3.

化学機械溶接研究委員会

2273

化学機械溶接研究委員会

3.1

設置経緯

日本溶接協会創立の翌々年，1951（昭和 26）年けた。

に GHQ は太平洋沿岸精油所の再開を許可してい下部組織として，腐食分科会（主査：渡辺正紀）

る。戦後の疲弊から立ち直り，活気が戻ってきたと工作分科会（主査：山内俊平）を設け，両分科ころである。1952（昭和 27）年には，米国の US

会は緊密な連携を保ちながら活動を始めている。

Steel 社が T-1 鋼（調質鋼，降伏点≧ 90,000psi，引腐食は，それまでにも研究機関がなかったわけ

張強さ≧ 105,000psi）を開発しているが，当時，わではないが，化学的な面又は材料的な面の研究がが国は50キロ級高張力鋼が製作されはじめ，60キ

主に扱われていた。しかし，産業界からの要望は，

ロ高張力鋼はまだ研究段階であった。

腐食を受ける構造物を溶接で製作する場合の設

この強度の高い T-1 鋼に着目し，合理的に都市計・施工に関する具体的な情報の提供であった。

ガスを供給するために，世界でも初めての大形球

そのため，腐食分科会は構造物の強度と腐食の関形ガスホルダ（幾何容積：20,000m3）の建設が係に着目した研究を中心に運営することになった。

1954（昭和 29）年に始められている。そのころは，その後，石油工業の目覚ましい発展に伴い，化

基幹エネルギーがそれまでの石炭から石油に移行

学容器，プラントなどの溶接技術を総合的に調する第二次エネルギー革命の勃興期でもあった。

査・研究し，情報機関としても活動できる独立し1950（昭和 25）年代の半ばを過ぎると，それがた研究委員会が望まれるようになった。そのよう急速に本格化し，巨大コンビナートの多くが，こな研究委員会を設けるための調査と準備が着手さの時期に建設されている。それは図 3.1（次ペーれ，1958（昭和 33）年 4 月には具体的な調整も進ジ）の石油精製能力の推移を見てもはっきりとわ

められた。
(2)

かる。
(1)

圧力容器研究委員会のスタート

化学機械溶接研究委員会（CP 委員会）の発足

このような状況の下で，1950（昭和 25）年代半

1958（昭和 33）年 10 月，腐食分科会の構成委員

ばには関係分野を横断する構成で問題を解決できに新たな委員を追加する形で，設立総会と第 1 回る溶接研究委員会の設置が望まれるようになった。

研究委員会が大阪で開催される運びとなった。こ

そこで，木原博（当時の会長・東京大学），渡辺正

れが「化学機械溶接研究委員会」（委員長：渡辺正紀（大阪大学）らが中心となり，関係者の間で準紀，以下「CP 委員会」と記す）の誕生である。す

備作業が進められた結果，圧力容器研究委員会

なわち，CP委員会の実質的な母体は，圧力容器研（委員長：木原博）を 1956（昭和 31）年に設立し，究委員会の腐食分科会ということになる。

発展的に解散する 1969（昭和 44）年まで活動を続

当時，日本溶接協会の組織は，専門部会が主軸

研究委員会活動

600

60

550

55

450

51 52
・・
太通
平産
洋省
沿に
岸石
製油
油課
所誕
再生
開
許
可
︵
G
H
Q
︶

400
350
300
250
200
150

石油

55
・
通
産
省
﹁
石
油
化
学
工
業
の
育
成
対
策
﹂
省
議
決
定

大
形
化
・
脱
硫
プ
ロ
セ
ス
の
導
入

50

原油連続蒸留能力

45

67 大
・ 形
公 脱
害 硫
対 装
策 置
基
本
法
制
定

40
35
ガソリン・灯軽油分解能力
30
製油所数

25
20

第
一
次
オ
イ
ル
・
シ
ョ
ッ
ク

100
50
0
西暦
(昭和)

55
(30)

60
(35)

65
(40)

図 3.1

70
(45)

73 75
(50)

80
(55)

50
45
40

15

35

10

30

5

25

0

20

85 87
(60)

石油精製能力の推移

であり，専門研究委員会制度がなかったため，機（小委員長：渡辺正紀委員長兼任）と高温・低温材

械部会の下部組織に編入された。しかし，事実上料小委員会（小委員長：大森仁平）の 2 本立てでは独立の専門研究委員会として腐食研究小委員会

研究活動を開始していた。

3.2

(1)

組織と運営

腐食研究及び高温・低温材料小委員会としている。

腐食研究と高温・低温材料の 2 つの小委員会かCP 委員会は企業委員と中立委員でなり，委員らなる CP 委員会が 1958（昭和 33）年に誕生した。

長がこれを統括している。委員長と副委員長及び活動の内容は，当初から「化学機械に関連する技幹事で構成する幹事会で企画の立案・審議を行い，術の向上に役立つ各種の調査・研究の受託及び実運営している。これは設立当初からほとんど変施，その他必要と認められる事業を行うこと」とわっていないが，最終決定機関は年数回情報交換

うたっている。すなわち，石油精製，石油化学，一の場として開催する本委員会である。

般化学で用いる各種機器・装置を対象に溶接技術

この他に監事 2 名を常置している。歴代委員長を向上させ，溶接構造の健全性を確保するためには渡辺正紀（故人：1958 〜 1987）をはじめ，渡辺問題点を正しく捉え，解決を図ることを活動の柱

竹春（当時・日揮：1987 〜 1989），塚原宏（当時・

製油所数

石炭

500

原油連続蒸留能力（104 bbls.）●第 5 編ガソリン・灯軽油分解能力（104 bbls.）

228

3.

