高速アーク溶射工法
NETIS 登録番号 QSK-140002
鉄構造物の長寿命化を安価に実現する
溶射工法
会社紹介
沿商号又は 社 名
株式会社アークインターナショナル
所在地
郵便番号 〒
247-0014
横浜市栄区公田町
1019番地の156
代表者役職／氏名
代表取締役 岩田高明
資
本
金
1,000万円
[email protected]
電 話
045-892-7685
Fax
045-892-7685
沿 革： 当社は溶射技術の海外普及をめざし、平成13~22年にアジア
(マレーシア・インドネシア・韓国)に、進出し、事業展開をしてきた。しかし、
周知のリーマンショックのあおりで輸出が激減。これを機に扱ってきた
溶射機を見直し、安価・小型・軽量・高速施工を目標に、改良・開発を
志した。平成25年末に「高速アーク溶射機A400」完成、「高速アーク溶
射工法」確立。平成26年6月、国交省NETISに登録。現在、開発技術の
普及に力を入れ、国内外での事業展開を目指している。
事業内容：
アーク溶射機の製造・販売・防食使用のコンサルティング、
施工会社・施工技術者への溶射技術指導
技術の概要
特長：
• アーク溶射とは2本の線状金属の間に直流アークを発生させ、 この熱で金属を溶かし対象物表面に吹き付けて金属膜を形 成し防錆効果を生む技術である。溶射の熱源には直流アーク やガス燃焼、プラズマ等複数あるが、均一効果が求められる 大面積の防錆皮膜の施工にはアーク溶射が最適である。錆 の形成は鉄と水分子との接触による。被対象物(鉄)に適正な 厚みの金属溶射を施工した場合、水分子のみならず水素分 子も通さない皮膜が形成され長期間の防錆効果が維持され る。重防食塗装を含む従来の塗装による防錆では経年劣化 が進み長期的には皮膜が水分子を通すため錆が発生する。 これを防ぐためには数年から数十年ごとの塗り替えが必要と なる。塩害や大気汚染など厳しい環境条件に耐える高い耐候 性が求められる鋼構造物への防食塗装は、長期的防錆効果 を維持する金属溶射に優位性がある。当社が開発した金属 溶射機器による「高速アーク金属溶射工法」は、下地処理した 表面を金属溶射により均一な防錆皮膜を形成する防食技術 である。 A4溶射ガンの試験溶射技術の概要
溶射機：
• 高速溶射機(左図)は、小型軽量で安定したアーク の下で高速の金属溶射ができ、少人数・短期間で 高品質な防錆金属膜を得ることができる。溶射金 属材は、金属の電気化学的性質によって異なり、海 水環境においてはアルミ材が推奨され、内陸の淡水 環境に於いては亜鉛・アルミ疑似合金材が優れてい る。亜鉛・アルミ疑似合金溶射は我が国で開発され た本邦特有の技術である。金属溶射防錆が必要と される産業分野では、対象鋼材のサイズ・形状・付 属物等の広い範囲で、かつ溶射施工面も曲面など 多様であり、軽量で平易な作業性・操作性を持つ製 品が求められている。提案する「高速アーク金属溶 射工法」は、工場内施工や屋外での現場施工にも 対応できるものである。何処で活用する技術か
インフラの長寿命化
• 平成２５年１０月「インフラ老朽化対策の推進に関する関係省庁連絡会議」が設置
され、同年１１月には国民生活やあらゆる社会経済活動を支える各種施設をインフ
ラとして幅広く対象とし、戦略的な維持管理・更新等の方向性を示す基本的な計
画として「インフラ長寿命化基本計画」が取りまとめられた。
• 我が国では、１９２０年以降建設された橋は１６万橋で、そのうち５０年以前に建設さ
れた橋が５万橋あり、２０３０年には９万橋になると言われている。橋梁は早い時期
から老朽化が進み、建設後３０～４０年程で架替えが必要になる。橋梁は維持管
理を怠れば落橋に至り、きちんと点検と補修をしていけば、１００年以上活躍できる。
橋の崩落事故 (例)
竣工/崩落年及び橋梁名 原因 犠牲者 1698/1807年 永代橋(日本) 老朽化・過重量 1400 1878/1879年 Tay Bridge (英国) 設計ミス 75 1926/1938年 海門橋(日本) 老朽化 0 1940/1940年 タコマ橋(米国) 動的解析に道を開く 0 1928/1963年 シルバー橋(米国) 老朽化・鋼材の腐食 46 1979/1994年 聖水大橋(韓国) 手抜き・老朽化 32 1964/2007年 ミネアポリスI-35橋(米国) 設計ミス 13 2010/2007年 カントー橋(ベトナム) 建設中の施工ミス 52 1981/2009年 辺野喜橋(日本) 老朽化・塩害による腐食 0 2001/2011年 クタイ・カルタヌガラ橋 (インドネシア) メンテナンス中の事故 20 2011/2012年 陽明灘大橋(中国) 手抜き工事 3 1970/2016年 阿蘇大橋(日本) 橋脚を支える地盤のずれ 1 1967/2018年 モランディ橋(イタリア) 老朽化 38なぜこの技術が必要なのか
