溶接の知識

SPHCとは?【SS400/SPCCとの違い,略,板厚】※強度不足に注意

SPHCとは?【SS400/SPCCとの違い,略,板厚】※強度不足に注意

 

溶接初心者
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SPHCって何?

SS400/SPCCとの違い,略,標準板厚についても知りたい。

溶接工
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了解!

SPHCについて,溶接歴25年の現役溶接工が丁寧に解説します。

本記事の内容は以下の通り

・SPHCとは何かについてわかる【強度不足に注意】

・SS400/SPCCとの違い,略,標準板厚,機械的性質についてわかる。

この記事を書いている俺は「溶接歴25年」の熟練溶接工。

保有資格はJIS溶接技能者(TN-P,T-1P,N-2P,C-2P),溶接管理技術者2級,管施工管理技士1級。

要するにベテラン溶接工で溶接の専門家。

数々の溶接・現場経験から【SPHC】を取り扱うことが多く,初心者の頃に感じた疑問を記事にまとめた。

この記事は【SPHC】に関する疑問を完全解説しており,必ず疑問は解決すると自負している。

SPHCとは?【略,クロカワ,ホット】

SPHCとは,「熱間圧延軟鋼板」(ねっかんあつえんなんこうばん)のこと。

SPHCの略としては,Steel Plate Hot Commercial(スティール・プレート・ホット・コマーシャル)の頭文字。

SPHCはSS400と並んで建設業界では超がつくほどメジャーな材料・材質。

黒皮(クロカワ)・HOT(ホット)と呼ばれる鋼板。

表面は黒に近い色で,この表面色が黒皮と呼ばれ酸化皮膜(ミルスケール)と言われる。

黒皮はキズ、サビからの保護の役目にもなっている。

主にカバー,蓋など強度が必要ない箇所に使われることが多い。

SS400同様「価格の安さ、入手しやすさ,即納性」などから材料・材質選定で真っ先に選択肢として上がる。

溶接性も一般的な厚み(12t程度まで)なら特に問題はないので,SPHCとSPHCの溶接はごく一般的に行われている。※溶接棒は軟鋼用を使う(TG-S50,LB-26,B-14など)

溶接工
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クロカワホットといえばSPHCのこと!

SPHCの規格【機械的性質,化学成分,密度】

SPHCはJIS G 3131に規定されており,機械的性質,化学成分,密度は下記の通り。

 

SPHCの機械的性質

名称 種類の記号 伸び(%) 引張り強さ(N/m㎡)
鋼材の厚さ(mm)
1.2以上1.6未満 1.6以上2.0未満
熱間圧延軟鋼板 SPHC 27以上 29以上 270以上

JIS G 3131より抜粋

SPHCで重要なのは引張り強さが270N/mm2以上と規定されているが,降伏点及び耐力が規定されていないこと。

引張り強さが270N/mm2なら降伏点及び耐力はもっと低い値となり,SS400の引張り強さ400〜500N/mm2と比べると強度面で見劣りする。

一方で「伸び」の値はSPHCの方がいいので曲げ加工などには適している。

溶接工
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SPHCは厚みがあるものほど「伸び」の値がいいよ!

 

SPHCの化学成分

名称 種類の記号 化学成分(%)
C Mn P S
熱間圧延軟鋼板 SPHC 0.12以下 0.60以下 0.045以下 0.035以下

SPHCの成分規定については、炭素(C)、マンガン(Mn)、リン(P)、硫黄(S)の四元素について上限値がそれぞれ決められている。

炭素(C)・・・強度、硬さは主にこの炭素量で決まる。

マンガン(Mn)・・・ねばり強さの指標である靭性(じんせい)に影響する。

リン(P)・・・「低温脆性」に寄与する有害元素の一つ。

硫黄(S)・・・多ければ多いほど溶接性が悪い。

鋼の5元素であるケイ素(Si)については,SPHCには規定がない。

ケイ素(Si)・・・降伏点(耐力)と引張強さの二大指標に影響する。

炭素含有量は0.12%とSS400の0.15~0.20%よりも低い(SS400より柔らかい)

 

SPHCの密度

重さを考える時に重要なのが密度。

SPHCの密度は「鉄」の密度である7.85g/cm3

7.85g/cm3=7850kg/m3=7.85×10^-6 kg/mm3=0.00785g/mm3=78.5kN/m3は全て同じ。

ややこしいが間違いないようにしよう。

溶接工
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ちなみに水の密度は「1g/cm3」だよ!

