腐食と防護：【毎週のテーマ】機器の腐食防止設計における材料選定の基本要件と原則は？(2011.05.23-29)

材料選定の基本要件：1、まず媒体の性質、温度、圧力を考慮する。媒体の性質は酸化性か還元性か、その濃度はどうか；不純物が含まれているかどうか、不純物の性質は何か、不純物は腐食を遅らせるのか促進するのか、もし腐食を促進するのであれば、その原因は何か？また、媒体の導電性やpH値、そして腐食生成物の性質なども、しっかりと把握しておく必要がある； 2、媒体が置かれている温度や圧力も、考慮すべき重要な要素です； 3、材料の選定にあたっては、環境による材料の腐食や製品の特別な要求も考慮する必要がある； 4、次に、材料の性能も考慮する必要があります。構造材料としては、一般的にある程度の強度と塑性が求められます； 5、材料を選ぶ際には、その価格や出所も考慮し、経済的な観点を持つ必要がある。 材料選定の基本原則：1、材料の使用性能 ①部品の作動条件（P、t、媒体など）を分析し、部品が持つべき使用性能（強度、剛性、塑性、靭性など）を決定する。 ②故障解析により、部品の主要な使用性能を特定する。 ③部品の主な使用性能要件に基づき、材料の使用性能に対する要求を提案する。 2、材料の加工工程上の特性 3、材料の経済性 4、材料の選定は規格基準の要求に適合しなければならない

答：使用性能：1 化学的性能：耐酸化性および耐腐食性。2 物理的性質：密度、融点、熱膨張係数、熱伝導率、および弾性率など。3 機械的性質：弾性、塑性、強度、および靭性。 加工特性：溶接性、鍛造性、切削加工性、成形加工性、熱処理特性。 私は、水処理装置は金属材料の強度、剛性、耐食性に対してより高い性能が求められると思います。 実際の工事のニーズに応じて、異なる材料同士を比較し、その中からより優れた材料を選び出します。

耐食設計手法 1.耐食設計の手順　耐食設計には、次のような事項が含まれるべきである：材料およびその製造・加工方法の適切な選定；材料試験および腐食試験に関する要求事項；装置の運用過程で発生しうる腐食による損耗や破壊を分析し、適切な防護措置を選定する；耐食性の観点から構造の強度を算定し、構造および部品の形状や組み合わせ設計を検討する；装置のメンテナンスや耐用年数なども考慮する必要がある。 2. 設計時の材料選定における考慮原則 設計段階で材料を選定する際には、さまざまな材料に関する資料やデータ、および特定の環境下での腐食特性を十分に把握し、実績のある作業経験や手順を最大限活用すべきである。 （1）腐食環境条件の理解 材料の性能は使用される環境条件によって大きく変化するため、まずは腐食を引き起こす環境要因を理解する必要がある。これには以下が含まれる：1）化学的要因　媒体の成分（不純物を含む）、pH値、酸素含有量、起こり得る化学反応など； 2）物理的要因　媒体の温度、流速、加熱および放熱条件、作用する力の種類と大きさなど。高温、低温、高圧、真空、衝撃荷重、交番応力などの環境条件には特に注意が必要です。 （2）材料選定の一般的な手順 1）初期選定 失敗事例をもとに、権威ある資料マニュアルを参照し、疑問がある場合は腐食・防護の専門家に相談する；発生しうる腐食の種類を特定し、初期の材料選定を行う；実際の機器の複雑なプロセスや、溶接性、成形性、鋳造性、表面処理といった加工性に関する要求を再考し、コストも考慮した上で、さらなる選定のためにいくつかの候補材料を選び出します。 　　2）腐食試験　運用条件に関する十分な経験がない場合は、腐食試験を行い、必要な材料選定のための信頼性の高いデータを得るべきである。これもまた、予備選結果をさらに検証するために必要なことです。腐食試験は実験室での試験に加え、特に重要な機器の場合には、現場での運転条件を模した現地での模擬試験、例えば現場の機器による掛け試験や小型機器の模擬試験なども行う必要があることがある。 上記の作業を基に、材料の耐食性、機械的性質、加工性、およびコストを総合的に考慮し、つまり耐久性と経済性の両方を重視することで、適切な材料やその製造加工工程を選定する。 （3）機器の予想耐用年数に関する考慮 機器を設計する際、耐用年数を決定するにあたっては一般的に以下を考慮すべきである：①全生産装置の要求を満たす耐用年数；②装置の各部の材料ができるだけ均一に劣化することを願っています；③材料費／施工費／修理費、総合的な最適な経済的検討。 全面腐食の場合、予想される使用寿命は腐食速度に基づいて算出できる；各種の局部腐食については、その発生と進行のメカニズムを深く理解し、適切なデータを得た上で寿命の予測や推定を行う必要がある。それに応じた腐食装置の寿命予測技術は、防腐食設計技術において重要な研究開発対象の一つである。 3. 工程構造の耐食設計における一般原則 耐食構造の設計においては、構造や部品の形状、およびそれらの組み合わせが耐食性の観点から適切であるかどうかを主に考慮する必要がある。特に、さまざまなタイプの局部腐食を防ぐための要求が重要であり、これには機器の設計だけでなく、機器同士の取り付け状況や配管システムの配置なども含まれる。つまり、いわゆるシステム設計の問題である。 最も一般的な耐食性の合理的な設計規則は、不均一な腐食や多相性腐食が生じないようにすることである。耐食設計においては、以下の一般的な規則に特に注意すべきである：1）構造部品の形状はできるだけシンプルかつ合理的であるべきである。形状がシンプルな部品は、防食処理を施しやすく、故障の排除も容易で、点検や修理も簡単です。死角や隙間では腐食性物質が集まり濃縮されやすく、それによって腐食が引き起こされるため、これを避けるようにしなければならない。可能であれば、特に壊れやすい部品については、分解可能な構造に設計することで、点検や交換が容易になる。 2）応力集中をできるだけ避け、残留応力を低減または除去することで、応力腐食割れなどの危険を軽減または防止する。 3）電気腐食の防止。異種金属の接触や表面における電解液の生成を避け、水分を吸収する材料との接触を防ぐことも、重要な対策です。 4）隙間腐食を防ぐため、隙間を作らないようにする。リベット接合に代わって溶接を使用し、溶接時にはできるだけ対面溶接や連続溶接を採用し、重ね溶接や点溶接、間接溶接は避けること、また堅牢で弾力性があり水を吸収しないシールパッキン材料を選ぶことなども、隙間を防ぐのに役立つ。 5）乱流や渦流などによる侵食腐食を防ぐ。流体力学の理論を応用して部品設計を行い、このような流れ方を避ける。 6）温度差、通気性の悪さ、溶液濃度差などによって生じる電位差が引き起こす腐食を防ぐ。 7）設備や建物の位置を選択できる場合は、海洋性大気、工業廃水、化学工場由来の煙塵などによる加速腐食を避け、自然腐食が比較的少ない場所を選ぶべきである。 耐食構造の設計にあたっては、電気化学的保護システムの設置、コーティングの選定と施工、腐食抑制剤の添加および補給システムなど、適切な耐食対策とその実施の可能性や利便性も考慮する必要がある。 4. 腐食耐性強度設計 強度設計においては、腐食環境下における材料および構造の強度が腐食防止の要求を満たしているかどうかを考慮する必要があり、これを「環境強度設計」とも呼ぶ。腐食性媒体の条件下では、一般的に安全係数や許容応力だけを考慮するのは不十分であり、環境が強度に与える影響も考慮し、必要な計算を行う必要がある。これは応力腐食や腐食疲労などにおいて特に重要である。 もし選択された材料が、その装置で使用される媒体中で全面的な腐食のみを引き起こす場合、設計時には腐食と強度の問題を別々に扱うことが多い。つまり、強度設計では部材の寸法や壁厚を決定し、その後、年平均腐食率のデータに予想される使用年数を乗じて追加の壁厚を算出する。これを「腐食余裕」と呼び、元の壁厚に加えるのである。外部からの力が作用し金属が塑性変形すると、電位や腐食電流密度に変化が生じる可能性があるため、設計においては局部的な応力集中や腐食の加速を避けるために、できるだけ寸法の急変や鋭い遷移を避けるべきである。 媒体と機械的要因の相互作用によって引き起こされる破壊過程は非常に危険であり、例えば応力腐食割れ、腐食疲労、水素誘起割れなどは、耐食強度設計における中心的な問題である。 （1）応力腐食割れ（SCC） SCCとは、材料が引張応力と特定の腐食環境の両方の影響を受けて生じる破壊形態であり、表面に深刻な全面腐食が見られないまま亀裂が発生することが多く、危険な腐食形態である。