JP2001201450A - 無塗装鋼材の暴露試験方法 - Google Patents
無塗装鋼材の暴露試験方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無塗装鋼材の錆の安定化の程度を的確かつ簡
便に評価し、長期間経過後の板厚減少量を予測する方法
を提供する。 【解決手段】 無塗装鋼材の暴露試験方法において、所
定期間の暴露試験により鋼材表面に生成した錆のうち残
っている錆の比率を測定し、測定結果から錆の付着性を
表す指標を求め、この指標と長期間経過後の板厚減少量
について予め求めておいた関係を用いて、長期間経過後
の板厚減少量を予測することを特徴とする無塗装鋼材の
暴露試験方法。
便に評価し、長期間経過後の板厚減少量を予測する方法
を提供する。 【解決手段】 無塗装鋼材の暴露試験方法において、所
定期間の暴露試験により鋼材表面に生成した錆のうち残
っている錆の比率を測定し、測定結果から錆の付着性を
表す指標を求め、この指標と長期間経過後の板厚減少量
について予め求めておいた関係を用いて、長期間経過後
の板厚減少量を予測することを特徴とする無塗装鋼材の
暴露試験方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、短期間の暴露試験
により、錆の安定化の程度を測定して鋼種の採用の可否
を判断することが可能な無塗装鋼材の暴露試験方法に関
する。
により、錆の安定化の程度を測定して鋼種の採用の可否
を判断することが可能な無塗装鋼材の暴露試験方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】橋梁などの鋼構造物は、実用期間が数１
０年に及ぶため、厳重な塗装を施すなどの防食処置をと
らねばならない。塗装は非常に効果の高い防食手段であ
るが、大気暴露環境においては劣化が激しいため、定期
的な補修を必要とする。しかし、特に近年は人件費の高
騰や塗装工の減少などにより、その補修が困難になって
きている。
０年に及ぶため、厳重な塗装を施すなどの防食処置をと
らねばならない。塗装は非常に効果の高い防食手段であ
るが、大気暴露環境においては劣化が激しいため、定期
的な補修を必要とする。しかし、特に近年は人件費の高
騰や塗装工の減少などにより、その補修が困難になって
きている。
【０００３】そのための対策として、橋梁などの鋼構造
物に耐候性鋼を無塗装で使用する例が増えている。耐候
性鋼は、通常の使用環境においては、防食性の高い安定
な錆が表面を覆うことにより、著しく腐食の進展が遅く
なる。このような錆は安定錆と呼ばれ、銅、りん、クロ
ムなどの有効元素が富化しており、それが防食性に寄与
していることが知られている。
物に耐候性鋼を無塗装で使用する例が増えている。耐候
性鋼は、通常の使用環境においては、防食性の高い安定
な錆が表面を覆うことにより、著しく腐食の進展が遅く
なる。このような錆は安定錆と呼ばれ、銅、りん、クロ
ムなどの有効元素が富化しており、それが防食性に寄与
していることが知られている。
【０００４】しかし、初期に開発された耐候性鋼は、飛
来塩分などの腐食性物質が増加すると、錆が安定化しに
くくなるという欠点があった。そこで、耐飛来塩分性を
改善した鋼種が開発された。これらの鋼種は、海岸耐候
性鋼と呼ばれ、例えば、特開平5-51668号公報、特開平8
-134587号公報、特開平9-165647号公報などに開示され
ている。
来塩分などの腐食性物質が増加すると、錆が安定化しに
くくなるという欠点があった。そこで、耐飛来塩分性を
改善した鋼種が開発された。これらの鋼種は、海岸耐候
性鋼と呼ばれ、例えば、特開平5-51668号公報、特開平8
-134587号公報、特開平9-165647号公報などに開示され
ている。
【０００５】海岸耐候性鋼では、錆が安定化した場合
は、その著しい防食性の高さのため、しばしば無塗装の
まま数１０年の供用に耐えると言われている。そのため
には、錆が安定化することが必要であるが、錆が安定化
するか否かは鋼種と環境条件の組み合わせにより大きく
異なり、またどのような環境条件で錆が安定化するかに
ついては、十分には解明されていない。海岸耐候性鋼に
ついては、一般に、使用限界は示されていない。そのた
め、無塗装鋼構造物を建設する際、鋼種の選定基準がな
く、実務経験を積んだ専門家の勘に頼っているのが実状
である。
は、その著しい防食性の高さのため、しばしば無塗装の
まま数１０年の供用に耐えると言われている。そのため
には、錆が安定化することが必要であるが、錆が安定化
するか否かは鋼種と環境条件の組み合わせにより大きく
異なり、またどのような環境条件で錆が安定化するかに
