(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌中に埋設された金属製水道管の耐用期間を推測することにより埋設金属製水道管の更新順位を決定する方法であって、
予め、土壌中の金属製水道管の埋設位置近傍に土壌表面部から金属製検査部材を埋設し、所定期間経過後に引抜いて、前記金属製検査部材の埋設前後の重量減少量を測定し、重量減少量と埋設期間から前記金属製検査部材の腐食速度を算出し、
前記金属製検査部材の近傍に埋設された前記金属製水道管の腐食深さを測定し、前記金属製水道管の腐食深さと埋設期間から前記金属製水道管の腐食速度を算出し、
前記金属製検査部材の腐食速度と前記検査対象部位の金属製水道管の腐食速度との対応関係から前記金属製検査部材の腐食速度に対応する前記金属製水道管の腐食速度の最大値を求め、
金属製水道管の肉厚を前記金属製水道管の腐食速度の最大値で除すことにより前記金属製検査部材の腐食速度から推定される最小の金属製水道管の耐用期間を求め、
前記金属製水道管の肉厚に対する、前記金属製検査部材の腐食速度と、前記金属製水道管の耐用期間の関係を取得しておき、
以後は、土壌中の金属製水道管の埋設位置近傍に土壌表面部から金属製検査部材を埋設し、所定期間経過後に引抜いて、前記金属製検査部材の埋設前後の重量減少量と埋設期間から前記金属製検査部材の腐食速度を算出し、
前記金属製検査部材の腐食速度の算出結果を前記で取得した金属製水道管の肉厚に対する、金属製検査部材の腐食速度と、金属製水道管の耐用期間の関係に適用して、土壌中の金属製水道管の耐用期間を推測する
ことを特徴とする埋設金属製水道管の更新順位の決定方法。
【請求項２】
前記金属製検査部材の腐食速度として、前記金属製検査部材を複数本埋設し、各前記金属製検査部材の腐食速度を算出し、これらの腐食速度の平均値を前記金属製検査部材の腐食速度とすることを特徴とする請求項１に記載の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法。
【請求項３】
前記金属製水道管の腐食速度として、前記金属製水道管の複数箇所の腐食速度を算出し、これらの腐食速度の最大値を前記金属製水道管の腐食速度とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法。
【請求項４】
前記金属製検査部材が丸棒状であって、その先端部が取り外し可能になっており、取り外した先端部の埋設前後の重量減少量を測定して前記金属製検査部材の腐食速度を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法。
【請求項５】
前記金属製検査部材の腐食速度の算出結果が、判定基準値未満である場合、前記金属製水道管の肉厚に対する、前記金属製検査部材の腐食速度と、前記金属製水道管の耐用期間の関係を適用し、判定基準値以上である場合、土壌中の金属製水道管の腐食状態を実測することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法。
【請求項６】
前記判定基準値が、０．０２ｍｍ／年であることを特徴とする請求項５に記載の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌中に埋設している鉄鋼等の金属製水道管の更新順位の決定方法に関するものであり、詳しくは金属製水道管の耐用期間を推測することにより更新順位を決定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、金属製の水道管の腐食による漏水事故への対策が大きな社会的課題になっている背景から、土壌中に埋設されている金属製水道管の耐用期間をより客観的な指標をもって求めることが重要となっている。
【０００３】
しかしながら、埋設金属製水道管の腐食を評価することは必ずしも容易ではなく、これまでに提案されている各種の方法によっても、より簡便に、より適切に評価することは難しいのが実情である。例えば埋設鋼管の接地抵抗の測定による腐食状態の評価方法（特許文献１、２参照）においては、大変に大きな負担が強いられ、しかも測定精度においても必ずしも満足できるものではない。
【０００４】
また、埋設されている土壌環境に注目して鋼製地中埋設物の腐食診断を行うことが提案されてもいる（特許文献３参照）が、土壌環境と埋設金属製水道管の腐食との関係は必ずしも明瞭ではない。このことは、埋設金属製水道管の腐食評価として、一般的に行われている土壌腐食性についてのＡＮＳＩ（米国規格協会規格）に基づく評価においても同様である。
【０００５】
