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参考例2-6(非掘削調査データの例)
射食リスク判定調査データ
(1)露出時管体情報は建物毎(又は需要家毎)に収集する。主な調査項目としては、管種と塗覆装
の状態、管体の腐食の状況や腐食の部位、及び周囲の土質の湧水等がある。露出時管体調査デー
タの例を参考例2-7に示す。
露出時管体調査データ
・十壌抵抗率:3,200Ω・cm
・調査延長2m
・水道工事により露出
現場状況写真
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同様に5年後以降の推定も可能である。また、対策数量(計画的な対策実施)をいくつかのケ
ースに設定して計算し、その効果を見ることができる。その例を下図に示す。
腐食漏えい発生件数(件/年)
年度(年)
年度別腐食漏えい発生予測(例)
一般腐食対策を
行わない場合
一般腐食対策数量が
少ない場合
・般腐食対策数量が
多い場合
腐食漏えい発生レベルの将来予測並びに対策の費用対効果の検討より、最も適切な腐食対策の実
施時期、対策数量を決定し、5～10年程度の実施計画を策定する。
(5)計画を実効性のあるものとし、対策の継続的改善を推進する手法として、PdCAサイクル
(plan-o-check-act)による管理手法がある。
対策内容を決定する
継続的改善
計画継続・変更の決定
計画に従って実行する
計画の実行評価・分析
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3)各方式に共通の完全防食のための設計目標基準(P/0mV)は、NACE等で採用され
ている値である。
(4)近接流電陽極法において、本支管との絶縁を建物近傍で行った場合の例を下図に示す。
※この反間について
は。原則として絶縁
-流電陽極法,更生
修理丁法等の一般腐
食対策を講ずる。
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(4)腐食リスクレベル(cRL)判定シート入力用土壌抵抗率の算定
土壌抵抗率測定記録表の例を表1.5に示す。
表1.5において経年埋設内管腐食リスクレベル(cRL)判定用の土壌抵抗率は以下
の手順にしたがい算定する。
①(C)測定孔土壌抵抗率は、(A)初期測定値と(b)湿潤化後測定値の最小値とする
②測定孔①～③の(c)測定孔土壌抵抗率最小値を、その各測定地点の(D)最小土
壌抵抗率とする。
③各測定地点1～3の(D)最小土壌抵抗率の平均値を当該経年埋設内管の(e)腐
食リスクレベル判定シート入力用土壌抵抗率とする。
④(e)腐食リスクレベル判定シート入力用土壌抵抗率を〓.1.1表1.2の「土
壌抵抗率」欄に数値入力する。
表1.5土壌抵抗率測定記録表(例:埋設延長が10mを超える場合)
(E)腐食リスクレベル判定シート入力用十壌抵抗率
〈測定位置図>
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乙標度直流電圧記録数
照合電極
地表面
ガス管
立上り部
(水平方向の基準位置(Om.
図1.5高感度自動電圧記録計による測定要領図(例)
(4)測定方法
高感度自動電圧記録計を使用した場合を以下に示す。その他の電圧記録計を使用す
る場合は下記に準じた方法により測定する。
①高感度自動電圧記録計の「零点調整」を行った後、測定を開始する。
②測定条件は原則として、以下の通りとする。
測定電圧レンジv
(測定時レンジオーバーした場合はレンジを変更すること)
測定時間1分
記録紙速度20mm/分
③測定値が安定して一定の値を示すことを確認し、測定を終了する。
(5)測定後のガス管塗装等の復旧
ガス管へのクランプ取り付け時に塗装等を一時的に除去した場合は、当初と同等
の仕様で復旧する。同等の仕様での復旧が困難な場合は、事前に需要家へ復旧方法
を説明し、了承を得た後復旧を行う。
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測定日、建物名、住所、口径、埋設延長、塗装種別、測定条件、測定結果(測定
チャートを含む)等を記載した管対地電位測定記録表を作成する。管対地電位測定記
録表の例を表1.6に示す。
表1.6管対地電位測定記録表(例)
X測定地点
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〓.2腐食リスクレベル判定の解説
腐食リスクレベル(cRL)判定シートにおける入力項目と判定フローの関係を図
2.1に示す。判定フローにおける各項目について以下に記す。
〈入力項目>
