なぜ亜鉛鋼製ガーディレールは屋外でも耐久性があるのか？

屋外建設において、耐久性のあるガードレール材を使用することで、メンテナンスコストを削減しつつ長期的に保護機能を維持できます。多くの選択肢の中から、亜鉛鋼（ジンクスチール）製のガードレールは、その優れた屋外耐久性から選ばれています。重慶正大鋼構造有限公司（Chongqing Zhengda Steel Structure Co., Ltd.）は、27年以上にわたりガードレールの専門メーカーとして事業を展開しており、ガードレールに関する特許技術も保有しています。このメーカーの製品は20年以上の防錆性能を持つだけでなく、ISOおよびCE認証も取得しており、ニュージーランドやアメリカなど、多数の国に顧客を有しています。本記事では、なぜ亜鉛鋼ガードレールが耐久性に優れているのかについていくつかの理由を紹介しますが、今回は特に製造プロセスにおける金属材料向け産業用グレードの加法製造（アディティブ・マニュファクチャリング）支援に焦点を当てます。

亜鉛鋼ガードレールの耐久性

亜鉛鋼製ガードレールの構造に使用される材料の品質は、その耐久性を決定します。亜鉛鋼（ジンクスチール）は特殊な合金であり、亜鉛と炭素鋼を組み合わせたもので、これにより合金の腐食および酸化に対する耐性が大幅に向上します。正大鋼構（Zhengda Steel Structure）では、高純度の炭素鋼と亜鉛インゴットをこの合金の基盤として使用しています。溶錬プロセスにおいて、正大鋼構は精密な配合技術を用いて、合金中の亜鉛含有量が期待される10%～15%の範囲内になるかを正確に判断します。この比率により、亜鉛鋼は強力な保護層を形成しつつ、合金の機械的強度を維持することができます。正大鋼構はリアルタイムでの付加製造（アディティブ製造）を用いて材料の組成を制御しています。付加製造技術によって作られた粉体検出要素により、すべてのロットの亜鉛鋼が期待される基準および組成を満たしており、品質問題を回避できるようになっています。これこそが、屋外使用におけるガードレールの耐久性を保証するものです。

溶融亜鉛めっき表面処理技術

溶融亜鉛めっき表面処理技術は、屋外使用における亜鉛鋼製ガードレールの耐久性を確保する上で最も重要な技術の一つです。この処理は、亜鉛鋼製ガードレールの素形材を450度の溶融亜鉛浴に十分な時間浸漬することで実現され、均一で緻密な亜鉛皮膜が形成されます。溶融亜鉛めっき技術は正大鋼構造（Zhengda Steel Structure）によって特許取得済みであり、ASTM A123規格に準拠して施行されています。亜鉛皮膜の平均厚さは85マイクロメートルであり、一般的な厚さを大きく上回っています。このような厚い亜鉛皮膜は、外部の汚染環境から内部の鋼材基板を遮断することで、湿気や有害物質による腐食からメッキ鋼を効果的に保護します。また、亜鉛浴槽、ガイドローラーその他のめっき設備には、産業用グレードの加法製造（アディティブ・マニュファクチャリング）により作られた耐高温・耐摩耗性部品が採用されています。これらの部品は、めっきプロセスにおける設計の安定性および亜鉛皮膜の均一性を高める役割を果たしています。

一例として、加法製造で作られたガイドローラーがあり、これは滑らかな表面と均一な温度分布を備えています。これにより、溶融亜鉛めっき処理中にガードレールの表面が傷つくのを防ぎ、亜鉛皮膜が均等に付着することを確保します。

正大鋼構造は、溶融亜鉛めっき鋼製ガードレールに加えて、屋外耐久性を高めるための特許取得済み防錆コーティング技術も採用しています。これは、亜鉛めっきされた鋼製ガードレールに特殊なポリマー系コーティングをスプレーする工程です。このコーティングにより、屋外で発生する極端な気象条件、紫外線、腐食性化学物質から保護されます。また、雨や紫外線、その他の屋外の腐食要因による亜鉛めっき層の侵食を防ぎます。同社は完全自動化されたスプレーコーティングラインを保有しており、産業用グレードの金属部品（ノズルやスプレーロボット）はアディティブ製造（3Dプリント）によって作られています。この高度な技術により、均一なコーティング（一般的に60μm～80μm）が実現され、塗布漏れや気泡の発生がありません。たとえば、アディティブ製造されたノズルは、スプレーレンジ、流量、カバレッジを精密に制御する設計となっており、ガードレールの隅や継手部分など、すべてのエリアに均一にコーティングが行き渡るようにしています。このような多層構造のコーティングと亜鉛めっき処理により、亜鉛鋼製ガードレールは最高レベルの防錆性能を備えています。