ついては、十分には解明されていない。海岸耐候性鋼に
ついては、一般に、使用限界は示されていない。そのた
め、無塗装鋼構造物を建設する際、鋼種の選定基準がな
く、実務経験を積んだ専門家の勘に頼っているのが実状
である。
【０００６】また、JIS規格に定める耐候性鋼の使用基
準については、「耐候性鋼材の橋梁への適用に関する研
究報告書(XX);建設省土木研究所、鋼材倶楽部、日本橋
梁建設協会編(1993年3月発行)」に、飛来塩分量0.05mdd
（mg/dm2・day）以下の環境に限ることが推奨されてい
る。しかし、そのような環境においても、寒冷地では冬
期に凍結防止剤を散布することなどにより、耐候性鋼の
錆が安定化しないケースがしばしば見られる。
準については、「耐候性鋼材の橋梁への適用に関する研
究報告書(XX);建設省土木研究所、鋼材倶楽部、日本橋
梁建設協会編(1993年3月発行)」に、飛来塩分量0.05mdd
（mg/dm2・day）以下の環境に限ることが推奨されてい
る。しかし、そのような環境においても、寒冷地では冬
期に凍結防止剤を散布することなどにより、耐候性鋼の
錆が安定化しないケースがしばしば見られる。
【０００７】錆の安定化の程度を定量的に評価する方法
としては、「日本鋼管技報;No.46,p.2459,(1969)」に、
暴露試験片の重量減少量を経時的に測定する方法が示さ
れている。この方法によれば、例えば、建設予定地に予
め暴露試験片を設置しておくことにより、その重量変化
から錆の安定化の程度を評価し、安定錆としての可否を
判断することができる。
としては、「日本鋼管技報;No.46,p.2459,(1969)」に、
暴露試験片の重量減少量を経時的に測定する方法が示さ
れている。この方法によれば、例えば、建設予定地に予
め暴露試験片を設置しておくことにより、その重量変化
から錆の安定化の程度を評価し、安定錆としての可否を
判断することができる。
【０００８】また、「耐候性鋼材の橋梁への適用に関す
る研究報告書(II);建設省土木研究所、鋼材倶楽部、日
本橋梁建設協会編(1974年3月発行)」には、フェロキシ
ル試験により、錆層のピンホールを通して地鉄との反応
により生じる青色斑点を観察して、錆の安定化を評価す
る方法が提案されている。その他、特開平6-241982号公
報や特開平8-278245号公報には、錆中の特定の結晶成分
の比率をX線回折により測定したり、錆の結晶粒径を透
過型電子顕微鏡で測定して評価する方法が提案されてい
る。
る研究報告書(II);建設省土木研究所、鋼材倶楽部、日
本橋梁建設協会編(1974年3月発行)」には、フェロキシ
ル試験により、錆層のピンホールを通して地鉄との反応
により生じる青色斑点を観察して、錆の安定化を評価す
る方法が提案されている。その他、特開平6-241982号公
報や特開平8-278245号公報には、錆中の特定の結晶成分
の比率をX線回折により測定したり、錆の結晶粒径を透
過型電子顕微鏡で測定して評価する方法が提案されてい
る。
【０００９】特開平6-241982号公報記載の技術は、耐候
性鋼材の錆層を極少量採取し、その採取粉末全量に対す
るα-ＦｅＯＯＨ量の割合、およびその採取粉末中に存
在するα-ＦｅＯＯＨの平均結晶粒径のうち少なくとも
一方を測定することにより、錆層の安定化度を評価する
ものである。
性鋼材の錆層を極少量採取し、その採取粉末全量に対す
るα-ＦｅＯＯＨ量の割合、およびその採取粉末中に存
在するα-ＦｅＯＯＨの平均結晶粒径のうち少なくとも
一方を測定することにより、錆層の安定化度を評価する
ものである。
【００１０】特開平8-278245号公報記載の技術は、鋼材
表面に生成され地鉄に密着している、さびを構成する結
晶粒子の粒子径分布を測定し、その粒径分布に基づき鋼
材表面の錆の安定度を評価している。また鋼材の表面に
鋭利な刃でけがき線をつけた部分から有機フィルムを用
いてさびを採取し、その粒子径を電子顕微鏡で測定し
て、鋼材表面のさびの安定度を評価するというものであ
る。
表面に生成され地鉄に密着している、さびを構成する結
晶粒子の粒子径分布を測定し、その粒径分布に基づき鋼
材表面の錆の安定度を評価している。また鋼材の表面に
鋭利な刃でけがき線をつけた部分から有機フィルムを用
いてさびを採取し、その粒子径を電子顕微鏡で測定し
て、鋼材表面のさびの安定度を評価するというものであ
る。
【００１１】従来技術では、これらの方法により、建設
予定地のごく近傍に建設されている無塗装鋼構造物の錆
の安定度から、建設予定地の環境条件を推定し、鋼種選
定の指針としていた。
予定地のごく近傍に建設されている無塗装鋼構造物の錆
の安定度から、建設予定地の環境条件を推定し、鋼種選
