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海底トンネル内の鋼材の劣化予測システム

国内特許コード P07A011089
整理番号 /NO31035
掲載日 2007年11月2日
出願番号 特願2004-161434
公開番号 特開2005-345111
登録番号 特許第4495523号
出願日 平成16年5月31日(2004.5.31)
公開日 平成17年12月15日(2005.12.15)
登録日 平成22年4月16日(2010.4.16)
発明者
  • 坂井 宏行
出願人
  • 財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 海底トンネル内の鋼材の劣化予測システム
発明の概要

【課題】 海水等の鋼材劣化の促進物を含有する水が継続的に付着する鋼材の劣化を予測し、該鋼材の交換等によるメンテナンス性を向上できるようにする。
【解決手段】 鋼材が実際に設置されている場所において鋼材の劣化具合を観測して劣化による不具合発生までの時間を求め、この求めた時間を、前記設置場所での鋼材設置から前記不具合が発生するまでの予測時間とし、この予測時間が経過したら鋼材に不具合が発生していると予測するようにした。
【選択図】 なし

従来技術、競合技術の概要


こんにち、地下水面や海面より低い位置に海底トンネルを築造することが頻繁に行われ、このような海底トンネルに鋼材であるレールが露出する状態で設けられる。そしてこのような鋼材のなかには、例えば地下水に海水を含有する漏水(以下「海水含有漏水」という。)が継続的に付着するものがあり、このような場合、鋼材は、漏水含有物である海水が付着することにより、さらに詳しくは、海水中の塩分の付着により劣化(腐食)していくことになる。そして海水含有漏水のような水が鋼材に付着した場合における腐食の電気化学的な仕組みは次のものと考えられる。まず鋼材が腐食するには、付着溶液中に酸化剤である溶存酸素の存在が前提で、該存在する溶存酸素により水が付着している部分の鋼材の表面に電気的な偏りが生じ、付着している水によって電子が輸送され、これにより鉄イオン(鉄(II)イオン(Fe2+)、鉄(III)イオン(Fe3+))が鋼材表面に生成する。ここで付着水が海水含有漏水である場合のように多量の塩化物イオンが溶解していると、該塩化物イオンが前記生成した鉄イオンに配位して鉄のクロロコンプレックスを生成することになって水に溶けにくい鉄の水酸化物の生成を妨害する。鉄のクロロコンプレックスは水に溶け易く、かつ、水に安定に存在することから、前記生成した鉄のクロロコンプレックスは付着水に溶け出していくことになり、この結果、鋼材は、鉄の水酸化物により表面被覆がなされて保護されるようなことがなく、常に新鮮な腐食表面が腐食環境中に暴露され続けることになる。そして通常の環境下では海水含有漏水中には溶存酸素が十分に存在していることから、結果的に、海水含有漏水に曝露され続ける鋼材は、前記生成した鉄のクロロコンプレックスが継続的(連続的)に漏水に溶け出すことになって痩せ細り状態で腐食し、劣化が進行していくことになる。
ところで鋼材が振動や熱負荷によって劣化する場合、その劣化度合いを超音波で評価しようとしたものが知られている(特許文献1)が、このものは、鋼材が繰り返し振動や熱負荷を受けることで鋼材内部の結晶粒界に炭化物が析出して層となり、この炭化物層では超音波の伝播速度が速く、これを利用して劣化度合いを評価するようにしたものである。しかるにこのものは振動や熱等の負荷を受けた鋼材の劣化の評価であり、腐食による鋼材の劣化度合いを評価することはできない。
そして鋼材の腐食による劣化度合は、点検作業員が現場に行って目視で行っているのが現状であるため、鋼材の腐食による劣化度合いを予測する手法については記載すべき先行技術文献情報はない。

【特許文献1】特開平7-260753号公報

産業上の利用分野


本発明は、海底トンネルに配設され、海水を含有する地下水が付着する鋼材の劣化予測システムの技術分野に属する
ものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
海水を含有する地下水が付着する海底トンネル内の長尺状の鋼材の劣化予測をする海底トンネル内の鋼材の劣化予測システムであって、該鋼材の劣化予測システムは、鋼材が設置されている場所を登録する設置場所登録手段と、該登録設置場所に設置された鋼材の劣化である長さ方向のひびによる不具合発生までの日数を登録する劣化日数登録手段と、鋼材を設置した日付を入力する入力手段と、前記登録場所に設置の鋼材の設置日数を計数し、設置日数が登録劣化日数に達した場合に鋼材が劣化していると予測する劣化予測手段と、前記設置日数が不具合発生日数に対し予め設定される第一の年以上前、該第一の年から第一の年よりも短い第二の年のあいだ、該第二の年以内であるかの判断をし、設置日数が第一の年以上前であれば「通常点検」、第一の年から第二の年のあいだであれば「要点検」、第二の年以内であれば「重要点検」と点検内容の判断をし、前記登録場所に設置された鋼材の不具合発生日数、設置日数および点検内容をディスプレイ表示する表示手段とを備えていることを特徴とする海底トンネル内の鋼材の劣化予測システム

【請求項2】
第一の年は2年、第二の年は1年であることを特徴とする請求項1記載の海底トンネル内の鋼材の劣化予測システム。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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