JP2016188849A - 劣化検出方法および腐食センサ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明に係る実施形態1を示す図である。実施形態1では、鋼材60の平面に光ファイバセンサ62を直接張り付ける態様を採る。例えば、図2に示すように、H鋼の側面に光ファイバセンサ62を貼付し、保護用の塗料を塗布する。これにより、鋼材を加工することなく、直接鋼材に光ファイバセンサ62を設けることが可能となる。その結果、鋼材腐食の早期発見が可能となる。また、腐食によるひずみを正確に検出することが可能となる。
図3は、実施形態2に係るセンサの使用例を示す図である。上述した実施形態1では鋼材の平面に光ファイバセンサを直接張り付けたが、本実施形態によれば、金属板64に光ファイバセンサ66を張付け、当該金属板64を鋼材に張り付ける態様を採る。図4は、鋼材70に光ファイバセンサ66を有する金属板64を張り付けて、保護塗膜72を施した様子を示す図である。金属板(金属箔でもよい)64の材質は、測定対象とする鋼材70と同じものが好ましいが、早期検知のためにより錆びやすい材質の鉄や亜鉛にしてもよい。光ファイバセンサ66を金属板64に張り付ける際には、密着するように、好ましくは引張力が加わるように巻き付け、接着剤で両端を固定する。事前に室内で適切な引張力が加わるように光ファイバセンサ66を金属板64に張り付けておけば、設置したい鋼材に金属板64を張付けるだけで腐食センサを設置できる。金属板64の鋼材70への張付けは接着剤を用いる。
本実施形態は、上記の実施形態により光ファイバセンサを設置し、別途腐食を検知しないように防錆処理を施したダミーセンサと設置する様態である。すなわち、ダミーセンサを用いて腐食以外の要因で生じたひずみを検出し、光ファイバセンサで検出したひずみを補正することで、正確に腐食によるひずみを検知することができる。これにより、例えば、温度による鋼材の収縮ひずみなどの影響を除去することが可能となる。
上記の実施形態は、対象とする構造物の鋼材に光ファイバセンサを設置するものであったが、本実施形態は、別途光ファイバセンサが貼り付けられた鋼材を腐食センサとして設置する様態である。すなわち、上記実施形態の鋼材を小型の鋼材に換えたものであり、例えば、対象物と同じ材質の小型の鉄棒や鉄板に光ファイバセンサを貼り付け、保護塗料を塗布したものである。取り付け方法は、上記実施形態と同様である。本実施形態で製造したセンサは、測定対象と環境が同一である対象物の周辺部に移動したり脱落したりしないように処置を講じて設置するのみである。本実施形態のセンサは、現場で製造することはなく精密に室内で製造して測定箇所に運搬すれば使用可能となる。したがって、現場における施工も通常のように実施され、手間が増えることはなく、構造物にセンサを貼り付けるなど手を加えることもない。また、測定が容易な場所に設置することもできる。
図5は、金属の腐食により光ファイバセンサがひずみを検知するかを検証するために用いた試験体を示す図である。図5に示すように、試験体40は、棒鋼50に光ファイバセンサ51を巻き付けて、モルタル等のセメント硬化体52で被覆することにより構成されている。試験体40に対して、上下方向のかぶりが20mmであり、左右方向のかぶりが10mmである。図5では、棒鋼50に対して光ファイバセンサ51を1巻とした例を示したが、以下、3巻とする場合も併せて検証する。次に、試験体40の具体的検証例を示す。
試験体に用いるモルタルは、“株式会社丸東製作所社製のモルタルミキサ(2L練)”を用いて練混ぜを行なった。練混ぜ手順は、以下の通りである。なお、モルタルの練混ぜは、20±2℃、湿度50%以上の恒温恒湿室にて行なった。
腐食の状況に応じてひずみが増加するかどうかを確認するため、鋼材に光ファイバを巻き付けた大気中の場合について、腐食状況の確認と光ファイバによるひずみ計測を行なった。図8に示すように、試験体はφ20mm棒鋼50に、中心部の測定領域高さ25mmの範囲で光ファイバセンサ51を1巻とした。図9は、測定結果を示す図である。測定2日目までは20℃大気中であるため、丸1に示すように、腐食はほとんどなく、その直後にファイバ1巻の試験体中央部に塩水を塗布した。その後急激にひずみが増大し、丸2において目視による判定で腐食範囲が10%であり、丸3において目視による判定で腐食範囲が35%となった。以上の結果より、腐食の程度に対応してひずみは増大していることが分かる。
50 棒鋼
51 光ファイバセンサ
52 セメント硬化体(モルタル)
60 鋼材
62 光ファイバセンサ
64 金属板(金属箔)
66 光ファイバセンサ
70 鋼材
72 保護塗膜
Claims (5)
- 鋼材に塗布された保護塗料の劣化進行状況を検出する劣化検出方法であって、
光ファイバセンサを鋼材の表面に貼付する工程と、
前記光ファイバセンサが貼付された鋼材に対し、前記光ファイバセンサが被覆されるように保護塗料を塗布する工程と、
前記光ファイバセンサに計測器を接続し、前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化に基づいて、ひずみを測定する工程と、を少なくとも含み、
前記測定したひずみに基づいて、前記鋼材に塗布された保護塗料の劣化進行状況を検出することを特徴とする劣化検出方法。 - 鋼材に塗布された保護塗料の劣化進行状況を検出する劣化検出方法であって、
光ファイバセンサを金属板の表面に貼付する工程と、
前記光ファイバセンサが貼付された金属板を鋼材の表面に貼付する工程と、
前記金属板が貼付された鋼材に対し、前記光ファイバセンサが被覆されるように保護塗料を塗布する工程と、
前記光ファイバセンサに計測器を接続し、前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化に基づいて、ひずみを測定する工程と、を少なくとも含み、
前記測定したひずみに基づいて、前記鋼材に塗布された保護塗料の劣化進行状況を検出することを特徴とする劣化検出方法。 - 光ファイバセンサを鋼材又は金属板の表面に貼付する前に、防錆被膜を鋼材又は金属板の表面に貼付したダミーセンサを設け、ダミーセンサを用いて腐食以外の要因で生じたひずみを検出し、前記検出したひずみを補正するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の劣化検出方法。
- 前記貼付された光ファイバセンサの表面に、腐食因子が浸透しない防錆処理が施されたダミーセンサを設け、ダミーセンサを用いて腐食以外の要因で生じたひずみを検出し、前記検出したひずみを補正するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の劣化検出方法。
- 鋼材に塗布された保護塗料の劣化進行状況を検出する腐食センサであって、
光ファイバセンサと、
前記光ファイバセンサを保持する鋼材と、
前記光ファイバセンサおよび前記光ファイバセンサが貼付された鋼材を被覆する保護塗料と、を備え、
前記鋼材の腐食により光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性に変化が生じることを特徴とする腐食センサ。
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