• 鉄資源を大切に使う社会の実現 • 日本国内で使用され何らかの形で国内に存在している鉄は13億トンと言われている。 • 鉄を主材料とする橋梁・建物・港湾設備・車両・船舶・機械は10年から60年でスクラップになっている。 • 鉄製品の平均寿命を次のように考えるとスクラップ化する鉄の量は平均寿命を30年とすれば年間 4,300万トン、それを60年に伸ばすと年間2,150万トンになる。 • これは長寿命化に依って鉄の消費を年間2,150万トン削減できることを示唆している。 • 大幅な鉄資源の消費削減がもたらす効果 1. 2,150万トン分の新たな施設建設・鉄製品製作を削減でき、 産業コスト低減に寄与する。国際競争 力強化 2. 温室効果ガス排出量を4,300万トン削減できる。 鉄の生産は、トン当たり2トンの温室効果ガスを 発生する。 国際公約の実現→国際信用力強化開発経緯
動機：
アークインターナショナル社は、金属溶射機の開発に関するベンチャー企業アークテクノ社の海外 部門としてマレーシア・インドネシア・韓国で特に海洋施設の防食に必要な金属溶射機の海外販売 と技術移転の業務を行ってきた。 当社の現地関連会社の溶射施工実績としては、 日石石油開発のサラワク沖、ガス田開発のHelang Central Platform
UNOCALのカリマンタン島沖(水深1000m)原油・ガス田開発 West Seno掘削用ケーシングパイプ Baya Undan (チモール海) ガス田開発
Sakhalin Luna A & PA-B(樺太沖) ガス田開発
Qatar Gas II開発のLNG 製造設備、などの防食金属溶射が代表的なものである。
この間、施主側からはより安価な防食金属溶射施工、施工側からはより高速溶射による人件費の 縮小に対する強い要望があった。
これらの要望に対応するため高速アーク溶射工法を開発した。 Sakhalinガス田開発
開発経緯
背景：
アルミ溶射皮膜の防食性能及び耐久性が優れていることは世界的に認められている。 国際石油メジャーでは、海洋油田・ガス田の開発に使われるジャケットや海洋プラットフォーム等の修復工事の 難しい個所、スプラッシゾーン及びプラットフォームの最下段の鋼構造物をプロジェクトライフ４０年間、メンテナ ンスフリーにする為にアルミ溶射防食皮膜が工事発注者の仕様書に規定されている。現在、プラットフォーム 一基当たりの溶射面積は20,000㎡程度だが、溶射単価が下がるにつれプラットフォーム全体のメンテナンスフ リー化が現在進行中である。近い将来、溶射面積は100,000㎡を超えるものと思われる。 我が国の道路、鉄道、港湾等の鋼構造物の防食も同様の進展が予想される。 我が国で溶射防食皮膜の普及を阻害している最大の原因は施工時の不適切な品質管理に起因する皮膜 寿命の短縮である。 国際石油メジャーでは、防食溶射皮膜の防食性能及び耐久性を担保する為、工事開始前からその終了まで の期間、工事の中断、不良工事のやり直し等を命令できる強い権限を持った発注側検査員を施工現場に派 遣し、発注仕様書の規定を誠実に守らせている。請求書には発注側検査員作成の品質承認書(又は証明 書)の添付が義務付けられている。 従来塗装の慣行を打破し、溶射防食皮膜の能力を最大限引き出すためには、同様の品質管理システムが求 められる。 溶射工資格審査開発経緯
目標：
高速アーク溶射工法に使う溶射機の開発に際
し、溶射機が備えるべきこと
1.溶射機を小型軽量化し、殆どの作業現場で搬
入、搬出、溶射操作を溶射工一人で容易にでき
ること。
2.施工単価を従来技術・重防食塗装の施工単
価 8,020 円／m2と同じレベルであること。
3.溶射皮膜の品質管理は国際石油メジャーの
溶射作業仕様書の条件に合格できること。
A400 性能試験高速アーク溶射工法の施工管理マニュアル
QCCP 品質管理チェックポイント
高速アーク溶射工法品質管理マニュアルから抜粋QCCP #4チェックポイント
－
清浄なブラスト媒体
研磨ブラスト媒体を最終アンカーブラストまたはブラシブラストに用いる前に、
1. ブラスト媒体に汚染やくずがないか、十倍のルーペを用いて外観を検査する。
2. 次の手続きにより、油汚染がないか検査する。
(a) 清浄な小ビン(100～200ml)に半分研磨媒体を入れる。
(b) ビンの残りに蒸留水を入れる。
