(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基材の表面に被覆した防食性または防汚性を有する薄金属シートの損傷部の補修方法において、損傷部に、該損傷部の金属基材と薄金属シートの隙間の充填材を除去し、薄金属シートの損傷部を特定形状に開口した貫通孔を設ける前処理を施した後、損傷部の薄金属シート貫通孔から該貫通孔より大きい形状の薄金属シートと溶接可能で且つ防食性または防汚性を有する金属からなる挿入材を金属基材と薄金属シートの間に挿入し、重なり部をインダイレクト抵抗シーム溶接法にて密封溶接することを特徴とする金属基材の表面に被覆した薄金属シートの補修方法。
【請求項２】
薄金属シートの損傷部を、楕円形、正方形または長方形に開口した貫通孔としたことを特徴とする請求項１記載の金属基材の表面に被覆した薄金属シートの補修方法。
【請求項３】
薄金属シートの損傷貫通部から複数に分割した挿入材を挿入し、挿入材を突き合わせ溶接して貫通孔より大きい形状とし、薄金属シートとの重なり部をインダイレクト抵抗シーム溶接法にて密封溶接することを特徴とする請求項１又は２記載の金属基材の表面に被覆した薄金属シートの補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海洋構造物、橋梁、各種プラント等の金属構造物の防食や海洋生物等の付着防止のために金属基材の表面に貼り付けた、耐食性や防汚性の薄金属シートの部分的な損傷貫通部分を補修する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記金属構造物の防食や防汚は有機・無機塗料の塗装によるものが一般的であった。この方法では数年で塗り直しが必要となるためメンテナンスが煩雑であり、また塗り直し作業は危険を伴う作業であった。このため近年は腐食環境等の特に厳しいところに設置される金属構造物の防食や防汚には、長期に渡って耐食性や防汚性を有する金属、例えば銅、銅合金、ステンレス、チタン、モネル等の特殊金属シート（以下金属シートという）を単独または昔通鋼とクラッドしたものを金属基材の表面に貼り付け被覆する金属シート被覆法が用いられてきている。
【０００３】
また、海水用熱交換器や化学薬品用タンク等の化学プラントの中でも特に高耐食性を要求される機器類には、普通鋼とチタン等の耐食性金属からなるクラッド鋼を材料として用い、これを成形加工する方法や普通鋼を加工した後、表面に耐食性金属を被覆し、線状或いは点状に部分的に爆発接合する方法が用いられている。また、屋根材には端部を被覆面と垂直になるように折り曲げた２枚の被覆金属の立ち上がり部を、対向するローラー電極により抵抗シーム溶接する方法（ＲＴ工法）が用いられているものもある。これらの金属シート被覆法は、長期にわたり高い防食性や防汚性が期待できるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の金属シート被覆法には各種の方法があったが、それぞれ以下の課題があった。
（１）単独の金属シートを金属基材に重ねて隅肉溶接により金属シートの外周を金属基材に接合する方法においては、異種金属の溶接は難しく、溶接品質の確保が困難であった。また、板厚が厚い金属基材に十分溶け込ませるためには溶接入熱を高くする必要があるが、反面、金属シートの過溶融を防ぐためには板厚を１mm以上にしなければならなかった。このため高価な特殊金属シートの材料コストが高価になるとともに、重くなり、取扱いが不便であった。
【０００５】
（２）また、金属シートにクラッド鋼を用い、クラッド鋼の普通鋼の部分を金属基材（普通鋼）に溶接したのち、被覆金属同士を溶接するという方法では、それぞれ同種金属の溶接となり溶接品質は確保できるが、前記と同様の理由で金属シートを薄くすることはできず、クラッド鋼の製造コストの高価さ及び金属シートの取扱いの不便さを解消することはできなかった。
さらに、これら金属シートに単独、クラッド鋼のいずれを用いた場合も、金属基材の表面が曲線状に変化しているような複雑な形状の構造物に被覆する場合は、金属シートが厚く剛性が高いため成形が難しく、金属基材表面と金属シートの密着性が悪くなるという品質上の課題もあった。