昭
49

50

58

60

65

圧力容器
研究委員会

日本高圧力
技術研究会

70

化学機械溶接研究委員会

和
73

229

平 成
75

80

85

89 90

99 2000

95(社) 日本高圧力技術協会（HPI）

工作分科会
腐食分科会

(社)

異材溶接施工基準作成小委員会

日化 腐食研究小委員会
学
機 高温・低温材料小委員会
械溶
接 ステンレス鋼溶接部陰影検討会(I)研
究
高張力鋼耐食分科会
委員
プラントテスト実行委員会
会

本
溶
接
協
会

ステンレス鋼溶接部陰影検討会(II)
第
一
次
オ
イ
ル
・
シ
ョ
ッ
ク

発 9％Ni鋼の溶接加工の共同研究会
足創
立

爆発拡管溶接研究小委員会
現地焼鈍施工小委員会
補修信頼性小委員会(I)補修信頼性小委員会(II)ステンレス鋼の亜鉛脆化調査W.G.

9N委員会（鉄鋼部会と合同）
FCAW W.G.
爆発溶接小委員会

FCAW小委員会

図 3.2 歴代の小委員会などの設置期間

新潟鉄工：1989〜 1992），向井喜彦（大阪大学→大まとめたものである。これを見ると，それぞれの

阪産業大学：1992 〜）の 4 名である。

時点での懸案事項が大体推察できると思う。

設立当初の小委員会は，いずれも 1964（昭和

これらの活動に加え，特別講演会あるいは関連39）年まで活動を続けた。その後も CP 委員会で企業や施設の見学会などを企画，実施している。

は，そのときどきの関心事あるいは懸案事項を順

写真 3.1 は，1998（平成 10）年に活動の一環とし次課題として取り上げ，解決してきた。

て行った三井造船・玉野事業所を見学した際のも

(2)

活動概要

のである。

課題は，幹事会で重要度を決め，それに応じて1975（昭和 50）年，協会の規模拡大に伴い，業効率的処理を図るため，参加委員を絞った時限的務の輻輳を避けるため，実質的な活動内容に合わな分科会や，小委員会あるいは勉強会的色彩の検せた改組が行われた。このときに，CP 委員会は機討会やワーキンググループ（WG）を編成して取械部会から分離・独立している。

り組んでいる。得た成果は報告書にまとめ，本委もともと，CP 委員会の使命は単に化学工業用員会で報告する他，必要に応じて講習会やシンポの溶接構造物を対象にするだけでなく，特殊性のジウムを開催して，啓蒙に心がけてきた。

強い化学工業分野に溶接技術を普及させ，安定化

図 3.2 は，小委員会などの設置期間を年代別に

写真 3.1

三井造船・玉野事業所の見学会（1998（平成 10）年 5 月 29 日）

させることであり，活動内容は専門性の色合いが写真 3.2

当委員会設立 25 周年の記念出版物「化学機械用材料と溶接」

230●第 5 編研究委員会活動

濃く，会員企業からも独立を強く望まれていた。
念願が適ったわけであり，以後は専門研究委員会として活動を続け，今日に至っている。
この間，1983（昭和58）年に設立25周年を迎え，記念出版物（JWES-CP-8301）を編纂し，関係方面
から多大な評価を受けた（写真 3.2 参照）。また，1986（昭和 61）年の IIW 東京大会では，この記念出版物とともに当委員会の活動が紹介されている。
1994（平成 6）年度より，年度の活動内容つまり議事録，技術発表概要及び提出資料を収録した

写真 3.3

活動内容をまとめた「技術資料集」

冊子を「技術資料集」（写真 3.3 参照）として会員

ザーを代表する方々による将来展望の発表を行っに配布している。貴重な資料を散逸することなくた。過去を振り返るとともに，21 世紀を目前にし保存でき，利用の便を図ることが目的である。

て今後の活動に役立つ示唆に富んだ意義深い催し

1996（平成 8）年 12 月には開催回数 200 回を迎であった。

えた。その記念行事として，稲垣道夫日本溶接技CP 委員会の会員企業は 57 社，60 事業所に及ん

術センター理事長の他，委員長及び委員長経験者

だこともあるが，1999（平成 11）年 5 月現在の会

による記念講演と併せ，素材と溶材メーカー，

員企業数は 37 社であり，本委員会の開催回数はファブリケータ，エンジニアリングそれにユー

210 回に達し，堅実な活動をしている。

3.3

活動状況と成果

CP 委員会が誕生したころは，石油業界は目覚起きる諸々の問題が対象で，緊急を要するものがましい躍進を見せ，プラントの近代化と生産能力多かった。これに対し，それ以降は溶接及び関連の増大が積極的に図られていた。これは図 4.1 に作業の標準化だとか，寿命予測や老朽化対策など見られるとおりであるが，当時，資本と技術はほの設備保全関連の課題など，緊急性よりも確実性

