2006年 01月 19日
線路構造物等への腐食対策
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┌全体的に腐食する均一腐食(全面腐食)
腐食の種類┤
└特定の部分だけ腐食する局部腐食(不均一腐食) ●応力腐食割れ:物体に加わる応力と腐食環境によって、割れたように腐食が進行する
●すきま腐食:塩化物イオンを多く含む溜まり水が濃縮して酸性環境となることで局部的に起こる腐食
●孔食:ステンレス鋼などで、腐食によって生じた孔の内部において、自然水などの溶液の腐食性が強まることにより、さらに選択的に腐食される現象
(参考)耐摩耗材の腐食特性
「実際の環境においては、構造上の狭いすき間や凹部で他の部分と比較して腐食が進行する場合があります。この現象をすき間腐食と呼び、実用上においては重要な意味を持ちます。」
〔腐食対策〕
・金属を塗膜で覆って腐食の原因となる水や酸素を遮断し、腐食を防止する
塗装における塗膜は紫外線などによって劣化するので、定期的な塗装替えによるメンテナンスが必要
・海岸地帯や工業地帯などの金属腐食の激しい地域では、鋼より線にアルミ被覆を施した防食性の高いアルミ防食鋼より線を使用する
・鋼管柱の土中部分の腐食は、土壌の比抵抗に比例して増大するため、比抵抗の大きい土地では、一般に粉砕した石灰石(CaCo3)ベントナイトを土壌に混ぜて比抵抗を小さくする防食対策が採られている
●電食:電流が金属から土壌などに流出する場合、金属がイオン化して溶け出すことによって電流が流れ、その電流に比例して金属が腐食する現象
・一般にイオン化傾向が高い金属ほど腐食しやすい傾向がある
・海水中における鉄の腐食速度は水深によって変化する。一般に、水深の深い海より浅い海の方が腐食する速度が速い
●電気防食:電流を金属に流入させることによって腐食を防止する方法
・亜鉛やマグネシウムの流電陽極を取り付けて、金属間のイオン化傾向の差を利用して電流を流す方法がある
・水中や土壌中での防食に有効
・鉛被ケーブルの電食防止やスタンダードクロージャのスリーブバンドの防食等に用いられている
・すきま腐食で、スタンダードクロージャのスリーブバンドが破断することがある
┌ケーブルを固定するための把持金具
スタンダード├連結棒
クロージャ ├接続部の外被を形成するスリーブ
└端面板
スリーブ、端面板にプラスチック、ゴム材を使用しているので、誘導、電食防止のための絶縁防護が必要ない
┌専用の電源装置を用いる方法
電気防食の方法┤
└亜鉛やマグネシウムの流電陽極を取り付けて金属間のイオン化傾向の差を利用して電流を流す方法
〔マンホールの劣化要因〕
・鉄筋のかぶり厚さが小さい場合は錆が発生し、それがコンクリートを押し広げ、局部的なコンクリートの剥離を引き起こす
・鉄やマンガン成分や水酸化物がマンホールの壁に付着して黒く変色している現象を放置すると、バクテリアの活動(化学反応)により、硫化水素を生成し、コンクリートを劣化させる
●バクテリア腐食:硫酸イオンを多く含む貯留水中で、バクテリアの作用により腐食が著しく発生するケース
・マンホール壁面が黒く変色している場合は、一般にマンホール外からの油類の流入によるもので、この油類すべてが鉄筋を侵食し、劣化を引き起こす
→油類の流入がすべて鉄筋を腐食するとは限らない。マンホール建造中に鉄筋に油分があるとコンクリートの剥離が考えられ好ましくない
・マンホール内の金物類とコンクリートの中の鉄筋など、異なる種類の金属が電気的に接触した状態になると、金物類の腐食を引き起こす。→電触?