設計時には、SCCを引き起こす可能性のある「材料－環境」の組み合わせをできるだけ避け、外部負荷、冷熱加工による変形、溶接や熱処理による残留応力、温度差による熱応力など、応力の発生源を減少させたり排除したりする必要がある。 実験やマニュアルの調査を通じて、可能な限り応力腐食に関する臨界応力σSCC、応力腐食の臨界強度係数KISCC（それぞれ、一定の時間周期内にSCCが発生しない最大の初期応力または応力強度係数として定義される）、および応力腐食き裂の亜臨界進展速度da/dtなどのデータを得ることは、耐食性の強度設計や強度評価、さらには機器の予想寿命の算出などにおいて非常に重要である。これらのデータを使用する際には、力の作用形態や時間の経過に伴う変化などの影響も考慮すべきである。 近年に開発された応力腐食き裂の発生応力や発生ひずみなどの測定技術および関連データは、耐食強度設計のための新たなパラメータを提供し、工学設計にも非常に有用である。 （2）腐食疲労（CF） 腐食疲労とは、腐食性媒体と交番応力または脈動応力の共同作用によって引き起こされる腐食破壊である。腐食疲労は応力腐食とは異なり、媒体と材料の特定の組み合わせによる問題はない；腐食疲労は通常の疲労とも異なり、真の疲労限値が存在しない。繰り返し応力の回数が十分に多ければ、非常に低い応力でも腐食疲労破壊を引き起こすことがある。したがって、腐食疲労の限界値は多くの場合、一定の繰り返し回数と関連しており、これを見かけの疲労限と呼び、通常は繰り返し回数が107回のときの疲労応力を基準値とする。次に安全係数で割り、設計に用いる腐食疲労値とする。腐食疲労の限界値を適用する際には、応力波形、応力変動の頻度、材料の強度と組成、複合応力、腐食環境などの影響を考慮しなければならない。これらの要因が疲労寿命を短縮させる場合、機器設計時にはその短縮度に応じて安全率を適切に大きくしたり、強度計算においてより小さい許容応力値を用いたりすることができる。　　 -

工業建築の防食設計規範（GB 50046-95）基準および法規......3 基本規定 3.1 腐食性の分類 3.1.1 腐食性媒体は、その形態と作用部位によって5つのカテゴリーに分けられる：気体状媒体、高腐食性媒体、酸・アルカリ・塩溶液、固体状媒体、および汚染土壌。各種媒体は、その性質や含有量に応じて分類される。規格に記載されている媒体は、設計者がその媒体の性質や含有量などを考慮して、類似の媒体に基づきカテゴリーを決定する。 設計時には、製造工程の条件に基づいて腐食性の種類を決定する必要があります。経験や条件が不十分な場合は、付録Aに従って決定することもできます。付録Aでは、各産業分野における腐食性のある製造工場内の主要な建築・構築物の部位、および屋外大気中の腐食性媒体の種類を挙げている。しかし、製造工程の継続的な更新や管理水準の違いにより、腐食を引き起こす媒体の濃度や漏れの程度などが変動する可能性があるため、腐食の種類も実際の状況に応じて決定する必要がある。 3.1.2 媒質による建築材料の腐食度は、媒質の種類に加えて環境湿度や作用量などの要因を考慮して決定され、強、中、弱、無の4段階に分けられる。一般的には、概念的には次のように理解できる。すなわち、厳しい腐食環境下では材料の腐食速度が速くなるため、部品には表面を隔離する保護処理を施し、媒体が部品と直接接触するのを防がなければならない；この条件の下では、可能であれば、腐食性の低い他の材料に変更することが望ましい。中等度の腐食条件では、材料はある程度腐食するが、部材自体の品質を向上させる方法（コンクリートの密度を高めたり、鉄筋の周囲のコンクリート保護層を厚くしたり、レンガ造建築物ではレンガやモルタルの強度を高めたりするなど）や、簡単な表面保護を施す方法が用いられることがある。弱腐食条件下では、材料の腐食は遅いが、それでもいくつかの対策が必要である；一般的には、自らの質を高めることで十分です。腐食のない環境下では、材料の腐食は非常に遅いか、明らかな腐食痕は見られず、部品には本規格で定められた保護措置を講じる必要はない。 腐食度の評価は主に工学的な実情を重視し、化学的腐食のほかに、作用部位で生じうる乾湿の繰り返しや結晶腐食といった不利な要因も総合的に考慮して決定されます。 建築材料とは、建物の上部構造の部品としてよく使われる材料で、鉄筋コンクリート、素コンクリート、レンガ造、木材、鋼材、アルミニウムです。その中で、レンガ造りの構造体は、焼結粘土レンガとセメントモルタルの両方の耐腐食性を組み合わせたものです。プレストレストコンクリートの腐食性は鉄筋コンクリートと基本的に同じですが、いくつか違いもあります。データが不足しているため、当面は鉄筋コンクリートの腐食等級に準じて判断します。 3.1.3 湿度の値は、主に鋼材の臨界湿度に基づいて決定される。鋼材やコンクリート中の鉄筋が最も腐食しやすい湿度範囲は、相対湿度が70％～80％の間であり、相対湿度が60％未満の場合は腐食の進行が遅くなる。レンガやコンクリート、木材などのその他の建築材料である非金属材料の腐食も、湿度と同様の関係にあります。したがって、湿度は60％未満、60％～75％、75％超の3つの区分に分けられる。 環境の相対湿度の値ですが、以下の場合には調整する必要があります。屋外の部品が置かれている環境の相対湿度は、雨の影響を受けるため、多雨地帯では年間平均の相対湿度よりも適宜高く設定すべきです；製造環境が相対湿度に影響を与える場合は、実際の環境の数値を用いるべきである；避けられない結露が生じる部品については、相対湿度を75％以上とする。 3.1.4 気体媒体には、各種の腐食性ガス、酸霧、およびアルカリ霧（アルカリ水蒸気を含む）があり、主に屋内外の上部構造部材に作用する；その腐食性は、主に媒体の性質、含有量、および環境の相対湿度に関連している。 酸霧とアルカリ霧は本来、液体を分散相とするエアロゾルに分類されるが、その腐食特性や作用部位は気体媒体により近いため、気体媒体の範疇に含められている。 媒体含有量の値は、1、化学工業、石油化学工業、非鉄冶金、機械、繊維などの工場で過去10年間に生産やメンテナンスの過程で実測された数千件のガス濃度データをもとに、整理・分析した上で標準データと照合することによって得られている。 2、海外の建築基準規格：『建築構造の防食』（旧ソ連）CH11、II2-03-11-85；旧東ドイツ**標準TGL33408/01/81；ブルガリア**規格BAC9075-71。その中で、旧ソ連の基準は多数の試験を行った上で策定されたもので、高い参考価値があり、本規格では上記の基準にあるデータの大部分を取り入れている。 3、本規格管理グループは、一部のガス含有量データを確認するために、関連機関に委託して行わせたガス腐食試験である。 4、電気その他の専門規格における腐食性ガス分類のデータを参照する。 5、現行の**基準である「工業企業衛生基準」における作業場内のガス濃度許容値と照合し、確認する。 そのうち、酢酸霧、硫酸霧、アルカリ霧の含有量については試験データがなく、旧ソ連の規格にもこれらの媒質は含まれていない。国内での実測データにはばらつきが大きいが、これらの媒質は非常に重要であり無視することはできない。したがって、本規格では定量的な数値を採用せず、定性的な記述を用いている。 ほとんどのガス含有量は2つの等級に分けられ、海外の基準と比べると、3～4つあった等級が簡略化されている。これは、ランク分けが多くなるほど、設計の判断が難しくなるからです；実際にはあまりレベルが集まらず、最終的に湿度と組み合わせた結果、材料への腐食性はすべて4つのレベルで表れる。旧ソ連の規格では、最上位グレードは衛生上許容されず、実際にもほとんど見られない。一方、最下位グレードは基本的に腐食がない。本規格で定める二等の含有量は、概ね旧ソ連規格における中間二等に相当する。その中で、ガス中のアンモニアや二酸化炭素、フッ化水素は建築材料への腐食性はそれほど高くなく、また人間への害があるため濃度を高くしてはならないため、等級は1つのみとされている。 3.1.5、3.1.6 腐食性水および酸、アルカリ、塩の溶液はいずれも液体媒体に属し、前者とは製造過程でさまざまな汚染を受けた工業用水や地下水のことで、硬度が低いため、水中の腐食性イオンの含有量によって分類される；後者は主に直接的な作用や漏洩を引き起こす製造媒体で、異なる性質と濃度の溶液によって分類される。二つの液体の間にはある程度の連続性がある。腐食性の水や酸・アルカリ塩溶液が建築物に与える影響は大まかに同じですが、腐食性の水は主に地下施設や汚水処理槽に影響を及ぼし、一方、溶液は主にタンク、床、壁面に影響を与えます。 