定の指針としていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法には次のような問題がある。まず、重量減少量を経
時的に測定する方法は、測定結果をグラフ等にプロット
し、あるいは統計解析を適用して、今後の重量減少量を
外挿する方法である。暴露試験の初期においては測定値
のバラツキが多いため、測定値が安定する3年前後は頻
繁に測定を行う必要がある。測定値からの外挿は、グラ
フへのプロットや、多数の測定値を用いた最小二乗法に
より行う。このように、従来技術の場合は暴露時間の異
なる多数の測定値を必要とする。
方法には次のような問題がある。まず、重量減少量を経
時的に測定する方法は、測定結果をグラフ等にプロット
し、あるいは統計解析を適用して、今後の重量減少量を
外挿する方法である。暴露試験の初期においては測定値
のバラツキが多いため、測定値が安定する3年前後は頻
繁に測定を行う必要がある。測定値からの外挿は、グラ
フへのプロットや、多数の測定値を用いた最小二乗法に
より行う。このように、従来技術の場合は暴露時間の異
なる多数の測定値を必要とする。
【００１３】また、このような外挿線を引くためのデー
タを得るためには、長期間の測定結果、例えば最低でも
5年間程度の暴露試験結果が必要である。これは、通常
の鋼構造物の立案および建築計画スケジュールから見て
長すぎ、期限内に試験結果が得られないため非現実的で
ある。その他、暴露試験開始後に多数回の測定を行う必
要があり、その回ごとに試験片の回収のために現地への
出張作業が必要となるなど、試験作業のコストが高くか
かるという問題がある。
タを得るためには、長期間の測定結果、例えば最低でも
5年間程度の暴露試験結果が必要である。これは、通常
の鋼構造物の立案および建築計画スケジュールから見て
長すぎ、期限内に試験結果が得られないため非現実的で
ある。その他、暴露試験開始後に多数回の測定を行う必
要があり、その回ごとに試験片の回収のために現地への
出張作業が必要となるなど、試験作業のコストが高くか
かるという問題がある。
【００１４】また、フェロキシル試験により青色斑点を
観察して評価する方法は、錆の安定化についての定量評
価ができない。そればかりでなく、試験温度が低い場合
や錆層の厚さが厚い場合、試験液が錆層中を浸透しにく
くなるため、青色斑点の数が少なくなり判断を誤るおそ
れもある。
観察して評価する方法は、錆の安定化についての定量評
価ができない。そればかりでなく、試験温度が低い場合
や錆層の厚さが厚い場合、試験液が錆層中を浸透しにく
くなるため、青色斑点の数が少なくなり判断を誤るおそ
れもある。
【００１５】特開平6-241982号公報や特開平8-278245号
公報記載の方法については、必ずしも結晶成分の比率と
錆の安定化の程度との良好な相関が得られないという問
題がある。これは、錆の中には非晶質部が含まれている
ため、X線回折では検出できず、結晶粒径も精度よく測
定することができないことによる。さらにこれらの方法
では、X線回折装置や透過型電子顕微鏡など大型の測定
装置が必要であるため、その場で直ぐに試験・測定する
ことができず、評価結果が得られるまでに時間がかかる
という問題もある。
公報記載の方法については、必ずしも結晶成分の比率と
錆の安定化の程度との良好な相関が得られないという問
題がある。これは、錆の中には非晶質部が含まれている
ため、X線回折では検出できず、結晶粒径も精度よく測
定することができないことによる。さらにこれらの方法
では、X線回折装置や透過型電子顕微鏡など大型の測定
装置が必要であるため、その場で直ぐに試験・測定する
ことができず、評価結果が得られるまでに時間がかかる
という問題もある。
【００１６】また、これらの方法では、建設予定地のご
く近傍に無塗装鋼構造物が建設されていなければ、錆の
安定化の程度を評価することができない。暴露試験を行
う場合でも、試験片を長期間設置することが可能な場所
を確保する必要がある。このように従来技術の方法で
は、無塗装鋼材の錆の安定化の程度を簡便に評価するこ
とができなかった。
く近傍に無塗装鋼構造物が建設されていなければ、錆の
安定化の程度を評価することができない。暴露試験を行
う場合でも、試験片を長期間設置することが可能な場所
を確保する必要がある。このように従来技術の方法で
は、無塗装鋼材の錆の安定化の程度を簡便に評価するこ
とができなかった。
【００１７】本発明は、このような事情に鑑み、従来技
術の問題点を解決し、無塗装鋼材の錆の安定化の程度を
的確かつ簡便に評価し、長期間経過後の板厚減少量を予
測する方法を提供することを目的とする。
