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海底トンネル内の鋼材の劣化予測方法

国内特許コード P07A011352
整理番号 /NO30917
掲載日 2007年11月9日
出願番号 特願2003-277725
公開番号 特開2005-043221
登録番号 特許第4041033号
出願日 平成15年7月22日(2003.7.22)
公開日 平成17年2月17日(2005.2.17)
登録日 平成19年11月16日(2007.11.16)
発明者
  • 坂井 宏行
出願人
  • (財)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方法
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付着する鋼材の劣化度合いを簡単に予測できるようにする。
【解決手段】 鋼材劣化の促進物として海水を含有する漏水の場合、該漏水中のナトリウムイオンの濃度を測定し、該測定した濃度の累積値と劣化度合いとの関係を予め求めておき、前記求めたのと同じ環境下において漏水中のナトリウムイオンの濃度を測定し、この測定した濃度の累積値を前記求めた関係に算入し、これによって鋼材の劣化度合いを予測するようにする。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】こんにち、地下水面や海面より低い位置にトンネルやボックスカルバート等の地下構造物を築造することが頻繁に行われ、このような地下構造物に鋼材が露出する状態で設けられることがある。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、海底トンネル等の地下構造物に配設され、海水等の鋼材劣化の促進物を含有する水(水溶液)が付着する鋼材の劣化予測方法および劣化予測装置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】鋼材劣化の促進物を含有する水が付着する鋼材の劣化予測をする方法であって、鋼材が置かれている海底トンネルの環境下で測定される前記促進物の累積量と鋼材の劣化度合いとの関係を求め、該求めた関係に、上記環境下で実際に測定される前記促進物の測定量の累積値を算入して前記環境下に置かれる鋼材の劣化予測をするにあたり、促進物の累積量は、海底トンネルを通過する交通設備の延べの交通量と、定期的に測定した促進物の累積濃度とであることを特徴とする海底トンネル内の鋼材の劣化予測方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 計算機応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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