メガフロート湿式水中溶接の研究

Study on Wet Underwater Welding for Mega-float

小川洋司1)、北村信男2）、等農克巳2)、入江隆博3）、大野豊三3）、西田克己2）、松下久雄3）、大西正一4）佐藤操4）、森田孝男1）、住友敬1）

1), N.Kitamura2), K.Tono2), T.Irie3), Y.Ono3), K.Nishida2) ,H.Matushita3), M.Onishi4), M.Sato4), T.Morita1), T.Sumitomo1)

1）四国工業技術研究所、2）日木鋼管、3）三井造船、4）サノヤス・ヒシノ明昌

1)SNIRl, 2)NKK 8)MES, 4)SHMO

KEYWORDS

Underwater welding, Wet welding, Mega-float, Offshore constrruction ,Sub-seajoining. Mechanized welding

ABSTRACT

Underwater welding is a key technology for an in-situ construction of very large scaled offshore floating structure(mega-float). Dry welding techniques such as hyperbaric welding and cofferdam welding are usually used for the offshore construction. Mechanical properties of weld joints are almost equivalent with surface welding in these methods, unless the reqiuirement of much time and cost for welding process. Wet welding is one option to proceed in-situ joining of offshore steel structures. And wet welding is necessary for maintenance and repairing of them. Mechanical properties for wet welding is usually poor compared to dry welding because of bad influence by surrounding water welding part. Water curtain which is jetted around the nozzle edge was considered to improve mechanical properties for wet welding. The curtain guarantees a stable local dry cavity around the welding part. This technique is so simple to reduce much cost and working time. A mechanizad wet welding procedure was studied in order to establish an efficient joining technique for in-situ construction of the Mega-float. A special welding nozzle, which has a wide range of allowance with root gap widths and miss-alignment of butt joints, was developed. The durability of this technique was confirmed by laboratory test. A mechanized wet welding was executed for the Mega-float during open field demonstration in July 1996 at Yokosuka harbor. The weld quality was good enough for certification. This paper describes the information on the development of a mechanizad wet welding machine.

1.緒言

近年、公共機関の利便性の確保と生活環境の保全を両立させるために、空港や廃棄物処理施設などが海上に設置されるようになってきている。沿岸海域の有効な利用方式として、大規模な浮体式海洋構造物（メガフロート）を利用する構想がクローズアップされており、メガフロート技術研究組合を中心に積極的な研究活動が実施されている。

メガフロートを経済的に建造するためには、各地の造船所などで製作された複数の浮体ユニットを現地で洋上接合する必要がある。洋上での施工法として、溶接適用箇所を加圧して海水を排除する圧気（ハイパーバリック）工法、あるいは溶接区画をチャンバーで囲み海水を排除する大気圧（コファーダム）工法などがある。これらの乾式溶接法は、水止めのために特殊な準備や作業行程を必要とするものの、大気中での溶接と同等な継手性能力が得られると言う特徴がある1）。他の洋上施工法としては、溶接部力投水したままの状態で溶接を行う湿式溶接法があり、この手法が適用可能であれば、洋上接合の作業手順や時間の大幅な短縮が期待できる。また、構造物の完成後の補修作業には、湿式溶接が有力あるいは不可欠な場合も想定される。湿式水中溶接法の内、水カーテンを利用して溶接アーク近傍から局部的に水を排除する手法について、メガフロートヘの適用可能性を検討した。

水カーテン式水中溶接法で良好な継手性能が得られることは、実験室レベルでは既に実証されている2）。しかし、水カーテン式は機械施工を目的として開発された手法であり、手動での溶接は困難なために、実施工にはほとんど用いられてこなかった。メガフロートの洋上接合では、溶接長が長く機械化のメリットが大きいため、実用化に向けての検討を開始した。実際の洋上接合では、ギャップ幅や目違いなどの開先形状の精度に対する許容範囲が広く、アークが長時間安定に持続し、開先線への追従能力のある、システムの開発力必要である。これらについ

前ページ　　　目次へ　　　次ページ