それと言うのも、腐食現象は単に地質の性質によって一義的に定まるものでなく、腐食環境の履歴、水分の分布、管路の設置構造などの多様な要因に左右されるからである。しかも、土壌調査では、実際に掘削して土壌の状態を調べることから多大な経費と労力が必要とされるという問題がある。そして、従来の方法では、腐食速度に重大な影響を与える土壌環境の不均一性についての評価はなしえず、妥当性に欠くものであった。
【０００６】
以上のような状況から、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、土壌中に埋設されている鉄鋼等の金属構造体の腐食をより簡便に、少ない経費と労力の負担で、土壌環境の不均一性についての評価をすることができる新しい評価方法を完成するに至っている（特許文献４参照）。
【０００７】
この技術的手段によれば、土壌中の金属構造体の埋設位置近傍に土壌表面部から金属試験体を埋設し、所定期間経過後に引抜いて金属試験体の腐食速度を測定することで、土壌中の金属構造体の腐食を評価もしくは予測するものである。
【０００８】
この方法では、金属試験体の腐食速度から土壌の性質を把握し容易にマッピングできる点では優れた方法であるが、金属試験体の腐食速度と、この金属試験体近傍に埋設されている金属構造体の腐食速度との関係が土壌を介しての間接的なものであることから、金属試験体の腐食速度のみから正確な金属構造体の耐用期間を推測することまではできず、この評価方法を十分に活用するまでに至っていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２３２７６４号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５６２３号公報
【特許文献３】特開２００３−２６２５８０号公報
【特許文献４】特開２００８−２９８６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、より簡便な方法により、少ない経費と労力の負担で、金属製検査部材の腐食速度のみから正確な金属製水道管の耐用期間を推測し、更新順位の決定方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１２】
第１に、土壌中に埋設された金属製水道管の耐用期間を推測することにより埋設金属製水道管の更新順位を決定する方法であって、予め、土壌中の金属製水道管の埋設位置近傍に土壌表面部から金属製検査部材を埋設し、所定期間経過後に引抜いて、金属製検査部材の埋設前後の重量減少量を測定し、重量減少量と埋設期間から前記金属製検査部材の腐食速度を算出し、前記金属製検査部材の近傍に埋設された金属製水道管の腐食深さを測定し、金属製水道管の腐食深さと埋設期間から金属製水道管の腐食速度を算出し、金属製検査部材の腐食速度と検査対象部位の金属製水道管の腐食速度との対応関係から前記金属製検査部材の腐食速度に対応する金属製水道管の腐食速度の最大値を求め、金属製水道管の肉厚を金属製水道管の腐食速度の最大値で除すことにより前記金属製検査部材の腐食速度から推定される最小の金属製水道管の耐用期間を求め、金属製水道管の肉厚に対する、金属製検査部材の腐食速度と、金属製水道管の耐用期間の関係を取得しておき、以後は、土壌中の金属製水道管の埋設位置近傍に土壌表面部から金属製検査部材を埋設し、所定期間経過後に引抜いて、金属製検査部材の埋設前後の重量減少量と埋設期間から金属製検査部材の腐食速度を算出し、前記金属製検査部材の腐食速度の算出結果を前記で取得した金属製水道管の肉厚に対する、金属製検査部材の腐食速度と、金属製水道管の耐用期間の関係に適用して、土壌中の金属製水道管の耐用期間を推測する。
【００１３】
第２に、上記第１の発明の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法において、金属製検査部材を複数本埋設し、各金属製検査部材の腐食速度を算出し、これらの腐食速度の平均値を金属製検査部材の腐食速度とする。
【００１４】
第３に、上記第１又は第２の発明の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法において、金属製水道管の複数箇所の腐食速度を算出し、これらの腐食速度の最大値を金属製水道管の腐食速度とする。
【００１５】
第４に、上記第１から第３の発明の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法において、金属製検査部材が丸棒状であって、その先端部が取り外し可能になっており、取り外した先端部の埋設前後の重量減少量を測定して金属製検査部材の腐食速度を算出する。
【００１６】
第５に、上記第１から第４の発明の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法において、金属製検査部材の腐食速度の算出結果が、判定基準値未満である場合、金属製水道管の肉厚に対する、金属製検査部材の腐食速度と土壌中の金属製水道管の耐用期間の関係を適用し、判定基準値以上である場合、土壌中の金属製水道管の腐食状態を実測する。