とんど海外に依存していた。つまり，プラントをが求められるものに推移している。

構成する機器・装置類は輸入され，操業ノウハウは供与を受けていたが，未経験のことで戸惑うこ

次に，主な研究活動と得られた成果の一端を披瀝する。

とが多かったといわれている。
したがって，最初は手探り状態から抜け出すた

3.3.1

化学プラント用材料の腐食と強度めの活動に全力が注がれたといってよい。未知の発足当初，最大の関心が示されたのは，溶接が問題に挑み，解決すると成果報告書をまとめ，そステンレス鋼の諸特性に与える影響の解明である。

れをもとに講習会やシンポジウムを開き，啓蒙・

そこでまず，ステンレス鋼溶接部の耐食性と応力普及を図るパターンの繰り返しで，これに標準化

腐食割れの研究を取り上げている。

の作業が続いている。CP 委員会としての公式刊

1959（昭和 34）年度には，通商産業省からの補

行物は，表 3.1（次ページ）にまとめて示したので助金による共同研究を行い，その成果を 1960（昭参照願いたい。

和 35）年に「資料第 1 集」としてとりまとめていその後のエポックとしては，約25年前に起きたる。これは，それまでの電気化学あるいは材料面

オイルショックがある。これを契機に取り組み課

からの検討とは違う広い視野に立ったユニークな題にも変化が見られる。ごく大ざっぱにいうと，内容の報告書として高い評価を受けた。

オイルショックまでは新造段階又は運転開始後に第二次共同研究は，製造現場から出てくる問題

3.

化学機械溶接研究委員会

231

表 3.1 CP 委員会の公式刊行物

記 号
資料第1集
資料第2集

表
化学プラント用金属材料の腐食と強度に関する研究
化学機械用材料溶接施工基準 第1版

題

年 次
1960

資料第3集

高張力鋼の硫化物応力腐食割れに関する研究

1963

IIW

Studies on Sulphide Corrosion Cracking of High Strength Steels in Japan

1964

資料第4集
資料第5集
資料第6集

化学プラント用金属材料の溶接と耐食性に関する研究
化学機械用材料溶接施工基準 増補・改訂版
高張力鋼の硫化水素応力腐食割れに関する研究（プラントテスト完了報告書）

1965

資料第7集
技術図書

9％Ni鋼の溶接加工に関する研究
化学機械溶接の実際･･･単行本

1966

CP技術会議溶接部腐食の事故例と対策

1970

資料第8集

化学プラント用鉄鋼材料の自動溶接に関する研究及び高温ガス浸食に関する研究

1971

ICMC
IIW

On the Prevention of Stress Corrosion Cracking of Austnitic Stainless Steel by Cathodic Protection
Gas Metal Arc Welding of 9%Ni Steel using Ferritic Filler Metal

1972

学会国際シンポ

Present State of Explosive Bonding in Japan & some Characteristics of Bonded Clad

1975

施工基準
記念資料

異材溶接施工基準書
研究活動の概要･･･20周年

1977

JWES-CP-8301
JWES-CP-8302

化学機械用材料と溶接−25年の歩み−･･･25周年
球形貯槽の全体焼鈍施工手順書

1983

JWES-CP-8401

爆発拡管溶接小委員会報告

1984

JWES-CP-8501

配管溶接後熱処理手順書

1985

JWES-CP-8701
施工基準

補修溶接施工法指針
圧力容器局部溶接後熱処理手順書

1987

API/MPC

Local PWHT for Pressure Vessels

1991

学会全国大会

現場技術者のためのステンレス鋼の溶接の実際

1992

JWES-CP-9301
JWES-CP-9302
JWES-CP-9303

長期プラント使用材とその補修溶接部の確性試験・報告書
同 上 付属書 ･･･実験データ集
補修溶接施工法指針−改訂第1版−

1993

JWES-CP-9501
PVRC

1994年度技術資料集
Investigation of Aged Materials for Feasibility of Repair Welding of Refinery Equipment ･･･WRCBul. -412-6/'96

1995

JWES-CP-9601
JWES-CP-9602
JWES-CP-9603
API

1995年度技術資料集
FCAWを用いたステンレス鋼溶接部の高温における損傷とその解析
ステンレス鋼の亜鉛脆化に関する調査
High Temperature Damage to Stainless Steel Welds made by the Flux Cored Arc Welding and its Analysis

