(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の外面を全周に亘って被覆材で被覆し，更に前記被覆材の両端部に被覆材用帯状部材を全周に亘って環状に巻付けた被覆鋼管同士を連結した連結被覆鋼管の防食構造であって，
前記被覆鋼管の端部同士を結合した主結合部の両側に隣接して配置される被覆材用帯状部材同士に跨り，且つ，前記主結合部を全周に亘って覆う環状の連結部用帯状部材を設けたことを特徴とする，連結被覆鋼管の防食構造。
【請求項２】
前記主結合部で連結される前記被覆鋼管の少なくとも一方は，前記主結合部に隣接する部分において前記鋼管の外面が前記被覆材用帯状部材及び前記被覆材で被覆されていないことを特徴とする，請求項１に記載の連結被覆鋼管の防食構造。
【請求項３】
前記主結合部は，前記被覆鋼管の端面同士を溶接することにより結合されていることを特徴とする，請求項１又は２に記載の連結被覆鋼管の防食構造。
【請求項４】
前記被覆材用帯状部材は，厚さが０．８ｍｍ以上であることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の連結被覆鋼管の防食構造。
【請求項５】
前記連結部用帯状部材は，厚さが０．８ｍｍ以上であることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の連結被覆鋼管の防食構造。
【請求項６】
前記被覆材，前記被覆材用帯状部材及び前記連結部用帯状部材は，全て，液体中で互いに接触した際に腐食電池が形成されない同材質の金属で構成されていることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の連結被覆鋼管の防食構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，海洋鋼構造物の腐食を防止するように，海洋鋼構造物の鋼管の外面を全周に亘って耐海水性金属等の被覆材で被覆した被覆鋼管同士を管軸方向に連結した連結被覆鋼管の防食構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼製の海洋構造物（例えば，桟橋，ジャケット等）において，潮の干満に曝される干満部は，腐食環境が特に厳しい。このような干満部における防食技術として，近年，耐海水性に優れた金属（例えば，チタン，ステンレス等）の薄板を構造材の干満部全域に貼付け溶接して耐食性を高める耐食性金属の被覆技術が適用されてきている。
【０００３】
このような被覆技術として，特許文献１には，鋼管（素管）の外面に周方向に1枚又は複数枚の被覆材としての薄板状金属を巻付け，溶接により仮付けした後，この被覆材の周縁部全てに密閉溶接を行い，被覆材と鋼管とを接合した構成の被覆鋼管が開示されている。
【０００４】
通常，上記特許文献１に記載の被覆鋼管を用いて，例えばジャケット等の海洋構造物を構築する場合には，被覆鋼管同士を，各々の管軸方向の端部をそのまま溶接により管軸方向に連結してから，その連結部に例えばエポキシ系塗料等の重防食用の塗料を塗装することで連結した連結被覆鋼管の腐食を防止している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３１８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，上述したように，上記特許文献１に記載の被覆鋼管同士を管軸方向の端部をそのまま溶接してから，連結部に防食用の塗料を塗装するだけでは，連結被覆鋼管の連結部の防食機能は，耐用年数が非常に短くなってしまう。
【０００７】
また，上記特許文献１に記載の被覆鋼管の管軸方向の端部をそのまま溶接して連結すると，被覆材の厚さが例えば約０．８ｍｍ以下程度と非常に薄い場合には，被覆鋼管同士を溶接する際の熱によって，被覆鋼管の被覆材が溶損してしまう恐れがある。この溶損は，そのままにして施工すると構成部材である鋼管と被覆材間で異種金属接合となり腐食電池を構成してしまい，鋼管の腐食を促進する構造となってしまう。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり，被覆鋼管を連結した連結被覆鋼管の防食機能の耐用年数を従来よりも長くする連結被覆鋼管の防食構造を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明によれば，鋼管の外面を全周に亘って被覆材で被覆し，更に前記被覆材の両端部に被覆材用帯状部材を全周に亘って環状に巻付けた被覆鋼管同士を連結した連結被覆鋼管の防食構造であって，前記被覆鋼管の端部同士を結合した主結合部の両側に隣接して配置される被覆材用帯状部材同士に跨り，且つ，前記主結合部を全周に亘って覆う環状の連結部用帯状部材を設けたことを特徴とする，連結被覆鋼管の防食構造が提供される。