【００１７】
第６に、上記第５の発明の埋設金属製水道管の更新順位の決定方法において、判定基準値が、０．０２ｍｍ／年である。
【発明の効果】
【００１８】
上記のとおりの本発明によれば、金属製検査部材の腐食速度と、検査対象部位の金属製水道管の腐食速度との対応関係を予め求め、その対応関係から金属製検査部材の腐食速度と土壌中の金属製水道管の耐用期間の関係を取得しておき、金属製検査部材の腐食速度から、前記で取得した金属製検査部材の腐食速度と土壌中の金属製水道管の耐用期間の関係に基づいて、土壌中の金属製水道管の耐用期間を推測するので、簡便で短時間且つ正確に、経費と労力の負担をかけることなく、土壌中の金属製水道管の更新順位を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】検査部材と水道管の腐食速度から水道管の耐用期間の関係を導くまでのフロー図である。
【図２】検査部材の分割について例示した斜視概要図である。
【図３】検査部材埋設の説明概要図である。
【図４】検査部材の埋設について示した平面概要図である。
【図５】検査部材の埋設について示した概要図である。
【図６】水道管の腐食深さの測定部位を示した断面概略図である。
【図７】水道管の腐食深さの測定装置を示した概略図である。
【図８】検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度の関係を示したグラフである。
【図９】検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度の関係を示したグラフである。
【図１０】検査部材の腐食速度と水道管の肉厚別の耐用期間の関係を示したグラフである。
【図１１】検査部材の腐食速度測定から水道管の更新順位の決定までのフロー図である。
【図１２】ＡＮＳＩ評価点数と水道管の腐食速度の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００２１】
本発明の方法では、まず金属製検査部材（以下、単に検査部材と略称する）の腐食速度と、検査対象部位の土壌中の金属製水道管（以下、単に水道管と略称する）の腐食速度との対応関係を予め求め、その対応関係から検査部材の腐食速度と水道管の耐用期間の関係を取得する。
【００２２】
具体的には、図１のフロー図に示すように、検査部材の腐食速度の算出と、水道管の腐食速度の算出をそれぞれ行う。以下、フロー図に沿って説明する。
＜検査部材の準備＞
本発明の方法で用いる検査部材の材質は、水道管としてよく用いられる鉄鋼あるいは鋳鉄であることが好ましく、その中で適宜入手し得るものを用いることができる。
【００２３】
前記の鉄鋼あるいは鋳鉄とは、どちらも鉄を主成分とする合金の総称であって、金属学において前者はＦｅ−Ｃ二元合金においてＣ含有量が０．０２１４〜２．１４ｍａｓｓ％、後者はＦｅ−Ｃ二元合金においてＣ含有量が２．１４〜６．６７ｍａｓｓ％であるものを指し、本明細書においてもその定義として用いている。
【００２４】
また、鉄鋼等と記している場合には、主として、鉄鋼あるいは鋳鉄の意味として用いている。ただし、検査部材と水道管とが、どちらも鉄鋼あるいは鋳鉄として分類されるものであっても、腐食の程度が全く異なるものは好ましくないことは言うまでもない。
【００２５】
検査部材の形状は特に制限はないが、挿入、引抜きの作業性、腐食の測定や観察のしやすさ、精度等の点から、例えば丸棒型、円筒型、円錐チップ型等とすること、引き抜き用のリングやワイヤー、ロープ等の取り付け、さらにはこれらの分割・連結型の形状や構造としてもよく、これらは、適宜目的に合わせて使用することが好ましい。本発明においては、重量の測定のしやすさから図２に示すような丸棒型であって、先端部３２だけを分割可能とした分割型の検査部材３を好適に用いることができる。また、先端部３２のみの材質を鉄鋼等として、長尺部３１の材質を樹脂やセラミックス等としたものに接続したものであってもよい。
【００２６】
この先端部３２を分割可能とする検査部材３を用いる場合には、全体の長さをＬ（引き抜き用リング３０部分αを除いた長さ）とした場合、分割可能な先端部３２の長さをＬ×０．１程度とすることが好ましい。
【００２７】
上記のような検査部材は、埋設試験前に汚れの付着やさびの発生がないように十分に注意することが望まれる。そのために、前処理として研磨紙等による表面研磨とエタノール等による十分な脱脂処理が有効である。
【００２８】
このような前処理を行った後、検査部材の回収後の重量減少量を求めるために、埋設前の検査部材の重量を正確に計測しておく。分割タイプの検査部材の場合には、分割した先端部の重量を測定しておく。