〈判定フロー>
最大腐食深さ分布の推定
・1cmサンプルによる最大腐食深さの推定
・埋設延長に対する最大腐食深さの推定
図2.1腐食リスクレベル(cRL)判定シートにおける入力項目と判定フローの関係
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図2.14に貫通サンプル管7本の埋設延長とガス管腐食度指数(cI)、腐食リスクレベ
ル(cRL)の関係を示す。表2.10のガス管腐食度指数(CI)は、管対地電位測定記録か
ら比較的埋設延長が短い場合を推定しているが、図2.14に示すように埋設延長が長く
なるほどガス管腐食度指数(cI)は、増加する傾向にあることがわかる。
〓
(TO
埋設延長(m)
図2.14平成29年度貫通サンプル管のガス管腐食度指数
(●印は表2.10の推定値)
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十壌抵抗率(q・cm)
図1土壌抵抗率の分布(初期測定)
土壌抵抗率(q・cm)
図2土壌抵抗率の分布(25cm3注水後)
土壌抵抗率(q・cm)
図3土壌抵抗率の分布(50cm3注水後)
土壌抵抗率(q・cm)
図4土壌抵抗率の分布(75cm3注水後
土壌抵抗率(q・cm)
〓)初期測定値でグループ分けした場合の土壌抵抗値の変化
水道水注入による土壌抵抗率の変化は、土壌抵抗率の初期測定値により差異が
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・初期測定値が10,000Ω・cm以下の場合(グループ1、グループ2)は、土
壌抵抗率は25cm3で最小値となるが、それ以上の湿潤化を行うと土壌抵抗率
は逆に増加する。初期測定値が4,000Ω・cm未満(グループ1)の場合は、
50cm3以上の湿潤化を行うと、土壌抵抗率は初期測定値を上回る傾向にな
る。
これは、初期測定時に接地棒と土壌の接触抵抗は比較的小さく、また土壌
抵抗率が水道水の電気抵抗率(5,000～10,000Ω・cm)よりも小さいので、水
道水の影響が大きいためであると考えられる。
(2)腐食リスクレベル判定時の土壌抵抗率の湿潤化による補正方法
以上の結果より、土壌抵抗率の湿潤化による補正方法は以下の通りとした。
・土壌抵抗率の現地測定は、初期測定と50cm3水道水注入後測定とする。
・両方の測定値を比較し、小さい値をその測定点における土壌抵抗率として
採用する。
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⑦⑥の方法では供内管が建物の外壁近傍で外壁に沿って埋設されている場合、又は建物に引
込まれている水道管等の他の低接地物に接近している等の場合は、十分な防食効果が得られな
いことがある。従ってこのような場合には当該部分においてMg陽極が接する程度に間隔を小
さくして設置するか、又は外壁貫通部近傍で絶縁し防食対象の範囲を限定する。
(設置例1)(設置例2)(設置例3)
〓内
⑧建物外壁の貫通箇所近傍の塗覆装については、(2)⑦と同様の注意が必要である。
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表2Mg陽極の総合接地抵抗RMgftotal)
単位(q)
表3マグネシウムの発生電気量
(例1)20φ0のmg陽極を1ケ所1個ずつ,nケ所に設置
(例2)20φ0のmg陽極を1ケ所2個ずつ,nケ所に設置
*I.1.2の流電陽極法評価試験結果により得られた値(その他のサ
イズの値は試験結果より推定した値。
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.2更生修理工法特性試験・評価要領書
更生修理工法は、腐食漏えい予防工法及び継手漏えい予防工法に分類される。
各漏えい予防工法は、表-1に示すように、故障の現象・原因に応じ各々具備すべき特性が異なるが、
施工性試験、繰返し曲げ特性試験、耐ガス性・耐薬品性試験、熱加速試験は各漏えい予防工法に共通す
るので、特性試験項目として、①施工性試験、②繰返し曲げ特性試験、③保形性試験、④耐ガス性・耐
薬品性試験、⑤熱加速試験の5項目に要約され、各々について特性試験・評価要領書を定めた。
また、各漏えい予防工法の評価基準年数を表-2に示した。
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2.3外観観察
2.2項の試験を行った後、外観観察を行う。
外観観察は、観察箇所を周方向又は軸方向に切断し、肉眼観察することによって行う。
観察箇所は、直管部1箇所以上、継手部3箇所以上とする。
