船舶は重要な水上交通機関および工事装備として、その安全性、信頼性、耐久性は人員の生命、財産の安全、海洋環境保護に直接関わっている。溶接は船舶の建造と修理における重要な接合工法の一つであり、その品質は船体構造の完全性と性能を直接決定している。したがって、大連の船舶用部品の溶接は一連の厳格で体系的な技術要求に従わなければならない。これらの要求は主に標準規範、人員資格、材料管理、工法管理、検査検測、並びに特殊環境への配慮などの多方面をカバーしている。
一、厳格な規範と標準体系に従う
船舶溶接の主な要求は、国際的、国家的および業界で認められた規範基準に適合しなければならないことである。これは船舶が世界的に船級社の認可と法定許可を得るための基礎である。
国際共通規格:国際海事機関(IMO)の関連条約、国際規格化機構(ISO)の溶接規格(ISO 3834品質要求シリーズ、ISO 5817溶接部品質グレード規格など)。
各国の船級協会規範:これは直接的で核心的な要求である。世界の主要な船級協会(中国CCS、米国ABS、英国LR、ノルウェーDNV、日本NKなど)はすべて詳細な「材料と溶接規範」を公布している。これらの規範は溶接工程、溶接工の資格、溶接部の検査などについて強制的な規定を設け、船舶は入級船級協会の特定の要求を満たさなければならない。
国家標準と業界標準:例えば中国のGB/T標準(勧告的国家標準)、CB標準(船舶業界標準)などは、溶接材料、工程評価、検査方法などについて具体的な規定を行っている。
二、人員の資格と工法評価の要件
溶接資格認定:船体構造の溶接に従事するすべての溶接工は、関連規格(ISO 9606や海技士協会の同等規格など)に従って試験を受け、対応する資格証明書を取得しなければならない。認定は通常、溶接方法(手仕事溶接SMAW、ガスシールドアーク溶接GMAW、アーク溶接SAWなど)、材料タイプ、厚さ範囲、溶接位置(平、横、立、仰)などによって分類される。溶接工は資格証明書を所持してからでなければ仕事に就くことができず、且つ証明書は有効期限内である必要がある。
溶接工程評価(WPS/PQR):製品溶接に着手する前に、採用予定の溶接工程規程(WPS)に対して評価を行い、要求を満たす溶接継手を製造できるかを検証しなければならない。評価過程では溶接工程評価報告書(PQR)を作成し、船級協会または認可機関の認可を得る必要がある。WPSは現場溶接作業の直接的な根拠であり、母材および溶接材料の型式、予熱/道間温度、溶接電流電圧、速度、熱入力、保護ガス、溶接後熱処理要求などのすべての重要パラメータを含まなければならない。
三、材料の管理と制御
母材の要求:船舶用鋼材(A、B、D、E級船板、高強度鋼など)は、船級協会の証明書を有している必要があり、その化学成分、機械的性質(特に衝撃靭性)は規格を満たす必要があります。高強度鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの特殊材料については、溶接性を重点的に考慮する必要があります。
溶接材料管理:溶接棒、溶接ワイヤー、フラックスなどは母材と適合し、かつ船級協会の認証を取得している必要がある。その保管、乾燥、発行及び回収には厳格な制度を確立し、特に低水素系溶接棒については、規定の温度で乾燥させ、保温筒に入れ随用随取することを防潮のために行わなければならない、溶接部の水素割れ防止のためである。
四、溶接プロセスの重要な工程管理
これは溶接品質を確保する核心的な工程である。
ジョイントの設計と準備:溝の形状、寸法、組み立てクリアランスは図面およびWPSの要求に合致しなければならない。溶接前に溝および両側の水、油、錆、酸化皮膜などの不純物を徹底的に除去しなければならない。