【００１０】
上記連結被覆鋼管の防食構造において，前記主結合部で連結される前記被覆鋼管の少なくとも一方は，前記主結合部に隣接する部分において前記鋼管の外面が前記被覆材用帯状部材及び前記被覆材で被覆されていなくてもよい。
【００１１】
上記連結被覆鋼管の防食構造において，前記主結合部は，前記被覆鋼管の端面同士を溶接することにより結合されていてもよい。
【００１２】
上記連結被覆鋼管の防食構造において，前記被覆材用帯状部材は，厚さが０．８ｍｍ以上であり，好ましくは厚さが１．２ｍｍ以上であってもよい。
【００１３】
上記連結被覆鋼管の防食構造において，前記連結部用帯状部材は，厚さは，０．８ｍｍ以上であり，好ましくは厚さが１．２ｍｍ以上であってもよい。
【００１４】
上記連結被覆鋼管の防食構造において，前記被覆材，前記被覆材用帯状部材及び前記連結部用帯状部材は，全て，液体中で互いに接触した際に腐食電池が形成されない同材質の金属で構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば，連結被覆鋼管を構成する被覆鋼管の鋼管同士を結合する主結合部を，周方向に巻付けて環状に固定した連結部用帯状部材で覆うことにより，連結被覆鋼管の連結部の防食機能の耐用年数を従来よりも長くできる。また，主結合部を覆う連結部用帯状部材を直接的に被覆材の上に固定せずに，被覆材の上に固定した別個の被覆材用帯状部材の上に溶接するようにしたことにより，主結合部を溶接する際の熱によって被覆鋼管の被覆材が溶損してしまうことを防止でき，かつ，防食対象とする範囲全域において耐食性のある同材質の金属で覆うことができるため主鋼材と被覆金属の異種金属結合で起こる腐食電池の形成を防ぐこともでき，連結被覆鋼管の防食機能の耐用年数を従来よりもさらに長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について説明をする。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
図１は，本発明の実施の形態を実施するのに用いられる被覆鋼管１の斜視図である。図１に示すように，本実施の形態では，被覆鋼管１は，円管状に構成された鋼管２の外周面上に５枚の方形の薄板状の被覆材３〜７を周方向に沿って並べ，それらの被覆材３〜７を鋼管２の外周面に接合し，さらに，被覆材３〜７の管軸方向の両端部を各々覆うように，被覆材用帯状部材８を鋼管２の周方向に巻付けて接合し，環状に固定した構成を有する。被覆材３〜７は，管軸方向の長さが鋼管２の管軸方向の長さよりも短く設定され，鋼管２の管軸方向の両端部の外周面を被覆しないように配置されている。本実施の形態では，被覆材３〜７及び被覆材用帯状部材８として，ステンレス鋼板が用いられている。また，被覆材用帯状部材８は，厚さが０．８ｍｍ以上（好ましくは１．２ｍｍ以上）に設定されている。
【００１８】
図２は，被覆鋼管１の側面図であり，鋼管２，被覆材３〜７及び被覆材用帯状部材８の各接合部が詳細に示されている。図３は，図２の被覆鋼管１のＡ−Ａ矢視断面図である。図２及び図３に示すように，被覆材３の周方向の一方の端部３Ｕは，被覆材７の周方向の端部７Ｄの上に重なり合わさって，鋼管２の管軸方向に略平行な重ね継手部分Ｐを形成している。同様に，被覆材３の周方向の他方の端部３Ｄは，被覆材４の周方向の端部４Ｕの下に重なり合わさって，鋼管２の管軸方向に略平行な重ね継手部分Ｐを形成している。被覆材４〜７についても同様に，周方向の一方の各端部４Ｄ〜７Ｄが，他の被覆材５〜７，３の各端部５Ｕ〜７Ｕ，３Ｕの下に各々重なり合わさって鋼管２の管軸方向に略平行な重ね継手部分Ｐを形成し，各被覆材４〜７の周方向の他方の各端部４Ｕ〜７Ｕが，他の被覆材３〜６の各端部３Ｄ〜６Ｄの上に各々重なり合わさって鋼管２の管軸方向に略平行な重ね継手部分を形成している。なお，被覆鋼管１の各被覆材３〜７は，鋼管２の周方向のみに並べて配置され，管軸方向には，複数の被覆材が配置されていない構成を有する。即ち，重ね継手部分Ｐは，周方向に隣接する被覆材３〜７同士の２枚の重なり合わせにより形成され，互いに３枚以上重なり合わないようにして構成されている。