腐食性水には環境水は含まれないため、地下に存在するHCO3媒体は含まれない。表に記載されている腐食性媒体は単一の形態で示されているが、実際の工事では汚染水には通常複数の媒体が含まれており、溶液中には単一媒体、混合媒体、また交互に作用するものもある；腐食等級を決定する際には、より高い方で決定すべきですが、防護材料を選択する際には、作用するすべての液体の腐食性を考慮しなければなりません。 腐食性水の含有量指標は、主に国際規格である「岩盤・土工学調査規範」と整合させており、国内外の関連規範の指標も参考にしている。しかし、本規格における腐食性水は地下構造物だけでなく、タンクや地面にも作用するため、環境条件の要因は考慮しない。指標の決定にあたっては、異なる部位の状況や酸・アルカリ・塩溶液の指標との連携も適切に考慮された。酸、アルカリ、塩の溶液がコンクリートやレンガ造りの構造物などの建築材料に直接作用すると、一般的に強い腐食が生じる。密実なコンクリートで対応できるものはごく一部に過ぎず、それ以外は耐腐食性のある材料で被覆する必要がある。したがって、溶液の種類を定量的に分類することに意味はなく、基本的には定性的に分類される。無機酸では、ごく低い濃度でpH値が1に達するため、表3の酸性溶液はpH値が1未満を基準としている。しかし、pH値による媒体の腐食性評価は高濃度の有機酸には適用できないため、有機酸は濃度によって区分される。 作用量は腐食の重要な要因ですが、基礎、タンク、汚水槽、排水溝など、液体媒体が作用する場所はすべて常に作用し、乾燥と湿潤が繰り返される環境であり、ごく一部の地面のみがわずかかつ偶発的に作用を受けます。したがって、表中の腐食度は、常に作用する状況を考慮し、乾燥と湿潤の繰り返しによるアルカリや塩の結晶破壊も考慮している。 建築材料は、液体が作用する部位に応じて鉄筋コンクリート、素コンクリート、レンガ造に分類される。基礎、床面、貯槽、汚水槽などの下層部分の大部分はコンクリートまたは鉄筋コンクリートであり、壁付け床の下層部分はレンガ造りである。基礎がセメントモルタルで築かれた石造体の場合、腐食性はセメントモルタルによって決まり、コンクリートの腐食性の基準に従って判断される。鋼材の液体媒体による腐食への耐性はかなり複雑であり、建築物での使用箇所も少ないため、ここには含まれていません。 腐食性の等級はすべて常温の媒体に基づいて定められており、温度が40℃を超える媒体の影響下では、各種溶液の腐食性は異なって変化する。例えば水酸化ナトリウム溶液は、温度が上昇するにつれて腐食性が急激に増し、熱アルカリや溶融アルカリは、常温のアルカリに耐性のあるコンクリート、耐酸レンガ、花崗岩などの材料に対しても強い腐食作用を及ぼす。したがって、タンクや汚水槽などで防護ライニングを選定する際には、溶液の温度変化に注意する必要があります。 表3の「％」は、媒体の質量溶液パーセンテージを示す。 3.1.7 固体媒体には、アルカリ、塩、腐食性粉塵、および固体が分散相であるエアロゾルが含まれる。固体媒体は、主に地面、壁面、および地面上の建築構造物の部品に作用する。 固体媒体は溶解した後にのみ建築材料を腐食させるため、腐食の程度は水や環境の湿度と関連している。不溶性および難溶性の固体は基本的に腐食性を持たず、完全に溶解した固体は液体媒体として腐食性を判断する。無水環境下では、固体の吸湿性の大きさと環境の相対湿度によって決まる。通常、吸湿性の高い固体は、相対湿度が60％を超えると、程度の差はあれ吸湿して潮解し、半液体状になったり部分的に溶解したりする。湿潤な環境下では、粉塵による鋼構造物の腐食は、一般的にガスによる腐食よりも大きくなる。屋外部分にある易溶性固体は、雨水の影響により、液体媒体として扱う。湿度要因を除けば、固体媒体の腐食性はその性質に直接関連しており、その化学的腐食性は同種の液体媒体と基本的に同じである。 易溶性塩のもう一つの特徴は、溶解した後、一定の温度で再び固体の結晶水和物に変化しうることです。このとき、体積は元の体積の数倍に増加する。したがって、レンガやコンクリートの表面にある粉塵が水分を吸収して溶解し、材料の気孔内に浸透すると、再結晶による膨張が起こり、気孔の内壁に圧力がかかって材料が破壊される。体積の膨張が大きくなるほど、破壊力は強くなる。塩類中の硫酸ナトリウムと炭酸ナトリウムによるレンガ造建築物の激しい腐食は、化学的腐食要因に加えて、物理的な破壊も重要な原因である。例えば硫酸ナトリウムが溶解した後、32.3℃の転移温度において、共有結合型結晶水和物は元の体積の311％となる。 3.1.8 本規格における汚染土とは、主に建設予定地での生産活動に起因して地盤土が汚染されたもので、その影響範囲は地下構造物である。地下構造物が位置する場所で地下水が見られない場合は、汚染土に含まれる物質に基づいて材料の腐食性等級を決定しなければならない。 現在、国内外の既存規格においては、土壌中の媒体の腐食指標が含まれることは比較的少なく、基本的にはSO4、Cl-、水素イオン濃度であるpH値などの指標が用いられている。**「土工学調査規準」において、土の腐食指標（mg/kg土）は、地下水の腐食指標（mg/l）に1.5の係数を乗じて算定される。本規格群の実際の工事調査により、一部の土壌の腐食データが蓄積されているが、多数の媒体を規格に盛り込むにはまだ未熟である。したがって、その中でも比較的成熟しており最も一般的なSO4、Cl-、および水素イオン濃度PH値を選び、「岩土工学調査規範」の指標と調和させた上で規格に盛り込んだ。 アルカリによる素コンクリートおよび鉄筋コンクリートの腐食は、土壌中の乾燥と湿潤が繰り返される環境要因を除けば、腐食性は低い。また、地下部では、水酸化ナトリウムによる土壌の腐食はコンクリートの腐食よりも大きい。したがって、pH値は酸性腐食までのみ示され、アルカリ性腐食は考慮されていない。 3.2 整体平面計画および建築配置 3.2.1 実際の工事例から明らかなように、腐食性ガスや粉塵を大量に排出する生産装置は、周辺の建物や設備・計器に悪影響を与える。したがって、適切な全体平面計画を立てることは、腐食を軽減する上で非常に有効であり、その際には風向きと風頻度が重要な考慮要素となる。工場内の各ブロック間の影響だけでなく、隣接する工場間の相互影響も考慮しなければならない。実践により、通常の状況下では地下水の拡散の影響は小さいことが証明されているため、特に強調して述べられていない。 3.2.2 腐食性溶液を貯蔵する大型タンクでは漏洩事故が発生しており、このようなタンクが工場内や基礎の近くに設置されている場合、漏洩が起きると腐食が深刻化し、その結果、地盤が沈下したり膨らんだりすることがあり、修理や補強が非常に困難になる。 囲堤とは、突発的な大量の酸漏れ事故時に、酸液の浸透による二次災害を防ぐための措置である。囲い提は耐腐食性材料を使用しなくてもよいが、溶液が短時間で大量に漏れ出さないようにし、工程上で迅速に回収措置を講じられるようにしなければならない。 3.2.3 スプレー式冷却排管および水池の周囲は霧に覆われ、地面は水で溢れている。室内に設置され、腐食性媒体の影響を受ける場合、腐食が著しく進行する。近年、設計では経験を活かして排気管やタンクを屋外に移すようになったが、工場建物に近すぎるため、水霧が壁面に依然として顕著な腐食の影響を与えている。池は建物の外壁面から4m以上離して設置することで、影響を軽減できる。 3.2.4 工場の開放型および半開放型は、腐食性ガスを希釈し、腐食を軽減するのに有効である。しかし、開放するには生産や点検の条件を満たすだけでなく、工場が開放された後の雨水の影響にも注意する必要があります。特に腐食性のある粉塵が存在する環境下では、腐食がさらに進行することになります。 3.2.6 調査によると、液体媒体が作用する階では、漏れによって下層の天井や壁面、さらには機器や電線などが腐食しやすくなる。制御室や配電室が腐食した建屋と直接つながっている場合、ガスや粉塵が室内に漏れ込み、液体が持ち込まれて室内の床が汚染されます。制御室や配電室の計器や配線は腐食に対して敏感で、一度腐食すると深刻な結果を招きます。 3.2.7 地下室の床面の標高が低く、地上の腐食性液体を排出するのが困難であり、換気状態も悪いため、腐食性ガスや粉塵を排出するのが難しい。したがって、腐食する機器を地下に設置することは、客観的に防食を困難にする。 3.2.8 局部的な防食処理や隔離措置は、腐食の影響を縮小し、防食が必要な範囲を減らすためのものである。