JFE鋼鐵公司開發出了可以提高橋樑安全的新型鋼品。透過運用能夠靈活冷卻加工後的鋼品的獨自製造技術,將剛才的耐久性提高至一般鋼品的2倍。日本經濟高速隊形變換時期建設的公共基礎設施開始風化作用成爲社會問題,少子老齡化導致的現場作業人員不足也令人擔憂。透過延長橋樑壽命可以維持基礎設施。本次開發的鋼品將於2023年内開始銷售。
JFE透過耐疲勞鋼品延續基礎設施
JFE鋼鐵自2004年開始開發和銷售高耐久性厚板鋼品——耐疲勞鋼。通常鋼品在反復受到小衝擊時會產生小裂縫,最終導致損壞,這種現象被稱之爲「疲勞損傷」。 JFE的耐疲勞鋼透過對金屬組織的控制,將這些裂縫擴散的速率降低到了原來的一半以下,從而將產品壽命延長了約2倍。
由於橋樑上會有汽車反復透過,因此會產生小的衝擊,從而產生裂縫。因此,耐疲勞鋼主要用於橋樑橋面部分。但是「橫樑」等支撐橋樑的部件大多要求使用薄鋼品,大多情況下無法使用厚度爲12毫米以上的耐疲勞鋼。
JFE此次開發出了最小鋼板厚度爲9毫米的新型耐疲勞鋼,可用於支撐橋樑的多種部件。可以提高大部分構件的耐久性,減量工人維修的頻率。
爲了兼顧鋼品的薄度和耐久性,需要對鋼品的金屬組織進行細緻的調整。鋼品在輥軋後加熱,之後透過澆水急速冷卻的「淬火」工序等調整材質。以往的淬火工序無法中途停止冷卻或改變冷卻速率。金屬組織的細微調整比較困難。
JFE在東日本製鐵所京濱地區(川崎市)引進了可中途停止冷卻或改變冷卻速率的獨自的淬火設備,從而可以更自由地改變鋼品的金屬組織的大小和比例,併成功地將鋼板的厚度等比縮小了3毫米。此次引進的設備還採用了易於消除材質不均的技術,具有容易提高強度的優點。
根據日本國土交通省的介紹,日本建成後經過50年的「道路橋」的比例將從2020年的約30% 到2040年擧升至約75%。預計今後基礎設施的更新工程將會增加。JFE此次開發的鋼品若能普及,將有望削減工程維修,有助於緩解現場作業人員不足的問題。
JFE還計劃進一步提高耐疲勞鋼的耐久性。目前已經在基礎實驗階段成功開發出了壽命爲以往3倍的鋼品。今後將增加高性能鋼材的銷售,提高鋼鐵事業的收益性。
日文:落合修平、《日經產業新聞》、2023/7/3
中文:JST客觀日本編輯部