下記の全て満足する場合、合格とする。
(1)予め定められた基本事項(手順、工具等)により、所定の配管系に施工ができること。
(2)施工後の気密試験に合格すること。
(3)施工後の管の外観観察において、ライニング材料等に亀裂・切断・剥離等の異常が認められ
ないこと。
(4)施工後の切断及び連絡等の通常の導管工事を支障なく行うことができること。
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(1)供試配管には一部既使用管を使用する。
(2)あらかじめ1箇所以上の継手漏れを作る。
(3)a部と供給管取出部の高低差は1m程度とする。
(4)内面の観察を容易にするため,配管の一部に透明管を
使用してもよい。
図-1供試配管(例)
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【参考資料】〓.2更生修理工法特性試験・評価要領書
試験装置の例を図-1に示す。
フレーム
(注)必要により抜
出し防止のための
図-1鋼管の例
ド2)繰返し曲げサイクルは試験中供試管の温度が異常に上がらぬ回数で決めてよい。
3.評価
全ての供試管が、下記の全てを満足する場合、合格とする。
(1)所定の繰返し曲げ試験終了後の気密試験に合格すること。
(2)繰返し曲げ試験終了後、供試管内面のライニング材料等に亀裂・破断・剥離等の異常が認められ
ないこと。
なお、試験中に供試管に異常が認められ、その原因が試験装置の不備であった場合は、再試験して評
価することができる。
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<参考資料>
繰返し曲げ特性試験条件の検討
埋設された導管の継手に変位を与えるものとして車両輪荷重を考慮した。その継手の挙動は、埋設比
条件、車両輪荷重、交通量によって決まる。したがって、次のような根拠にもとづき試験条件を決定し
た。
図-1の土の種類とCbRの関係において、極めて不良な路床を選び路床CBR.0をとった。
この値に対する地盤係数(K〓)を図-2から求め、k0/3を得た。
さらに、載荷板の大きさと地盤係数の関係(図-3)からk30/.0を求め
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(3)加圧装置
供試管のモデル貫通孔部のライニング膜(図-2のa部)を、一定の圧力で加圧できる装置を用
いる。図-2に加圧方法の例を示す。
なお、加圧試験時は、供試管のモデル貫通孔部のライニング膜と水が常に接するようにする。水は
適宜補給する。
図-2加圧方法(例)
2.3.1適用
成形材料を管内面に貼付ける工法のように、ライニング膜が継手部の内面全体に接着されない工
法について適用する。
こ-6に供流査の仕様を示ず。表-6供述管住義
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〈解説>
実配管において、チーにこのようなライニングを施工することはないが、配管の継手(ソケット、
エルボ等)を代表し、かつ供試管の製作上の容易さを考慮し、本方法を採用する。
チーの分岐径は、ライニング膜が水と接触する部分(2.3.4図-3のA部)の面積を評価基準年
数が11年の場合はφ10以上、40年の場合はφ20以上となるように選定すること。
2.3.3ライニング膜の前処理
2.2.3の規定に準ずる。
2.2.4の規定に準ずる。
図-3加圧方法(例)
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〓.2-4耐ガス性・耐薬品性試験・評価要領書
-目次-
1.滴用
2.試験要領
2.1試験の概要
2.2試験片
2.3試験液
2.4装置および器具
2.5試験方法
2.6計算
2.7結果のまとめ
3.評価要領
3.1評価の考え方
3.2各試験液に対する材料の適合性評価
3.3総合評価
<参考資料-1>定伸張型疲労における疲労限界伸びと引張伸びとの関係
<参考資料-2>継手部の最大振動歪(事例)
〈参考資料-3>実短管及びテストピースの大きさ
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開発された工法が、更生修理工法として具備すべき特性を有しているかを評価する一環として、ガス
中及び環境を代表する成分に対する当該工法の機能維持に不可欠な主要材料の長期耐久性を明らかに
する試験及び評価の方法について定める。
2.1試験の概要
工法の機能維持に不可欠な主要材料から作成した供試材料を、各種環境を代表する試験液に浸漬し、定
められた期間の後、その材料特性に応じた方法に従って、①引張強度、②伸び、③質量の測定*1)及び
