研究開発された技術紹介

橋梁等の鋼構造物には長期防錆皮膜の金属溶射が採用されているが、橋体の現場組み付けにおいて高所作業に適した溶射装置を用いた狭隘部のボルトへの溶射施工技術がないため、現状では、亜鉛めっきボルトの使用に留まり、鋼構造物全体の長期防錆が達成できない。本研究では、高所作業現場で溶射を可能にする締結ボルトへの溶融亜鉛めっきの下地処理技術及び小型可搬溶射ノズルの開発による溶射施工技術を確立する

溶融亜鉛めっき下地処理、小型可搬溶射ノズルによる高所作業現場での溶射技術の確立
・溶射皮膜設計→自然電位:母材>めっき>溶射膜
・ボルト締結→120°回転接合、滑り試験(摩擦係数0.4)
・溶射層密着力→4.0N以上
・複合サイクル試験→3600時間防錆

(新技術)
<溶融亜鉛めっきの下地処理＋小型可搬溶射ノズル>
(特徴)
・狭隘部溶射のための溶射トーチおよび現場溶射可能な小型溶射機を開発
・溶射可能な亜鉛めっき技術により、対応年数が飛躍的に向上する

溶融亜鉛めっき下地処理技術を開発、溶射層密着力4.0N以上、摩擦係数0.4以上
・10日間の屋外暴露後の溶射でも密着力4.0N以上となる下地亜鉛めっきを開発
・120°回転接合が可能である下地亜鉛めっきを施したボルト、ナット、座金を開発、トルク係数、n‐θ、機械的特性を評価し従来のめっきボルトと同等以上を確認
・ガス溶射においてAl-Mg、Zn-Alの溶射材ともに摩擦係数0.4以上を達成
下地亜鉛めっき皮膜の犠牲防食効果を確認
・調整した化学成分のめっき皮膜が、各種溶射皮膜より高い表面電位となっており、中性領域での表面電位では犠牲防食効果があることを確認
狭隘部溶射施工のための溶射ガンを開発
狭隘部溶射施工のための偏心回転型延長ノズル溶射ガン、小型延長ノズル溶射ガンを開発
・改良開発した溶射ガンにより形成された組付後の座金、ボルト及びナットの各境界における溶射皮膜の密着性を確認
・すべり係数試験結果
～すべり係数値においては溶射材よりも溶射工法による違いが大きいことが確認できた。Zn-Al、Al-Mgのガス溶射のすべり係数値はほぼ同様の値であったが、Al-Mgプラズマ溶射においては低い値となった～

特許：「狭隘部溶射施工のための溶射ガンの改良エクステンション」(特願2012-039308)、「狭隘部溶射施工のための溶射ガンの改良ロータリーエクステンション装置」(特願2012-039348)

・鋼構造物に当該表面処理技術を使うことで耐久年数を大きく向上。

・2020年度の実用化に向け、補完研究中を継続
・溶射を可能にする下地溶融亜鉛めっきサンプルあり(無償)
・狭隘部及び複雑形状への専用溶射機あり(有償)

耐久性・耐腐食性・耐摩耗性向上→現場施工を行う鋼構造物接合部の耐用年数が従来の亜鉛めっきボルトを使用した場合に比べ4倍以上

2020年中の実用化を目指し、補完研究、試験採用を実施。
・生産及び施工標準を作成し、これに基づいて各生産工場でプレ量産を行い、課題などの洗い出しを行った。大きな課題は無かった。
・プレ量産品に対して、性能評価試験を行っており、2020年前半には結果が纏まる予定