→異種金属が接合されている箇所の腐食は、マグネシウムなどの流電陽極を用いた犠牲防食が有効
・鉄筋は、コンクリート内の弱アルカリ性の作用で防食されているが、空気中の酸素により中性化が進んだり、塩分が侵入すると腐食しやすくなる
→鉄筋コンクリートの劣化要因はコンクリート内部からの水酸化カルシウム等のアルカリ成分流出により防食作用が損なわれることによる。空気中の酸素や塩分は中性化要因にはならない
〔マンホールの設備不良〕
・鉄蓋の磨耗・ガタツキ
・鉄蓋周辺舗装や縁コンクリートの破損
・首部のひび割れ・ズレ
・く体のひび割れ・漏水
・ダクト部分の不良
〔マンホールの設備不良やその対策〕
・マンホールの鉄蓋と受枠上面との段差が大きくなるとガタツキ、騒音が生じ、更に車両通過時の衝撃荷重が重なると鉄蓋の飛び上がりや鉄蓋損傷のおそれがある
・首部やく体の不良は構造破壊につながり、設備としての信頼性及び道路占用物としての安全性に欠ける
・鉄蓋周辺の地盤沈下や道路改修工事などで、路面とレベル差が生じ交通に支障となる場合は、路面を調整する方法によりレベル調整を行っている
〔一般的に行われている鉄蓋劣化診断〕
・鉄蓋をハンマーで打撃したときの振動の状態から鉄蓋の亀裂状況を検知する。
点検ハンマーでの打点による音の濁り(反響)により判断する
・電磁波を鉄蓋に放射し、鉄蓋から反射された電磁波を解析し、鉄蓋の亀裂状況を検知する鉄蓋の2点間に微電流を流し、この部分の電圧を測定し鉄蓋の亀裂状況を検知する探査コイルに交流電流を流し、発生する磁界を鉄蓋に誘導させ、コイルのインピーダンスの変化を解析して鉄蓋の亀裂状況を検知する
・欠損部、亀裂箇所をV字形に削り、無収縮急結セメントを充填し、エポキシ系樹脂を塗布する
・エポキシ系樹脂接着剤を用いて鋼板又はレジン板をひび割れ、亀裂箇所などに圧着し、補修する
・亀裂箇所の補修は、セメントと高炉水砕スラッグを混ぜ合わせたAEコンクリートを打設する
無収縮急結セメントを充填して、エポキシ系樹脂を塗布する
〔橋梁添架金属管路の補修方法〕:腐食により劣化した管路部分を探査し、路面を開削することによりその部分を切断、撤去し、管内面を防錆樹脂でコーティングした半割管を取り付ける方法
・橋梁添架ケーブル収容管は、腐食により劣化している管路部分を切断し、撤去した後、半割り管を取り付け補修する
・管路が腐食しやすい箇所では、軽量で耐食性を持つ硬質ビニル管に交換する
・橋梁添架ケーブル収容管は、一般に鋼板で補強する鋼板圧着方式で補修する
・現場打ちのマンホールにおいて、施工不良等で鉄筋かぶりが小さい箇所があると、コンクリートのアルカリ骨材反応が進行して鉄筋腐食を生じ、壁がはがれ落ちる。
・金属が腐食するのは、金属が最も安定な状態に帰る過程の現象
・腐食しにくさは、どの程度安定で緻密な皮膜が表面上に形成されているかによる
・酸性の溶液中では、水素イオンが酸素と同様な働きをするため、酸素の有無に関係なく非常に腐食しやすくなる
〔高耐食材料〕
┌耐食性合金として用いられる方法
耐食性材料を適用する方法┤
└めっきとして用いられる方法
・耐候性鋼などは一定の割合で腐食するが、その速度を一般の材料と比較して極めて遅くすることで、高耐食としている
・銅などはイオン化傾向が小さく本質的に腐食しにくい
〔架空ケーブルつり線の腐食と対策〕
・亜鉛めっき鋼より線(ZW)は、全体がほぼ均一に錆びるため、劣化限度見本を用いて管理することにより破断の危険性を比較的少なくすることができる。
・アルミ防食鋼より線(AW)は、耐食性のよい鋼より線であるが、接続端子かん取付部での局部腐食など一部分だけ極端に腐食が進むことがあるため、注意が必要である。
・高耐食鋼より線とアルミ防食鋼より線とを柱間接続し、屋外に長時間放置しておくとイオン化傾向の違いにより腐食が発生する。