術の問題点を解決し、無塗装鋼材の錆の安定化の程度を
的確かつ簡便に評価し、長期間経過後の板厚減少量を予
測する方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は次の発明に
より解決される。その発明は、無塗装鋼材の暴露試験方
法において、所定期間の暴露試験により鋼材表面に生成
した錆のうち残っている錆の比率を測定し、測定結果か
ら錆の付着性を表す指標を求め、この指標と長期間経過
後の板厚減少量について予め求めておいた関係を用い
て、長期間経過後の板厚減少量を予測することを特徴と
する無塗装鋼材の暴露試験方法である。
より解決される。その発明は、無塗装鋼材の暴露試験方
法において、所定期間の暴露試験により鋼材表面に生成
した錆のうち残っている錆の比率を測定し、測定結果か
ら錆の付着性を表す指標を求め、この指標と長期間経過
後の板厚減少量について予め求めておいた関係を用い
て、長期間経過後の板厚減少量を予測することを特徴と
する無塗装鋼材の暴露試験方法である。
【００１９】この発明は、耐候性鋼の表面に生成する錆
の安定化について、鋭意検討を行った結果なされた。検
討の課程で、錆の保護性は錆の付着性との間に強い相関
があることが見出された。すなわち、錆が安定化する場
合には、暴露の初期から錆の付着性が良好であり、錆の
付着性を評価することにより、比較的短期間で錆の安定
化の程度を判断できると言うことである。ここで、錆の
付着性と言うのは、暴露試験により生成した錆の内、測
定時点で鋼材表面に残っている錆の比率のことである。
の安定化について、鋭意検討を行った結果なされた。検
討の課程で、錆の保護性は錆の付着性との間に強い相関
があることが見出された。すなわち、錆が安定化する場
合には、暴露の初期から錆の付着性が良好であり、錆の
付着性を評価することにより、比較的短期間で錆の安定
化の程度を判断できると言うことである。ここで、錆の
付着性と言うのは、暴露試験により生成した錆の内、測
定時点で鋼材表面に残っている錆の比率のことである。
【００２０】この知見に基づき検討を続け、錆の保護性
を試験片（通常は板状）の板厚減少量で評価し、錆の付
着性としては錆の残存の程度を示す指標を導入した。こ
こでは、錆の付着性の指標として、測定時点で残ってい
る錆の重量と腐食重量減少量の比（付着性インデックス
と呼ぶ）を用いる。そこで、予め錆の付着性と保護性の
関係を求めておけば、後述のように2〜3年間の暴露試験
で付着性を測定することにより、従来の5年以上に及ぶ
暴露試験と同様の板厚減少量の推定が可能となる。
を試験片（通常は板状）の板厚減少量で評価し、錆の付
着性としては錆の残存の程度を示す指標を導入した。こ
こでは、錆の付着性の指標として、測定時点で残ってい
る錆の重量と腐食重量減少量の比（付着性インデックス
と呼ぶ）を用いる。そこで、予め錆の付着性と保護性の
関係を求めておけば、後述のように2〜3年間の暴露試験
で付着性を測定することにより、従来の5年以上に及ぶ
暴露試験と同様の板厚減少量の推定が可能となる。
【００２１】さらに、検討の結果、この付着性インデッ
クスと板厚減少量の関係は、少なくとも普通鋼および耐
候性鋼の範囲では、鋼種および暴露環境によらず同一の
関係が適用できることを突き止めた。これより、腐食重
量減少量は、鋼種あるいは暴露地の環境によらず、付着
性インデックスにより統一的に推定できることになる。
クスと板厚減少量の関係は、少なくとも普通鋼および耐
候性鋼の範囲では、鋼種および暴露環境によらず同一の
関係が適用できることを突き止めた。これより、腐食重
量減少量は、鋼種あるいは暴露地の環境によらず、付着
性インデックスにより統一的に推定できることになる。
【００２２】また、試験片の設置や回収等の試験作業お
よび測定は、基本的に試験開始時と終了時（2〜3年経過
後）の2回で済み、その間は測定等の試験作業をする必
要がない。その結果、試験要員および出張作業等の工数
や試験コストを大幅に削減することが可能となる。
よび測定は、基本的に試験開始時と終了時（2〜3年経過
後）の2回で済み、その間は測定等の試験作業をする必
要がない。その結果、試験要員および出張作業等の工数
や試験コストを大幅に削減することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】一般に、暴露試験における板厚減
少量は、暴露時間のべき乗に比例し、板厚減少量をY、
暴露時間をXとすると、 Y=A・Xn (1) と表される。ここで、係数Aと指数nは鋼種と暴露地の環
境とにより決まる定数である。この式を用いる場合は、
多数の測定値の組(Xi,Yi)を用いて、最小二乗法やグラ