1996

JWES-CP-9701

1996年度技術資料集

1997

JWES-CP-9801

1997年度技術資料集

1998

を重点的に取り上げる基本方針に従い，溶接そのCorrosion Crack）が発生する問題は今でこそよく

他の工作技術と材料の耐食性について，広範な実知られているが，当時は真因を探るのに相当苦労

験とその解析を行った。ここではステンレス鋼以と時間を要した問題であった。

外に，一般鋼材の他，銅合金や活性金属も取り上

この種の割れの発見は，1959（昭和 34）年に山げている。その成果は 1965（昭和 40）年に「資料

口県で起きたLPGタンクの漏洩事故が最初とされ第 4 集」としてとりまとめて発行している。

ている。しかし，原因究明の調査や実験が進むにつれ，SSCC の可能性が濃厚であると，1962（昭3.3.2 高張力鋼の硫化物応力腐食割れ

和 37）年 2 月の CP 委員会で発表された。同年，類LPG 中の硫化水素によって，高張力鋼溶接部に似の事故が神奈川県で発生した他，溶接学会春季

硫化物応力腐食割れ（SSCC：Sulphide Stress全国大会や圧力容器研究委員会の総会で取り上げ

232●第 5 編研究委員会活動られるに及び，関係者の関心を集め一大センセー

会の自主基準「高圧ガスの球形貯槽に関する基準

ションが巻き起こった。

（KHK S 0201）」その他にも反映されている。

CP 委員会では時を移さず，高張力鋼耐食分科

これ以降，この種のトラブルは次第に減少し，

会（主査：渡辺正紀）を設けて，実験室レベルの今ではほとんど話題にならないが，問題提起には再現実験を精力的に実施し，1963（昭和 38）年にじまり，再現実験やプラントテストを主導し，解その結果を SSCC の事故例と防止対策などととも決に導く過程で果たした CP 委員会の役割と業績に中間的にまとめて，「資料第 3 集」を刊行していは，特筆できるものである。なお，SSCC には Niる。これは翌 1964（昭和 39）年に「Studies on

無添加のCr系鋼材が比較的強いと発表され，そのSulphide Corrosion Cracking of High Strength

後，調質高張力鋼はNi添加タイプと無添加タイプ

Steels in Japan」と題する論文にして，LP ガスプの 2 種類が製造されている。

ラント協会 SC 委員会との連名で IIW で発表した。
その間，実験室での条件と実装置の操業条件の

3.3.3

化学機械用材料の溶接施工基準

間には隔たりのあることがわかり，実験で確認さ各種の化学プラントで使用する材料の溶接施工

れた腐食因子の検証と，実装置の環境と割れ発生基準を検討し，1960（昭和 35）年に第 1 版「資料の関係を把握する必要が生じた。そのため，1962

第 2 集」，続いて 1965（昭和 40）年にステンレス（昭和 37）年にプラントテスト実行委員会（委員

鋼溶接施工基準，低温用フェライト鋼溶接施工基長：河村敏一）を組織し，計画したプラントテス

準及び耐熱用 Cr-Mo 鋼溶接施工基準として，増トが石油学会の全面的な賛同と支援の下で実施さ補・改訂を行っている。
現在もなお，これらの鋼種の溶接では CP 委員

れる運びとなった。
このテストは，石油会社 10 社 17 事業所の稼働会で作った溶接施工基準をベースに，必要な修正

中の実装置に，鉄鋼メーカー 5 社の 60 キロ，70 キを加えて利用されている。また，ステンレス鋼はロ及び 80 キロ級鋼材で作った試験片を装入し，2ステンレス協会の技術部会溶接分科会と協調して年にわたって行った大がかりなものであった。こ

基準作りを進めている（3.3.5 項参照）。

の結果は，硫化水素濃度と付加応力の関係，すな

3.3.4

3.3 参照）として整理され，1965（昭和 40）年に超低温用材料の一つに 9％Ni 鋼が紹介されたの「資料題 6 集」にまとめた。そして，石油学会やは発足直後であるが，1963（昭和 38）年になってIIW などでも発表した。これは，高圧ガス保安協

実用化の機運が高まり，それに備えた活動を開始

割れ発生限界応力（応力／降伏点）

わち母材と溶接部の SSCC に対する限界曲線（図

精製LPG
球形タンク

ナフサ脱硫Prod.
セパレータ
接触改質Prod.
セパレータ

9％Ni鋼の特性と溶接

灯軽油脱硫Prod.セパレータ
ガス回収脱プロパンO.H.
レシーバ
灯軽油脱硫Str.
O.H.レシーバ

ナフサ脱硫
Str.O.H.
レシーバ

割れる領域

1.0
70キロ級母材
0.8
0.6

80キロ級母材
60キロ級溶接材

0.4
割れない領域

50キロ級溶接材
70キロ級溶接材

0.2

80キロ級溶接材
1

5

10

5

1×102

5 1×103

5 1×104

水分中の硫化水素濃度（ppm）

図 3.3

母材と溶接部の SSCC に対する限界曲線

3.

