JPH04113088A

JPH04113088A - 埋設導管の鞘管

Info

Publication number: JPH04113088A
Application number: JP2233832A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Honda; 本田　正春; Akihiro Tamada; 玉田　明宏
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1992-04-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は埋設導管の鞘管に関する。

［従来の技術］都市ガスや、液化石油ガス等の導管が道路や軌道等を横
断する個所では、車両等の通過時に発生する土圧の変動
等の機械的な力の作用から、導管を保護するなめに、鋼
製の鞘管（以降ケーシングと云う）を裸（無防食）で用
いる方法がある。この技術は土庄の変動を剛性のあるケ
ーシングが吸収して導管へ影響を及ぼさないようにする
とともに、ケーシングを通じて、電気防食の電流を流し
て、導管の電気防食を妨げないようにしたものである。

しかし、従来のケーシングでは導管の電気防食条件は確
保されているものの、ケーシングの内面で激しい腐食が
生じるために、減肉して、ケーシングの本来の機能が維
持されないといった欠点があった。この欠点の対策の一
つとして、特公昭５７−１１９５８号公報が提案されて
いる。

これは鋼製クーシング内面をその外面よりも、卑な電位
となし、ケーシング内の埋設導管を閏接的に電気防食す
るものである。

［発明が解決しようとする課題〕しかしながら、上述した特公昭５７−１１９５８号公報
に示される技術はケーシングの内側に流電陽極を取付け
、電気防食をする（いわゆる電気防食）ため、頻繁に流
電陽極を点検し、消耗に対して新たなものを取り付ける
必要があり、煩雑であるといった問題がある。

本発明はケーシングにおける腐食の防止を図るとともに
、敷設後の点検や補修等のメンテナンスを不要とし、且
、導管の電気防食を妨げない埋設導管のケーシングを提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］上記目的を達成
するために、本発明は埋設導管を保護するケーシングで
あって、前記ケーシングはその鋼稚成分を下記に示す耐
食性指数（ＣＩ）が２７〜４５の範囲のステンレス鋼管
またはステンレス・クラッド鋼管としたものである。

ＣＩ　＝　Ｉ　Ｘ　Ｃｒ　＋　３　Ｘ　Ｍ　ｏ　＋　１
６　Ｘ　Ｎ　　　−（１］但し、Ｃｒ＝１６〜２５ｗｔ
％、Ｍｏ＝１〜５ｖｔ％、Ｎ＝０．２ｗｔ％以下。

本発明は埋設導管を保護するケーシングがステンレス鋼
管またはステンレス　クラツド鋼管であることが必要で
ある。その理由について述べる。

防食電流が鋼製ケーシングを通じて流れる際、ケーシン
グの外側では［２１式、内側では（３）式の反応を生じ
ると推察される。

１／２０２＋Ｈ２０＋２　ｅ　−＝２０８−　、、、　
ｆ２１Ｆｅ＝Ｆｅ”＋２ｅ−−１３）これは、多くの土壌は水を含んでおり、この水を介して
防食電流が流れるからであり、（２）式はケーシングの
外側に電流が流入する場合、また、（３）式はケーシン
グのから土壌に電流が流出する場合をそれぞれ示してい
る。即ち＋２１式は酸素の還元反応を現わし、ケーシン
グの外側では電気防食がされることを示す、（３）式は
鉄の酸化反応を現わし、ケーシングの内面では鉄の溶解
（腐食）を示す、これらの式によれば、通電量が大きく
なるに従い、ケーシングの外面の電気防食は充分となる
一方、ケーシング内面の腐食は顕著になることが理解さ
れる。

これらの結果から、次のようなケーシングの防食対策が
容易に誘導される。

（ａ＞ケーシングの外面は僅かな電流の流入でも完全に
防食されること。

（ｂ）電流の流出時にケーシングが溶解しないこと。

（Ｃ）ケーシングへの加工（溶接など）が容易で経済性
に優れること。

これらの条件に対応比゛来るもの゛として、土壌中の金
属材料の耐食性に対する従来の知見から、責な金属（ス
テンレス鋼、銅系合金、ニッケル系合金）を−挙げるこ
とが出来る。しかし、銅系合金、ニッケル系合金には次
のよ−うな難点がある。即ち、銅系合金ではその表面に
徐々に厚い皮膜が生成し、これによって、°耐食性が保
゛持されるが、このため電流の流入が非常に困難である
。ニッケル系合金はそれ自ｌ身が不動態化□する能力が
ない上、かりに不′動態を゛形成しても、それほど強い
ものではない′ため、゛土、壌／二′ツケル系合金間の
隙間で腐食（以降隙間腐食と云う）が生じる。・これら
の材料は比較的高価であ゛す、曲げ加工は容易なものの
溶接などの接合が璽しい等、経済的及び加工性などの見
地からも、ケーシングには不適である。

