆、保護に一層完全となる。

【００１５】図３に示す例は、一方の被覆用チタンシー
ト２を直接的に金属基材１に止着固定する場合である。
図３において、金属基材１の表面に、相隣接すべき一方
の被覆用チタンシート２の端部を直接的に止着する。他
方の被覆用チタンシート２ａの端部を一方の被覆用チタ
ンシート２の端部上に重ねて配設する。他方の被覆用チ
タンシート２ａをシーム溶接５により連続的に溶接して
一方の被覆用チタンシート２に固定する。本例において
も、被覆用チタンシート２の中間の位置においては、金
属基材１の表面にピン４により固定用チタンシート３ａ
を止着しておき、この固定用チタンシート３ａ上に長手
方向に沿って、シーム溶接５により連続的、或いは断続
的に被覆用チタンシート２を固定する。なお、図１〜図
３の例で、金属基材へのチタンシートの止着には、ドリ
リングタッピンねじを用いてもよい。この場合は高速ド
ライバーを用いて金属基材にねじ込ませるため大きなア
ンカー力が発揮できる。

【００１６】図４は、金属基材１の表面上に固定用チタ
ンシート３、３ａをピン（或いはビス）４で釘着、或い
はねじで螺着する場合のピン４、或いはねじの取付け位
置の態様を示す図である。

【００１７】図５（イ）は、固定用チタンシート３を金
属基材１に固定するピン（或いはビス）４および座金８
を示す。ピン４は材料として高硬度鋼等を用い、専用の
エヤーガンを使用して金属基材１に打ち込むことができ
る。例えば、（株）シュナイダージャパンから販売され
ているエアロスミス社の「コンストラクションツール」
を使用することができる。座金８は、（イ）に示すよう
に、碗形、或いは山形の形状をしたものを用いるのが望
ましい。本例では、首下にＲ部を有するピンを用いる
が、ピンの釘着の際、前記座金を使用することにより、
ピンは座金８を介してチタンシートを金属基材１に広面
積で押圧固定できる。特に、図５（イ）の碗形、或いは
山形の形状を有する座金は、ピンの釘着時に生じる金属
基材の肉の盛り上がりを収容し、座金８を介してのピン
とチタンシートの金属基材１への確実な押圧を確保でき
る。図５（ロ）はドリリングタッピンねじの例である。
ドリリングタッピンねじを用いると、ねじ部でアンカー
力をより強固にできる。

【００１８】図６（イ）は、図１におけるように、被覆
用チタンシート２を固定用チタンシート３にシーム溶接
５により固定する場合、シーム溶接３をする個所の固定
用チタンシート３の下面に接してチタンシートより電気
伝導性の良いシート状の材料を配設しておくことを示
す。また、図６（ロ）は、図３におけるように、相隣接
すべき一方の被覆用チタンシート２の端部と他方の被覆
用チタンシート２ａの端部を重ねて配設してシーム溶接
により相互に固定する場合、被覆用チタンシート２の端
部と被覆用チタンシート２ａの端部との重ね部における
下方の被覆用チタンシート２の下面に接してチタンシー
トより電気伝導性の良いシート状の材料を配設しておく
ことを示す。ここで、チタンシートより電気伝導性の良
いシート状の材料とは、例えば銅シート９等がある。こ
のように、チタンシートより電気伝導性の良いシート状
の材料、例えば銅シートを配置するのは、シーム溶接す
る場合に、被覆用チタンシート２と固定用チタンシート
３間、また一方の被覆用チタンシート２と他方の被覆用
チタンシート２ａ間において、図示のごとく両シートの
界面を横切って溶接電流を通過させ、良好なるシーム溶
接を可能とするためである。銅シートが存在しないと、
上方のチタンシート内に電流が多く流れ、溶接効率が低
下する。従って、図１〜図３の例において、チタンシー
トのシーム溶接部の下側には例えば銅シートを設置する
ことが好ましい。

【００１９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば
厳しい腐食環境に曝される鋼構造物に対して、優れた耐
蝕性を発揮できるチタンシ−トを金属基材表面に適宜間
隔で確実に固定して高品質に密着被覆できるため構造物
の耐久性の向上に大いに寄与するとともに、薄い厚さの
チタンシ−トが使用でき、被覆作業も容易に、且つ能率
よく行うことができるため、高価なチタン材料費の低減
および被覆作業費の低減等大きな経済効果を奏する。ま
た、先行技術におけるチタンシ−トを金属基材に固定す
るための押さえ板、またはＬ字形のチタン金属製固定部
材を使用せず、固定用チタンシート又は被覆用チタンシ
ートを直接金属基材にピン又はドリリングタッピンねじ
で止着して被覆するため、チタンシートを確実に、容易
に、作業性良く、金属基材の表面に密封被覆し、密着固
定することができる。また、Ｌ字形のチタン金属製固定
部材を折り曲げる必要がないので、そのための工程が省
略できるばかりか、従来折り曲げの際に発生していたチ
タンシートのシワが生じなく、応力集中を排除でき、か
つ平坦で外観が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す図である。