フへのプロットを行うことにより定数Aとnを求め、板厚
減少量を外挿する。
少量は、暴露時間のべき乗に比例し、板厚減少量をY、
暴露時間をXとすると、 Y=A・Xn (1) と表される。ここで、係数Aと指数nは鋼種と暴露地の環
境とにより決まる定数である。この式を用いる場合は、
多数の測定値の組(Xi,Yi)を用いて、最小二乗法やグラ
フへのプロットを行うことにより定数Aとnを求め、板厚
減少量を外挿する。
【００２４】この発明では、これとは異なり、付着性と
いう観点から板厚減少量を予測する。付着性の指標とし
て、次の式で表される付着性インデックスを用いる。
いう観点から板厚減少量を予測する。付着性の指標とし
て、次の式で表される付着性インデックスを用いる。
【００２５】 (付着性インデックス)＝(錆の重量)／(腐食重量減少量) (2) この式(2) で表される付着性の指標と板厚減少量の関係
を予め求めておけば、付着性の指標から板厚減少量を予
測することができる。
を予め求めておけば、付着性の指標から板厚減少量を予
測することができる。
【００２６】図１は、付着性インデックスと板厚減少量
（暴露開始50年後）の関係を示す図である。これは、一
般構造用鋼から海岸耐候性鋼まで広範な低合金鋼種につ
いて、種々の環境で5年間にわたり暴露試験を行った結
果に基づき作成したものである。ここで、板厚減少量
は、暴露試験結果を式(1)により暴露開始50年後に外挿
して得られた外挿値である。付着性インデックスは、暴
露開始2年後の測定値より式(2)を用いて算出した。
（暴露開始50年後）の関係を示す図である。これは、一
般構造用鋼から海岸耐候性鋼まで広範な低合金鋼種につ
いて、種々の環境で5年間にわたり暴露試験を行った結
果に基づき作成したものである。ここで、板厚減少量
は、暴露試験結果を式(1)により暴露開始50年後に外挿
して得られた外挿値である。付着性インデックスは、暴
露開始2年後の測定値より式(2)を用いて算出した。
【００２７】板厚減少量の外挿値は、鋼種および暴露地
の環境の広範な組合せにも拘わらず、図１ではほぼ同じ
曲線で整理できる。これより、板厚減少量は付着性イン
デックスにより、従来の長期暴露試験による場合と同様
に予測できる。例えば、付着性インデックスが1.0とな
る鋼種および暴露地の環境の組合せの場合は、50年後の
板厚減少量は0.2mmとなる。
の環境の広範な組合せにも拘わらず、図１ではほぼ同じ
曲線で整理できる。これより、板厚減少量は付着性イン
デックスにより、従来の長期暴露試験による場合と同様
に予測できる。例えば、付着性インデックスが1.0とな
る鋼種および暴露地の環境の組合せの場合は、50年後の
板厚減少量は0.2mmとなる。
【００２８】また、この図１の関係から、与えられた仕
様（耐用期間とその間の板厚減少量の上限値）に対し
て、その設置環境における鋼種の採用の可否を判断でき
る。例えば、50年後の板厚減少量を0.2mm以下とするに
は、付着性インデックス（暴露開始2年後）が1.0以上の
鋼種を採用すればよい。同様に、板厚減少量を0.3mm以
下とすれば、付着性インデックスは0.9以上であればよ
いと判断できる。
様（耐用期間とその間の板厚減少量の上限値）に対し
て、その設置環境における鋼種の採用の可否を判断でき
る。例えば、50年後の板厚減少量を0.2mm以下とするに
は、付着性インデックス（暴露開始2年後）が1.0以上の
鋼種を採用すればよい。同様に、板厚減少量を0.3mm以
下とすれば、付着性インデックスは0.9以上であればよ
いと判断できる。
【００２９】この図１に示す関係は、鋼種あるいは暴露
地の環境によらずに適用できるので、個々の場合につい
て式(1)で示されるような曲線を作成する必要がない。
この図１の関係は、予め少数の鋼種と暴露地の環境に対
して作成するだけで、別の多くの鋼種と暴露地の環境の
組合せに対しても、そのまま適用することが可能であ
る。
地の環境によらずに適用できるので、個々の場合につい
て式(1)で示されるような曲線を作成する必要がない。
この図１の関係は、予め少数の鋼種と暴露地の環境に対
して作成するだけで、別の多くの鋼種と暴露地の環境の
組合せに対しても、そのまま適用することが可能であ
る。
【００３０】このように、付着性インデックスと板厚減
少量の関係が、鋼種あるいは暴露地の環境によらずに、
同一の関係として成立するのは、錆の付着のメカニズム
によるものと思われる。すなわち、錆が剥離や風化しに
くい場合は、錆層にクラック等が発生しにくく、下地の
鋼に対する保護性が高くなることによると推測される。
その結果、付着性インデックスにより錆の安定化の程度
が判断でき、腐食重量減少量、即ち板厚減少量が推定で