【００２９】
上記前処理から埋設までの間は、検査部材表面にさびが発生しないように、シリカゲル等を同封して除湿した容器に保管しておくのが好ましい。
＜検査部材の埋設＞
検査部材の土壌への埋設の位置については、図３に示すように、水道管２の埋設位置近傍であるが、この場合の「近傍」は、挿入された検査部材３の深度においては、その先端３Ａの土壌表面１０からの深さＨが、水道管２の深さ位置との関係、つまり水道管の土壌表面１０から下端の位置Ｈ1までの深さと、水道管の土壌表面１０から上端の位置Ｈ2までの深さとの関係では、
０．８Ｈ2≦Ｈ≦１．２Ｈ1
を目安とする。より好ましくは０．８Ｈ2≦Ｈ≦Ｈ1である。
【００３０】
また、検査部材３の挿入長さＨ0としては、水道管２の埋設長さＤ１（深さ方向における長さ、例えば、金属配管であれば外径となる）との関係では、
０．１Ｄ１≦Ｈ0
とすることが考慮される。
【００３１】
つまり、検査部材３の挿入長さＨ0は、土壌表面１０から先端３Ａまでの全長であってもよいし、あるいは、図２に例示したように、リングやワイヤー、ロープ等を連結したものや樹脂やセラミックス等と接続した挿入体の全長の一部であってもよい。
【００３２】
また、上記の「近傍」は、挿入された検査部材３の水道管２との水平位置の関係においては、土壌１中において、水道管を埋設時に埋め戻した埋め戻し土（符号省略）内であることを前提とする。水道管が埋設されている埋め戻し土よりも外の土壌であれば土壌質が異なるため、当然に腐食の進行の評価は困難になるためである。
【００３３】
そして、検査部材３は水道管２に接することなく、相互の間隔Ｍが水道管２の幅Ｄ２（水平方向における長さ、例えば、金属配管であれば外径となる）との関係において、
０＜Ｍ≦０．２Ｄ２
の範囲内となるようにすることが好適に考慮される。
【００３４】
検査部材の埋設本数については、後述するように腐食速度を検査部材の重量減少量から求めることから検査部材１本のみの埋設でも構わないが、１箇所からできるだけ多くのデータを収集すること、また、これらの平均値を求めることが望まれることから複数本を同時に埋設することが好ましい。
【００３５】
複数の検査部材を埋設する場合には、水道管２の埋設平面位置として図４に例示したように、水道管２の管長方向の両側（Ａ）、あるいは片側（Ｂ）に、単列、複数列、あるいは千鳥状に配置してもよい。管長方向への配置の距離Ｗについては土壌１の特徴を考慮して適宜に定めることができるが、腐食速度の平均値を測定するとの観点からは水道管２の幅Ｄ２の５倍：５Ｄ２以下とすることが目安とされてよい。また、検査部材３の相互の間隔については、０．１Ｄ２以上とすることが目安となる。
【００３６】
また、検査部材の挿入後は、図３に例示したように、土壌表面１０からの水の浸入を防ぐために、検査部材３の上端部には適宜な蓋体１２を設けておくこと等の対策が望まれる。
＜試験＞
検査部材の埋設から引抜きまでの試験の所定期間の長さについては、試験場所の環境、道路交通や生活上の制約等を考慮して適宜に定めることができるが、例えば、評価の信頼性という観点から半年以上、好ましくは１年以上とすることが好ましく、目的に応じ、長期（数年以上）あるいは短期（半年〜１年）に適宜に使い分けることもできる。
＜検査部材の回収・重量測定＞
上記の試験期間の経過後、検査部材を引き抜き回収する。
【００３７】
検査部材の回収に関しては、埋設した検査部材が複数本である場合には、これらを一度に全て回収してもよいが、数回に分けて１本ずつあるいは複数本ずつ回収してもよい。回収期間（試験期間）の間隔を適宜設定して数回に分けて検査部材を回収する方法によれば、その埋設場所の土壌による腐食状況を時系列で把握することができるのでより好ましい。
【００３８】
回収した検査部材は、さび等の付着物を十分に取り除いた上で、精密天秤等を用いて正確に重量測定を行う。
＜検査部材の腐食速度の算出＞
検査部材の腐食速度については、回収した検査部材、又は分割可能な検査部材の先端部の埋設前後の重量変化から腐食速度を算出する。
【００３９】
腐食速度の算出は、具体的には、精密天秤等により測定した埋設試験前後の重量減少量と埋設期間から次式により算出することができる。
【００４０】
【数１】
0005616757.tif 000002
【００４１】
回収した検査部材が１本の場合には、その１本について腐食速度を算出したものを腐食速度とし、複数本を回収した場合には、それぞれの腐食速度を算出して、これらの結果の平均値を腐食速度とする。
【００４２】
次に、上記の検査部材の近傍に埋設されている水道管の腐食速度の算出についてさらに図１に示すフロー図に沿って説明する。
＜埋設水道管の掘削・露出＞