気体状の媒体と固体状の粉塵は主に隔壁で仕切られ、液体状の媒体は主に床に防水処理が施される。 3.2.9 同種の腐食性媒体を使用する機器を適切にまとめることで、異なる腐食性媒体が交互に作用するのを減らすか回避し、防護対策を簡素化し、材料選定の困難さを軽減できる。 3.2.10 硫酸、水酸化ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウムなどの溶液は地盤に対して強い腐食性を持ち、多くの事例がこれらの媒体が工場の地盤に浸透すると、地盤の変形や工場のひび割れを引き起こしやすいことを示している。この現象を防ぐため、上記の液体を輸送する配管は、建屋の基礎から水平距離で1m以上離して設置することが求められる。漏れ検出を容易にするため、配管は管溝内に設置することも求められる。 3.2.11 フロアの開口部は液体媒体による腐食が起こりやすい弱点であり、壁面の開口部も防護にとって不利である。各種配管をまとめて開口部を減らすことで、防護に役立つ。 3.2.12 化学工場の建屋内のケーブル溝はしばしば地表水で満たされており、配管やケーブルを耐食性のある床や溝に敷設すると、地表や溝内の媒体による腐食を受けやすくなり、床の施工やメンテナンスが困難になる。経験によれば、ケーブルとパイプをすべて架空で敷設することは、腐食防止に有効である。 4 構造 4.1 コンクリート構造 4.1.1 コンクリート構造の耐久性は、材料面での保証に加えて、構造および部材の選定、ひび割れ制御と構造的対策、そして表面保護によっても保証されなければならず、その中でも構造および部材の選定が最も重要な役割を果たす。この規範は、国内外の経験や教訓を取り入れ、いくつかの要求を定めている。 1、現場打設式フレーム構造は、一体性が高く保護が容易であるという利点があり、鋼材の埋め込みや組立接合部によって生じる弱点がないため、耐久性も比較的優れている。組立式一体型骨組構造は、部材の接合部に高強度コンクリートの湿式接合を採用することで埋め込み部品や溶接接合部を封じ込めており、腐食環境下での使用性も良好である。したがって、上記の2つのタイプを推奨します。 2、鉄筋コンクリートと鋼の組み合わせ構造は、両材料の長所を生かすことができ、材料の節約や工事の容易さといった利点があるが、腐食環境下では、異なる材料が腐食性媒体に対して持つ感受性の違いから、この構造は特有の腐食特性を示す。一部の工場での調査によると、組合構造の腐食は、単独の鉄筋コンクリート構造や鋼構造よりも深刻になることがあり、特にコンクリートと鋼が接する界面でその傾向が強い。したがって、この構造は弱腐食環境では使用可能だが、強腐食環境や中程度の腐食環境では適していない。 3、プレストレストコンクリート部材は、強度等級が高く、密度が高く、ひび割れに強いという特徴を持つ。コンクリートの応力部における腐食性について、海外の試験によれば、引張応力を受ける部分の方が圧縮応力を受ける部分よりも深刻である。したがって、耐久性の観点から見ると、プレストレストコンクリート構造物の方が鉄筋コンクリート構造物よりも優れている。 ブロック積みのプレストレストコンクリート部材には、接合目地が存在する。隙間よりも密封が難しく、腐食性の媒体が隙間から浸透してプレストレス鉄筋を腐食させます。ある工場の21mスパンの組合式台形屋根桁では、腐食性物質が継ぎ目から侵入してプレストレス鉄筋を腐食させ、10年間使用した後にプレストレス鉄筋が切断されて突然落下した。したがって、ブロック式組合せプレストレスト部材は腐食環境下では使用すべきではない。 冷間引き抜き鋼線、エッチング加工された鋼線、炭素鋼線、鋼繊維を用いた補強部材は、鋼線が高応力状態にあるため応力腐食が生じやすく、また鋼線の直径が細いため、わずかな腐食で断面積の損失率が大きくなる。そのため、腐食性の強い環境では使用すべきではない。 4、柱の断面形状は実心形が望ましく、これは腐食を受けやすい表面積を減らすためであり、同時に整った断面形状は保護を容易にする。両側の肢と腹板に開口部があるI形柱は表面積が大きく、腐食しやすいため、使用に適していない。 4.1.2 過剰定常構造の内力計算において、非弾性変形によって生じる塑性内力の再配分を考慮すると、材料を十分活用して鋼材を節約し鉄筋の配置を簡素化することが可能になる。しかし、塑性領域が形成されると部材の変形やひび割れが大きくなり、腐食性媒体の影響で構造の耐久性が損なわれるほか、ひび割れの変形が大きくなることで表面保護層がひび割れる可能性もある。したがって、超静定構造部材の内力計算においては、塑性内力の再配分を考慮するべきではない。 4.1.3 部材の横方向のひび割れ幅は耐久性に一定の影響を与え、幅が大きすぎると鉄筋の腐食を引き起こす。過去、国内外の規格ではひび割れ幅に対する制限がかなり厳しかった。しかし、現場での露出試験の結果から、横方向のひび割れ幅と鉄筋の腐食との関係は、人々が考えているほど深刻ではないことが明らかになっている。そのため、現在では国内外の規格でひび割れの許容幅が一般的に緩和されており、これによって鋼材を節約することができる。一部の事業所で製造現場で行われた部材の露出試験の結果によると、鉄筋の腐食とひび割れ幅は、一定の範囲内（例えば0.3mm未満）では、明確な直接的な因果関係は見られない。異なる腐食性ガス（HCl、SO2、NO2）および異なる相対湿度のもとで行われた、部材のひび割れ幅と鉄筋の錆発生との関係に関するシミュレーション試験によると、ひび割れ幅は鉄筋の錆発生にほとんど影響を与えないことが示されている。現在、ひび割れ幅が0.2mm以下であれば、鉄筋の錆発生にほとんど影響しないと一般に考えられている。 プレストレストコンクリート部材の鉄筋は、高応力下で働くため、ほとんどが高強度鋼材を使用されるが、腐食に対して敏感であり、腐食性媒体と引張応力の両方の影響を受けやすく、応力腐食の傾向が生じやすい。コンクリートのひび割れが大きすぎると、プレストレストコンクリート部材の腐食度は鉄筋コンクリート部材よりも深刻になるため、厳格に管理する必要がある。ひび割れ制御等級は、腐食度の等級と鉄筋の種類に応じて、ひび割れを一切発生させない厳格なものと、一般的にひび割れが発生しないことが求められるものに分けられ、これは現行の**基準「コンクリート構造物設計規範」における第一級および第二級のひび割れ制御等級に相当する。本規範で採用されているコンクリートの正面断面における引張応力制限係数および最大ひび割れ幅の許容値は、現行の**基準『コンクリート構造設計規範』における屋外または室内の高湿度環境下での数値とほぼ同等であるが、プレストレストコンクリート構造における熱処理鋼棒や鋼線を用いた配筋については、わずかに高く設定されている。 4.1.4 いくつかの試験によると、元の200号コンクリート（C18）はチンチャデミンよりも密度が高く、その炭酸化抵抗性は元の300号コンクリート（C28）の約1/2、元の400号コンクリート（C38）の約1/8である。現行の**基準である「コンクリート構造物の設計規範」によれば、屋外や室内の高湿度環境にある構造物では、そのコンクリートの強度等級はC25未満であってはならない。したがって、本規格では重要な構成部材のコンクリート強度等級を定めている；鉄筋コンクリートの場合はC25、プレストレストコンクリートの場合はC35です。 4.1.5 腐食性媒体による部材の腐食は、一般的に表面から内部へと徐々に進行する。コンクリートの耐透水性能は、腐食速度に大きな影響を与える；コンクリートの耐透水性は、主にその密度によって決まります。そして、コンクリートの密度を制御する要因としては水セメント比とセメントの使用量があり、その中でも水セメント比が最も重要な役割を果たします。水セメント比と炭化係数の間には近似線形関係がある；セメント量と炭化係数の間にもほぼ線形関係が見られるが、300kg/m3未満では係数が著しく増大する。国内外のコンクリートの耐久性に関する設計規定では、最大水セメント比と最小セメント量が明確に定められており、水セメント比は一般的に0.55前後（耐圧性等級は0.6MPaに相当）とされ、プレストレストコンクリートでは0.45前後（耐圧性等級は0.8MPaに相当）となっている。 4.1.6 コンクリートに鉄筋防錆剤を混入することは、鉄筋の腐食を防ぐか遅らせるための有効な補助策であり、特に塩化物イオンによる腐食に対して顕著な保護効果がある。