【図３】本発明の別の実施例を示す図である。

【図４】本発明における固定用チタンシートの設置のた
めのピン（或いはねじの位置の態様を示す。（イ）は片
側、（ロ）は両側、（ハ）は千鳥の態様を示す。

【図５】（イ）は本発明のピンの釘着の場合に用いる座
金の例を、（ロ）は本発明のドリリングタッピンねじの
螺着の場合に用いる座金の例を示す。

【図６】金属基材の表面で、チタンシート下面に接して
設ける、銅シートの態様を示す。

【図７】先行技術でチタンシートの押さえ板を使用した
場合を示す図である。

【図８】先行技術でＬ字形のチタン金属製固定部材を使
用した場合を示す図である。

【図９】先行技術でＬ字形のチタン金属製固定部材を折
り曲げた状態を示す図である。

【図１０】従来技術を示す図である。

【図１１】別の先行技術を示す図である。

【符号の説明】

１ 金属基材 ２、２ａ 被覆用チタンシ−ト ３ 固定用チタンシート ４ ピン ５ シ−ム溶接 ６ 吸気孔 ７ ドリリングタッピンねじ ８ 座金 ９ 銅シート １０ チタンシート １１ シート枠材 １２ シーム溶接 １３ 接着材 １４ 押さえ板 １５ チタンカバー １６ 溶接機 １６ａ、１６ｂ ローラー電極 １７ チタン金属製固定部材 １８ 垂直片 １９ 垂直接合片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２３Ｋ 103:14 (72)発明者 金井 久 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属基材の表面に被覆用チタンシートを
   固定する固定用チタンシートを止着し、該固定用チタン
   シート上両側に相隣接する一方の被覆用チタンシートの
   端部と他方の被覆用チタンシートの端部を重ねて配設
   し、該一方の被覆用チタンシートと該他方の被覆用チタ
   ンシートをシーム溶接によりそれぞれ連続的に溶接して
   該固定用チタンシートに固定するか、又は止着した前記
   固定用チタンシート上に一方の被覆用チタンシートの端
   部を重ねて配設し、シーム溶接により連続的又は断続的
   に溶接して固定し、該一方の被覆用チタンシートの端部
   上に他方の被覆用チタンシートの端部を重ねて配設し、
   シーム溶接により連続的に溶接して固定することを特徴
   とするチタンシ−トによる金属基材の被覆方法。
2. 【請求項２】 金属基材の表面に、相隣接する一方の被
   覆用チタンシートの端部を直接的に止着し、該一方の被
   覆用チタンシートの端部上に他方の被覆用チタンシート
   の端部を前記止着部を覆うように重ねて配設し、該他方
   の被覆用チタンシートをシーム溶接により連続的に溶接
   して前記一方の被覆用チタンシートに固定することを特
   徴とするチタンシ−トによる金属基材の被覆方法
3. 【請求項３】 被覆用チタンシートの両端の中間の位置
   において、予め金属基材の表面に被覆用チタンシートを
   固定する固定用チタンシートを止着しておき、該被覆用
   チタンシートをシーム溶接により連続的に、又は断続的
   に溶接して該固定用チタンシートに固定することを特徴
   とする請求項１、又は請求項２記載のチタンシ−トによ
   る金属基材の被覆方法。
4. 【請求項４】 金属基材の表面への固定用チタンシー
   ト、又は被覆用チタンシートの止着を、ピンの釘着、又
   はねじの螺着によることを特徴とする請求項１、請求項
   ２、又は請求項３記載のチタンシ−トによる金属基材の
   被覆方法。
5. 【請求項５】 被覆用チタンシートを固定用チタンシー
   トにシーム溶接により固定する場合、又は相隣接すべき
   一方の被覆用チタンシートの端部と他方の被覆用チタン
   シートの端部を重ねて配設してシーム溶接により相互に
   固定する場合、前記固定用チタンシートの下面に、又は
   前記の重ねて配設する被覆用チタンシートの重ね部にお
   ける下方の被覆用チタンシートの下面に接してチタンシ
   ートより電気伝導性の良いシート状の材料を配設してお
   くことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、又
   は請求項４記載のチタンシ−トによる金属基材の被覆方
   法。
6. 【請求項６】 金属基材の表面に被覆用チタンシートを
   固定した後、該金属基材の表面と該被覆用チタンシ−ト
   裏面の空間内の空気を吸引孔を設けて排出することを特
   徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は
   請求項５記載のチタンシ−トによる金属基材の被覆方
   法。