④外観の観察を行い、主要材料の試験液による影響度を調べる。
<解説>
*1)質量の測定は、空隙に試験液が保持されるような材料(ウレタンフォーム等の多孔質材料や織物
等)については測定しなくてもよい。
供試材料は、その材料の種類に応じて、表-1の通り分類する。*2)、*
表-1材料の分類
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指標(%)
図-4評価基準の導出イメージ
3.2.2二次評価基準
一次評価で判定保留となった物性項目ごとに、更生修理工法の種類に応じて具備すべき特性及び材料の使
用状態を考慮し、長期にわたり工法の機能が損なわれないかを判定する。判定保留となった物性項目すべてが
漏えい予防工法の種類ごとに以下に定める二次評価基準を満足する場合適合とする,
の維手補えい予防工法表ー16特手進れい予的工法における二次業価其期
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(〓)ライフパターンの作成
最終的に、硬化領域から劣化領域に至る解析結果を取りまとめ、図-5に示す通り、樹脂のライフパターンを
作成する。*16)、*17)
図-5樹脂塗膜のライフパターン
<参考>
*16)手順は以下の通りである。
①図-2-4で得られた硬化領域の引張強度変化直線を記入する。
②強度発現の限界値まで達したら、そのまま緩和開始点まで直線を引く。
③緩和開始点から、緩和領域の強度変化直線を引く。
④安定領域の引張強度をそのままに、劣化開始点まで直線を引く
⑤劣化開始点から、劣化領域の引張強度変化直線を引く。
*17)劣化領域は、施工後40年程度の期間では、現れない可能性が高い。
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<参考>
〓18)アレニウスプロットが、同一直線上に全くのらない場合は、温度の影響などにより、実使用環
境温度下では起こりえない反応が発生した可能性が高い。このような場合は、ライフパターンの
確認を行えないことから、腐食漏えい予防工法は11年、継手漏えい予防工法は15年の評価基準
年数を採用するものとする。
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熱加速試験の試験結果(事例)
現在運用されている液相法(支管用)と液相法(供内管用)の樹脂に対し熱加速試験を行い、ライフパター
ンを明確にした。以下に、その結果を参考として示す。
液相法(支管用)及び液相法(供内管用)の両工法の樹脂とも、「硬化領域」、「緩和領域」、「安定領域」が
存在することが確認された。なお、両工法の樹脂とも施工後40年以内には、劣化領域が存在しないことが
確認されたため、評価基準年数を40年に設定した。
図-1熱加速試験による推定ライフパターン(液相法(支管用))
図-2熱加速試験による推定ライフパターン(液相法(供内管用))
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.3更生修理工法モニタリング実施要領書
-目次-
1.適用
2.モニタリング実施要領
2.1モニタリングの概要
2.2モニタリング方法
2.3検査・試験概要
3.材料評価試験実施要領
3.1評価試験概要
3.21次判定試験
3.2.1強伸度測定
3.2.2IR(赤外線分光)分析
3.32次判定試験
3.3.1分子量測定試験
3.3.2保形性試験
3.3.3動的粘弾性試験
4.管体調査実施要領
4.1概要
4.2調査方法
4.3結果の判定方法
5.モニタリング結果の記録・保管
〈参考資料-1>引張試験片作製方法(事例)
<参考資料-2>掘上品の引張強度に関する換算について(事例
<参考資料-3>IR(赤外線分光)分析測定(事例)
<参考資料-4>分子量測定(事例)
<参考資料-5>保形性試験供試管作製方法(事例)
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モニタリングは自主モニタリングと正規モニタリングに分類される。それぞれの頻度と数量は下表の
とおりである。
表-2モニタリングの分類
こついては、テストフィールドにおけるモニタリングも可能とする,
<解説>
*5)管体調査については、更生修理工法施工路線またはその近傍で実施するものとする。
*6)継手部へ適用する更生修理工法は、モニタリングを実施すると評価試験のため更生修理材料が無
くなってしまうことから、テストフィールドにおけるモニタリングも可能とする。
実施にあたっては、実現場環境に近い条件(管内はガスで充満、圧力は運用圧力)で実施する必