化学機械溶接研究委員会

233している。具体的には，溶接施工条件を確立するる形で「異材溶接継手に発生するフェライト相にために「9％Ni鋼の溶接加工に関する共同研究」をついて」と題するパネル討論会を開いている。翌

計画し，アンケートを募って研究方案を作成，分年にはこれを受けて，異材溶接継手についてアン担を決めて，1964（昭和 39）年に研究をスタート

ケートを行い，問題点の抽出と取組み方を模索し

させた。

ている。

しかし同時期に，鉄鋼部会でもほぼ同じ内容のアンケートの結果は広範に及ぶが，関心の多く研究を計画していたため，両者で協議・調整し，は炭素鋼又は低合金鋼とオーステナイト系ステン

溶接加工については CP 委員会の研究方案を適用

レス鋼を溶接する場合の溶接材料，溶接施工条件，

し，合同で「9N 委員会」
（主査：渡辺正紀）を設

溶接後熱処理及び検査方法に関する一般的なもの

立して，研究を行うことになった。

であった。これに応える意味で，1972（昭和 47）

9N 委員会では，鋼材の熱処理条件，溶接材料や溶接施工条件の選定並びに大形試験による溶接継年に異材溶接継手に関するシンポジウムを開催している。

手性能の評価を中心に，検討を行っている。その1973（昭和 48）年には，これまでに CP 委員会

成果は「資料第 7 集」にまとめ，1966（昭和 41）年で発表された資料，国内外の文献資料それに会員に刊行した。これは同年完成の液酸タンクをはじ各社が保有する社内基準などを集大成して，異材め，多くの地上式LNGタンクの建設に活用されて溶接施工のための基準作成を目指す異材溶接施工いる。

基準作成小委員会（委員長：河村敏一）を設置しこれと同じころ，高価な高Ni合金溶接材料に変ている。

わる共金溶接（10％程度のNiを含有するワイヤを異材の組み合わせは，利用度が高い耐熱用 Cr-

用いる溶接）
を実用化する問題が提起されている。

Mo 鋼，低温用 Ni 鋼，オーステナイト系ステンレ

しかし，この問題は諸般の事情から「9NT委員会」

ス鋼，それに銅合金及び超合金と炭素鋼の組み合などいくつかの臨時専門委員会で検討されることわせである。1977（昭和 52）年には作業を完了し，になるが，その後，成果の一つをCP委員会でまと「異材溶接施工基準書」を発行している。

め，1972（昭和 47）年の IIW で発表した（表 4.1

なお，ステンレス鋼との異材溶接は，委員の多参照）。この技術は，1980（昭和 55）年に作られくが重複していることもあり，1979（昭和 54）年

た液化アルゴンタンクではティグ溶接に，1982にステンレス協会が発行した「ステンレス鋼溶接（昭和 57）年の液酸・液窒兼用タンクではミグ溶基準（SAS 801）」に組み入れられている。

接に実用され，実績を残している。

3.3.6 化学プラント用材料の溶接と自動化
3.3.5 異材の溶接施工

各種の化学プラントで使用する材料の溶接施工

異種材料の溶接は，CP 委員会の設立当初よりを取り上げた技術図書の出版計画が，1960（昭和注目されていた課題であるが，1964（昭和 39）年

35）年ころに提案された。数年間，資料の収集やにはそれが再確認されている。翌年から数年間行検討など準備作業を行い，1966（昭和 41）年に単われた溶接現場で起きる問題点の収集キャンペー

行本「化学機械溶接の実際」を編集し出版した。

ンでも，異材継手に関する事例が多く出ている。

この本はそれまでになかった異色の手引き書とし

当時は経済性追求の観点から，異材溶接のニーて，当時の関係者に大変重用された。

ズが高まる一方，不安が拭えないために異材溶接

1965〜 1969 年（昭和 40 〜 44）年にかけては，特を回避する動きとが交錯していた時代である。発殊材料の溶接自動化，高温ガス浸食，高温材料の生する問題の多くは，炭素移動による劣化，高温強度と溶接，非調質60キロ級高張力鋼の溶接などや低温での溶接金属の強度不足，熱疲労や熱衝撃を重点課題として取り上げている。これに，関連による割れの発生，さらに腐食などであって，異する会員各社の自主研究及び手持ち資料なども加材溶接についての基本的な知識の欠如や不足に起えて集大成し，1971（昭和 46）年に「資料集第 8

因している。

集」を刊行している。

1969（昭和 44）年には，これらの問題を集約す

溶接作業の自動化や能率化に対して強い要望は

234●第 5 編研究委員会活動あるものの，単品生産が多い化学機械の分野では，

この研究は 1975（昭和 50）年に一応終結する配管などの溶接を除くと船舶や建築鉄骨に比べてが，その間数々の成果をあげている。その成果のも遅れている。そこで，自動化の問題は短期決戦

一部を同年，溶接学会主催の第 2 回国際シンポジ型の重点課題ではなく，永続的な課題として取りウム（2WS）で発表している。

上げることにした。

熱交換機の管と管板の接合に，英国などでは爆その後も，狭開先溶接などの方法や治工具を含発圧接が実用されているという文献の紹介が1977

む自動溶接装置の開発や，適用事例の紹介などが（昭和 52）年の初めにあり，続いて英国から Dr.

