船舶海洋構造物海水タンクの腐食時構造健全性評価技術の高度化

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H00804
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 大沢 直樹 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90252585)
• 研究分担者: 北野 克和 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10302910) ; 井上 朝哉 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 主任研究員 (10359127) ; 林原 仁志 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (20511588) ; 石渡 隼也 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 技術主任 (60834645) ; 小島 隆志 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (70392694) ; 高田 篤志 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (90470054)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: バラストタンク / 塗膜下腐食 / EIS法 / 鉄2価イオン / セルオートマトン / 空間共分散 / Bayes推論

研究実績の概要

（１）地球深部探査船“ちきゅう”海水タンク内で247日間実施したEIS法計測結果から以下の知見を得た：ａ）バラスト水が一部排水されてもタンク内は高湿度に保持される；ｂ）露出時(大気腐食)の方が浸漬時より腐食速度の変動が大きい；ｄ）鋼材の向く方向により腐食速度が異なる；ｅ）バラスト没水/非没水期間の比率が同じタンクでも，注排水回数が大きいと腐食量が大きい傾向がある．
（２）2023年1月に4番ウイングタンク内の塗装劣化状況を写真撮影し，2020年10月に撮影した写真と比較し，以下の知見を得た：ａ）3.5年の間，塗膜状態はIACS基準Goodを維持した；ｂ）3.5年間で発生した局所塗膜損傷はトランスリング下半部（面積約10m^2）あたり最大で5点で，その大部分が塗膜ふくれ潰だった；ｃ）平板部の塗膜損傷拡大速度は最大で約3cm/年であった．
（３）鉄二価イオン感応蛍光物質RhoNox-1添加透明塗料を使用して，静水浸漬腐食試験中の塗膜下蛍光発光強度を観測すると同時に腐食電流を計測した．その結果，RhoNox-1添加透明塗料は，電気化学測定より早く，高感度でアノード発生を検知できることが実証された．
（４）塗膜下腐食シミュレーションプログラムCellAに以下の改良を加えた：ａ）領域分割法と並列化によりピット内セル深さ計算を高速化した；ｂ）計算パラメタに空間共分散構造を与えて，大領域の塗膜腐食下腐食シミュレーションを可能にし，大寸法複数スクライブ塗装試験板の不均一な腐食挙動の再現に成功した．ｃ）塗装試験板の腐食面形状計測結果からBayes推論によりCellA計算パラメタを決定する手法を開発し，スクライブ塗装試験板の腐食試験結果を用いてその有効性を示した．
（５）IACS腐食モデルパラメタのBayes推定手法を開発し，数値双子実験と船級データとの比較により有効性を示した．

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Bayesian Inference for the Parameters of Probabilistic Corrosion Model Adopted by IACS (2023)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Takeuchi, Naoki Osawa, Norio Yamamoto
  • 雑誌名: Advances in the Analysis and Design of Marine Structures 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayes推論によるセルオートマトン塗膜下腐食 計算パラメタの決定方法に関する研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤原悠，武内崇晃，大沢直樹，高田篤史
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演論文集 巻: 36 ページ: -
• [雑誌論文] 船体腐食モデルのBayes推定に関する一考察 : IACS腐食モデルパラメタ決定のためのMCMCモデリング (2022)
  • 著者名/発表者名: 森垣堅登, 大沢直樹, 武内崇晃
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演論文集 巻: 34 ページ: 237-240
• [雑誌論文] 実船海水バラスト環境における無塗装鋼材のEIS腐食モニタリング (2022)
  • 著者名/発表者名: 林原仁志, 石渡隼也, 井上朝哉, 高田篤志, 大沢直樹, 小島隆志
  • 雑誌名: 材料と環境2022講演論文集 巻: - ページ: -
• [雑誌論文] 海水バラストタンク乾湿交番環境における鋼材腐食速度の過渡変化 評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 林原仁志, 石渡隼也, 井上朝哉, 高田篤志, 大沢直樹, 小島隆志
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演論文集 巻: 33 ページ: -
• [学会発表] Bayesian Inference for the Parameters of Probabilistic Corrosion Model Adopted by IACS (2023)
  • 著者名/発表者名: Naoki Osawa
  • 学会等名: MARSTRUCT2023
• [学会発表] Bayes推論によるセルオートマトン塗膜下腐食 計算パラメタの決定方法に関する研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大沢直樹
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会令和5年度春季講演会
• [学会発表] 実船海水バラスト環境における無塗装鋼材のEIS腐食モニタリング (2022)
  • 著者名/発表者名: 林原仁志
  • 学会等名: 材料と環境2022
• [学会発表] 船体腐食モデルのBayes推定に関する一考察 : IACS腐食モデルパラメタ決定のためのMCMCモデリング (2022)
  • 著者名/発表者名: 森垣堅登
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会令和4年度春季講演会
• [学会発表] 海水バラストタンク乾湿交番環境における鋼材腐食速度の過渡変化 評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 林原仁志
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会令和3年度秋季講演会