この材料は海外で多くの研究が行われ、すでに商品化されている。国内にも鉄筋防錆剤があり、その性能は日本製品に匹敵する。複合型防錆剤は、過去に使用されていた単一の亜硝酸ナトリウムの欠点を避け、減水作用と強化作用の両方を備えている。冶金部は「鉄筋防錆剤の使用技術規程」（YBJ231-91）を発行し、鉄筋防錆剤の使用に関する技術的根拠を提供した。現在、国内には鉄筋の防錆剤を開発している企業が数多く存在する。製品によって性能や品質が異なるため、使用する際にはその性能を評価し、コンクリートの力学的性質や化学的性質に悪影響を与えないことを確認した上で使用しなければならない。 4.1.7 外国剤が鉄筋コンクリートの耐久性に与える影響については、現在も研究が進められている段階だが、塩化物イオンを含む外加剂が鉄筋に腐食を引き起こすことは既に確認されている。国内外の多くの規定において、塩化物イオンを含む添加剤の使用は、さまざまな程度で制限されている。腐食性の媒体の影響により、塩化物イオンは鋼材の腐食を促進するため、鉄筋コンクリートやプレストレストコンクリート構造物では使用すべきではありません。硫酸根イオンを含むようなその他の種類の添加剤が鉄筋コンクリートの耐久性に影響を与えるかどうかについては、現時点では結論が出ていない。しかし、コンクリートが中性化した後、硫酸根イオンは鉄筋の腐食を促進する可能性がある。したがって、添加剤の使用には慎重を要し、耐久性に影響がないことを確認してから使用しなければならない。 4.1.8 コンクリートによる鉄筋の保護には、一定の密度を持つコンクリートに加えて、一定の厚さの保護層も必要である。調査によると、保護層の厚さを1/4に減らすと、コンクリートの中性化層が鉄筋表面に到達する時間は半分に短縮される。標準図集や計算プログラム、図表を容易に利用できるよう、本規格で採用されている数値は、現行の**「コンクリート構造物設計規範」における屋外または高湿度環境下の数値と同等である。 後張法プレストレスト部材において、孔道から部材の端までの純距離は、現行の**「コンクリート構造設計規範」の規定よりもわずかに大きくなっている。これは、プレストレスト鉄筋の重要性や孔道充填に生じうる欠陥を考慮し、また国内の港湾工事規範や海外の関連規定を参考にして定められたものである。 4.1.9 液体および固体媒体を使用する装置の開口部周辺では、漏れや洗浄などの要因により、この部分の梁や板が液体または固体媒体の影響を頻繁に受け、腐食がかなり深刻になることがある。サイドビームを腐食から守るために、サイドビームを穴の端から離して配置し、板を突き出す方法があり、この配置法は銅電解工場で良好な効果を上げている。 4.1.10 固定配管や機器支持架の埋め込み部品は、腐食がかなり進行している。埋め込み部品を部材の引張鉄筋に溶接すると、引張鉄筋の腐食を引き起こします。 直接に埋め込まれた梁上の鋼製フックも、腐食がかなり進んでおり、時には吊り下げ部分周辺のコンクリートがひび割れることがある。梁に耐食性のあるカバーを事前に埋め込み、鋼製のフックをそのカバーを通して固定することで、交換が容易でありながら梁に影響を与えず、良好な効果が得られる。 4.11 埋込部品が腐食すると、修理が困難で交換もできず、多くのリスクを生み出し、構造部材自体に影響を及ぼす可能性さえある。埋設部品の保護については、工事経験に基づき、塗布やガラスフレークコーティングによる保護が用いられる。複合面層保護とは、アルミや亜鉛をスプレー（メッキ）した金属面層の上にさらに塗料を塗るもので、腐食がかなり進行した場合に用いられます。 4.12 パネル構造において、部材同士の接続点、例えば大型屋根板と屋根桁または梁の接続部、天井窓枠と屋根桁の接続部、屋根桁と柱の接続部は、構造の一体性を保証するための重要な部品である。調査の結果、溶接部と埋め込み部の両方に異なる程度の錆が見られ、深刻な場合には完全に錆びついていた。ですから、しっかりと保護する必要があり、コンクリートやポリマーセメントモルタルで覆うのが良いでしょう。プレストレストコンクリートの後張工法における露出した金属アンカー、およびプレストレスコンクリートの先張工法における端部鉄筋の露出部分は、いずれも重要な部分であり、信頼性を確保するためにコンクリートで覆われている。 4.2 鋼構造 4.2.1 4.2.2 鋼構造部材および棒材の形状は、構造物や棒材の腐食速度に大きな影響を与える。材料集中の原理によれば、断面の周囲長と面積の比が小さいほど、耐腐食性は高くなる。薄肉型鋼および軽量鋼構造の壁は薄く、わずかな腐食でも耐荷重に大きな影響を与える；格子構造の部材は断面が小さく、さらに補強筋や補強板が多いため表面積が大きく、防食に不利である；2本の角鋼で構成されるT字断面の場合、その腐食速度は管状のものの2倍、または通常のI形鋼の1.5倍になり、さらに2本の角鋼の間にできる隙間は防護することができず、腐食の集中点となるため、規格では上記の構造や部材の使用範囲を制限している。部材の断面選定にあたっては、実心断面または閉鎖断面が望ましい。組合せ断面の部材を使用する場合、形鋼間の隙間幅は保護層の施工検査およびメンテナンスの要件を満たすものでなければならない。 4.2.3 鋼構造部材の耐久性を確保するためには、一定の厚さが求められる。あまりにも細い部材は、腐食するとすぐに耐荷重能力を失ってしまう。規格で定められている最小値は、使用経験に基づいて決定されています。 4.2.4 溶接部は表面に溶接スラグが付着しやすく、かつ凹凸があるため、腐食性の介在物を吸着しやすい。現在、溶接部には一般的に残留応力が存在するため、溶接部は母材よりも先に腐食することが多い。溶接部は力の伝達と構造の一体性を保つための重要な部分であり、その溶接脚の寸法には最低限の要件が設けられている。断続溶接部では隙間腐食が生じやすく、閉じた断面の接合溶接部に断続溶接部を用いると、腐食性物質や水分が溶接部の隙間から内部に浸透しやすくなります。したがって、重要な部材や閉じた断面を持つ棒材の溶接部には、連続溶接を用いる。 4.2.5 部品の接続材である溶接棒、ボルト、ノードプレートなどは、構造物の一体性を保証するため、その耐食性が主材料に劣らないものでなければならない。 4.3 砌造構造 4.3.1 サルファイトレンガおよびフライアッシュレンガはいずれも一定量の石灰系結合材を含んでおり、また気孔が大きく吸水率が高いため、腐食環境下における耐荷重砌造体としては上記の材料を使用すべきではない。耐荷重粘土中空レンガの性能は、実心粘土レンガと同等である。 積み造り構造物の耐久性を向上させるため、現行の**基準である「積み造り構造物設計規範」では、湿気の多い部屋や天井高が6mを超える外壁については、レンガの強度等級をMU10と定めている。**建築材料局や建設省などの機関は、建築物の省エネルギー化を図るため、MU10未満の実心粘土レンガの使用範囲を制限するよう繰り返し通知している。したがって、本規格では耐荷重構造におけるレンガの強度等級はMU10未満であってはならないと定めている。 現在、セメントの強度が高いため、低強度のモルタルではセメントの含有量が少なく、密度が低く、腐食を受けやすい。そのため、モルタルの強度等級はM5以上でなければならない。 4.3.2 黏土レンガやブロックは多孔質な材料であり、腐食性のある液体を容易に吸収する。乾燥と湿潤が繰り返される環境下では結晶膨張による腐食が生じやすく、これによって建築物が急速に破壊される；上記の条件では使用してはならない。 独立したレンガ柱の断面は小さく、受ける力も単一であり、四方から腐食を受けやすいため、腐食環境下での使用は安全性に欠けるとされ、その使用が制限されている。 4.4 木造構造 4.4.1 建築物の安全性と信頼性を確保し、かつ木材の節約という方針に沿って、木造構造の使用範囲を適切に制限している。4.4.2 合成木造構造は鋼材部品がないため腐食に強く、そのため推奨される。 4.4.3、4.4.4 木造部材の接合部および鋼製部材は防護上の弱点であり、接合部や継手には腐食性物質が容易に溜まり、しばしば深刻な腐食が生じる。鋼構造部材の腐食は接合部の緩みを引き起こし、部材の変形を増大させるため、鋼構造部材の使用はできるだけ減らし、腐食が激しい環境下では使用しない。 4.5 基礎 4.5.1 現行の**標準『岩土工学調査規範』には汚染土の調査および評価に関する要求事項が既に盛り込まれているため、本規範では対応する設計上の要求事項のみを定める。 