一方ステンレス鋼は一般に土壌中の耐食性に優れる上、
酸化反応によって、不動態を形成するのでケーシング内
面側の電流の流出に対して良好な耐食性が確保できる可
能性がある。ただし、ニッケル合金と同じように、土壌
粒子／ステンレス鋼間の隙間で隙間腐食が生じるので、
耐隙間腐食性に優れたものが必要になる。又、ステンレ
ス鋼は一般に加工性が良好であり、鋼種も多く、入手し
やすい。

そこで本発明ではステンレス鋼鋼管またはステンレス　
クラツド鋼管でケーシングを・形成するものとし、成分
を限定するものとした。

即ち、本発明ではステンレス鋼鋼管またはステンレス・
クラッド鋼管はその鋼種成分を（１）式に示す耐食性指
数（ＣＩ　）が２７〜４５の範囲のものであることが必
要である。

ＣＩ＝１ｘＣｒ＋３×Ｍｏ＋１６ＸＮ　　　−１ｌｌ但
し、Ｃｒ＝１６〜２５ｗｔ％、Ｍｏ＝１〜５ｖｔ％、Ｎ
＝０．２ｗｔ％以下。

ステンレス鋼−は鉄を主成分として、これにり１０ムや
ニッケルを含有させた合金鋼で、日本工業規格（ＪＩＳ
）で管等の形状側に鋼種が規定されている。しかし、本
発明では埋設導管のケーシングとして、ステンレス鋼の
成分中、クロム（Ｃｒ）とモリブデン（Ｍｏ）と窒素（
Ｎ）から計算される耐食性指数（ＣＩ）の範囲が２７〜
４５の範囲のステンレス鋼に限定することが必要である
２（１）式に示す耐食性指数（ＣＴ）は経験的に導いた
ものであるが、ステンレス鋼について、それらの成分を
（１）式に代入して、２７〜４５の範囲を満足するもの
を対象とするものである。隙間腐食に対する抵抗性は、
ステンレス鋼のクロムと窒素、モリブデンの含有量の増
加とともに向上する。ケシング内側で防食電流が流出す
る際に、生じる隙間腐食に対してＣＩが２７以上必要で
ある、２７未満では耐食性を保持することが出来ない。

ＣＩが４５を超えた場合には耐食性は増すがゲージング
としてこれ以上の耐食性を必要とせず、経済性の観点か
ら上限とした。

本発明では上記ＣＩの範囲を満足し、且つ、Ｃｒ　　＝
　　１．　６　〜２　５ｗｔ％　、　Ｍ　　ｏ　　＝　
　１　〜５　　ｗｔ％　　、　ト　一０’、　２”’ｗ
ｔ％以下とすることが必要である。以下番こそれらの限
定理由を述べる。

■クロム・・・ステンレス鋼に耐食性を与える主要合金
元素であり、通常約１２ｗｔ％以上の含有をも−）でス
テンレス鋼と呼ばれている。クロムは土壌中で必要な隙
間腐食に対する抵抗を強める作用があるので、大きな含
有量の方が有利であるが、必要以上の含有は経済性を損
なう、本発明はケーシングでの使用の観点から１６ｗｔ
％以上２５ｗｔ、％Ｌ’Ｊ下とする。

■モリブ、デン・・・クロムと同時に合金化されると耐
隙間腐食性を顕著に改善する。したがって、クロムとの
相乗効果により、耐隙間腐食性を向上させるために、１
　ｗｔ％以上、５ｗｔ％以下加える。

１’ｖｔ％未満ではその効果が小さい。５ｗｔ％を超え
た場合はその効果が横這いである。

■窒素・・・オーステナイト系および二相系ステンレス
鋼にあっては、非常に効果的に耐陳腐食性の改善を図れ
る元素である。原料が安価なことがらも、積極的な利用
が望まれるので、オーステナイト系および二相系ステン
レス鋼では０．０３ｗｔ％以上０．２０ｗｔ％以下加え
ることが出来る。

０．０３ｗｔ％未満では陳腐食性の改善が小さい。

０．２０ｖｔ％を超えた場合には耐食性の効果は横這い
になり、逆に加工製への影響を生じることから０．２０
ｗｔ％を上限とした。その他のステンレス鋼の場合には
下限は不可避的に混入するものとすることが出来る。

本発明によるステンレス鋼を用いてケーシングを制作す
る場合は特定の方法に限定されるものではなく、熱間圧
延で製造されたむくのステンレス鋼を曲げて突合わせ溶
接による方法、あるいは熱間圧延や、爆発圧着による方
法で製造された両面クラツド鋼板を曲げて突合わせ溶接
による方法で制作することが出来る。

［実施例］以下に本発明の実施例を図によって説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示す図であ
り、（ａ）図は正面図であり、（ｂ）図は側面図を示す
０図において、ケーシング１はステンレス鋼管２又はス
テンレス　クチ７ド鋼管３で構成されている。４は溶接
部を示す７第２図（ａ’）、（ｂ）は第１図の要部の拡
大した状態を示す図であり、（ａ）図はステンレス鋼管
の状態を示す図であり、（ｂ）図はステンレス・クラッ
ド鋼管の状態を示す図である。（ａ）図はむくのステン
レス鋼管２を用いている。（ｂ）図はステンレス鋼２ａ
とステンレス鋼２ａの間に炭素鋼５を挿んだステンレス
　クラツド鋼管３である。記号Ａは２点鎖線で囲った要
部を示す。