【０００６】
（３）また、クラッド鋼を材料として用い、これを成形加工して化学薬品用のタンクを製作する場合、曲げ加工や接合に高度な技術と大規模な装置が必要であり、製作できるタンクの大きさにも制限があった。さらに、普通鋼を加工した後、表面に耐食性金属を被覆し、線状或いは点状に部分的に爆発接合する方法では、耐食性金属の厚さを爆発の衝撃で破損しないまでに厚くしなければならず、材料コストが高価になるとともに、金属シートが重くなり、取扱いが不便であった。また、火薬類を取り扱うため特別な安全対策が必要であった。
【０００７】
（４）また、屋根材の加工に使われるＲＴ工法では、被覆金属の端部を被覆面と垂直になるように折り曲げているため、一定の幅毎に線状の突起ができるので美観が損なわれるとともに、その突起が他作業の障害になるという課題があった。このため抵抗シーム溶接後、突起をさらに折り曲げる工程が必要であった。
【０００８】
（５）最近、粘着剤、接着剤の性能向上にともない金属シートを粘着剤や接着剤のみで金属基材の表面に貼りつけ被覆する方法が提案されている。この方法は溶接による金属シートの過溶融の問題がないため、金属シートの厚さを薄くできる利点があるが、金属シートの外周部の粘着剤または接着剤が光、外気、水等に接するため、この部分から劣化が進行し、金属シートが剥離しやすくなるという課題があった。
【０００９】
発明者らは、これらの課題の一部を解決する手段として先に、特開平７−１５５９６１号公報および特開平７−２０４８６８号公報に記載の手段を提案している。これは図８に示すように、金属シート１３を粘着剤や接着剤６で金属基材１の表面に貼りつけた後、端部に局部真空装置１４を装着して金属シートの外周部を爆発接合により密封シールする方法である。
【００１０】
また、特開平８−７１７６３号公報には図９に示すように、金属基材１にこれと溶接可能な厚さの金属シート枠３を溶接固着し、それに同材質の薄金属シート２を重ね、ラップ部分をインダイレクト抵抗シーム溶接により密封シールする方法を提案している。この方法はチタンを普通鋼に被覆する場合のような直接溶接不可能な金属の組合せを対象としている。この場合、金属シート枠３には普通鋼に溶接可能なチタンクラッド鋼を使用し、そのチタンクラッド鋼に薄金属シート２に相当するチタンシートを重ね、ラップ部分をインダイレクト抵抗シーム溶接により密封シールすることになる。
【００１１】
これらの手段を用いると高価な金属シートを簿くできるため材料コストを低減し、かつ金属シートの外周部およびラップ部を確実に密封シールし、メンテナンスフリーで長期にわたって防食、防汚性能を維持することができる。しかし、両者とも薄金属シート２の部分に固い異物等が衝突し、その衝撃力が薄金属シート２の衝撃強度を上回り、薄金属シート２が貫通して破けるような損傷（以下損傷貫通部という）を受けた場合、酸素、水分等が薄金属シート被覆下に侵入するという問題点があった。
【００１２】
本発明は、前述の課題を解決し、損傷貫通部に、薄金属シートと同等な耐食性または防汚性を有する金属を用いて、薄金属シートの損傷貫通部を容易かつ確実に補修する方法を提供することを目的としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨は以下の通りである。
金属基材の表面に彼覆した防食性または防汚性を有する薄金属シートの損傷部の補修方法において、損傷部に、該損傷部の金属基材と薄金属シートの隙間の充填材を除去し、薄金属シートの損傷部を特定形状に開口した貫通孔を設ける前処理を施した後、損傷部の薄金属シート貫通孔から該貫通孔より大きい形状の薄金属シートと溶接可能で且つ防食性または防汚性を有する金属からなる挿入材を金属基材と薄金属シートの間に挿入し、重なり部をインダイレクト抵抗シーム溶接法にて密封溶接することを特徴とする金属基材の表面に被覆した薄金属シートの補修方法。
薄金属シートの損傷部に開口した貫通孔を、楕円形、正方形または長方形としたことを特徴とする前述の金属基材の表面に被覆した薄金属シートの補修方法。