腐食性液体が土壌に与える影響には、以下のものがある。1、硫酸、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウムなどの物質は、土壌中のいくつかの成分と反応して新たな塩類を生成したり、イオン交換作用によって土壌の物理的性質を変化させたりする。このような反応の結果、一般的に土壌は膨張性を持つようになる。もう一つの状況は、媒体が土壌の間隙内で結晶し、土壌を膨張させることです。これら2つの状況はいずれも上部構造に上昇変形やひび割れを引き起こします。 2、腐食性媒体が土壌に作用した後に生成される水溶性の腐食生成物が流出し、土壌の孔隙が拡大する；あるいは、土壌中の特定の結合塩類の溶解により、土壌の化学的凝集力が低下したり、失われたりする。これにより、土壌の物理的・力学的性質が変化し、間隙比が増大し、粒子が細かくなり、支持力や圧縮弾性係数が低下する可能性があります。その結果、基礎が沈下し、上部構造にひび割れが生じることになります。 3、既に汚染された敷地に新しい工場を建設する場合、生産条件の変化により水文地質的条件が変わり、元の均衡状態が崩れることで、既に汚染された土壌層が膨張したり沈下したりする可能性がある。 設計時には、汚染土の評価構造に基づき、建物の具体的な状況や腐食性媒体の性質・濃度、製造環境などの要因を考慮し、既存の経験も参考にしながら、上記の影響を踏まえて対策を講じる。 汚染された土壌の処理において、現在工事でよく用いられる方法は以下の通りです。1、汚染土の膨張量や沈下量が少なく、かつ土層が厚い場合、またはその他の理由で全量を掘り出すのが困難な場合には、部分的に掘り出して砂や石などの材料で埋め戻します。しかし、土層の保持厚さは、膨張または沈下変形の計算によって決定し、上部構造の変形が許容範囲内になるようにしなければならない。 2、汚染された土壌層をすべて掘り出すことは、最も効果的で信頼性の高い方法ですが、技術的・経済的な観点から検討した上で決定する必要があります。 3、支持力と圧縮弾性係数が低いものの膨張性がない特定の汚染土層には、耐食性のある砂や石の杭を用いて補強することができる。補強された土層が透水係数の低い土層であり、下層の土が透水係数の高い土層である場合、上部の媒体が杭を通じて深部に拡散し、汚染範囲が広がるのを防ぐため、杭体は補強された土層を貫通させない方がよい。 4、汚染された土壌層が厚く、すべて掘り出すことができない場合で、かつ建物が重要である場合は、プレキャスト鉄筋コンクリート杭基礎を用いて汚染土壌層を貫通させ、未汚染の土壌層上に支持させる。また、杭本体には必要な防護処理を施すべきである。 4.5.2 腐食環境下での地盤補強方法を選定する際には、以下の要因を考慮する必要がある：1、耐腐食性のある補強材料を選ぶべきであり、酸性媒体の影響下では炭酸塩系の砂や石杭は使用しないこと。セメントが腐食するような条件では、セメントを固化剤として用いる振動杭は使用しないでください。 2、一部の化学的補強法によって形成された補強土層は、媒体の影響により新たな化学変化が生じることで、その効果を失う可能性がある。例えば、ケイ化強化法ではアルカリ性媒体の作用により水酸化ナトリウムが溶解し、流出する。 3、石質材料が酸や硫酸塩の作用によって生成する塩類の中には、膨張性を持つものがあり、また石灰質土が固化できず補強効果を失うものもある。 4.6 基礎 4.6.1 地面に作用する媒体は、溝や地面、排水設備を通じて地盤に浸透し、基礎を腐食させる可能性があるが、その浸透量は制限されているため、その腐食性の等級は表3に従って一段階下げて判定する。 4.6.2 ケーシング、折り板などの薄肉構造の基礎は、壁が薄く、受ける力が複雑で保護が困難であり、腐食環境下での使用実績もないため、使用してはならない。 4.6.3 磨石コンクリート、コンクリート、鉄筋コンクリートは密度と一体性が高く、表面が平滑で保護しやすいため、採用が推奨される。レンガ基礎の耐久性は低く、幅が広く曲がりくねっているため保護が困難で、腐食性媒体が作用する基礎材料としては適していません。 4.6.5 硫酸や水酸化ナトリウムなどの薬剤が土壌に浸透すると、地盤土が膨張し、上部構造にひび割れが生じる。基礎を適切に深く埋めることで、この影響を軽減または排除することができる。 貯槽や地中坑は、一般的に完全な漏れ防止を保証するのは難しく、基礎下の土層が腐食されないようにするため、基礎の底面は貯槽や地中坑の底面よりも低くすべきである。 4.6.6 基礎は建築物の重要な構成要素であり、かつ地中深くに埋まっているため、定期的な点検や補修が困難である。安全性を確保するため、腐食度が高い場合や中程度の場合には、表面保護を行う必要がある。アスファルトモルタルを用いた表面保護層は、長年にわたり使用されており、優れた効果が得られている。高温下での施工や湿潤な基材上での施工の困難を解決するために、湿式硬化型のエポキシアスファルト塗料を使用することができる。 基礎梁は地面付近にあり、腐食がかなり進んでおり、断面も小さいため、その保護要件は基礎よりも適切に高める必要がある。 4.7 桩基礎 4.7.1 桩頂の地面からの高さは通常1.5m以上であり、かつ承台によって保護されているため、桩基礎においては汚染された土壌や地下水による腐食作用のみを考慮し、地表からの作用物質による腐食作用は考慮しない。 4.7.2 プレキャスト鉄筋コンクリート杭はコンクリートの密度が高く、品質の管理が容易であり、保護もしやすい。注入杭はコンクリートが硬化する前に地盤と接触するため、保護が困難であり、体育館での使用経験もまだ不足している。鋼製杭は腐食環境下での使用実績が不足しており、腐食余裕度を算定することが難しいため、当面は含めることができない。木杭はほとんど使われないため、木材を節約する目的で含められていません。 4.7.3 プレキャスト鉄筋コンクリート杭の自己防護性能は、杭の耐久性に重要な役割を果たす。そのため、コンクリートの強度等級、水セメント比、および保護層には高い要求が課せられる。本規格で提案されている数値は、国内外の関連規定と基本的に同等である。 4.7.4 腐食等級が激しい腐食、中程度の腐食の場合、コンクリート自体の防護だけでは不十分であり、追加の保護措置を講じなければならない。杭の保護措置には主に3つの側面がある：1、耐腐食性に優れたセメントを選択する。単純なSO4による腐食環境下では、抗硫酸塩セメント、または三カルシウムアルミネート含有量が5％以下の通常のケイ酸塩セメントを使用して杭を製造でき、杭の表面には保護措置を施す必要はない。 2、単純なCl-イオンによる腐食条件の場合、コンクリートに鉄筋防錆剤を混入することで、杭本体に他の保護措置を講じる必要はない。 3、酸性媒体（pHが4.5未満）において腐食度が強腐食または中程度の腐食の場合、杭には表面保護措置を講じる必要がある。杭の表面には、アスファルトモルタル、エポキシコールタールアスファルト、油溶性ポリウレタン（シアノ系）のコーティングを施すことができる。これらのコーティングは国内での使用実績があり、細粒土の地層においても、杭打ち時に摩耗することは通常ありません。 5 建築物の保護 5.1 床面 5.1.1 床面の表層材は、腐食性のある物質の影響を受けるほか、定期的でない間に様々な機械的な摩耗や衝撃を受けることがある。各種の表層材にはそれぞれ固有の特性がある。水ガラスコンクリートは、耐酸性に優れ、機械的強度も高く、高温にも耐えられるが、フッ化水素酸やアルカリ性媒体には耐えられず、透水防止性も低く、耐水性も劣っている。樹脂系材料の表面層は、中程度の濃度の酸に耐えられ、アルカリにも耐え、密度が高く強度も優れているという利点があるが、濃酸には耐えられず、高温にも弱く、特定の媒体に対しては耐食性がない。一方、軟質ポリ塩化ビニルの表面層は、中程度の濃度の酸やアルカリ、水に耐えられるが、耐摩耗性が低く、衝撃に弱く、老化しやすいといった欠点がある。したがって、設計者は使用条件に応じて長所を活かし短所を避け、適切な表層材を選定する必要がある。 地面の表層材は、元の規格と比較して以下の変更がある：1、グラスファイバー製の表層材が廃止された。この表面層は耐摩耗性に欠け、使用効果が悪いため、隔離層としての使用のみを推奨します。グラスファイバー製の断熱材として、樹脂ペーストや樹脂モルタル、およびブロックの表面コーティングとして使用できる。 2、硫黄系材料を削除しました。この材料は、耐酸性や密度が高く、施工後に特別な処理をする必要がないといった利点がある。