【００１９】
図４は，図３において，被覆材３の端部３Ｕと被覆材７の端部７Ｄとが重なり合わさった重ね継手部分Ｐ付近を拡大した図である。図２に示すように，この重ね継手部分Ｐでは，鋼管２の管軸方向に沿って，鋼管２，被覆材３，７がインダイレクトシーム溶接され，共にステンレス鋼板である被覆材３の端部３Ｕと被覆材７の端部７Ｕとが溶融接合する溶融接合部２０と，ステンレス鋼である被覆材７の端部７Ｄと普通鋼である鋼管２とが固相接合する固相接合部２１とが密閉形成されている。
【００２０】
上記では，図４を用いて被覆材３の端部３Ｕと被覆材７の端部７Ｄとの重ね継手部分Ｐについて説明したが，被覆材３〜７の各端部４Ｕ〜７Ｕ，３Ｄ〜６Ｄが互いに上下に重なり合う他の重ね継手部分Ｐでも，同様にして，鋼管２の管軸方向に沿ってインダイレクトシーム溶接され，被覆材３〜７同士の溶融接合部２０及び被覆材３〜７と鋼管２との固相接合部２１が密閉形成されている。
【００２１】
鋼管２の管軸方向の両端部付近では，被覆材３〜７が，鋼管２の周方向に沿って，鋼管２の外面にインダイレクトシーム溶接され，被覆材３，７と鋼管２との固相接合部２２が密閉形成されている。なお，インダイレクトシーム溶接による周方向の固相接合部２２は，図２に示すように，重ね継手部Ｐ付近を避けるようにして鋼管２の周方向に不連続に形成されている。
【００２２】
図５は，被覆材３及び被覆材７の，鋼管２の管軸方向の一端を拡大して示した平面図である。被覆材用帯状部材８は，図２及び図５に示すように，被覆材３〜７の管軸方向の両端部を各々覆うように，鋼管２の周方向に沿って巻付けられて鋼管２を一周する環状構成を有する。被覆材用帯状部材８の管軸方向の両端部は，各々ＴＩＧ溶接され，一方の端部が鋼管２の外面に溶融接合する環状のＴＩＧ溶接部２４を密閉形成し，他方の端部が被覆材３〜７の外面に溶融接合する環状のＴＩＧ溶接部２５を密閉形成している。なお，本実施の形態では，このＴＩＧ溶接を行う際に，被覆材であるステンレスよりも耐食性の高い溶接ワイヤ（例えばJISZ3334）といった溶接ワイヤを用いて溶接を行っている。
【００２３】
図２及び図５に示すように，鋼管２の外面と各被覆材３〜７の内面との間には，鋼管２の管軸方向に沿ったインダイレクトシーム溶接による溶融接合部２０及び固相接合部２１で仕切られる空間Ｓ１〜Ｓ５が各々形成される。また，鋼管２の外面と被覆材用帯状部材８の内面との間には，環状の空間Ｔが各々形成されている。
【００２４】
次に，本発明の実施の形態に係る連結被覆鋼管の防食構造３０について説明する。本実施の形態では，一例として，上述した構成の被覆鋼管１同士を管軸方向に直列に連結した連結被覆鋼管３１に，本発明の実施の形態に係る連結被覆鋼管の防食構造３０を適用した場合について説明する。図６は，本発明を適用した連結被覆鋼管３１の側面図である。なお，図６では，簡略化のためにインダイレクトシーム溶接による溶接部２０（２１）及び２２を省略した。図７は，図６の連結被覆鋼管３１の構成を説明する主結合部３３付近の部分断面図（図６中のＸ−Ｘ矢視拡大断面図）である。
【００２５】
図６に示すように，連結被覆鋼管３１は，２つの被覆鋼管１を管軸方向に連結した構成を有する。本実施の形態では，２つの被覆鋼管１が連結されている場合について説明するが，被覆鋼管１が３つ以上連結されていてもよい。２つの被覆鋼管１は，被覆材３〜７で被覆されていない鋼管２の管軸方向の端部同士を互いに突合わした状態でＧＭＡＷ（Ｇａｓ  Ｍｅｔａｌ  Ａｒｃ  Ｗｅｌｄｉｎｇ）溶接することにより形成される環状の主結合部３３で結合されている。
【００２６】
本実施の形態では，図７に示すように，主結合部３３で結合される２つの鋼管２の管軸方向の端部の端面は，両側とも内径部分が外径部分より管軸方向に突出する開先形状に形成されている。主結合部３３は，このように端面が開先形状である２つの鋼管２の管軸方向の端部を対向して突合わせ，端面間に形成される楔形状の溝を例えばＧＭＡＷ溶接して肉盛溶接することで形成されていてもよい。
【００２７】