逐次，本委員会で発表されている。また，1993（平Crossland を招き，この方法の特別講演会を開催

成 5）年には溶接用ロボット製造工場の見学を実した。他に当時，管と管板のシール溶接の方法と施している。

装置について報告されているが，爆発拡管溶接への関心が極めて強いため，同年，爆発拡管溶接小3.3.7

腐食事例と対策

1970（昭和 45）年に '70 化学プラント技術会議

委員会（委員長：村上善一）を発足させた。
具体的な研究活動は，火薬メーカーである旭化

化学装置の溶接部腐成の参加を得て，1979（昭和 54）年の第一次試験

食と対策」に，CP 委員会は資料（表 3.1 参照）をから 1982（昭和 57）年の第四次試験まで続いていまとめて発表している。

る。内容は，第一次が拡管方法の開発，第二次がが開かれたが，「Session 10

同じ年，IIW 第Ⅸ委員会から溶接構造物の腐食

爆薬の適量検討と衝撃波による割れの防止対策，に関するアンケートが届き，CP 委員会で公表さ第三次がSUS304，Ti合金及びボイラ・圧力容器用

れた事例に，石油学会第 7 分科会が出している鋼板（SB 材）に対する確性試験，そして第四次が「石油工業における腐食事例」の中から溶接に関連

研究成果のとりまとめとなっており，成果報告書するものを加え，回答している。これらの資料かは 1984（昭和 59）年に「JWES-CP-8401」としてら腐食事例のいくつかを抜粋して，1972（昭和47）刊行した。

年に開かれた第 5 回国際金属腐食会議（ICMC）で3.3.9 ステンレス鋼溶接部の放射線透過フィルムの陰影

発表した。

3.3.8

爆接クラッド鋼及び爆接拡管溶接オーステナイト系ステンレス鋼溶接部の放射線

爆接は 1957（昭和 32）年ごろに米国で開発され透過フィルムに現れる陰影（以下，単に「陰影」とた技術であるが，わが国でその有用性が評価され記す）を解明するため，1961（昭和 36）年にステるようになったのは，1960（昭和 35）年ごろのこ

ンレス鋼溶接部陰影検討会（主査：渡辺統一）をとである。当時，すでに基礎研究は開始されてい設置している。検討会では翌年，一応の結論をまたが，点爆接や線爆接の実用化を経て，1967（昭とめ，見解を発表した。

和 42）年には本格的に爆接クラッド鋼の生産が開始されている。

当時，日本非破壊検査協会でも同様の検討を行っており，1963（昭和 38）年には同協会主催の

この爆接クラッド鋼は，圧延や肉盛では製造が公開討論会が開催された。この討論会には，検討不可能又は困難なクラッド鋼が生産できるため，会での結論並びに会員企業の社内資料などを論拠

化学機械あるいは火力・原子力用機器では不可欠に，当委員会も参加している。

な材料である。

その結果，陰影の成因がほぼ解明され，現在ここのような時代の要請に応え，当委員会ではれは欠陥ではないと認識されている。これらは1968（昭和 43）年に爆接小委員会（委員長：河村

JIS Z 3106-1971「ステンレス鋼溶接部の放射線透敏一）を新設し，フェライト系及びオーステナイ

過試験方法及び透過写真の等級分類方法」の等級

ト系ステンレス鋼，アルミブロンズ，チタン合金

分類に反映された他，関係各方面で広く利用されを合わせ材とする爆接クラッド鋼の基本特性，加ている。

工性，溶接性，使用性能及び試験・検査方法など

その後も，関連の事例情報や会員企業の自主研について，総合的な研究に取り組むことになった。

究の結果などが発表されている。しかし，ステン

3.

化学機械溶接研究委員会

235

レス鋼の利用が増えるにつれ，陰影の影響を調べ

これらの手順書は，この小委員会の三部作と呼る要望が出たことから，1976（昭和 51）年にステ

ばれ，関係先で広く活用されている。これらは，ンレス鋼溶接部陰影第二次検討会（主査：渡辺竹1991（平成 3）年にまとめてAPI/MPC で発表した。

春）を発足させ，陰影の出やすい施工条件，溶接
金属中のフェライト量，あるいは機械的性質と陰3.3.11

影の関係を確認するための作業が行われた。1978

機器・装置の製作時あるいは運転を開始した後補修溶接の施工指針（昭和 53）年にはほぼ試験が完了し，成果報告書に異常を発見した場合，補修が行われる。補修はがまとめられており，参考資料として広く活用さそのすべてとは限らないが，溶接によることが多れている。

い。そのため補修溶接は重要であり，特に長年にわたり使用してきた機器・装置の場合，適切な施3.3.10 現地焼鈍施工の手引

工をしないとかえって寿命を縮めることにもなる。

化学機械の溶接で欠かせないものに，溶接後熱1983（昭和 58）年，石油業界から経年使用した処理（PWHT）の問題がある。この問題は圧力容機器・装置の補修溶接方法を確立する強い要望が器研究委員会が発展して，1968（昭和 43）年に創出されたため，補修溶接信頼性小委員会（委員長：