しかし、硫酸系材料は基層やブロック材との接着性が悪く、時間が経つにつれてその接着性は低下し、硬化過程での収縮率も大きい。また、実際の工事で成功した事例も少ないため、本規格の改訂時には含められなかった。試験研究が大きく進展し、実務面で一定の経験が積まれた後に、規格に盛り込む予定である。 3.「耐酸石材」には花崗岩や石英石などが含まれ、これらの石材は優れた耐食性と優れた物理的・機械的性質を持っており、工事で広く使用されている。規格ではこれらを一括して「耐酸石材」と呼んでいる。 5.1.2 酸に強い石材の厚さ：石材業界の発展により、多くの石材工場で機械切断技術が採用されているため、石材の厚さの範囲は広がり、20mmから100mmまでのものを注文することができる。石材の厚みを薄くすることで、床面への負荷を軽減し、輸送費用を削減できる。機械による切断を用いることで、石材の表面の平滑性も**向上し、モルタルの使用量を減らしてコストを下げるだけでなく、床の品質も高めることができます。 樹脂モルタルや樹脂ペーストの表面処理は、現在すでに普及しており、一定の実用経験もあるが、失敗例も少なくない。この表面層の品質の良し悪しや成否は、樹脂の品質と施工の品質と密接な関係がある。 5.1.3 塊材床の目地と結合層に異なる材料が使用されている場合、剛性材料を用いて目地を埋める塊材には、柔軟性のある結合層を使用してはならない。そうでないと、床が重力による衝撃を受けた際に、目地部分にひび割れが生じることになる。 5.1.4 隔離層の設置により、床面の透水防止性能が向上し、表層の不足を補うことで、全体として耐腐食性床工事の信頼性が高まる。 水ガラスモルタル、モルタル、コンクリートは透水係数が低いため、表層や接合層として使用する際には、必ず隔離層を設ける。 5.1.5 隔離層の材料には、一定の耐食性を持つ防水材料を使用しなければならない。各種の樹脂製グラスファイバー製品に加えて、耐腐食性のある防水材も選択できます。隔離層として使用される主なものには、以下の2種類がある。1、アスファルト系：各種ポリマー改質アスファルトシート、ゴム改質アスファルトシート、アスファルトガラス繊維シートなど。 2、合成高分子系：ポリ塩化ビニルシート、塩化ビニルエーテルシート、トリエチレンプロピレンゴムシート、ポリウレタンシート、ポリエチレンシート、クロロプレンゴムシート、および各種高分子防水塗料など。 一般の紙製基材のアスファルトシートは引張強度が低く、耐腐食性も劣っているため、使用効果が悪く、使用を推奨しません。 5.1.7 過去の防食床下敷き層は、一般的に100号コンクリートを100mmの厚さで使用していた。実際の工事において、施工上の理由などにより敷床の剛性が不足し、いくつかの問題が生じました。対外工事の慣行と比較すると、一般的に敷床の厚さは200～250mmで、200号コンクリートを使用し、両方向にφ8～φ12@150の鉄筋を配筋する。基層がしっかり作られているため、防食表層がひび割れて損傷することはほとんどありません。したがって、規格では敷床の最小厚さを120mmに引き上げ、強度はC15以上としている。屋外の地面や、面積が大きい場合、または地盤が不均一に変形する可能性のある地面では、ひび割れや変形が生じやすいため、鉄筋の配置が求められる。 樹脂系の一体型床材は、表層材料の硬化による収縮応力が大きいため、下地層に対する要求が高く、鉄筋の配置が求められる。 屋外の地面については、地盤基準により、地下の凍結深が600mmを超える場合にのみ防凍層の設置が求められる。しかし、耐腐食性のある床面はひび割れ防止に高い要求があり、厳格な要件として凍上を防ぐため、凍結する地域の屋外床面には、厚さ300mm以上の凍結防止層を設ける必要がある。防凍層内に水がたまると、凍上も起こります。 樹脂モルタル、樹脂ペースト、および軟質ポリ塩化ビニルの表面層では、しばしば剥離が発生する。その理由の一つは、地下水の毛細管作用によって表面層と下地層との接着力が低下するためである。したがって、地下水位が高い場合は、敷床に防水・防湿対策を施すことが求められます。 5.1.8 プレキャスト板の上に直接表層を敷くと、板の継ぎ目部分で容易にひび割れが生じるため、その一体性を確保するために鉄筋を入れた一括打設層を設けることが規定されている。 5.1.9 腐食性液体の影響を受ける床面には、勾配を設けて媒体が迅速に排出されるようにし、水たまりができないようにして腐食を軽減しなければならない。地面の傾斜が急であることは耐食性に有利ですが、あまりに急すぎると様々な欠点があります。工事調査によると、階の床の勾配は1％以上、1階の床の勾配は2％以上が適切である。階の床の勾配が1％未満の場合、排水が滞りやすくなるため、工場内に小型車両などが走行しない場合は、1階の床の勾配を3％～4％程度に適宜大きくすることもできる。 5.1.10 通常、下層の地面は基土を使って勾配を作る。これが最も簡単で合理的な方法である；階の床面は一般的に調整層で勾配をつけるが、材料が多く必要で、荷重も大きくなる；構造による勾配設定を用いると、材料が節約でき、荷重も軽くなるが、構造設計や施工は比較的複雑であり、条件が許せば採用できる。 5.1.11 実際の調査によると、排水溝や床排水口はいずれも漏れやすく、周辺の構造物に著しい腐食を引き起こすことがわかっている。近隣の重要な構造部材に被害が及ばないよう、排水溝と壁や柱の間の最小距離、また、床排水口の中心と壁、柱、梁などの構造物の端との最小距離が定められている。 5.1.12 排水口は、腐食性のある工場内の各階の床や最下層の床において重要な部品である。調査によると、製造工場内で機能的かつ完全な排水口はごくわずかで、95％以上の排水口が不完全であり、使用中に詰まりや漏れが発生し、周囲の床板が深刻に腐食している。 したがって、サイフォンは耐腐食性があり一定の強度を持つ材料を選び、通常の排水用サイフォンよりもサイズを大きくし、構造もしっかりしていなければならない。最も重要なのは、接続部からの漏れを防ぐことである。 5.1.13 水止め装置は、腐食性液体の拡散や下層への溢れ出しを防ぐためのものであり、したがってすべての穴には水止めを設けなければならない。 5.1.14 足場板の設置は、地面にある腐食性の液体が壁や柱の根元を腐食するのを防ぐためのものであり、その高さは液体が飛び散る可能性のある高さと、使用する建材のサイズを考慮して決定される。 5.1.15 鋼杭、鋼製階段、および樽の底部に設けられる耐腐食性のベースは、地上の腐食性物質が鋼構造部材に直接作用するのを防ぐためのものである。 5.1.16 屋外の床の伸縮継ぎ目は20mを超えてはならず、これは「建築床設計規範」に定められた下限値に基づくものである。屋内の床の場合は30mを超えてはならず、これは「コンクリート構造設計規範」に記載されている屋内地下室の壁の伸縮継ぎ目としての最大間隔である30mを参考にして定められている。 5.1.17 地面変形継ぎ目は耐食性の弱い部分であり、腐食性の媒体がここから容易に漏れ出して腐食を引き起こすため、厳重な防漏処理を行う必要がある。一般的に、底部分には変形可能な伸縮部が設けられ、そこには耐腐食性があり、弾力性が高く、接着性に優れた材料が埋め込まれている。かつてはアスファルトモルタルが使用されていましたが、耐久性が非常に悪いため、もはや推奨されません。クロロスルホン化ポリエチレンモルタル、ポリ塩化ビニルモルタル、ウレタンシーリング剤などの使用を推奨します。伸縮部などは腐食性の媒体に触れる可能性があるため、耐腐食性のある材料を選ぶべきである。 5.2 設備基礎 5.2.1 壁式・構架式の設備基礎の地下部分は、工場建屋の基礎と同様に保護する必要がある。これらの基礎はほとんどが鉄筋コンクリート構造で、断面が小さく、重要度が高いからである。小型機器の基礎の地下部分は、保護する必要はありません。なぜなら、この種の基礎は一般的に単純なコンクリート製であり、表面が少し腐食しても使用に支障はないからです。 5.2.4 大型金属タンクに条形基礎を用いる目的の一つは、漏れ検出を容易にすることであるため、条形基礎同士の間隔寸法は、漏れ検出およびメンテナンスの要件を満たすものでなければならない。 5.2.6 設備基礎のボルト穴は耐腐食性のモルタルで充填され、主に腐食性物質の浸透を防ぎ、同時にボルトの固定力も確保するためである。 5.3 地溝と地坑 5.3.1 地溝や地坑の中には、一般的に腐食性のある液体が長期間作用しており、漏れもよく発生する。