埋設水道管の掘削、露出は、上記検査部材の埋設位置近傍に埋設されている水道管を露出させて腐食調査が行えれば、掘削の時期や、掘削形態は特に制限はないが、図５に示すような、水道管調査区画１３と検査部材埋設区画１４の２段深さの掘削を行うことで、検査部材の埋設と水道管の腐食調査を同時に行うことができるのでより好ましい。
＜水道管の腐食調査＞
水道管の腐食調査は、まず、露出させた水道管をワイヤブラシ、電動ブラシ、カップブラシ付きグラインダー、テストハンマー等を用いて、表面の土、さび、及びこれらの混合物である水道管付着物を除去する。
【００４３】
水道管の腐食部位の腐食深さの測定箇所は、図６に示すように、水道管２の断面を、管上６−Ａ、管横／左６−Ｂ、管横／右６−Ｃ、管下６−Ｄの４つの調査範囲に区分して、それぞれの調査範囲の腐食深さを測定するのが好ましい。
【００４４】
また、上記調査範囲においては、より正確なデータを得るために、可能な限り多くの箇所で腐食深さを測定するのが好ましい。
【００４５】
腐食深さの測定は、まず目視で腐食の状況を判断し、腐食が認められる場所の腐食深さを図７に示すようなデプスゲージや、超音波厚み計等を用いて測定する。
【００４６】
腐食深さの測定に際しては、集中腐食が生じている場所には、図７（Ａ）に示すようなデプスゲージ７０を用い、全面的な減肉が生じている場所には、図７（Ｂ）に示すような超音波厚み計７１を用いる等、水道管の腐食状況に応じた測定方法を適宜選択して、正確に測定するのが好ましい。
＜水道管の腐食速度の算出＞
水道管の腐食速度の算出においては、上記の腐食調査で得られた結果のうち、最大の腐食深さのデータを採用するものとする。これは、水道管の最も腐食の進んでいる箇所を基準として腐食速度を求めて、水道管の最短の耐用期間を求めることにより、水道管の腐食について最も安全性の高い推測値を得るためである。
【００４７】
水道管の腐食速度は、上記の最大の腐食深さを埋設年数で除すことにより水道管の腐食速度を算出することができる。
【００４８】
上記の各工程により算出する検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度は、可能な限り多数の地点でデータ収集を行い、データの蓄積をしておくことが望ましい。収集した多数のデータを用いることにより、最終的により精度の高い水道管の耐用期間の推測が可能となる。
＜検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度の関係の解析＞
次に、上記の工程により収集した検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度のデータからこれらの関係を解析する。
【００４９】
検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度の関係を解析する方法としては、縦軸を水道管の腐食速度（ｍｍ／年）、横軸を検査部材の腐食速度（ｍｍ／年）としたグラフ上に、収集した多数のデータをプロットしていく。データをプロットしたグラフを図８に示す。
【００５０】
図８のグラフからもわかるように、プロットした各点は原点０に収束して原点０点から扇形に広がる傾向を示す。
【００５１】
この扇形のプロットを上側と下側で挟むように直線を引くと図８の破線のように引くことができる。ここで、この破線は、原理的に検査部材の腐食速度が０の場合にはその土壌環境は全く腐食性を持たないと考えてよいことから、水道管の腐食も生じないと仮定することができ、切片を０とすることができる。
【００５２】
このように、上側破線、下側破線とも原点０を通り、かつ右上がりの傾向を示しており、上側の破線は検査部材の腐食速度から推定される最大側の値、下側の破線は検査部材の腐食速度から推定される最小側の値に相当していると考えられる。
【００５３】
次に、図８のグラフの上側破線の傾きを見やすくするために、横軸の検査部材の腐食速度を０から特定の腐食速度範囲までを拡大した座標に再プロットする。横軸の拡大は上側破線の傾きが明確に表される程度であれば特に制限はなく、図９に示す再プロットしたグラフでは検査部材の腐食速度を、０．０２０ｍｍ／年を最大として拡大してある。
【００５４】
このグラフから、検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度の相関性をより明瞭に読み取ることができる。この範囲においては、プロットした各点を下側に埋めるようにして直線を引くと、グラフに示したように傾きが１２．５で原点０を通る直線を当てはめることができる。すなわち、このグラフから、水道管の腐食速度は検査部材の腐食速度の１２．５倍程度が最大になると読み取ることができる。
＜検査部材の腐食速度と水道管の耐用期間の関係の作成＞
次に、図８及び図９のグラフから導き出した、検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度の関係から、検査部材の腐食速度と水道管の耐用期間の関係を導き出す。