立された日本高圧力技術協会（略称「HPI」）の応

笹口昭三郎／塚原宏）を 1984（昭和 59）年に設立

力焼鈍（SR）委員会が取り上げている。

した。

HPIの創立と同時にできたSR委員会は，直ちに経年使用機器・装置は個別の来歴をもつため，

HPIS E-104「圧力容器の応力除去焼きなまし基準

その補修溶接は画一的な扱いには馴染まない問題（案）」をまとめるが，これを 1982（昭和 57）年にである。しかし，補修溶接を適正に行うためには，

廃止し，改めて HPIS E-107〜 E-112「推奨基準・溶

何か手がかりが必要であり，事前検討項目や施工

接後熱処理の方法，他」を作成し，それを技術図

時の問題点と対策など，共通事項を取り上げるこ

書「応力焼きなまし推奨基準とその解説」としてとにした。また，この種の指針は，改訂を重ねな出版した。

がら完成度を高める性格のものであることから，

その後，1994（平成 6）年に新材料などを追加した見直しを行い，「溶接後熱処理基準とその解

まず骨格を作り，それに肉付けする手順で作業を進めた。

説」として再出版している。このSR 委員会は，CP

最初に文献資料の調査から着手し，骨格に相当委員会にとって分身ともいえる存在であり，設立するものとして，1987（昭和 62）年に「JWES-CP-

当初から緊密な連携を保ってきた。

8701」をまとめ刊行した。その翌年から肉付け作

HPIS E-107 〜 E-112 は，工場で行う炉内熱処理業の準備を始め，1990（平成 2）年に補修溶接信を対象にしている。これとは別に，現地焼鈍つま

頼性第二次小委員会（委員長：村井英夫／河野武

り大形構造物の据付現場で行う熱処理や，局部的亮）を発足させている。ここでは，指針の不備をに適用する熱処理の施工方針が強く望まれていた。

補う見直し作業と併せて，長期運転を経て廃棄さこの現地焼鈍は，熱処理業者が行うことが多い上，れた機器・装置の材料（長期プラント使用材）の作業環境の他，熱処理の方法や条件にも特殊性が提供を受け，その溶接性を含む諸性質及び補修溶あるため，HPIは実務経験者の多いCP委員会に施接した場合の確性試験を実施している。

工指針の作成を委託してきた。

指針の見直しでは，注意事項を盛り込んだ解説

これを受けて，現地焼鈍施工小委員会（委員長：

を重点的に補強し，利用の便を図っている。また，

小山内真二）を 1982（昭和 57）年に組織し，施工

確性試験は補修溶接施工条件の裏付けが狙いであ実績など情報の調査・収集，問題点の把握と分析

り，数々の貴重なデータが得られた。

など，指針作りの活動を精力的に行っている。そ1 9 9 3 （平成 5 ）年に改訂第一版「J W E S - C P -して，1983（昭和 58）年には「JWES-CP-8302」を，9303」，確性試験報告書「JWES-CP-9301」と付属

1985（昭和 60）年には「JWES-CP-8501」を，さら

書「JWES-CP-9302」をまとめている。この確性試に 1987（昭和 62）年には「圧力容器局部溶接後熱験報告書は，1995（平成 7）年に PVRC/EWI の処理手順書」（表 3.1 参照）を発刊している。

ワークショップで発表したが，それは「W R C

236●第 5 編研究委員会活動

BULLETIN 412 JUNE 1996」にそのままの形で収ル型 FCC（流動接触分解）装置に出る割れが報告

録されている。今後も必要に応じ，見直し作業をされた。この割れは，SUS 304H に FCAW を適用

継続していくことにしている。

したもので運転温度が 700℃を超える箇所に，運転開始後数カ月と比較的短時間で発生する。

3.3.12 ステンレス鋼の亜鉛ぜい化
オーステナイト系ステンレス鋼に亜鉛めっきしこれを受けて，1994（平成 6）年に期間を限った非公開の「FCAW

WG」（主査：原泰弘）を組たものを溶接すると，ステンレス鋼に割れの出る織し，特殊材料研究委員会（委員長：西本和俊・ことがある。これが亜鉛ぜい化による割れで，古大阪大学）の指導・協力の下，情報収集と対応策

くて新しい問題といわれている。頻繁に発生するの検討を行った。

わけではない上，技術書でもあまり取り上げてい具体的には，石油学会・装置部会・装置保全分ないため，経験者がいなくなると発生することが科会の協力を得て，アンケート調査を実施するとその理由である。

ともに，FCW の実験を始めた溶接棒部会・共研第この問題に対処するため，1990（平成 2）年に5 分科会と連携を保ちながら，広く情報の収集にステンレス鋼の亜鉛ぜい化に関する調査 WG（主努めた。その後，1年間の活動を通じて得た情報を