〔支線の腐食と対策及び装柱金属類の防食〕
・防食タイプの支線アンカ及び支線ロッドには、PVA(Polyvinyl Alcohol)焼付被覆、飽和ポリエステル焼付被覆などの被覆強度が強く、耐衝撃性の高い有機塗覆が使用されている。
・装柱金物類は溶融亜鉛めっきが施されているので、特に腐食性の環境にさらされなければ、30年以上経っても赤錆が発生することは少ないといわれる。
・溶融亜鉛めっきが施されている装柱金物類へ着色目的で塗装することは、塗膜下に水分等の腐食因子を蓄積しやすくするため、金物の腐食劣化を早める場合がある。
・下部支線は湿った土中で腐食し、特に臨海低湿地、植え込み、側溝周辺などで激しい腐食が認められる。
支線アンカの場合は、構造的にロッド部は腐食が集中する傾向がある。
●パックテスト法:パック入りのハロゲンを含んだ試薬を留水の中に加え、その留水の黄緑色と比較し、マンホール付帯金属製品の腐食の危険性を判断する方法
・試薬を加えた留水の色が真っ赤に変化した場合は、マンホール留水の塩分濃度が1,000ppm以上で、マンホール付帯金属製品の腐食の危険性がある留水と判断する
●導電率法:マンホール留水の電気伝導度(塩化物イオン濃度)を測定し、それを塩分濃度に換算してマンホール付帯金属製品の腐食の危険性を判断する
〔ライニング法〕
●管内面ライニング法:非開削工法で行われ、錆腐食により劣化した金属管路の内部を清掃した後、エポキシ樹脂の塗膜を管内面にライニングを行い、錆腐食の進行を防ぐ方法
:電食などにより孔の開いた金属管路の内部を清掃した後、パテにより孔の開いた部分にウレタンエポキシ樹脂を充てんさせ、孔を修復する方法
腐食の種類┤
└特定の部分だけ腐食する局部腐食(不均一腐食)
●すきま腐食:塩化物イオンを多く含む溜まり水が濃縮して酸性環境となることで局部的に起こる腐食
●孔食:ステンレス鋼などで、腐食によって生じた孔の内部において、自然水などの溶液の腐食性が強まることにより、さらに選択的に腐食される現象
(参考)耐摩耗材の腐食特性
「実際の環境においては、構造上の狭いすき間や凹部で他の部分と比較して腐食が進行する場合があります。この現象をすき間腐食と呼び、実用上においては重要な意味を持ちます。」
〔腐食対策〕
・金属を塗膜で覆って腐食の原因となる水や酸素を遮断し、腐食を防止する
塗装における塗膜は紫外線などによって劣化するので、定期的な塗装替えによるメンテナンスが必要
・海岸地帯や工業地帯などの金属腐食の激しい地域では、鋼より線にアルミ被覆を施した防食性の高いアルミ防食鋼より線を使用する
・鋼管柱の土中部分の腐食は、土壌の比抵抗に比例して増大するため、比抵抗の大きい土地では、一般に粉砕した石灰石(CaCo3)
土壌の抵抗が高ければ電気が流れにくい。〔金属の腐食〕
つまり、比抵抗を小さくするのは逆効果。
さらにベントナイトはとても吸水する。止水には使えるかもしれない。
●電食:電流が金属から土壌などに流出する場合、金属がイオン化して溶け出すことによって電流が流れ、その電流に比例して金属が腐食する現象
・一般にイオン化傾向が高い金属ほど腐食しやすい傾向がある
・海水中における鉄の腐食速度は水深によって変化する。一般に、水深の深い海より浅い海の方が腐食する速度が速い
●電気防食:電流を金属に流入させることによって腐食を防止する方法
・亜鉛やマグネシウムの流電陽極を取り付けて、金属間のイオン化傾向の差を利用して電流を流す方法がある
・水中や土壌中での防食に有効
・鉛被ケーブルの電食防止やスタンダードクロージャのスリーブバンドの防食等に用いられている
・すきま腐食で、スタンダードクロージャのスリーブバンドが破断することがある
┌ケーブルを固定するための把持金具
スタンダード├連結棒
クロージャ ├接続部の外被を形成するスリーブ
└端面板
