変動張力下における海洋ケーブルの電気化学的手法による腐食疲労強度に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650388
• Research Institution: Daido Institute of Technology
• Principal Investigator: 事口 寿男 大同工業大学, 工学部, 教授 (60047305)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒造 敏廣 大同工業大学, 工学部, 助教授 (90137175) ; 水澤 富作 大同工業大学, 工学部, 助教授 (60113081)
• Keywords: 疲労 / 腐食 / 電気化学 / 海洋ケーブル / 亀裂進展速度 / 破壊力学

Research Abstract

1.腐食速度およびS-N曲線に関する実験成果
(1)電気化学的手法を用いて、湿式腐食の環境(塩分濃度、温度、溶存酸素量)に応じたケーブル用鋼の腐食速度を種々求め、その違いを明かにした(プログラムの開発も含む)。(2)ケーブル用鋼の平滑材の(1)空気中の疲労実験、(2)25ﾟC、3%Nacl水溶液中の腐食疲労実験を行い、その結果をS-N曲線として示した。(3)腐食疲労の場合、自然腐食速度の約15倍腐食を加速させた環境では、約2000万回で空気中における耐久限の約10%で疲労破断した。そのときの疲労破面の領域が破断面全体の約90%にも及んでいることが判った。
2.き裂進展に関する実験成果
(1)疲労き裂進展におけるda/dN-△Kの関係は環境の影響を受けることが明らかとなった。腐食液中のき裂長さの測定は交流ポテンシャル法を用いて行うことができた。(2)腐食疲労時に見られるき裂開閉口現象を解明するために種々な実験を行った。有効応力拡大係数で整理するためのKop点を実験によって明らかにすることができた。(3)走査電子顕微鏡を用いて破面観察を行い、き裂進展長さと疲労破壊観察を行い、初期のすべり面き裂、第2段階のストライエーションおよび第3段階のへき開ディンプル波面を観察できた。
3.ワイヤストランドの実験結果
(1)φ18mmのストランド(6角断面からなる7本の素線)の使用限界状態に対する伸び剛性は、45本の実験結果より公称値より約40%高い結果となった。(2)終局限界状態に対し、ストランドはすべて、ジョウとの接合部で破壊した。今後、ストランドに予き裂を入れて実験を継続する必要がある。

Research Products

• [Publications] R.Hudpeth,J.Leonard 久保田 稔、事口 寿男: "Effect of Data Condition on Mass and Drag Coefficients" 土木学会論文集. No.429. 107-114 (1991)
• [Publications] 事口 寿男、水澤 富作、酒造 敏廣: "鋼材の腐食速度と疲労疲労について" 第46回土木学会年次学術講演概要集. I-195 (1991)
• [Publications] 事口 寿男、水澤 富作、酒造 敏廣: "鋼材の腐食疲労強度とき裂進展" 第47回土木学会年次学術講演概要集. 454-455 (1992)
• [Publications] 事口 寿男、水澤 富作、酒造 敏廣: "鋼材の腐食疲労実験" 平成3年度土木学会中部支部講演概要集. I-25 (1992)
• [Publications] 酒造 敏廣、事口 寿男、西 幸二: "鋼変断面片持ち柱の弾塑性履歴性状関する研究" 土木学会構造工学論文集. 39A. (1993)
• [Publications] 事口 寿男、吉 伯海: "腐食環境下の破壊力学特性" 平成4年度土木学会中部支部講演概要集. I-31 (1993)
• [Publications] 中井 博、事口 寿男: "伝達マトリックス法による鋼橋の解析" 森北出版株式会社, 365 (1992)