査：山本栄一）を編成し，活動を開始した。足掛「JWES-CP-9602」にまとめ，1996（平成 8）年にシ

け 3 年にわたり，事例の収集や文献の調査などをンポジウムを開催して公表した。これは同年 API行った。

でも発表している。

亜鉛ぜい化は，ステンレス鋼などの表面で亜鉛

そして同年，公開の FCAW 小委員会（委員長：や黄銅ろうのような低融点のものが溶けて濡れる原泰弘）を発足させ，WG での調査結果の確認とと，それが粒界に浸透して，ついには割れに至る

併せて，提供された損傷材料並びに試作 FCW を現象である。したがって，このような環境を作ら用いて，共同研究を行っている。割れの性状や特なければ発生しない。完全な粒界割れであり，残に溶接金属の 700℃以上での高温特性などを細か留応力などの力が加わると助長される。ステンレ

く調べたが，結論は大略次のように要約できる。

ス鋼に限らないが，ステンレス鋼で顕著に現れる「使用温度 700℃以上で割れ発生傾向が増大す現象で，「はんだぜい化」とか「液体金属ぜい化」

る。溶接方法は FCAW が他よりも割れやすく，そとも呼ばれている。

れも作業性とスラグはく離性改善のために，0.02

このように，発生機構や防止方法がほぼ明らか％程度の Bi が入った FCW を使うと割れやすい。

にされているにもかかわらず，事例が絶えないの

つまり，作業性を多少犠牲にしてもBi の入らないは，それが知れわたっていないためである。そこ

FCW を使えば，この割れは実質的に防止できる」

で，1993（平成 5）年に WG の成果を「JWES-CP-

これは，1999（平成 11）年 5 月にシンポジウム

9603」にまとめ，周知徹底を図るため，補修溶接を開催して発表したが，これをもってこの問題のと合同でシンポジウムを開催した。些細なことで解決ができたと考えている。これも API での発表

も技術伝承を確実に行わないと，同じ誤りを繰りを準備しているが，これが最新成果の一つである。

返すよい例といえる。

3.3.14 その他
3.3.13 ステンレス鋼FCAW溶接金属の割れの同学会秋季全国大会（東北大学）で「現場技術ここでいう FCAW とは，フラックス入りワイヤ者のためのステンレス鋼の溶接の実際」を主題に，（FCW）を用いるガスシールドアーク溶接（ミグ

ワークショップの企画・運営を行った。内容は溶又はマグ）のことである。FCAW は作業性と能率

接の基本，溶接材料の選び方，鋼管の溶接，切断

溶接学会からの要請を受け，1992（平成 4）年がよいため，ここ20数年の間に飛躍的に伸びた溶法，表面仕上げと検査に関する基調講演と質疑応

接方法であるが，ステンレス鋼も例外ではない。

答であるが，参加者は多数で盛況であった。溶接このような状況の下で1993（平成5）年ごろ，石技術と CP 委員会活動の啓蒙に役立ったと考えて油精製プラントの心臓部ともいえるホットウォー

いる。

3.

3.4

化学機械溶接研究委員会

237

今後の活動予定

CP委員会は日本溶接協会創立後9年目の発足であり，本年で 41 年を経過したことになる。その間いる。これは1960（昭和35）年代に作られた機器・装置が老朽化してきたことが原因である。

脈々と続けてきた活動の内容と得られた成果は，

このように，重点課題は時代とともに推移して

前節で紹介したとおりであり，十分に時代の要請いるが，基本的な問題，応用的な問題あるいは保に応えられるものであったと自負している。

全管理の問題は，軽重比率は変わるにしても今後

これまでの経過を簡単に振り返ってみると，図とも継承すべきものである。特に，損傷に関する

3.2 及び表 3.1 からも推察されるように，次の 3 つ

問題は，設立当初の腐食や SSCC にはじまり，最の時期に大別できる。

近の FCAW の割れに至るまで絶えず続いており，①

第一期

今後も変わらないといえよう。

1973（昭和 48）年のオイルショックまでの約 15

これまでに述べたことは，既定路線である石油

年間で，材料特性の把握や施工法の確立など，基精製や石油化学を念頭に置いたものである。既存

本的な問題に注力した時期である。見方を変える技術を次世代へ伝承することは大事な任務の一つと，
未知の問題に果敢に取り組んだ時期でもあった。

であるが，新規技術の開発と普及はさらに重要な②

第二期

1985（昭和 60）年ごろまでの 10 数年間で，基本的な問題に加え爆接や異材溶接の他，局部熱処理ことである。この観点からは，石油全盛がすでに遠のいた現在，例えば環境汚染防止などの分野に活動を拡大していく必要がある。

などの応用的な問題が増えている。未知であった

現状からの脱皮を図るには，会員業種の拡大な問題も次第に解決され，多少のゆとりができた時

ど活動基盤の充実と柔軟に対応できる体制の整備，期でもある。

つまり活性化が先決と考えられる。21世紀に向け③

第三期

現在に至るまでの約15年間で，補修溶接や損傷対策など，保全管理の問題がクローズアップしててさらに盛り上がりのある活動を展開すべく鋭意努めている。