| Project/Area Number |
20K04677
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
Takahashi Ichihiko 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (30425748)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 疲労き裂 / き裂進展 / くさび効果 / 腐食生成物 / 高含水ジェル / き裂進展抑制シート / 含水成分 / 流電陰極層 / 鋼構造物 / 補修 / 含水ジェル / 湿潤環境 / き裂進展抑制 / 湿潤腐食環境 |
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| Outline of Research at the Start |
疲労き裂の内部に腐食生成物（錆）が生じると、所謂くさび効果によってき裂進展が大幅に抑制される場合がある。腐食環境下のき裂進展挙動は、くさび効果による抑制作用と、腐食溶解等による加速作用のせめぎ合いとなるため、前者が卓越するような適度な湿潤環境をき裂内に作り出せば、き裂進展を抑制することができる。本研究では、局所的湿潤環境を実現する手段として含水ジェルを用い、鋼製試験片に適用して疲労試験を行い、き裂進展抑制技術としての有効性を検証する。腐食生成物の発生には、水分と共に酸素の供給が必須となるため、通気手段の最適化も図る。また、腐食反応の促進因子となる塩分添加や電圧印加の効果等についても検討する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Crack growth restraining sheets with a high water content gel were manufactured by way of trial and applied to plate specimens of steel, and the efficacy of the sheets to restrain crack growth was evaluated by fatigue tests. In order to find a local humid (or wet) corrosive environment, which is most suitable for the crack growth restraint by wedge effects of corrosion products on the crack surfaces, water components absorbed in the gel and effects of a cathode layer as promoting factors of the corrosive reaction were comparatively examined. As a result, it was found that the efficacy of the gel sheets with 3% salt water and synthetic sea water was remarkable (4.1~9.6 times extension in failure life), and the cathode layer produced certain additional positive effects in those gel sheets.
Above results were reported through a research paper and a presentation, and the fundamental techniques were applied for a patent.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
構造物に生じる損傷のうち、金属疲労に起因するものの割合は依然として高く、発生した疲労き裂が進展し続けて重大な事故に至ることのないよう、適切な対策（補修）を施す必要がある。これまでにも、き裂内に腐食生成物が生じると、所謂くさび効果によりき裂進展速度が著しく抑制される場合のあることが報告されていたが、現場における局所的な腐食湿潤環境の実現や制御が難しいことから、実際の補修法として積極的に利用しようとする例は見当たらなかった。本研究の成果はそのような課題に応えるものであり、従来、構造物において負の因子と捉えられてきた腐食現象を、き裂進展抑制のためのプラス因子として利用したところに特徴がある。
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