【００５５】
具体的には、下記に示す式に代入して求めることができる。すなわち、検査部材の腐食速度（ｍｍ／年）に図９の直線の傾き１２．５をかけて理論上の水道管の腐食速度を求め、水道管の肉厚（ｍｍ）をこの理論上の水道管の腐食速度で除すことにより水道管の耐用期間（年）を求めることができる。
【００５６】
【数２】
0005616757.tif 000003
【００５７】
そして、図１０に示すグラフのように、縦軸に水道管の耐用期間（年）、横軸に検査部材の腐食速度（ｍｍ／年）をとった座標に、水道管の肉厚ごとのデータをプロットすることによりその肉厚の曲線を導き出すことができる。
【００５８】
図１０のグラフの場合には、肉厚１０ｍｍ、８ｍｍ、６ｍｍの曲線を導き出しているが、上記式に水道管の肉厚と検査部材の腐食速度の数値を代入することにより任意の水道管の肉厚の曲線を導き出すことが可能である。
【００５９】
このグラフを用いることにより、実測した検査部材の腐食速度と、その近傍に埋設されている水道管の肉厚の数値から容易に水道管の耐用期間を推測することができる。
【００６０】
例えば、このグラフから、検査部材の腐食速度が０．０１５ｍｍ／年であった場合、推測される水道管の耐用年数は、肉厚１０ｍｍで約５０年、肉厚８ｍｍで約４０年、肉厚６ｍｍで約３０年であることがわかる。
【００６１】
本発明は、このように予め検査部材の腐食速度と水道管の耐用期間の関係を導き出しておくことによって、以後は検査部材の腐食速度のみを実測値から算出するだけで、その近傍に埋設されている水道管の耐用期間を掘削、露出させることなく推測することができるものである。
【００６２】
以下に水道管の耐用期間の推測及び判定について、図１１に示すフロー図を用いて説明する。
＜検査対象路線範囲の設定＞
本発明の方法を用いる水道管の耐用期間の推測方法は、その場所や範囲は特に限定することなく用いることができるが、通常の検査においては、埋設年数の情報等から検査対象路線を設定してこの路線範囲内で定量的に検査を行うことが好ましい。
【００６３】
水道管は連続した長距離に亘る供給管であるため、ランダムな範囲設定や、単独箇所ごとの検査を行うよりも路線範囲で計画的に検査を行うことが有効であることから、まず検査対象路線範囲を設定する。
＜検査部材の設置間隔の設定＞
次に検査部材の設置間隔、埋設場所等を設定する。これについても、特に限定されるものではないが、通常は区間長と間隔を設定する。例えば、検査対象路線範囲において区間長約１ｋｍ、間隔約１００ｍで合計１０箇所等である。また、前記設定と共に各埋設場所に埋設する検査部材の本数等を定めておくのが望ましい。
＜検査部材の準備から腐食速度の算出＞
上記のように、検査対象路線範囲及び検査区間長、間隔、埋設場所を設定した後、その場所に埋設されている水道管の近傍に検査部材を埋設し、試験を行い、回収して重量減少量から腐食速度を算出する。この各工程は前記の＜検査部材の準備＞から＜検査部材の腐食速度の算出＞と同様である。
＜検査対象路線内の最大値の抽出＞
次に、検査部材の腐食速度の算出したデータから検査対象路線内の最大値を抽出する。
【００６４】
これは、調査対象路線の最も腐食が進んでいる箇所を基準として腐食速度を求めて、調査対象路線の最短の耐用年数を求めることにより、水道管の腐食について安全側の推測値を得るためである。
＜判定＞
次に、抽出した検査部材の腐食速度の最大値について判定を行う。
【００６５】
この判定は、判定基準値を設定して判定基準値以上である場合と、判定基準値未満である場合とに分けてその後の対応を検討するものである。
【００６６】
この判断基準値の設定に関しては、水道管の腐食に対する安全性を十分に考慮して設定する必要があることはいうまでもないが、一定の数値とする必要はなく、例えば水道管の肉厚ごとに設定することも可能である。
【００６７】
本発明においては、腐食に対する安全性を十分に考慮して、０．０２ｍｍ／年とする。判断基準値を０．０２ｍｍ／年で設定しておくことにより、例えば、肉厚１０ｍｍの水道管では、耐用期間を４０年と算出することができる。これは法定耐用年数４０年の判断基準で更新が可能であり、十分腐食に対する安全性が担保できるからである。
＜判定基準値未満の場合＞
検査部材の腐食速度が、上記で設定した判定基準値未満である場合には、図１０に示すグラフから水道管の耐用期間を推測する。
【００６８】
次に、このようにして推測した水道管の耐用期間からその水道管の埋設期間を引いて余寿命を算出し、水道管の更新順位の判断をする。
＜判定基準値以上の場合＞
検査部材の腐食速度が、上記で設定した判定基準値以上である場合には、水道管の腐食が進行している可能性が高いことから、図９に示すグラフの直線の傾きから、水道管の理論上の腐食速度を算出する。
【００６９】