薄金属シートの損傷貫通部から複数に分割した挿入材を挿入し、挿入材を突き合わせ溶接して貫通孔より大きい形状とし、薄金属シートとの重なり部をインダイレクト抵抗シーム溶接法にて密封溶接することを特徴とする前述の金属基材の表面に被覆した薄金属シートの補修方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる挿入材の材質は耐食性または防汚性を有し、補修対象となる薄金属シートと溶接可能な金属、例えば薄金属シートがチタンである場合はチタン板或いはチタンクラッド鋼を用いる。また、薄金属シートがステンレスの場合は挿入材はステンレス或いはステンレス合金またはこれらのクラッド鋼を用いる。その他の薄金属シートの場合も同様に同材質の金属またはクラッド鋼を用いる。この挿入材は薄金属シートの損傷貫通部または補修のため開口した貫通部より広い面積を有したもので、薄金属シートの貫通部に挿入し、挿入材と薄金属シートとの重なり部分をインダイレクト抵抗シーム溶接にて密封溶接して補修するものである。この結果、補修部分の防食性または防汚性などが既存の薄金属シートと同等の性能を得ることができる。さらに、補修部分と既存被覆部分とが異種金属とならないため、電位差が生じず、補修部或いは補修部周辺の既存薄金属シートのどちらかが選択的に腐食するような異種金属接触腐食が発生することもない。また、補修作業が容易に行え、溶接密封手段により確実なシールが可能となり、損傷貫通部からの酸素、水分等の侵入を確実に防ぐことが可能となる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。
図１は、本発明による被覆済み薄金属シートの損傷部の補修例、図２は補修部の詳細、図３は図１のＡ−Ａ断面における補修部のインダイレクト抵抗シーム溶接の状況を示す。
【００１６】
図１に示すように、損傷貫通部４に、１面の面積が損傷貫通部４よりも大きく、粘着剤または接着剤６と同等の厚さを有する挿入材５を損傷貫通部４より挿入し、薄金属シート２と挿入材５との重なり部分をインダイレクト抵抗シーム溶接法により密封シールする。
【００１７】
挿入材５を損傷貫通部４に挿入する方法例を図２により示す。まず、補修前処理として、薄金属シート２の損傷貫通部を挿入作業、溶接作業が容易になるような形状、大きさに整形した損傷貫通部４を得、次ぎに、薄金属シート２の下の粘着剤または接着剤６をアイスピック等のような工具を使い除去し、粘着剤または接着剤除去部７の面積が挿入材５の１面の面積よりも大きくなるようにする。図２では損傷貫通部をほぼ楕円形に、粘着剤または接着剤除去部をほぼ円形になるように補修前処理を実施した例を示す。
【００１８】
次ぎに、挿入材５を補修前処理後の損傷貫通部４の楕円の長径よりも短く、短径よりも長い短辺を有し、且つ長辺が損傷貫通部４の楕円の長径よりも長い長方形に整形する。
次ぎに、整形した挿入材５の短辺を損傷貫通部４の楕円の長径方向に合わせて挿入し、挿入材５が全て薄金属シート２の下に挿入された後、挿入材５を回転させて、損傷貫通部４の全面が挿入材５によって薄金属シート２下から覆われ、損傷貫通部４を塞ぐ位置関係となるように配置し、挿入を完了する。
挿入後、図２に示すように、薄金属シート２と挿入材５との重なり部分をインダイレクト抵抗シーム溶接法により施工した抵抗溶接線１０ａにより密封シールする。
【００１９】
薄金属シート２と挿入材５の重なり部分をインダイレクト抵抗シーム溶接するには図３に示すように、２ケのローラー電極を有する抵抗溶接機の一方のローラー電極９を薄金属シート２上に配置し、他方のローラー電極９を挿入材５上に接触させて通電しながら溶接方向に移動させる。溶接条件は薄金属シート２の材質、板厚に応じて、適当な値を選ぶ必要がある。
【００２０】
また、挿入材５は金属基材と非接着でもよいが、図３に示すように、あらかじめ挿入材５を挿入する前に挿入材５の裏面或いは損傷貫通部４下の金属基材１の表面に挿入材接着用接着剤８を塗布しておけば、挿入材５を金属基材１に固定することができ、挿入後のインダイレクトシーム溶接作業が容易になる他、薄金属シート２と挿入材５の抵抗溶接線１０ａに挿入材５の自重がかかるのを防ぐことができる。
【００２１】