スリーブ、端面板にプラスチック、ゴム材を使用しているので、誘導、電食防止のための絶縁防護が必要ない
┌専用の電源装置を用いる方法
電気防食の方法┤
└亜鉛やマグネシウムの流電陽極を取り付けて金属間のイオン化傾向の差を利用して電流を流す方法
〔マンホールの劣化要因〕
・鉄筋のかぶり厚さが小さい場合は錆が発生し、それがコンクリートを押し広げ、局部的なコンクリートの剥離を引き起こす
・鉄やマンガン成分や水酸化物がマンホールの壁に付着して黒く変色している現象を放置すると、バクテリアの活動(化学反応)により、硫化水素を生成し、コンクリートを劣化させる
●バクテリア腐食:硫酸イオンを多く含む貯留水中で、バクテリアの作用により腐食が著しく発生するケース
・マンホール壁面が黒く変色している場合は、一般にマンホール外からの油類の流入によるもので、
→油類の流入がすべて鉄筋を腐食するとは限らない。マンホール建造中に鉄筋に油分があるとコンクリートの剥離が考えられ好ましくない
・マンホール内の金物類とコンクリートの中の鉄筋など、異なる種類の金属が
→異種金属が接合されている箇所の腐食は、マグネシウムなどの流電陽極を用いた犠牲防食が有効
・鉄筋は、コンクリート内の弱アルカリ性の作用で防食されているが、
→鉄筋コンクリートの劣化要因はコンクリート内部からの水酸化カルシウム等のアルカリ成分流出により防食作用が損なわれることによる。空気中の酸素や塩分は中性化要因にはならない
〔マンホールの設備不良〕
・鉄蓋の磨耗・ガタツキ
・鉄蓋周辺舗装や縁コンクリートの破損
・首部のひび割れ・ズレ
・く体のひび割れ・漏水
・ダクト部分の不良
〔マンホールの設備不良やその対策〕
・マンホールの鉄蓋と受枠上面との段差が大きくなるとガタツキ、騒音が生じ、更に車両通過時の衝撃荷重が重なると鉄蓋の飛び上がりや鉄蓋損傷のおそれがある
・首部やく体の不良は構造破壊につながり、設備としての信頼性及び道路占用物としての安全性に欠ける
・鉄蓋周辺の地盤沈下や道路改修工事などで、路面とレベル差が生じ交通に支障となる場合は、路面を調整する方法によりレベル調整を行っている
〔一般的に行われている鉄蓋劣化診断〕
・鉄蓋をハンマーで打撃したときの振動の状態から鉄蓋の亀裂状況を検知する。
点検ハンマーでの打点による音の濁り(反響)により判断する
・
電磁波=電波は吸収されちゃうよ・
最大の抵抗は電極の接触部分なので、少々の亀裂は変化がでない・
全体に誘導するので変化はない〔マンホールの補修方法〕
・欠損部、亀裂箇所をV字形に削り、無収縮急結セメントを充填し、エポキシ系樹脂を塗布する
・エポキシ系樹脂接着剤を用いて鋼板又はレジン板をひび割れ、亀裂箇所などに圧着し、補修する
・亀裂箇所の補修は、
無収縮急結セメントを充填して、エポキシ系樹脂を塗布する
〔橋梁添架金属管路の補修方法〕:腐食により劣化した管路部分を探査し、路面を開削することによりその部分を切断、撤去し、管内面を防錆樹脂でコーティングした半割管を取り付ける方法
・橋梁添架ケーブル収容管は、腐食により劣化している管路部分を切断し、撤去した後、半割り管を取り付け補修する
・管路が腐食しやすい箇所では、軽量で耐食性を持つ硬質ビニル管に交換する
ダクタイル鋳鉄管は水道管によく使われている鉄管なので死ぬほど重たいwww
硬質ビニル管VPか耐衝撃性硬質ビニル管HIVPだね
・橋梁添架ケーブル収容管は、一般に
橋梁添架ケーブル収容管はFRP管が普通だから、FRP半割管かファイバーマットの接着だな●塩害:コンクリート中の鋼材の腐食が、塩化物イオンにより促進され、コンクリートのひび割れや剥離、鋼材の断面減少を引き起こす劣化現象
(○)←管を一回り大きい半割管で包み込んでボルト留めか、ガーゼのようなFRPマットを接着剤で管の補修部分に貼り付けるかってとこだな