予熱と層間温度管理:厚板、炭素当量が高い鋼材、または拘束度の大きい接合部では、溶接前の予熱が非常に重要です。これにより冷却速度が遅くなり、冷間割れを防ぐことができます。また、溶接工程全体を通じて層間温度をWPSで規定された範囲内に保つ必要があります。
溶接熱入力制御:熱入力(電流×電圧/速度)は、溶接部および熱影響部の組織と性能に直接影響を及ぼしている。高強度鋼および特定の特殊鋼については、靭性低下や不良組織の発生を防ぐため、熱入力に明確な上限および/または下限の要求がある。
溶接順序と変形制御:合理的な溶接順序と方向(対称溶接、区画退溶接など)を策定し、マントルやクランプの使用と組み合わせることで、溶接応力と構造変形を小限に抑える。
環境条件:屋外または室内で溶接を行う際、湿気(相対湿度が通常85%を超える場合に溶接を停止)、強風(ガスシールド溶接時の風速には遮蔽が必要)、雨や雪などの悪天候に遭遇した場合、有効な防護措置を講じなければなりません。そうでなければ、溶接を実施してはなりません。
五、溶接後処理及び検査・検測
溶接後処理:溶接部表面のクリーニング(溶接スラグやスパッタの除去)や溶接部の研磨(外形を平滑に仕上げる)を含む。重要な構造物や特定の材料の場合は、残留応力を除去するために溶接後熱処理(応力除去焼鈍など)が要求される場合がある。
非破壊検査(NDT):溶接部の内部品質を検証する主要な手段である。よく用いられる方法には、
外観検査(VT):溶接部の寸法、表面欠陥を検査する。
レントゲン検査(RT)または超音波検査(UT):溶接部内部の気孔、スラグ、未溶着、亀裂などの欠陥を検出する。UTは特に厚板に適している。検査率と合格基準は溶接部の「重要性」カテゴリーに応じて、規格に厳格に従って実施する。
磁粉検査(MT)または浸透検査(PT):主に表面または近表面の欠陥を検出するために使用されます。
破壊試験:工程評価時または必要に応じて、引張、曲げ、衝撃、硬度、巨視的金属組織などの試験のために試料を切断し、溶接部の力学的特性及び微視的組織を検証する。
六、特殊部品と材料の溶接要件
重要な接合部:首尾柱、舵装置、主機基座、マスト、クレーン支持部、係留装置など、交変荷重や高応力を受ける重要な部品では、溶接要求が通常より厳格で、より高い溶接工の資格レベル、より細かい工程管理、および非破壊検査が必要であることが多い。
特殊材料:
高強度鋼:熱入力と予熱温度を厳密に制御し、冷間割れと熱影響部の軟化を防止する。
ステンレス鋼:粒界腐食を防ぐため線エネルギーの制御に注意し、背面の成形または酸化防止のための保護を確保すること。
アルミ合金:清潔度に対する要求が非常に高く、気孔や熱割れを防ぐために適切な保護ガスと溶接技術を採用する必要がある。
複合板(例:鋼+耐食コーティング):溶接時には基材とコーティングの性能を両立させる必要があり、工程が複雑である。
7.品質記録とトレーサビリティ
溶接作業全体を通じて、材料証明書、溶接工の資格証、WPS/PQR、溶接施工記録、予熱/道間温度記録、NDT報告書、熱処理記録など、完全で明確な品質記録を維持しなければならない。1枚の鋼板から1本の溶接継手まで、完全なトレーサビリティを確保することが、ISO 9001などの品質マネジメントシステムや船級協会の審査における基本要求である。
要するに、船舶部品の溶接は技術、管理、経験を一体化したシステム的な工程である。それは単なる金属接合ではなく、厳密な標準体系の枠組みの下で、資格のある人員が資格のある材料を使用し、資格のある工法に従い、制御された環境で実行され、厳格な検証を経て、船舶という「移動の都市」の筋骨を強靭にし、広大な海の上を安全に航行できるようにすることを終的に確保する。新材料や新工法(レーザー溶接、攪拌摩擦溶接、自動化ロボット溶接など)の応用に伴い、溶接の要求も絶えず更新・発展しているが、その安全、品質、信頼性に対する核心的な追求は変わらない。