図７に示すように，主結合部３３と主結合部３３の管軸方向の両側にある帯状部材８との間の鋼管２の外周面は，被覆材３〜７及び被覆材用帯状部材８で被覆されておらず，鋼管２の外周面が露出した状態である。幅広の帯状の連結部用帯状部材３２が，主結合部３３を全周に亘って覆うように，周方向に巻付けられて環状に固定されている。この帯状の連結用部材３２は，主結合部３３の両側に隣接して配置される被覆材用帯状部材８の両方に跨って設けられ，連結用部材３２の一方の管軸方向の端部は，主結合部３３で連結される一方の被覆鋼管１の被覆材用帯状部材８に固定され，連結用部材３２の他方の管軸方向の端部は，主結合部３３で連結される他方の被覆鋼管１の被覆材用帯状部材８に固定されている。従って，連結部用帯状部材３２は，主結合部３３と共に，主結合部３３に隣接し，鋼管２の外面が被覆材用帯状部材８及び被覆材３〜７で被覆されていない部分を密閉して覆っている。本実施の形態では，連結部用帯状部材３２は，被覆材３〜７及び被覆材用帯状部材８と同じステンレス鋼板が用いられており，厚さが０．８ｍｍ以上（好ましくは１．２ｍｍ以上）に設定されている。
【００２８】
帯状の連結部用帯状部材３２の管軸方向の両端部は，主結合部３３の管軸方向の両側の被覆材用帯状部材８の上にＴＩＧ溶接され，一方の端部が一方の側の被覆材用帯状部材８に溶融接合する環状のＴＩＧ溶接部３４を密閉形成し，他方の端部が他方の側の被覆材用帯状部材８の上に溶融接合する環状のＴＩＧ溶接部３５を密閉形成している。本実施の形態では，このように被覆材用帯状部材８上に密閉して固定された連結部用帯状部材３２は，鋼管２との間に間隙３６を有し，この空間３６内には空気が存在している。なお，本実施の形態では，連結用帯状部材３２のＴＩＧ溶接を行う際に，被覆材であるステンレスよりも耐食性の高い溶接ワイヤを用いて溶接を行っている。
【００２９】
図８は，周方向に巻付けた連結部用帯状部材３２の周方向の端部の端面同士を突合わせ溶接した結合部４０を示す部分断面図である。図９は，連結部用帯状部材３２の周方向の端部同士を重ね合わせ溶接した結合部４１を示す部分断面図である。本実施の形態では，図８に示すように，連結部用帯状部材３２を，主結合部３３の両側の被覆材用帯状部材８同士に跨って周方向に巻付けて環状に構成し，周方向の端部の端面同士を突合わせ，これら端面間に形成される楔形状の溝を例えばＴＩＧ溶接で肉盛溶接することで結合部４０を密閉形成し，結合させている。しかしながら，図９に示すように，連結部用帯状部材３２の周方向の端部同士を結合する際に，周方向の端部を互いに重ね合わせ，重ね合わせの上側に配置される周方向の端部を下側に配置される周方向の端部の上にＴＩＧ溶接で隅肉溶接することで結合部４１を密閉形成し，結合させてもよい。
【００３０】
以上の実施の形態によれば，被覆鋼管１同士を管軸方向に連結した連結被覆鋼管３１において，被覆鋼管１の鋼管２が結合する主結合部３３を密閉して覆う連結部用帯状部材３２を設けたことにより，連結被覆鋼管３１の防食能力の耐用年数を従来よりも長くすることができる。また，連結用帯状部材３２を，被覆鋼管１の被覆材３〜７の上に直接固定せずに，被覆材３〜７の上に設けた被覆材用帯状部材８に溶接して固定するようにしたので，被覆鋼管１同士を主結合部３３で溶接する際の熱によって被覆材３〜７が溶損してしまうことを防止できる。さらに，主結合部３３で結合する被覆鋼管１は，主結合部３３と被覆材用帯状部材８との間の鋼管２の外面を被覆しないようにしたことによっても，主結合部３３を溶接する際の熱で被覆材３〜７が溶損してしまうことを防止できる。
【００３１】
また，被覆材用帯状部材８の厚さを０．８ｍｍ以上（好ましくは，１．２ｍｍ以上）にしたことにより，溶接が容易化され，例えば手作業等での溶接が簡単に行える。同様に，連結用帯状部材３２の厚さを０．８ｍｍ以上（好ましくは，１．２ｍｍ以上）にしたことにより，溶接が容易化され，例えば手作業等での溶接が簡単に行える。
【００３２】
さらに，例えば干満帯，飛沫帯又は海上大気部等に曝される被覆材３〜７，被覆材用帯状部材８及び連結用帯状部材３２を全てステンレスで構成し，連結被覆鋼管３１の外面を同一の金属で構成したことにより，異種金属が海水等の液体中で互いに接触した際に形成されてしまう腐食電池による腐食を防止することができる。また，被覆材３〜７，被覆材用帯状部材８及び連結用帯状部材３２だけでなく，これらを互いに溶接する際にステンレスよりも耐食性の高い溶接ワイヤを用いて溶接を行うことにより，溶接偏析により耐食性の劣化した溶接線の腐食を防止することができる。
【００３３】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３４】