きるものと考えられる。
少量の関係が、鋼種あるいは暴露地の環境によらずに、
同一の関係として成立するのは、錆の付着のメカニズム
によるものと思われる。すなわち、錆が剥離や風化しに
くい場合は、錆層にクラック等が発生しにくく、下地の
鋼に対する保護性が高くなることによると推測される。
その結果、付着性インデックスにより錆の安定化の程度
が判断でき、腐食重量減少量、即ち板厚減少量が推定で
きるものと考えられる。
【００３１】板厚減少量の予測の手順は次のようにする
とよい。まず、所定寸法の暴露試験片を建設予定地等、
あるいは使用環境に近い環境の試験位置に設置して、暴
露試験を開始する。所定期間経過後この暴露試験片を回
収して、付着性インデックスの測定を行う。ここで、所
定期間としては、１年では付着性インデックスの差が明
瞭でなく、予測値のバラツキも大きくなるが、５年以上
では従来技術と同様、鋼構造物の建築スケジュールから
見て長すぎるので、２〜３年とするのが適切である。
とよい。まず、所定寸法の暴露試験片を建設予定地等、
あるいは使用環境に近い環境の試験位置に設置して、暴
露試験を開始する。所定期間経過後この暴露試験片を回
収して、付着性インデックスの測定を行う。ここで、所
定期間としては、１年では付着性インデックスの差が明
瞭でなく、予測値のバラツキも大きくなるが、５年以上
では従来技術と同様、鋼構造物の建築スケジュールから
見て長すぎるので、２〜３年とするのが適切である。
【００３２】次いで、回収した暴露試験片の表面の錆を
剥離し、剥離前後の暴露試験片の重量変化を測定するこ
とにより錆の重量を求め、また暴露試験前の試験片の重
量との差から暴露試験片の腐食重量減少量を求める。こ
れより、錆の重量と腐食重量減少量の比を算出し、その
値を付着性インデックスとする。
剥離し、剥離前後の暴露試験片の重量変化を測定するこ
とにより錆の重量を求め、また暴露試験前の試験片の重
量との差から暴露試験片の腐食重量減少量を求める。こ
れより、錆の重量と腐食重量減少量の比を算出し、その
値を付着性インデックスとする。
【００３３】最後に、この付着性インデックスの値か
ら、前述の図１の関係を用いて、長期(例えば50年)暴露
試験後の板厚減少量を推定する。このようにして、この
発明では、測定作業は、暴露試験開始前と所定期間後の
2回だけでよく、従来技術のように、暴露試験開始後に
多数回行う必要がある試験片回収と測定作業とを省略で
きる。
ら、前述の図１の関係を用いて、長期(例えば50年)暴露
試験後の板厚減少量を推定する。このようにして、この
発明では、測定作業は、暴露試験開始前と所定期間後の
2回だけでよく、従来技術のように、暴露試験開始後に
多数回行う必要がある試験片回収と測定作業とを省略で
きる。
【００３４】一般に大型プロジェクトでは、提案（応
札）・設計を経て施工までに2〜3年の期間が経過する。
この発明では、例えば引合いのあった段階で、建設予定
地あるいは同等の環境において、数種類の鋼種について
暴露試験を開始すれば、施工段階で適切な鋼種を選択す
ることが可能となる。
札）・設計を経て施工までに2〜3年の期間が経過する。
この発明では、例えば引合いのあった段階で、建設予定
地あるいは同等の環境において、数種類の鋼種について
暴露試験を開始すれば、施工段階で適切な鋼種を選択す
ることが可能となる。
【００３５】なお、錆の重量は錆を採取して測定する。
錆の剥離あるいは採取については機械的に行う。錆の付
着性の指標としては、暴露試験中に生成した錆と残って
いる錆の重量比を用いてもよいが、その場合は生成した
錆の重量を何らかの方法で推定する必要がある。錆の生
成量は、通常の腐食重量減少量に酸化増量を加えても得
られるが、酸化増量は錆の組成により変化するので、錆
の組成を特定する必要がある。従って、錆の付着性の指
標を錆の重量と腐食重量減少量の比（付着性インデク
ス）で表す上記の方法が簡便でよい。
錆の剥離あるいは採取については機械的に行う。錆の付
着性の指標としては、暴露試験中に生成した錆と残って
いる錆の重量比を用いてもよいが、その場合は生成した
錆の重量を何らかの方法で推定する必要がある。錆の生
成量は、通常の腐食重量減少量に酸化増量を加えても得
られるが、酸化増量は錆の組成により変化するので、錆
の組成を特定する必要がある。従って、錆の付着性の指
標を錆の重量と腐食重量減少量の比（付着性インデク
ス）で表す上記の方法が簡便でよい。
【００３６】
【実施例】表１に化学成分を示す各鋼種の鋼材から、15
0×70×3mmの暴露試験片を製作した。これらの試験片
を、海岸からの距離20kmの地点（内陸地）、同2kmの地
点（臨海地）、および沖縄県宮古島（島嶼）に設置し、