このようにして、水道管の理論上の腐食速度を確認した上で、実際に水道管を掘削、露出させて水道管の調査を行う。水道管の調査に関しては、上記＜水道管の腐食調査＞と同様である。
【００７０】
上記の工程により水道管の腐食の最大深さを測定し、水道管の初期肉厚×０．６と腐食の最大深さを比較する。そして、腐食の最大深さが初期肉厚×０．６以上である場合には更新の必要性有りと判断し、腐食の最大深さが初期肉厚×０．６未満である場合には水道管の状態から更新順位を判断する。
【００７１】
本発明では、以上の方法により、簡便で短時間且つ正確に、経費と労力の負担をかけることなく、土壌中の水道管の耐用期間を推測することが可能となり、更に水道管の更新順位の判断をすることが可能となる。
【００７２】
なお、本発明の水道管の耐用期間の推測方法では上記の各工程の方法に限定されることなく、種々の変更が可能である。
【００７３】
例えば、収集したデータの解析をパソコンの表計算ソフト等を用いて集計することが可能であり、また、図９に示すグラフにおける直線の傾きも数式を予め設定しておくことにより自動的に導き出すことが可能である。
【００７４】
更に、図１０に示すグラフ上の曲線も、パソコンのソフトにより数値の対応関係としてとらえることができ、水道管の耐用期間を導き出す場合、検査部材の腐食速度と水道管の肉厚を変数とする公式を設定しておき、水道管の耐用期間を求めることも可能である。
【００７５】
以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００７６】
（実施例１）
実際に水道管が埋設されている検査範囲において検査部材の埋設による試験及び水道管の腐食深さの測定を実施した。
＜検査範囲＞
検査範囲はＡ路線からＤ路線の４路線及び各検査部材の埋設場所を設定した。
＜検査部材の準備＞
検査部材は、図２に示すような、径１８φ、長さ８０ｃｍのＦＣＤ４００の丸棒を用い、８ｃｍの先端部３２を分割可能に加工した。先端部３２と長尺部３１は１本の同一材料から切り出し、接続部にねじ加工３３を施した。また、先端部３２とねじ加工３３部にはテフロン（登録商標）パッキン３４を用いて密着部でのさびの発生を防止するようにした。このようにして、先端部３２を長尺部３１に対してねじ留めし、１本の検査部材３とした。
【００７７】
この検査部材３は事前に＃５００番の研磨紙による表面研磨とエタノールによる十分な脱脂を施し、表面に付着した機械油を除去した。次いで、先端部３２の重量を精密天秤にて測定した後、シリカゲルを同封して除湿した容器に保管して、埋設の直前までの間にさびが生じないように注意した。
＜検査部材の埋設及び水道管の腐食調査＞
検査部材の埋設場所は図５に示す２段区画として、検査部材３の挿入と同時に水道管２の腐食深さ測定を行った。
【００７８】
検査部材３の挿入深さは、水道管２の最下部と同じ深さとし、検査部材を２本又は６本埋設した。具体的な掘削、埋設、調査の手順は以下のように行った。
１．舗装切断、舗装取り壊し、土壌掘削工事。
２．水道管２上部サンプル土壌採取：水道管２上部約３０ｃｍ（比較例１のＡＮＳＩ分析用）。
【００７９】
水道管２横部サンプル土壌採取（比較例１のＡＮＳＩ分析用）。
【００８０】
水道管２下部サンプル土壌（地山土壌）採取：水道管２下部約５０ｃｍ（比較例１のＡＮＳＩ分析用）。
３．水道管２掘削、露出完了（水道管調査区画（１３））：水道管の腐食調査。
４．検査部材３埋設場所（検査部材埋設区画（１４））の掘削。
５．水道管２の埋設両端をマーキング（図５（Ａ））。
６．検査部材３の埋設位置に径１７φ、深さ２０ｃｍの縦孔あけ
垂直にあけるためにガイドを使用。
【００８１】
電動ドリルを使用。
７．径１８φの検査部材３を縦孔にハンマーで打ち込み、挿入（図５（Ｂ））。
【００８２】
引き抜きを考慮して検査部材３のリング部に引き抜き用ワイヤー３６を接続。
８．検査部材の頭上に塩化ビニル製管体３５を立て発生土埋め戻し。
９．塩化ビニル製管体３５が収納されるように弁室１１を構築。
１０．塩化ビニル製管体３５上側開放口からの雨水侵入防止処置のため蓋体１２を設置（図５（Ｃ））。
１１．復旧工事
＜水道管の腐食調査＞
前記手順３．の水道管の腐食調査について説明する。
【００８３】
掘削して露出させた水道管の表面の土、さび、及びこれらの混合物である水道管付着物を除去した。
【００８４】
次に、集中腐食が生じている場所は、図７（Ａ）に示すデプスゲージを用い、全面的な減肉が生じている場所は、図７（Ｂ）に示す超音波厚み計を用いて水道管の腐食深さを測定した。
【００８５】
測定場所は、図６に示す水道管断面の管上（６−Ａ）、管横／左（６−Ｂ）、管横／右（６−Ｃ）、管下（６−Ｄ）について測定し、障害物があった場合は測定不能とした。
＜試験期間＞
設定した４路線の埋設場所において、試験期間を２５５日から１０１７日の間で設定して試験を行った。