第３図は本発明のケーシングに埋設導管を挿入した状態
を示す図である。ケーシング１に埋設導管６を挿入し、
横断歩道部１１に埋設導管６を埋設したものである。埋
設導管６はポリエチレン樹脂被覆したものであり、流電
陽極７を取付けている。８は照合電極、９はスペーサー
、１０はシリングを示す、上記ステンレス鋼管２又はス
テンレス・クラッド鋼管３は前述した鋼種成分が（１）
式に示す耐食性指数（ＣＩ）が２７〜４５の範囲を満足
するものである。

次に本発明のケーシングについての耐食性の実験した結
果を詳述する。

第１表に示す実験Ｎ［Ｌ１〜Ｎ１１１８の鋼種のステン
レス鋼管及びステンレスクラツド鋼管を用いて、第１図
に示すようなケーシングを模擬的に制作し、そのケーシ
ングの内側に電極を取付け、実際の土壌を入れた檜に埋
設した０条件を厳しくするために、土壌に０．０５ｖｔ
％の食塩水を加えて冠水させた。ケーシング内部の電極
電位が防食電位−８５０ｍＶｖｓ　ＳＣＥを保持するよ
うに直流電流を外部から通電した。−カバ後、模擬ケー
シングを取出し、内面と外面を観察して溶解発生の有無
を調べた。その結果を第１表に示す、ここでは、○・・
・溶解未発生、△・・・最高深さ０．１ｍｍ以上の溶解
発生、×・・・最高深さ０．１ｍｍ未満の溶解発生を示
す、ケーシングの内側に設置した試験電極は金属光沢を
示しており、ステンレス鋼製ケーシングによる良好な電
気防食効果が確認された。

ケーシングの内外面の溶解の有無はＣＩに比例しており
、外面ではＣＩが１８を超える鋼種で腐食が認められな
い、内側、外面ではＣＩが２７以上のステンレス鋼種の
選択により、防食電流を妨げることなく、かつ耐食性が
確保されたケーシングを得ることが確認された。一方、
一部の溶解が生じたステンレス鋼種をみると、ケーシン
グの外面側に比べて内面側の方が溶解が顕著であり、当
初予想された外面側：電気防食、内面側：鉄の溶解が示
されている。

なお、本発明に用いるステンレス鋼の他の成分としては
次の範囲が好ましい。

■炭素・・・ステンレス鋼にあっては溶接熱影響部の耐
食性を確保するために、０．０３ｗｔ％以下にする必要
がある。炭素量はこれより低くすれば、より良い結果が
得られるが、ステンレス鋼の精錬過程のコストを上げる
。また、このコスト高に見合う耐食性の改善が期待でき
ないので、炭素量の下限を０，０１曹Ｌ％とする。

■ニッケル・・・オーステナイト系ステンレス鋼や二相
系ステンレス鋼ではオーステナイト相の安定に必要な合
金元素である。ニッケルはこのような材質への影響が強
いほか、耐食性への影響も認められ、特に還元性の酸に
おける耐酸性の向上に極めて寄与する合金元素である。

但し、耐隙間腐大性にはその効果はほとんど認められな
いため、また高価な合金元素であるので、必要最小限の
添加量とする。したがって、オーステナイト系ステンレ
ス鋼にあっては、４１％以上１５ｖｔ％以下の含有量と
する。

［発明の効果］本発明によるケーシングの使用によれば、ケシングを通
じて導管へ電気防食電流を流すことが可能であり、かつ
、ケーシングの溶解が防止出来る。これにより、腐食・
防食の観点からケーシングの耐久性を従来方法に比べて
格段に高めることが可能となるとともに、導管全体の安
全性と経済性の向上が期待出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は第１図の
要部の拡大した状態を示す図、第３図は本発明のケーシ
ングに埋設導管を挿入した状態を示す図である。１・・・ケーシング２・・・ステンレス鋼管、３・・・
ステンレス・クラッド鋼管、４・・・溶接部。

Claims

【特許請求の範囲】　埋設導管を保護する鞘管であって、前記鞘管はその鋼
種成分を（１）式に示す耐食性指数（ＣＩ）が、２７〜
４５の範囲のステンレス鋼管またはステンレス・クラッ
ド鋼管としたことを特徴とする埋設導管の鞘管。ＣＩ＝１×Ｃｒ＋３×Ｍｏ＋１６×Ｎ…（１）但し、Ｃ
ｒ＝１６〜２５ｗｔ％、Ｍｏ＝１〜５ｗｔ％、Ｎ＝０．
２ｗｔ％以下。