上述した実施形態においては，鋼管２が円管状に構成されている場合について説明したが，鋼管２は円管状以外の形状で構成されていてもよい。
【００３５】
上述した実施形態においては，被覆材３〜７，被覆材用帯状部材８及び連結用帯状部材３２を全てステンレスで構成されている場合について説明したが，被覆材３〜７，被覆材用帯状部材８及び連結用帯状部材３２が，その他の同一の金属で構成されていてもよい。
【００３６】
上述した実施形態においては，被覆鋼管１が５枚の被覆材３〜７で構成されている場合について説明したが，被覆鋼管１は，任意の枚数の被覆材で構成されていてもよい。
【００３７】
上述した実施形態においては，被覆材３〜７及び鋼管２が，管軸方向に沿ったインダイレクトシーム溶接と，周方向に沿ったＴＩＧ溶接により接合される場合について説明したが，その他の溶接方法により接合されてもよい。また，２種類以上の溶接方法を複合的に適用してもよい。
【００３８】
上述した実施形態においては，被覆材３〜７，被覆材用帯状部材８及び鋼管２が，ＴＩＧ溶接により接合される場合について説明したが，その他の溶接方法により接合されてもよい。また，２種類以上の溶接方法を複合的に適用してもよい。
【００３９】
上述した実施形態においては，被覆材３〜７の管軸方向の端部を鋼管２の外面に周方向にインダイレクトシーム溶接する際に，不連続に溶接する場合について説明したが，連続して溶接するようにしてもよい。
【００４０】
上述した実施形態においては，被覆材用帯状部材８及び連結部用帯状部材３２が，ＴＩＧ溶接により接合される場合について説明したが，その他の溶接方法により接合されてもよい。また，２種類以上の溶接方法を複合的に適用してもよい。
【００４１】
上述した実施形態においては，主結合部３３が，鋼管２の管軸方向の端部の端面を対向して突合わせ，ＧＭＡＷ溶接による肉盛溶接を行うことで結合されている場合について説明したが，主結合部３３は，鋼管２の管軸方向の端部の端面を互いに重ね合わせ，ＧＭＡＷ溶接による隅肉アーク溶接等のその他の溶接方法により接合されてもよい。また，主結合部３３は，鋼管２の管軸方向の端面以外の端部が互いに溶接により結合されていてもよい。さらに，主結合部３３は，２種類以上の溶接方法を複合的に適用して結合されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は，例えば鋼製海洋構造物において干満帯付近に設けられる連結被覆鋼管に適用できるが，その他の連結被覆鋼管に対しても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態を実施するのに用いられる被覆鋼管の斜視図である。
【図２】鋼管，被覆材及び帯状部材の構成を示す被覆鋼管の側面図である。
【図３】図２の被覆鋼管１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図３の重ね継手部分付近を拡大した図である。
【図５】被覆材の，鋼管の管軸方向の一端について示した平面図である。
【図６】本発明を適用した連結被覆鋼管の側面図である。
【図７】図６の連結被覆鋼管のＸ−Ｘ矢視拡大断面図である。
【図８】周方向に巻付けた連結部用帯状部材の周方向の端部の端面同士を突合わせ溶接した結合部４０の部分断面図である。
【図９】周方向に巻付けた連結部用帯状部材の周方向の端部同士を重ね合わせて溶接した結合部４１の部分断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    被覆鋼管
２    鋼管
３〜７    被覆材
３Ｄ〜７Ｄ，３Ｕ〜７Ｕ    被覆材の端部
８    被覆材用帯状部材
２０，２２    インダイレクトシーム溶接による溶融接合部
２１    インダイレクトシーム溶接による固相接合部
２４〜２７，３４，３５    ＴＩＧ溶接部
３０    連結被覆鋼管
３１    連結被覆鋼管の防食構造
３２    連結部用帯状部材
３３    主結合部
３６    間隙
４０，４１    連結部用帯状部材の周方向の端部同士の結合部
Ａ−Ａ，Ｘ−Ｘ    断面線
Ｏ    管軸
Ｐ    重ね継手部分
Ｓ１〜Ｓ５，Ｔ    空間
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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