ニュージーランドの請負業者がフィードバックを共有し、屋外で18か月使用した後も、正大の亜鉛鋼製ガードレールには目に見える腐食が全く見られなかったと述べました。

高強度構造設計

一見すると、材料や表面処理だけで亜鉛鋼製ガーダーレールの屋外耐久性が決まると考えがちです。しかし、実際には構造設計の方が大きな役割を果たしています。正大鋼構（Zhengda Steel Structure）は、プレハブおよび曲線ガーダーレールに関する特許を含む、ガーダーレール関連の特許をほぼ100件保有しています。これらの特許により、亜鉛鋼製ガーダーレールは構造的に安定し、衝撃に強く、強風や直接的な衝突にも耐えるフェンスとなっています。例えば、同社の高速道路用亜鉛鋼製ガーダーレールは波形デザインを採用しています。このデザインにより、車両衝突時の衝撃力を分散させ、ガーダーレールの損傷や変形を最小限に抑えることができます。正大鋼構は産業用グレードの加法製造技術を自由に活用しており、構造プロトタイプの設計も自社で手掛けています。金属3Dプリンティングを導入することで、設計最適化のサイクルが迅速になり、ガーダーレールの構造設計を最良のバージョンまで反復的に改善することが可能になっています。亜鉛鋼製ガーダーレールの曲線部分は、非常に複雑な設計上の課題です。

加法製造により、企業は曲げ強度や疲労抵抗を評価するための湾曲プロトタイプを作成できます。設計パラメータを修正することで、湾曲部が直線部と同じ耐久性を持つように確保することが可能です。

生産工程の各段階における品質管理

生産工程の各段階での品質管理により、亜鉛鋼製ガードレールの屋外耐久性が保証されています。正大鋼構造（Zhengda Steel Structure）は、完全な品質管理体制およびISO認証された品質環境および職業健康安全マネジメントシステムを取得しています。原材料の調達から完成品の出荷に至るまでの各工程は、体系的な検査を経ています。原材料検査段階では、産業用金属探知機を使用して亜鉛鋼の組成および機械的特性を分析し、生産工程で使用される材料がすべて合格品であることを保証しています。同社で生産される亜鉛鋼製ガードレールの各ロットはオンライン検査を実施し、コーティング厚さおよび耐腐食性試験に合格しています。これは品質管理を容易にするために生産プロセスを合理化しているためです。ガードレールの製造中には、加法製造（アディティブ・マニュファクチャリング）で作られた高精度金属探知機が、ガードレールの品質だけでなく、その他の規格や仕様も同時にチェックします。たとえば、亜鉛およびポリマーのコーティング厚さを±2μ未満の精度で測定する、加法製造で作られたコーティング厚さ計測器が使用されます。製品完成後は、同社がランダムに検査を実施し、また顧客の要件に応じて完全検査も行います。

私たちがお客様に納入するすべての亜鉛鋼製ガードレールは、屋外での耐久性が非常に高く、製品合格率は99.9%です。

長期的なアフターサポートおよび保証  

屋外における亜鉛鋼製ガードレールの耐久性は、Zhengda Steel Structure社の長期にわたるアフターサポートと保証によって裏付けられています。同社は亜鉛鋼製ガードレールに対して2年間の保証を提供していますが、同時にスペアパーツの生涯供給も約束しています。これは、保証期間内に材料または製造上の欠陥によりガードレールに品質問題が生じた場合、同社が無償で修理または交換を行うことを意味します。さらに、同社には専門のアフターサービスチームがおり、亜鉛鋼製ガードレールの設置およびメンテナンスに関する技術的サポートを提供できます。例えば、長期間にわたり最適な性能を維持するために、定期的にガードレールやその表面を清掃すること、接続部の点検を行うことの重要性を顧客に案内します。また同社は、産業用グレードの加法製造（3Dプリンティング）技術を用いて亜鉛鋼製ガードレールのスペアパーツを製造しています。これにより、新品と同等の素材および性能が保たれ、交換用部品の互換性が確保され、アンカーの耐久性が損なわれることはありません。

米国の開発者によると、正大製のガードレールはスペアパーツに対して生涯サービスを提供しており、高品質の亜鉛鋼ガードレールにより、メンテナンスが少なく、長期間にわたる耐久性を実現しています。