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より軽く、より強靭な骨格を持つ超高層ビル、より長く、より安全なスパンを持つ橋、そして大幅なコスト削減を実現する建設プロジェクトを想像してみてください。この変革的なビジョンは、冶金技術の進歩により、降伏強度690N/mm²のS690高強度鋼が建築工学の最前線に登場することで現実のものとなりつつあります。

従来のS355構造用鋼のほぼ2倍の降伏強度を持つS690は、高負荷、軽量設計に比類のない利点を提供します。この先進的な材料は、鉱山や港湾作業用の大型クレーン、風力タービンのフレームワーク、コンテナトレーラー、旅客列車でその価値をすでに証明しています。これらの移動構造物において、S690鋼はペイロード容量を増加させながら、運用中のエネルギー消費を削減し、経済的および環境的なメリットをもたらします。

土木工学および建築用途では、S690鋼は構造重量を劇的に削減し、支持要素と基礎への要求を減らします。この強度対重量の利点は、材料の節約、建設の簡素化、そして潜在的に基礎コストの削減につながります。さらに、質量の削減は耐震性能を向上させ、地震やその他の自然災害時の安全性を高めます。

S690の世界的な生産コストが低下し続けるにつれて、従来のS355鋼に対する競争力も高まっています。一部の市場では、S690は現在、単位あたりS355の約1.25〜1.35倍のコストがかかります。しかし、S690は同等の耐荷重能力を達成するために必要な材料が約半分であるため、実際の材料コストは約35％低くなります（1.3 × 0.5 = 0.65）。

包括的なコスト分析では、溶接、製作、輸送費用を考慮する必要があります。S690のより高い溶接要件は人件費を増加させる可能性があり、その製作はわずかに大きな課題を提示しますが、これらの差は技術の進歩とともに狭まっています。さらに、構造重量の削減は輸送コストを削減し、S690の経済的実現可能性をさらに高めます。

溶接は鋼構造の完全性にとって不可欠であり、S690の性能は適切な接合部の製作に依存します。香港支部の国立鋼構造研究センターの研究では、制御された溶接プロセスが、微細構造の変化によって引き起こされる可能性のある強度と延性の低下を最小限に抑えるか、さらには排除できることが示されています。

S690溶接を成功させるための主な要素は次のとおりです。

• 消耗品の選択: 母材の特性に合わせた溶接材料
• プロセス制御: 欠陥を防ぐための電流、電圧、移動速度の正確な管理
• シーケンス計画: 残留応力と歪みを最小限に抑えるための戦略的な溶接シーケンス
• 溶接後の処理: 重要な用途における応力緩和のための潜在的な熱処理

注目すべきプロジェクトは、S690の可能性を示しており、4,400メートルトンのS690鋼を使用した香港のツインアーチ橋や、1,625トンのQ690鋼を組み込んだマカオのトラス橋などがあります。これらの構造物は、高強度鋼の大スパン橋への実用的な利点を検証しています。

香港開発局などの政府の取り組みは、政策支援と規格開発を通じて採用を加速させ、より幅広い市場での受け入れを促進しています。

技術が進歩し、コストが低下するにつれて、S690の用途は以下に拡大します。

• 高層ビルと産業施設
• 最適化された構造設計方法
• 強化された材料規格と仕様
• 生産と加工のための成熟したサプライチェーン

注意が必要な主な課題には以下が含まれます。

• 品質保証のための高度な溶接技術
• 高温下での耐火性能
• さまざまな環境における長期的な耐久性評価

世界的に、ヨーロッパは高性能鋼の用途でリードしており、日本は生産と溶接技術に優れています。米国と韓国も強い進歩を示しています。国内では、鉄鋼メーカーがS690以上のグレードをますます生産しており、学術研究と機関研究によって支えられています。

S690高強度鋼は、建設にとって変革的な機会を表しています。技術開発と実用的な実装を通じてこのイノベーションを受け入れることで、エンジニアリングコミュニティは、将来の世代のために、より安全で、より経済的で、環境的に持続可能な構造物を創造することができます。