耐荷重構造の安全性を確保し、腐食から守るため、壁、柱、基礎は溝や穴の側壁および底板として使用してはならないと定められている。 5.3.2 水路には一般的に単純な防食対策しか施されておらず、排水溝としての要件を満たしていない。排水溝内に配管を敷設すると、配管は腐食され、見た目上しっかり固定されている接続部でも防食層の完全性が損なわれます。したがって、管溝は排水溝として使うべきではない。 5.3.4 排気溝は防水・防湿が求められる。これは、基層からの漏水によって防食ライニングが損傷されないようにするためである。 5.3.5 地溝には変形継ぎ目を設けるべきではない。なぜなら、変形継ぎ目は弱点となり、水漏れが起きやすいからである。多くの実務経験が証明しているように、設計上の対策を講じれば、継ぎ目を設けずに実現することは可能である。やむを得ず継ぎ目を設ける場合は、厳密で多層的な漏れ防止対策が必要である。 5.3.6 排水溝や集水坑は、液体が長期間滞留し、泥砂などが堆積して清掃が必要となり、機械的な損傷が生じやすい。また、その使用環境は地上よりも過酷であるため、透水性を高めるために遮断層が設けられている。 5.3.7 排水溝用の明渠は清掃を容易にするためのもので、蓋板は安全性および生産作業上の必要性から設置される。 5.3.9 地溝が工場建屋の基礎を通過する際、基礎の近くに隙間があると、媒体が漏れ出して基礎が腐食する。溝と基礎の間に空間を設けるのは、工場が沈下した際に溝に負荷がかかって破損するのを防ぐためです。 5.4 部品の表面保護 5.4.1 レンガ壁やコンクリート壁は、気体状の媒体の影響を受けると一般的に中程度以下の腐食しか起こらないが、壁面に結露が発生したり、水が固体と接触する場合には、液状の腐食に移行する。したがって、壁体は気体、液体、固体の3つの媒体の影響を受ける可能性がある。 地面の激しい腐食は、以下のような条件や場所で発生する可能性があります。液体媒体の影響を受ける場所（例えば壁面に結露が発生する部分、常に湿潤な状態にある部分、排気窓の周辺など）、または水と共に作用するアルカリ性の粉塵や硫酸ナトリウムなどの固体媒体の影響を受ける場所です。 5.4.2 工場の建物外壁における結露は、湿度の高い地域や寒冷地の建物内で発生しやすく、結露が生じた部分では気体または固体の物質が液体に変わり、腐食が進行する。あるニッケル電解工場のように、側面の窓周辺の壁面にはしばしば結露が発生し、壁体は乾燥と湿潤の繰り返しや硫酸塩の結晶作用によって深刻な損傷を受けている。 蒸気の影響を受けやすく、湿度が高いことが多い一部の工場では、結露を完全に防ぐのは非常に困難であるため、規格では結露が発生しやすい部位に対してより厳格な防護を行うよう定めている。 5.4.3 コンクリート部材の保護は、部材の重要性および腐食性の等級に応じて区別し、重点的に防護する。 塗料はコンクリート部材の重要な保護手段であり、耐腐食性に優れ、施工が比較的容易であるという利点があるが、コストが高く、数年後には再修理が必要になるという欠点がある。 ポリマーセメントミルクの耐腐食性は防食塗料には及ばないが、コンクリート表面との接着性が良く、密度も高いため、中程度の腐食性を持つ気体媒体の腐食に耐えることができる。 防錆剤はコンクリート中の鉄筋を保護する作用があります。したがって、一般的なコンクリート部材の腐食条件が中程度でかつ防錆剤が混入されている場合は、表面保護を行う必要はなくなる。 5.4.4 壁裙は一般的に液体または固体の媒体の影響を受けるが、その作用力は床面よりも弱く、特に液体媒体の場合は長期間作用することはないため、保護材料や構造に求められる要件は低い。一般的に、酸性媒体の作用により、磁器板を貼付けたり、グラスファイバー製品として使用したり、ソフトポリ塩化ビニル板を貼付けることで、防食要件を満たすことができる。アルカリ性環境下にある壁裙には、セメントモルタル、ポリマーセメントモルタル、または塗料で十分対応できる。 5.4.5 腐食防止工事の設計・施工において、人々は床面層の保護には十分注意を払うが、その細部処理には十分な注意が払われていない。例えば、床板の開口部の縁や底面の保護がしばしば見過ごされがちである。実際、これらの部分では媒体の流れによって床板や側梁が腐食されることが頻繁にあります。実務上の経験に基づき、腐食度に応じてガラス繊維強化プラスチックや塗料を用いて防護することができます。 5.4.6 鋼構造物における塗料による防護効果は、下地の防錆処理と密接な関係がある。防錆効果の異なる下地では、塗装の使用寿命に2～3倍の差が生じる。網材の錆の等級および除錆の等級は、国標「塗装前鋼材表面の錆の等級と除錆の等級」に準じる。防錆等級の要求は、塗料の種類や部材の重要性に関連しています。 亜鉛富化プライマーやエチレンリン酸塩プライマーといった塗料の場合、下地のさび取りに高い要求があり、サンドブラストまたはバリ取りによるさび取りを行う必要がある；アスファルト塗料、塩化ゴム塗料、エポキシアスファルト塗料は、下地のさび取り要件がやや緩くてよい。もちろん、どのような塗料であっても下地の錆取りは徹底的に行えば行うほど良いが、錆取りの基準が高くなるほどコストも上昇し、実現も難しくなる。したがって、錆取り基準の設定にあたっては、施工上の条件や経済的な状況も考慮する必要がある。 5.4.7 鋼構造物に用いる塗装の厚さは、部材の重要性および腐食性の程度に応じて決定すべきである。修理が困難な部位（高所など）や屋外の部材については、塗膜の厚さを適切に増やすべきである。本条に規定する最小塗膜厚さ。本条で定める最小塗装厚さは、現在の一般的な建築物の防食工事における実際の塗装厚さよりも厚い。これは、塗装が不十分であることが塗装の耐久性が低くなる重要な原因だからである。 5.4.8 高いタワーなど、特に重要でかつ修理が困難な鋼構造物の場合は、鋼材の表面に金属をスプレー塗装する（例：亜鉛メッキ）ことにより、さらに防食塗料（例：クロロゴム塗料、クロロスルホン化ポリエチレン塗料、ガラスフレーク塗料など）を塗布することができる。 近年、多くのテレビ塔でこの複合コーティングが採用され、好結果を得ている。 5.4.9 木造構造は重要な構造物にはあまり使われず、一般的にも腐食が激しい部位には使用されないため、その保護には通常の防錆剤や表面処理剤で十分である。 5.5 門と窓 5.5.1 スライドドアや金属製のロールスクリーンは吊り下げ式の折りたたみドアであり、金属部品が腐食すると開けられなくなることがあるため、使用には適していない。 5.5.2 プラスチック製の窓は優れた耐食性を有し、防食型のプラスチック製窓には既に**標準図**があり、多くの腐食環境下の工場で採用されているため、規格に盛り込まれている。ガラス繊維強化プラスチック製の窓については、現在国内には標準的な製品がなく、使用上の問題も多いため、規格には盛り込まれていない。耐候鋼製の窓は、通常の鋼製窓よりも耐食性に優れ、価格も高くないため、上海地域ではすでに普及しています。 5.6 屋根 5.6.1 組織的な排水を採用する目的は、腐食性のある雨水が溢れ出して壁面を腐食させるのを防ぐためである。調査によると、腐食性の粉塵が多く発生する建物の屋根に女儿壁を設置すると、女儿壁付近に大量の粉塵が蓄積し、除去が困難になり、腐食が悪化することがわかった。 5.6.2 屋根材の選定にあたっては、環境中の腐食性物質を総合的に考慮する必要がある。なぜなら、屋根は常に雨にさらされており、腐食性ガスや粉塵が存在すれば、他の部分よりも腐食が進みやすくなるからだ。したがって、使用される環境に応じて適切な材料を選ぶべきである。実績によれば、屋根に使用される薄鋼板や亜鉛メッキ鋼板製の部品は、どのような腐食性のある大気環境下でも腐食してしまうため、使用すべきではない。

返信 1# eastchen 装置の腐食防護設計において、材料選定の基本的な要件は以下の通りです。選ばれる材料は、環境や媒体による腐食を防ぎ、工程上の要求を満たし、安全基準や規格を遵守するとともに、できるだけ材料費を抑えて装置の製造コストを削減しなければなりません。材料選定の基本原則：装置の腐食を減らし使用寿命を延ばし、安全基準および規格要件を満たすこと。また、製造される装置は、工程上の要求や腐食防止、安全性などの条件を満たしつつ、装置の製造コストを削減すること。

ステンレス製品の耐腐食対策について、酸やアルカリ性のガスによる腐食に対してどのような方法があるか知っている人はいますか？