・現場打ちのマンホールにおいて、施工不良等で鉄筋かぶりが小さい箇所があると、コンクリートの
アルカリ骨材反応はコンクリートの組成に起因する劣化要因である。〔金属における腐食現象〕
鉄筋かぶりが小さいことによる影響としては、
①浸水による鉄筋の錆が進行・膨張してコンクリート壁の剥離等をきたす
②コンクリートの中性化が早期に進行し鉄筋の錆が進行・膨張してコンクリート壁の剥離等をきたすことがある(中性化は空気中の二酸化炭素の影響によるため表面塗装等による対策が可能)
・金属が腐食するのは、金属が最も安定な状態に帰る過程の現象
・腐食しにくさは、どの程度安定で緻密な皮膜が表面上に形成されているかによる
・酸性の溶液中では、水素イオンが酸素と同様な働きをするため、酸素の有無に関係なく非常に腐食しやすくなる
〔高耐食材料〕
┌耐食性合金として用いられる方法
耐食性材料を適用する方法┤
└めっきとして用いられる方法
・耐候性鋼などは一定の割合で腐食するが、その速度を一般の材料と比較して極めて遅くすることで、高耐食としている
・銅などはイオン化傾向が小さく本質的に腐食しにくい
〔架空ケーブルつり線の腐食と対策〕
・亜鉛めっき鋼より線(ZW)は、全体がほぼ均一に錆びるため、劣化限度見本を用いて管理することにより破断の危険性を比較的少なくすることができる。
・アルミ防食鋼より線(AW)は、耐食性のよい鋼より線であるが、接続端子かん取付部での局部腐食など一部分だけ極端に腐食が進むことがあるため、注意が必要である。
・高耐食鋼より線とアルミ防食鋼より線とを柱間接続し、屋外に長時間放置しておくとイオン化傾向の違いにより腐食が発生する。
〔支線の腐食と対策及び装柱金属類の防食〕
・防食タイプの支線アンカ及び支線ロッドには、PVA(Polyvinyl Alcohol)焼付被覆、飽和ポリエステル焼付被覆などの被覆強度が強く、耐衝撃性の高い有機塗覆が使用されている。
・装柱金物類は溶融亜鉛めっきが施されているので、特に腐食性の環境にさらされなければ、30年以上経っても赤錆が発生することは少ないといわれる。
・溶融亜鉛めっきが施されている装柱金物類へ着色目的で塗装することは、塗膜下に水分等の腐食因子を蓄積しやすくするため、金物の腐食劣化を早める場合がある。
・下部支線は湿った土中で腐食し、特に臨海低湿地、植え込み、側溝周辺などで激しい腐食が認められる。
支線アンカの場合は、構造的にロッド部は腐食が集中する傾向がある。
腐食が進むのは水分と空気(酸素)が供給されやすい地表に近い部分だから〔マンホール留水の塩分濃度簡易測定〕
●パックテスト法:パック入りのハロゲンを含んだ試薬を留水の中に加え、その留水の黄緑色と比較し、マンホール付帯金属製品の腐食の危険性を判断する方法
・試薬を加えた留水の色が真っ赤に変化した場合は、マンホール留水の塩分濃度が1,000ppm以上で、マンホール付帯金属製品の腐食の危険性がある留水と判断する
●導電率法:マンホール留水の電気伝導度(塩化物イオン濃度)を測定し、それを塩分濃度に換算してマンホール付帯金属製品の腐食の危険性を判断する
〔ライニング法〕
●管内面ライニング法:非開削工法で行われ、錆腐食により劣化した金属管路の内部を清掃した後、エポキシ樹脂の塗膜を管内面にライニングを行い、錆腐食の進行を防ぐ方法
:電食などにより孔の開いた金属管路の内部を清掃した後、パテにより孔の開いた部分に
ウレタン樹脂は極性基のイソシアネートがあるからどちらかというと吸水しやすい。吸水しやすければ電気も通りやすくなるから、電食の促進要因になる。ウレタンは加水分解もするし。●負圧回転式ライニング:管路内の空気を吸引・減圧することで空気の流れを作り、それを利用してエポキシ樹脂を薄膜(0.2mm)でライニングする方法
by 9denki
| 2006-01-19 14:54
| 線路設備及び設備管理