2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of diagnosis method of load capacity of high strength bolted joint structure with corrosion and high endurance corrosion prevention technology
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18H01525
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
下里 哲弘 琉球大学, 工学部, 教授 (90452961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田井 政行 琉球大学, 工学部, 助教 (70646596)
押川 渡 琉球大学, 工学部, 教授 (80224228)
有住 康則 琉球大学, 工学部, 教授 (90109306)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 腐食 / 高力ボルト / 摩擦接合継手 / 残存軸力 / 連結板耐力 / 低温金属溶射 / 防食 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、鋼構造物の構造部位の中において激しく腐食し、その腐食度によっては構造安全性の低下が危惧される高力ボルト継手構造を対象として、腐食した高力ボルト継手構造の実用的な耐力診断法の構築および腐食した高力ボルト継手構造の高耐久性の防食補修技術の開発を目的としている。
今年度は、高力ボルト特有の腐食減肉形状に応じたボルト残存軸力評価法の研究として、実腐食減肉形状を有する高力ボルトを用いて、高精度で現場適用性のある3Dスキャナー装置で計測し、その計測値を用いた精緻なFEM解析により、腐食減肉形状と残存軸力の相関分析を行った。その結果、ボルトナットおよび頭部の座金近傍の腐食減肉量と残存軸力との相関性が向上した。また、連結板特有の腐食減肉形状が継手耐力に与える影響に関する研究として、継手耐力実験とソリッド要素を用いたFEM解析を行い、腐食した連結板の荷重伝達特性を明らかにし、実腐食減肉形状を有する連結板と残存耐力評価の相関関係を分析した。さらに、さび除去効果を持つアルミナと犠牲防食効果を持つ亜鉛の混合粉体を用いた新たな防食技術であるCS技術の適用性に関する研究として、さび除去の困難なボルト角部や連結板とボルト境界部の局所に残存するさび状態下に対する防食性能に関する基礎的実験を行い、CS皮膜形成後のSEM観察、アドヒージョン試験で密着力を評価した。また、塩水噴霧試験にて腐食促進させ自然電位差を計測し、防食性を検証した。なお、CS溶射条件としては、アルミナ：亜鉛＝40％：60％として、CSノズル径5mm、粒子速度約300m/s・圧縮ガス圧力約0.5MPa・瞬間目標温度400℃で実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高力ボルト特有の腐食減肉形状を高精度の3Dスキャナー装置で計測し、その計測値を用いた精緻なFEM解析により、腐食減肉形状と残存軸力の相関性が向上し、信頼性のある腐食ボルトの残存軸力評価法を示した。
摩擦接合継手に用いる連結板の腐食減肉形状と継手耐力との相関性に関して、継手耐力実験を行い、腐食状態と連結板の荷重伝達機能の特性を明らかにした。
さび除去効果を持つアルミナと犠牲防食効果を持つ亜鉛の混合粉体を用いたコールドスプレー（CS）技術の適用性に関する基礎実験を行い、CS皮膜形成性状、密着特性を評価できた。また、電気化学的実験により、既存の有機ジンクリッジペイントと比較して、高い防食性を確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
高力ボルト特有の腐食減肉形状に応じたボルト残存軸力評価法および連結板特有の腐食減肉形状が継手耐力に与える影響を明らかにし、腐食した高力ボルトおよび連結板の取替え判定に適用可能な耐力診断法の構築に関する解析的研究を推進するとともに、実構造物で腐食している高力ボルトの残存軸力を計測し、構築する評価法を検証する。
また、さび除去効果を持つアルミナと犠牲防食効果を持つ亜鉛の混合粉体を用いた新たな防食技術であるCS技術に関する施工性検証実験、腐食促進実験研究を推進し、腐食した高力ボルト継手構造に対する混合粒子の除錆処理能力および、さび面に形成する防食皮膜の密着メカニズムの解明と防食性の検証を行うとともに、実構造物の高力ボルト摩擦接合手へ実装し、CSの防食性能を評価し、腐食した高力ボルト継手部の実用的且つ高耐久性の防食補修技術の開発を進める。
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