SPHCと【SS400・SPCCとの違い】

SPHCとSS400の違い

SPHCとSS400との違いを下記の表にまとめたので参考にしてほしい。

名称 価格 熱処理 炭素含有量 使用用途
SS400 一般構造用圧延鋼材 高い 不可 0.2%ほど 引っ張り強さが求められる場所
SPHC 熱間圧延軟鋼板 安い 不可 0.1%ほど 柔らかさが求められる場所

ザックリこんな感じ。

SS400は二次的製品(プレート,金具,小梁など)として使われる場合が多い。

SPHCは炭素含有量が少なく曲げ加工性がいいことから,柔らかさが求められるカバー,蓋などに使われる。

 

SPHCとSPCCの違い

SPCCとは,「Steel Plate Cold Commercial」の略で、冷間圧延鋼板のこと。

メーカーから仕入れたSPHC=「熱間圧延軟鋼板」を,常温状態で冷間圧延することで作られる。

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要するにSPHCに一手間かけた鋼材のこと。

SPCCは,JIS G 3141で冷間圧延鋼板及び鋼帯に規定されている鋼材。

未研磨でも材の表面に光沢があり滑らかなため「ミガキ材」とか「コールド」と呼ばれている。

SPHCとSPCCの大きな違いは,

名称 価格 黒皮 精度 使用用途
SPCC 冷間圧延鋼板 高い なし 高い 外観のよさ,厚みの薄さが求められる場所
SPHC 熱間圧延軟鋼板 安い あり 低い 安くて厚みが求められる場所

ザックリこんな感じ。

SPCCの板厚は,0.5,0.8,1.0,1.2,1.6,2.0,2.3,2.6,2.9,3.2mmが一般的。

中でも1.6mmや2.0mmが在庫が豊富にある。

SPHCの標準板厚

SPHC材は1.2mm〜14mmの板厚が標準となっている。

板厚(単位:mm)
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.3
2.5
2.6
2.8
2.9
3.2
3.6
4.0
4.5
5.0
5.6
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
12.7
13.0
14.0

SPHC選定時は強度不足に注意!

過去の事例でSS400を使用しなければならないところに,SPHCを使用し問題となったことがあるので紹介しておこう。

エレベーター部材の強度不足について

2007年7月13日 13時47分
国道交通省は7月12日、フジテック(本社:滋賀県彦根市)が製造したエレベーターに強度の低い鋼材が使われ、560台が建築基準法の定めた強度を満たしていないと発表した。国土交通省は同社に補強工事をするように指示、エレベーター各社にも自社製品の調査を要請した。

強度の低い鋼材が使われたのは、2002年9月から07年6月までに製造されたエレベーター1万2727台とエスカレーター634台。一般構造用圧延鋼材「SS400材」を使用するべきところを、熱間圧延鋼材「SPHC材」を用いていた。SPHC材の引張強度は、SS400材の約7割となっている。このうち全国の36都道府県の560台のエレベーターは、SPHC材の使用個所が構造にかかわる部材だったため、建築基準法が求める強度を満たしていない。

建築基準法は通常の運行時の荷重に対して3倍の安全率を求めている。フジテックによると、通常の運行では問題は生じない。しかし、大地震時には部材が変形し、利用者が閉じ込められる恐れがある。フジテックは、改修が終わるまでは、積載量を少なくして使用するよう納入先に働きかける。

「SS400」を使用するべき箇所に「SPHC」を使用してしまった事例。

数%ほどSPHC材のほうが安いことが事件の発端だと思う。

事件の真相はわからないが,誰かが利鞘を抜いて儲ける為に起こした事件と思われる。

SPHC材を使用する時は,強度不足にならないか確認した上で使用箇所を間違えないようにしたい。

実際現場では「SS400」と「SPHC」使用箇所が入り混じっており間違いが発生しやすい。

溶接工
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隠れてしまう材料は不正が発覚しづらい。

職人の信念を持って仕事しよう!

SPHCとは?【SS400/SPCCとの違い,略,板厚】:まとめ

まとめ

SPHCとは熱間圧延軟鋼板のこと。

SPHCの略は,Steel Plate Hot Commercial(スティール・プレート・ホット・コマーシャル)。

現場ではクロカワ・ホットと呼ばれている。

SPHCは強度が低く,柔らかい材料。

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