補修前処理後の整形した損傷貫通部４と挿入材５との形状の組合せは、ここで例示した楕円と長方形の他、楕円と楕円、長方形と長方形等も可能である。
また、図４には補修前処理後の整形した損傷貫通部４と挿入材５が共に正方形の組合せの場合の挿入例、及びその後の抵抗溶接による密封シール例を示す。この場合挿入材５の１辺の長さＢは補修前処理後の整形した損傷貫通部４の正方形の１辺Ａに対してＡ＜Ｂ＜√２Ａとなるように整形する。
【００２２】
次ぎに、整形した挿入材５の１辺を損傷貫通部４の正方形の対角線方向に合わせて挿入し、挿人材５が全て薄金属シート２の下に挿入された後、挿入材５を回転させて、整形した損傷貫通部４の全面が挿入材５によって薄金属シート２下から覆われ、損傷貫通部４を塞ぐ位置関係となるように配置し、挿入を完了する。挿入後、薄金属シート２と挿入材５との重なり部分をインダイレクト抵抗シーム溶接法により施工した抵抗溶接線１０ａにより密封シールする。
【００２３】
また、図５には補修前処理後の整形した損傷貫通部４と挿入材５が共に長方形の組合せの場合の挿入例、及びその後の抵抗溶接による密封シール例を示す。この場合挿入材５の長辺の長さＢ2 は補修前処理後の整形した損傷貫通部４の長方形の長辺Ａ2 に対してＡ2 ＜Ｂ2 となり、且つ、挿入材５の短辺の長さＢ1 は補修前処理後の整形した損傷貫通部４の長方形の短辺Ａ1 及び長辺Ａ2 に対してＡ1 ＜Ｂ1 ＜Ａ2 とるように整形する。
【００２４】
次ぎに、整形した挿入材５の短辺を損傷貫通部４の長方形の長辺方向に合わせて挿入し、挿入材５が全て薄金属シート２の下に挿入された後、挿入材５を回転させて、整形した損傷貫通部４の全面が挿入材５によって薄金属シート２下から覆われる位置関係となるように配置し、挿人を完了する。
挿入後、薄金属シート２と挿入材５との重なり部分をインダイレクト抵抗シーム溶接法により施工した抵抗溶接線１０ａにより密封シールする。
【００２５】
また、図６には複数のピースに分かれた挿入材５を使用した場合の例を示す。挿入材５のそれぞれのピースの大きさは前述したように損傷貫通部４から挿入可能な大きさに成形しておく。これらを１ピースずつ損傷貫通部４から前述と同様な方法で挿入し、全てのピースを挿入した後、挿入材５のそれぞれのピースを突き合わせて損傷貫通部４の全面が挿入材５によって薄金属シート２下から覆われ、損傷貫通部４を塞ぐ位置関係となるように配置し、挿入を完了する。この場合挿入材を複数に分けているため、挿入材の１ピースが小さくなり、損傷貫通部４からの挿入が容易となる。
【００２６】
挿入後、薄金属シート２と挿入材５との重なり部分をインダイレクト抵抗シーム溶接法により施工し、抵抗溶接線１０ａを得る。次ぎに、この段階では密封シールされていない挿入材５のそれぞれのピースを突き合わせた部分のうち、損傷貫通部４から外面に出ている部分をＴＩＧ溶接等により溶接し、シールする。さらに、抵抗溶接線１０ａが不連続となる挿人材５のそれぞれのピ−スを突き合わせた部分についてもＴＩＧ溶接等により溶接し、シールすることによって、密封シールが完了する。
【００２７】
図７はあらかじめアース用金属棒１２を点溶接１１で取り付けた挿入材５を使用した例を示す。挿入材５の形状は前述したように損傷貫通部４から挿入可能な大きさに整形しておく。これを損傷貫通部４から前述と同様な方法て挿入した後、アース用金属俸１２を掴んで回転、移動させ、損傷貫通部４の全面が挿入材５によって薄金属シート２下から覆われ、損傷貫通部４を塞ぐ位置関係となるように配置し、挿入を完了する。アース用金属棒１２を取り付けておくことにより、挿入後の挿入材５の回転、移動が容易になる。
【００２８】
挿入後、薄金属シート２と挿入材５との重なり部分をインダイレクト抵抗シーム溶接法により施工した抵抗溶接線１０ａにより密封シールする。その際、前述したような並行する２つのローラー電極によりインダイレクト抵抗シーム溶接してもよいが、アース用金属棒１２にアースを取ることにより、１つのローラー電極９により抵抗溶接線１０ａを得ることが可能となる。ロ−ラー電極９を１つにすることにより、溶接機が小さくなり、取り扱いも容易となる。
【００２９】