暴露試験を行った。
0×70×3mmの暴露試験片を製作した。これらの試験片
を、海岸からの距離20kmの地点（内陸地）、同2kmの地
点（臨海地）、および沖縄県宮古島（島嶼）に設置し、
暴露試験を行った。
【００３７】
【表１】
【００３８】図２(a)(b)(c)は、それぞれの試験地にお
ける5年間にわたる試験結果であり、板厚減少量の推移
を示す図である。これらの測定値を式(1)で近似して、
試験開始後50年まで外挿したものを図３(a)(b)(c)に示
す。図中の曲線は、近似式(1)による外挿結果であり、
鋼種と暴露地の環境との組合せにより、板厚減少量の推
移は大きく異なっている。
ける5年間にわたる試験結果であり、板厚減少量の推移
を示す図である。これらの測定値を式(1)で近似して、
試験開始後50年まで外挿したものを図３(a)(b)(c)に示
す。図中の曲線は、近似式(1)による外挿結果であり、
鋼種と暴露地の環境との組合せにより、板厚減少量の推
移は大きく異なっている。
【００３９】表２は、この発明による板厚減少量の予測
結果である。ここでは、前述の方法により、錆の重量
（表２の錆量）と腐食重量減少量（表２の腐食量）を測
定し、付着性インデックス（両者の比）を求めた。次い
で、図１を用いて、付着性インデックスから試験開始後
50年の板厚減少量を予測した。
結果である。ここでは、前述の方法により、錆の重量
（表２の錆量）と腐食重量減少量（表２の腐食量）を測
定し、付着性インデックス（両者の比）を求めた。次い
で、図１を用いて、付着性インデックスから試験開始後
50年の板厚減少量を予測した。
【００４０】
【表２】
【００４１】図１による板厚減少量の予測値は、図３
(a)(b)(c)の曲線による５年間の長期試験からの外挿値
とよく一致している。表２では、最大でも、「SMA490臨
海地」の外挿値0.193mmに対して予測値が0.14mmという
程度で、その差は0.05mmである。この程度の違いであれ
ば、従来の５年間の長期試験による外挿方法に代えて、
この発明の方法を採用することは実用上問題ない。
(a)(b)(c)の曲線による５年間の長期試験からの外挿値
とよく一致している。表２では、最大でも、「SMA490臨
海地」の外挿値0.193mmに対して予測値が0.14mmという
程度で、その差は0.05mmである。この程度の違いであれ
ば、従来の５年間の長期試験による外挿方法に代えて、
この発明の方法を採用することは実用上問題ない。
【００４２】
【発明の効果】この発明は、新たに見出された付着性イ
ンデックス（錆の重量と腐食重量減少量の比）と板厚減
少量との間の強い相関があるという知見に基づき、長期
間の暴露試験によらず、短期間の試験で付着性インデッ
クスを求めることにより、長期間経過後の板厚減少量を
予測することができる。その結果、試験開始後2〜3年の
短期間で、例えば50年後の板厚減少量を予測でき、ま
た、試験片の設置や回収等の試験作業や測定は、試験開
始時と終了時の2回で済むため、試験工数やコストを大
幅に削減することが可能となる。
ンデックス（錆の重量と腐食重量減少量の比）と板厚減
少量との間の強い相関があるという知見に基づき、長期
間の暴露試験によらず、短期間の試験で付着性インデッ
クスを求めることにより、長期間経過後の板厚減少量を
予測することができる。その結果、試験開始後2〜3年の
短期間で、例えば50年後の板厚減少量を予測でき、ま
た、試験片の設置や回収等の試験作業や測定は、試験開
始時と終了時の2回で済むため、試験工数やコストを大
幅に削減することが可能となる。
【図１】付着性インデックスと板厚減少量の関係を示す
図。 付着性インデックス: 暴露試験開始2年後の測定値 板厚減少量: 暴露試験開始50年後の予測値
図。 付着性インデックス: 暴露試験開始2年後の測定値 板厚減少量: 暴露試験開始50年後の予測値
【図２】各鋼種の板厚減少量の推移を示す図。 (a)内陸地 (b)臨海地 (c)島嶼（宮古島）
【図３】各鋼種の板厚減少量を図２より外挿した結果を
示す図。 (a)内陸地 (b)臨海地 (c)島嶼（宮古島）
示す図。 (a)内陸地 (b)臨海地 (c)島嶼（宮古島）
フロントページの続き (72)発明者 藤田 栄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2G050 AA01 BA02 BA05 CA01 DA01 EB01 EB07 2G055 AA03 BA12 CA07 CA25 DA08 EA08 FA01
Claims (1)
- 【請求項１】 無塗装鋼材の暴露試験方法において、所
定期間の暴露試験により鋼材表面に生成した錆のうち残
