特 集タンク

補修現場における自動マグ溶接の適用
トーヨーカネツ株式会社
次世代エネルギ開発センター
プロジェクト部 工務・生産技術グループ
主任

京野 成利

１．はじめにプラント業界をはじめ、様々な業界において溶接士の増加によって採算が合わなくなってしまう。このような高齢化や若年層の減少による熟練技能者の不足が問題と理由に加えて、これまでは溶接士を容易に確保できたなっている。
当社が現在請負っている補修現場において、状況も重なり、被覆アーク溶接以外の方法を採用すること従事する被覆アーク溶接士（以下、溶接士）の年代別割合をに消極的で、他の溶接方法を導入する検討は数十年間

図１に示す。約４割が70代であり、半数以上の溶接士をされてこなかった。

60代と70代が占めている。このように高齢な溶接士がしかしながら、すでに直面している溶接士不足・技能増加していることで、①高所・狭あいな作業場所への低下に対する問題を解決するためには、当面は作業効率人材配置に苦慮している、②視力低下で技能低下が顕著と採算性を犠牲にしてでも、省人化・脱技能化を進めるになり溶接部の手直しが増加している、といった様々な必要がある。

問題に直面している。また、この年齢構成のまま推移してそこで、自動マグ溶接導入を検討したのであるが、今までいくと近い将来、溶接士の確保が更に困難となってくる。の考え方を改めるには、現場の理解も得る必要がある。

そのため、補修現場では、個人の技量に依存した被覆その第一段階として補修現場において自動マグ溶接とアーク溶接から経験が乏しい若年層が溶接を行ってもいう新たな溶接方法が受け入れられるのかどうかを評価

技量の差が出にくい自動溶接への移行が急務となってすることとした。

いる。このような背景から、自動マグ溶接の適用を検討

20 代した。本稿では、補修現場における自動マグ溶接の適用について紹介する。

２．補修現場における溶接作業の省人化・脱技能化に向けて

70 代

７％

30 代

５％
40 代

38％

21％

補修現場では、主に被覆アーク溶接が適用されている。
その理由は、溶接設備が安価であり、溶接作業前の準備が簡便であるためである。補修現場では、１箇所あたり19 ％の溶接長さが短く、溶接作業前の準備を考えると他の溶接方法では作業効率が低下してしまう。また、他の溶接方法を採用する場合には、新規設備の導入・維持コストの16

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10 ％

60 代
図１ 補修現場に従事する溶接士の年代別構成

50 代

特集：タンク

３．自動マグ溶接を選定した理由
すでに述べたように補修現場における溶接方法は主に溶接中のアークの音やフラックスから漏れるアーク光被覆アーク溶接であるが、その他にサブマージアークの程度といった感覚的な指導となるため、理解度が溶接を適用している。
サブマージアーク溶接が適用される

劣り教育時間も長くなってしまう。のは、直線的で溶接線長さの長い底板相互継手、側板相互そのため、自動マグ溶接の方が、短時間で技能を周継手、側板×アニュラ板のＴ継手である。これらの習得できるようになると考える。

部位について、自動溶接が適用されている目的は施工効率を高めるためであり、本稿で問題に挙げている溶接士不足・技能低下の対応策ではない。

⑵

手直し率の改善
サブマージアーク溶接は、溶接ワイヤがフラックス本評価においてサブマージアーク溶接ではなく自動に覆われてしまうため、溶接中に目視することがマグ溶接を選定した理由は、タンクの新設現場ではすでにできない。ワイヤの狙い位置が適正であったかどうか適用実績があることに加えて、溶融池を目視できることを確認するためには、溶接トーチが通過した後にが最大の利点と考えるためである。目視できることで自動フラックスの吸引とスラグ剥離を行う前作業が必要溶接オペレータ（以下、オペレータ）への教育と手直し率のとなる。そのため、溶接ビードを確認するまでに改善が見込まれる。