以上のような方法で金属基材の表面に被覆した薄金属シートの損傷貫通部は完全に密封シールし、補修することが可能である。さらに、このままでは損傷貫通部４の端部に当たる部分の薄金属シート２がめくれ上がったり、折れ曲がったりして外観上見栄えが悪かったり、他の人や物に引っかかり、それらを傷つける恐れがある場合には、めくれ上がったり、折れ曲がったりしている薄金属シート２の端部を挿入材５と隙間がなくなるように押さえて成形した後、薄金属シート２の端部と挿入材５をＴＩＧ溶接あるいは溶加材なし（なめ付け）の溶接により溶接し、薄金属シート２の端部の形状を改良することが可能である。
【００３０】
その際、薄金属シート２と挿入材５をインダイレクト抵抗シーム溶接することなく、挿入材５を挿入完了後直ちに薄金属シート２の端部と挿入材５をＴＩＧ溶接あるいは溶加材なしの溶接により溶接することも考えられるが、その場合、挿入材５が溶融しないうちに板厚の薄い薄金属シート２に過大な入熱が入ることにより、薄金属シート２のみが過溶融し、その結果損傷貫通部４が拡大し、挿入材５を越える大きさになる恐れが大きい。事前にインダイレクト抵抗シーム溶接による抵抗溶接線１０ａを施工しておくことにより、薄金属シート２と挿入材５との熱伝導が良くなり、その後の薄金属シート２の端部と挿入材５のＴＩＧ溶接あるいは溶加材なしの溶接時の薄金属シート２のみの過溶融による不具合発生が抑えられる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、損傷部の薄金属シート貫通孔の形状に応じて該貫通孔より大きい特定形状の挿入材を挿入して、容易に重なり部を形成し、且つ薄金属シートの損傷貫通部に薄金属シートと同種の金属が表面にくるようなものを挿入材として挿入しているため、挿入材と薄金属シートとの重なり部分のインダイレクト抵抗シーム溶接の実施が容易になり、確実なシールが可能となり、損傷貫通部からの酸素、水分等の侵入を確実に防ぐことが可能となる。
また、補修部分の防食性または防汚性などが既存の薄金属シートと同等の性能を得ることができる。
さらに、補修部分と既存部分とが異種金属とならないため、電位差が生じず、補修部或いは補修部周辺の既存薄金属シートのどちらかが選択的に腐食するような異種金属接触腐食の発生を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による被覆済み薄金属シートの損傷部の補修例を示す平面図。
【図２】図１における補修部の詳細図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面における補修部のインダイレクト抵抗シーム溶接の状況説明図。
【図４】本発明に係る薄金属シート補修対象部への挿入材（正方形）の挿入状況説明図。
【図５】本発明に係る薄金属シートと挿入材（長方形）のシール溶接状況説明図。
【図６】本発明に係る薄金属シート補修対象部への挿入材（２ピース）の挿入状況説明図。
【図７】本発明に係るアース用金属棒付き挿入材による補修方法を示す概路図。
【図８】爆発接合による薄金属シートの被覆方法例を示す図。
【図９】金属シート枠による薄金属シートの被覆方法例を示す図。
【符号の説明】
０    損傷孔
１    金属基材
２    薄金属シート
３    金属シート枠
４    損傷貫通部
５    挿入材
６    粘着剤または接着剤
７    粘着剤または接着剤除去部
８    挿入材接着面
９    ローラー電極
１０    抵抗溶接
１０ａ  補修抵抗溶接線
１１    隅肉溶接または点溶接
１２    アース用金属棒
１３    金属シート
１４    局部真空装置
Ａ    緩衝材
Ｂ    火薬類
Ｃ    雷管
【図１】
0003670793.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003670793.tif 000008
【図８】
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【図９】
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