要がある。ただし、口径については、設置スペース等の制限から実現場が大口径であっても、テス
トフィールドにおけるモニタリング管は小口径でも良い。
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自主モニタリングおよび正規モニタリングで実施する検査・試験の一覧を下表に示す。
表-3検査・試験一覧
〈解説>
*72次判定試験については、1次判定試験の結果が不適合であった場合、追加して実施するものて
ある。詳細については〓.2-5熱加速試験・評価要領書の3.材料評価試験実施要領を参照とする
*8)本試験は主に反転シール系工法を対象とする試験である。しかし、これ以外の工法についても、
熱可塑性樹脂を使用している工法など分子量測定試験が可能な工法に対しては、反転シール系工法
と同様に本試験を実施するものとする。
*9)本試験は主に樹脂ライニング系工法を対象とする試験である。しかし、これ以外の工法について
も、各構成材料を分離でき、動的粘弾性の測定ができる場合には、樹脂ライニング系工法と同様に
本試験を実施するものとする。
[.2-4耐ガス・耐薬品性試験評価要領書の2.2試験片に準ずる
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3.1評価試験概要
材料評価試験については、モニタリングした更生修理材料について、強伸度及びIR(赤外線分光)分
析を実施し、導入時評価試験における初期値からの変化率により材料評価試験の合否を1次判定する
1次判定の結果が不適合であった場合は、より詳細な健全性評価に関する2次判定試験を実施する。2
次判定においても不適合となった場合は、他の施工箇所からのサンプリングを行い、不適合箇所が局所
的なものか否かを判別し、対応を協議する。
更生修理材料
不適合*10)
図-2材料評価試験フロー
再調査を実施後
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(〓)その交点が評価基準年数を超えていることを確認する。
掘上品の保形性チャートを作成
使用状態における外圧(10kPa)を示す直線と
使用状態における外圧(10kPa)を示す直線と
の交点を求め、評価基準年数を超えていること
の交点を求め、評価基準年数を超えているこ。
図-5評価手順フロー(評価基準年数以前)
〈解説>
*19)長期耐久性の妥当性評価における、チャートの作成イメージを下図に示す。
加圧圧力
…捉上品の回直線の下方信勅限界線(信勅度97.5%)
図-6保形性チャートの作成イメージ(自主モニタリング時)
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4.現場への適用
本試験結果から得られた知見より流電陽極法を現場に適用するため、埋設供内管と建物との絶縁
の有無、管の総合接地抵抗等を考慮し、以下の3方式を提案し、同時にその設計要領を作成した。
①絶縁-流電陽極法
②未絶縁-流電陽極法
③近接流電陽極法
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(3)集中設置したマグネシウム陽極の合成抵抗
(マグネシウム陽極接地抵抗の並列式による計算値と実測値の関係)
マグネシウム陽極接地抵抗の並列式による計算値(Rc, q
〓)等のG進種施感査線集との係
計算値(iMPe, mv)
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(3)試験及び評価結果
破壊時間と破壊圧力の関係を次頁以降のグラフで示す。
また評価基準時間(105時間)における破壊圧力の評価推定値(95%下方信頼限界値)を下表
に示す。なお上記の推定値は管体又は継手のいずれか弱い方での推定値、即ち液相法では管体
BD工法では継手での推定値である。
各工法でも評価基準時間における破壊圧力の評価推定値が基準外圧を上まわっている。従
て工法を施工した後に、後天的に生じる可能性のある腐食孔を介して作用する外圧に対して充
分な保形性を有するものと判定できる。
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(1)目的
開発された工法が更生修理工法として、具備すべき特性を有しているかを評価する一項目と
して、管内面に材料が正常に装着・塗布等の施工ができることのほか、施工後発生する切取り
連絡等の導管工事が支障なく行うことができることを確認する試験を行った。
(2)試験方法
施工性試験・評価要領に基づき、下図に示す通りの供試管を地上に配管し、施工性試験を
行った。
[供試配管.
