最も一般的な問題は、経年的な塗膜のなじみや緩みによる軸力の低下、あるいは組み立て時の摩耗や塗装面の損傷によって生じる腐食です。従来の締結方法では、ボルト締結体を締め付けたり緩めたりする際の回転によって、コーティングが損傷することがありました。

業界によってコーティングの基準は異なりますが、オイル＆ガス、風力発電所、太陽光発電所、船舶などのオフショア産業などでは、特に厳しい要求が求められる用途や、厚い塗膜が必要とされる用途が多く見られます。このような環境では、費用対効果の高い方法で鉄製構造物を維持し、厳しい海洋環境における腐食から保護する必要があります。

こうした産業では、アルミニウムや亜鉛を含む「活性」コーティングが多く使用されています。これらの元素は、電気化学的な作用によって陽極として機能し、鋼構造物を腐食から保護します。一方、その他の非活性コーティングは、腐食を引き起こす要因から構造物を守るために、遮断層を形成します。しかし、このコーティングが損傷すると、母材である鋼が露出し、その部分から腐食が始まります。

ボルト締結体は、ボルト、ナット、場合によってはワッシャーを回転させることで組み立てます。この回転が、塗装面の損傷の原因となります。これらの部品の回転挙動は、コーティングへの影響を左右します。そこで、ノルトロックグループでは、この分野での理解を深めるため、さまざまなボルト締結方法について試験を実施しています。

ワッシャーなしの場合ワッシャーを使用せずにボルトを組み立てると、ボルトと塗装面の接触部分に回転が直接集中します。そのため、ボルトに軸力を加えるための高い締め付けトルクによって、塗装面が損傷することは明らかです。

フラットワッシャーありの場合フラットワッシャーを追加すると、塗装面に対する回転は抑えられます。しかし、回転がすべてボルトとワッシャーの間で発生するとは限りません。回転がどこで発生するかは、一定ではないため、コーティングの損傷度合いを予測することは困難です。

ノルトロックワッシャーありの場合ノルトロックワッシャーは、組み立て時の回転が上側のワッシャーとナットの間で発生するように設計されています。そのため、塗装面を損傷から保護することができます。

また、ノルトロックワッシャーの外側にはセレーション（ギザギザの加工）が施されており、締結される部品とボルトヘッドの下面の両方に食い込むことで、締結体を固定します。ボルトを緩めると、両側のセレーションによるを確グリップ跡が確認できます。このグリップ跡は、ボルトの自然な緩みを防ぐウェッジロック効果が機能していることを示しています。

セレーションによって、組み立て時に塗装面が損傷するのではないかと懸念されるかもしれません。しかし、試験結果からは、セレーションが良好な影響をもたらすことが確認されています。セレーションが塗装面にわずかに食い込むことで、フラットワッシャーを使用した場合と比較して、ボルト締結体の沈下が抑えられます。その結果、ボルト締結部に必要な軸力をより適切に維持できます。

さらに、ノルトロックワッシャーは、振動が加わった際に、2枚のワッシャーの間で相対的な動きが生じるように設計されています。そのため、振動による回転がコーティングに影響を与えることはありません。また、ウェッジロック効果により、他の締結ソリューションでは実現が難しい、高い安全性を備えた軸力の維持が可能になります。

ベストプラクティス

推奨手順:

1.  部品を組み立てる
2.  ボルト締結部を固定する
3.  しっかりと締め付けた後、最後にコーティングを適用する

この手順では、ボルト締結部を確実に締め付けた後、締結体全体を塗装で覆うことで、確実な締結と優れた耐食性を実現できます。しかし、現場ではコストが高い、あるいは、実用的でないといった理由から、この方法が採用されない場合もあります。
弊社の試験によると、ボルトを締結する前にコーティングを施した場合、締結方法によっては、塗膜の沈下やなじみによって軸力を維持できなくなるリスクがあります。また、ボルトの締め付け時に、塗装面が損傷し、部品が腐食に晒されるリスクもあります。

考慮すべき点は多々ありますが、試験結果からは、このような条件下でノルトロックワッシャーを使用することで、他の方法と比較して、ボルト締結部の安全性を高められることが示されています。

ノルトロックグループでは、幅広タイプのノルトロックワッシャーの使用を推奨しています。幅広タイプは、より広い面積に荷重を分散できるため、繊細な表面への負担を軽減し、より均一な締め付けを実現します。また、塗膜のなじみや沈下をある程度抑える効果も期待できます。