時間差が生じてしまい、ワイヤ狙い位置の修正が必要となるかどうかの判断が遅くなるため、手直しのオペレータの教育改善可能性が高くなる。また、ワイヤ狙い位置のずれやオペレータは、溶接士のようにJIS規格で定められた溶接条件の乱れによって、写真１に示すようにスラグが、資格と試験手順がない（JIS B 8501が適用される溶接ビードの谷間（パス間）に噛み込んでしまうことタンクの場合）。そのため、当社ではオペレータのがある。このスラグを除去するためにはグラインダー認定手順を設けており、この手順で定められた教育による研削が必要となり、また、補修溶接を要するを受けて、最終の実技試験に合格した者をオペレータこともあり、その作業に時間を要する。

認定している。また、受験対象者は、溶接技能者

一方、マグ溶接は、溶接中に目視できるためワイヤ資格を保有している（または過去に保有していた）者の狙い位置や溶接条件をリアルタイムで修正するに限定している。その理由は、現段階では溶接にことが可能であり、パス間にスラグが噛み込むこと関する知識が全くない人に施工させることは考えてはほぼなく、除去作業に時間を要しない。

おらず、資格の有無で最低限の知識があることを簡易に判断できるためである。

Special feature⑴

そのため、自動マグ溶接の方が、手直し率の低下及び後工程における作業負荷が低下すると考える。

資格保有者は、溶融池の形状やアークの狙い位置といった溶接中のかんどころを理解している。マグ溶接の原理は、基本的には被覆アーク溶接と同じであり、溶接中は溶融池の形状やワイヤの狙い位置を監視することになる。そのため、教育をする際には指導者側も伝えやすく、受験者も指導内容を理解しやすい。
一方、サブマージアーク溶接は、フラックスの散布量がかんどころとなる。フラックスのかぶり高さが溶接部の品質に影響する。しかしながら、どの程度のかぶり高さにすれば良いのか伝えることが難しく、

写真１ サブマージアーク溶接のビード外観

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４．非破壊検査における問題と改善

５．適用実績

補修溶接が完了すると、その部分の非破壊試験として昨年度は、容量5,000 kLクラスのタンク２基の底板磁粉探傷試験（以下、MT）が要求される。すみ肉溶接の全面取替工事に適用した。１基あたりの溶接長さは場合、溶接ビードの止端部は形状が急峻となるため磁粉約200 mであり、継手の種類は重ね継手のすみ肉溶接でが溜まり疑似模様が現れやすい。この溶接継手特有のある。この程度の補修長さでは、自動マグ溶接が工期短縮現象を理解した試験員であれば、断面急変指示による疑似に効果的な方法かどうかは判断できない。しかしながら、模様と判断するが、溶接部の検査に不慣れな検査員は、今回適用した目的は今後、補修現場での新たな溶接方法

この疑似模様をきずによる磁粉模様と判断して「欠陥」ととして自動マグ溶接が受け入れられるのかどうか評価判定することがある。検査員の力量によって、本来手直しがすることであり、現場からは好意的な意見がフィード不要であるにもかかわらず、手直し箇所が増えて後工程のバックされたため、目的は達成されたといえる。

作業負荷が高まる可能性がある。
そこで、止端部の疑似模様が現れないように施工条件の見直しを行ったところ、溶接材料によって疑似模様の現れ方に違いが生じることが確認された。

６．おわりに補修現場における自動マグ溶接の適用について紹介した。本年度も数基への自動マグ溶接による施工が決定

Special feature

今後の対応としては、MTによる疑似模様が発生しにくいしている。現在は底板相互のみであるが、少しずつ適用溶接材料を選定するとともに、現場着工前にはサンプル材範囲を拡大する予定であり、すでに検討に着手している。

によるMTを実施して、検査員との判定基準の統一化をまた、将来的にはロボット溶接を導入して、より一層の図ることとする。

省人化・脱技能化を図る所存である。

写真２ 自動マグ溶接作業風景

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