なお試験条件は以下のとおりである。
①配管はすべて地上配管とし、総延長を10m、高低差を1mとした。
②継手部のうち1箇所のネジ部(ソケット)に管軸方向にスリットをいれ、漏れ個所とした
③試験はガスのかわりに空気で行った。
④内面観察は、直管部1箇所(上図中の1)及び継手部3箇所(上図中の2～4)で行った。
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供試配管に対する各工法の施工結果及び施工後の気密試験、切断・連絡工事、内面観察等の
結果を下表に示す。
試験を行った3工法(4種類)は、下記の項目をすべて満足し合格した。
①予め定められた基本事項(手順、工具等)により、所定の配管系に施工ができること,
②施工後の気密試験に合格すること。
③施工後の管の内面観察において、ライニング材等に亀裂・破断・はくり等の異常が認めら
れないこと。
④施工後の切断及び連絡等の通常の導管工事が支障なく行えること。
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v.2.2供内管の腐食による故障実態
腐食による鋼管の故障発生率の解析を、全国各地の9事業者*に対する調査により行った。結果は
供給管の平均の故障発生率を100とした指数表示により以下に示す。
*北海道ガス、盛岡ガス、北陸ガス、東京ガス、東邦ガス、大阪ガス、広島ガス、四国ガス、西部ガス.
1.管区分別、材料別、年代別故障発生率(指数)
2.管区別、建物構造別故障発生率(指数)
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調査結果をまとめると以下のとおりである。
①供給管と灯外内管を比較すると供給管が約2倍の発生率を示している。
②塗覆装別に見ると、塗覆装のない白黒ガス管が、アスファルト・ジュート巻き管にくらべて
供給管、灯外内管ともに約2倍の発生率を示している。又、プラスチック被覆管はアスファルト・
ジュート巻き管にくらべてもほとんど問題とならない比率になっている。
③埋設経年別に見ると、埋設期間の長い管のほうが発生率が高いという傾向が管区分、塗覆装に
かかわらず見られる。例えば供給管の白黒ガス管において、昭和20年代に埋設されたものは、昨
和40年代に埋設されたものに比較すると、約5倍の発生率を示している。
④建物構造別に見ると、鉄筋コンクリート建物が木造建物にくらべて、灯外内管では約2倍の〓
生率であるが、供給管ではほぼ同じ値となっている。
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3.作業工程
供内管内の落下傘ピグ
を圧縮空気を利用して
通線する。
供内管の経路の状況(曲
り他)を把握するために
張力伝達度の測定をす
る。
先導ワイヤーをウイン
チで巻き上げながら反
転液に圧力を加えてチ
ューブの反転を行う。
管内部詳細
接着剤を速やかに硬化
させるために温水を循
環させ加熱を行う。
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②接着剤
本工法は管内壁にピグによって、エポキシ樹脂を塗布するものである。
まず、管内に樹脂(二液混合常温硬化型エポキシ樹脂)を圧入し、次に二連球のピグを入れ、
空気背圧で押し進め、管壁に均一な厚さの滑らかな樹脂層を形成させる。
(b)
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①短時間で施工できる。
②曲管にも施工できる。
③管内の周囲に均一の厚さの膜が形成される
④比較的簡単な道工具で施工できる
⑤適用口径は25mm～80mmである。
⑥口径変化部、同径分岐部及びサービスコックは事前の処置が必要。
3.作業工程
| |
令和元年度
石油・ガス供給等に係る保安対策調査等事業
(経年埋設ガス管のリスク評価手法・基準開発事業)
(経年埋設ガス管のリスク評価手法・基準開発事業)
報告書
令和2年3月発行
一般財団法人日本ガス機器検査協会
東京都港区赤坂1丁目4番10号
TEL03(5570)5981(代表)
-不許複製・禁無断転載-
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