っている錆の比率を測定し、測定結果から錆の付着性を
表す指標を求め、この指標と長期間経過後の板厚減少量
について予め求めておいた関係を用いて、長期間経過後
の板厚減少量を予測することを特徴とする無塗装鋼材の
暴露試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000013290A JP2001201450A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 無塗装鋼材の暴露試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000013290A JP2001201450A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 無塗装鋼材の暴露試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001201450A true JP2001201450A (ja) | 2001-07-27 |
Family
ID=18540900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000013290A Pending JP2001201450A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 無塗装鋼材の暴露試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001201450A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010117277A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Kobe Steel Ltd | 鋼材の板厚変化量予測方法および鋼材の選定方法 |
| JP2010139449A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Jfe Steel Corp | 土木用有機被覆鋼材の腐食促進試験方法および腐食量予測方法 |
| CN102749280A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-10-24 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种测定材料腐蚀性能的方法 |
| CN103645105A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-03-19 | 河海大学 | 一种精确测试钢筋沿长度方向锈蚀率的装置及测试方法 |
| JP2017040470A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 腐食環境評価方法及び装置 |
-
2000
- 2000-01-21 JP JP2000013290A patent/JP2001201450A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010117277A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Kobe Steel Ltd | 鋼材の板厚変化量予測方法および鋼材の選定方法 |
| JP2010139449A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Jfe Steel Corp | 土木用有機被覆鋼材の腐食促進試験方法および腐食量予測方法 |
| CN102749280A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-10-24 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种测定材料腐蚀性能的方法 |
| CN103645105A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-03-19 | 河海大学 | 一种精确测试钢筋沿长度方向锈蚀率的装置及测试方法 |
| JP2017040470A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 腐食環境評価方法及び装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060921 |