(c) ビンに蓋をして振る。
(d) 水中に油が見えるか検査する。油が見えたら、このブラスト媒体は最終アンカー
ブラストには使わない。
(e) ブラスト装置、特にポットとホースを洗浄し、ブラスト媒体を交換して再試験する。
ライフ・サイクル・コスト
(LCC)による比較
経済性：（左記 LCC比較表参照） 比較する従来技術：重防食塗装（鋼道路橋塗装標準C-5仕 様）本工法での初期コストは、¥8,738/m2で、重防食塗装の ¥8,020/m2に比べ幾分高いが、作業時間が短く、手離れが 良いことを勘案すれば、総合した鋼構造物の初期コストは 同等か或は安くなる。 本工法の溶射皮膜の期待耐久性は100年以上であり全面 的更新の必要が無いが封孔処理材は紫外線等に暴露され る部分が劣化するので通常30年毎に補修する。 一方、従 来技術の防食樹皮の耐久性は30年程度で30年毎に全面 的な塗替えが必要とされる。 累積費用（LCC)の比較では、30年後に逆転し、90年後の高 速アーク溶射工法の累積費用は ¥10,688/m2となり、従来 工法は ¥41,686/m2となる。HELANG DRILLING SUPORT FRAME
2001
Johore Malaysia
新日石
13,000m²
下地処理
ISO Sa2.5
金属溶射
Al55Zn45 100μm
封孔処理
Polyurethane Paint
上塗り
Polyurethane Paint
施工実績
事業名 サラワク沖 アルミ／亜鉛擬合金溶射工事、 溶射面積: 2,500㎡ 地先名 MALAYSIA SHIPYARD & ENGINEERING SDN. BHD. JOHOR MALAYSIA 施 工 ARC METAL SPRAY SDN. BHD. MALAYSIA、 工 期 ～DEC. 1, 2001 溶射仕様 溶射工程 仕 様 使用量 (g/m2) 目標膜厚(μm) 次工程までの 時間 素地調整 ブラスト処理 ISO Sa2-1/2 表面粗さ Rz63～150μm ４時間以内 金属溶射 アルミ55%/亜鉛45%(容積比) 擬合金 205/442 100 (平均値) 封孔処理 ポリウレタン塗料160g/m2をシンナー40～60g/m2を調合、 攪拌機で均一にしてスプレーする。 200～220
HELANG CENTRAL PLATFORM
2002
• Johore Malaysia
• 新日石
• 13,000m²
下地処理 ISO Sa2.5 金属溶射 Al55Zn45 100μm 封孔処理 Polyurethane Paint 上塗り Polyurethane Paint施工実績
事業名 サラワク沖 ＨＥＬＡＮＧ ガス田開発、 新日石石油開発（株）
CENTRAL PLATFORM TOPSIDEアルミ／亜鉛擬合金溶射工事、溶射面積: 10,300㎡ 地先名 MALAYSIA SHIPYARD & ENGINEERING SDN. BHD. JOHOR MALAYSIA
施 工 ARC METAL SPRAY SDN. BHD. MALAYSIA、 工 期 ～DEC. 1, 2001
溶射工程 仕 様 使用量 (g/m2) 目標膜厚(μm) 次工程までの 時間 素地調整 ブラスト処理 ISO Sa2-1/2 表面粗さ Rz63～150μm ４時間以内 金属溶射 アルミ55%/亜鉛45%(容積比) 擬合金 205/442 100～150 封孔処理 ポリウレタン塗料160g/m2をシンナー40～60g/m2を 調合、攪拌機で均一にしてスプレーする。 200～220 溶射仕様
13-3/8" CASAING PIPE
2002
• INDONESIA • UNOCAL
• West Seno Field • 30,000m²
下地処理 ISO Sa2.5 金属溶射 Aluminum
200-300μm
施工実績
事業名 カリマンタン沖WEST SENO 油田開発、 UNOCAL
掘削用13-3/8inch CASING PIPEアルミ溶射工事、 溶射面積: 30,000㎡ 地先名 PT. CITRA TUBINDO TBK. BATAM INDONESIA
施 工 ARC METAL SPRAY SDN. BHD. MALAYSIA、 工 期 ～2002年
溶射工程 仕 様 使用量 (g/m2) 目標膜厚(μm) 次工程までの 時間 素地調整 ブラスト処理 ISO Sa3.0 表面粗さ 75～125μm ４時間以内 金属溶射 アルミニウム Al 99.5(JIS H8261) 200～300 封孔処理 エポキシ塗料160g/m2をシンナー40～60g/m2を調合、攪拌機で均 一にしてスプレーする。 200～220 溶射仕様
BAYA UNDAN GAS PLATFORM
2002
• 下地処理 ISO Sa2.5 • 金属溶射 Aluminum 200μm • 封孔処理 Polyurethane Paint • 上塗り Polyurethane Paint 韓国 PHILLIP 30,000m²施工実績
事業名 チモール海域BAYU UNDAN原油、ガス田開発、 PHILLIPS, PETROLEUM GAS RECYCLING PROJECT、 アルミ溶射工事、 溶射面積: 24,000㎡ 地先名 HYNDAI HEAVY INDUSTRIES, KOREA
施 工 SAMWON TECHNO CO. LTD. KOREA、 工 期2003年 溶射仕様 溶射工程 仕 様 使用量 (g/m2) 目標膜厚(μm) 次工程までの 時間 素地調整 ブラスト処理 ISO Sa3 表面粗さ Rz63～150μm ４時間以内 金属溶射 アルミニウム Al 99.5(JIS H8261) 200 平均値 封孔処理 ポリウレタン塗料160g/m2をシンナー40～60g/m2を 調合、攪拌機で均一にしてスプレーする。 200～220
SARAWAK SHELL OFFSHORE JACKET REPAIR
2002
• MALYSIA
SARAWAL SHELL
100m
2 • 下地処理：ISO Sa2.5 • 溶射：アルミ 200-350μm • 封孔処理：IPK251 (red) • 上塗り：IPK251 (red) 25-50μm溶射工程 仕 様 使用量 (g/m2)
目標膜厚(μm) 次工程までの 時間
素地調整 ブラスト処理 ISO Sa3 表面粗さ Rz63～150μm ４時間以内
金属溶射 55%Al/45%Zn擬合金 + アルミAl 99.5(JIS H8261) 200+100 平均値
封孔処理 Alpha-coat 160g/m2をシンナー40～60g/m2を調合攪拌機で均一 にしてスプレーする。
200～220
施工実績
事業名 サラワク沖、 REPAIR OF OFFSHORE JACKET(F6K-A) LEGS SARAWAK SHELL アルミ溶射工事、 溶射面積: 100㎡
地先名 SARAWAK SHELL, SARAWAK MALAYSIA
施 工 ARC METAL SPRAY SDN. BHD, MALAYSIA、 工 期 2004年
SAKHALIN PLATFORM
2004
• 韓国
• Samsung Korea
• 40,000m²
下地処理 ISO Sa2.5 金属溶射 Aluminum 250-350μm 封孔処理 IPK 251 (Red) 上塗り IPK 251 (Red) 25-50μm溶射工程 仕 様 使用量 (g/m2) 目標膜厚(μm) 次工程までの 時間 素地調整 ブラスト処理 ISO Sa3 表面粗さ Rz63～150μm ４時間以内 金属溶射 アルミニウム Al 99.5(JIS H8261) 200～250 封孔処理 ポリウレタン塗料160g/m2をシンナー40～60g/m2を 調合、攪拌機で均一にしてスプレーする。 200～220
施工実績
事業名 ALUMINIZATION WORKS OF SAKHALIN ENERGY INVESTMENT,SAKHALIN II PHASE 2 PROJECT, LUN-A & PA-B TOPSIDES, 溶射面積: 48,992㎡ 地先名 SAMSUNG HEAVY INDUSTRIES CO. LTD. KOREA
施 工 SAMWON TECHNO CO. LTD. KOREA、 工 期 ～JUL. 31, 2006 溶射仕様
溶射工程 仕 様 使用量 (g/m2) 目標膜厚(μm) 次工程までの 時間 素地調整 ブラスト処理ISO Sa3 表面粗さ Rz63～150μm ４時間以内 金属溶射 アルミニウムAl 99.5(JIS H8261) 200～250 封孔処理 INTER-THERM 50 25～50 上塗り INTER-THERM 50 25～50
施工実績
事業名 QATAR GAS II 開発 EXXON MOBIL/CHIYODA TECHNIP JV. LNG製造施設、塔槽類 アルミ溶射工事、 溶射面積 : 4,200㎡ 地先名 DOOSAN MECATEC, KOREA
施 工 SAMWON TECHNO CO. LTD. KOREA、 工 期 ～SEP. 30, 2006 溶射仕様