【００８６】
また、所定試験期間の終了後には、埋設した検査部材を引抜き、検査部材の先端にねじで固定した先端部を分離して回収した。
＜検査部材の腐食速度の算出＞
精密天秤により検査部材先端部の重量を測定し、検査部材先端部の重量減少量を求めた。腐食速度は重量減少量から次式により計算により算出した。
【００８７】
【数３】
0005616757.tif 000004
【００８８】
Ａ路線からＤ路線までの検査範囲の、各埋設場所の腐食速度の結果を、路線別に表１から表４に示す。
＜水道管の腐食速度の算出＞
水道管の腐食調査で得られた結果のうち、最大の腐食深さのデータを採用し、最大の腐食深さを埋設年数で除して水道管の腐食速度を算出した。
【００８９】
水道管の最大の腐食深さ及び腐食速度を、路線別に表１から表４に示す。
【００９０】
表１から表４に纏めた各データのうち、検査部材の腐食速度と水道管の腐食速度のデータを、縦軸に水道管の腐食速度、横軸に検査部材の腐食速度としたグラフにプロットした。そのグラフを図８に示す。
【００９１】
図８のグラフの横軸を拡大して０．０２ｍｍ／年を最大値とし、再プロットしたグラフを図９に示す。このグラフから、プロットしたデータの境界線として、傾き１２．５の直線が引けることがわかる。
【００９２】
この傾き１２．５から、水道管の最大腐食速度は、検査部材の腐食速度の１２．５倍として、図１０に示すように、縦軸を水道管の耐用期間、横軸を検査部材の腐食速度とし、水道管の肉厚６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍの曲線のグラフを作成した。
【００９３】
このグラフから検査部材の腐食速度のみから水道管の耐用期間を推測することが可能となる。
（比較例１）
検査範囲のＡ路線からＤ路線の４路線の各検査部材の埋設場所について、前記実施例１の調査手順４．で採取した水道管の管上、管横、管下、地山それぞれの土壌サンプルを分析してＡＮＳＩの評価点数を付け、最大点数をその場所のＡＮＳＩの点数とした。その結果を路線別に表１から表４に示す。
【００９４】
ＡＮＳＩの得点は１０点を判断基準として土壌の腐食性を判別する指標である。そこで、表１から表４のデータを用いて、横軸のＡＮＳＩ評価点数（地山を含む最大点数）と縦軸の水道管の腐食速度との対応をプロットした。その結果を図１２のグラフに示す。図１２のグラフから対応関係をみると、このＡＮＳＩ評価点数と水道管の腐食速度との間には殆ど相関性が見いだせなかった。
【００９５】
図１２のグラフの破線で示すように、水道管を実測して得られたデータからの腐食速度は、ＡＮＳＩの評価点数に因らず０〜０．２ｍｍ／年の間で散布している。従って測定した路線においては、ＡＮＳＩの評価点数の大小から腐食速度を評価することは難しいことがわかった。
【００９６】
以上より、ＡＮＳＩの評価点数だけでは水道管の腐食速度を評価することは難しく、おおよその類推程度であっても困難であるといえる。
【００９７】
【表１】
0005616757.tif 000005
【００９８】
【表２】
0005616757.tif 000006
【００９９】
【表３】
0005616757.tif 000007
【０１００】
【表４】
0005616757.tif 000008
【０１０１】
以上の結果から、本発明の方法により導いた検査部材の腐食速度と水道管の耐用期間の関係から、簡便で短時間且つ正確に、経費と労力の負担をかけることなく、土壌中の水道管の耐用期間を推測できることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１０２】
１：土壌
１０：土壌表面
１１：弁室
１２：蓋体
１３：水道管調査区画
１４：検査部材埋設区画
１５：埋め戻し土
２：金属製水道管
３：金属製検査部材
３０：引き抜き用リング
３１：長尺体
３２：先端部
３３：ねじ部
３４：テフロン（登録商標）パッキン
３５：塩化ビニル製管体
３６：引き抜き用ワイヤー
６−Ａ：管上
６−Ｂ：管横／左
６−Ｃ：管横／右
６−Ｄ：管下
７０：デプスゲージ
７１：超音波厚み計
【図１】
0005616757.tif 000009
【図２】
0005616757.tif 000010
【図３】
0005616757.tif 000011
【図４】
0005616757.tif 000012
【図５】
0005616757.tif 000013
【図６】
0005616757.tif 000014
【図７】
0005616757.tif 000015
【図８】
0005616757.tif 000016
【図９】
0005616757.tif 000017
【図１０】
0005616757.tif 000018
【図１１】
0005616757.tif 000019
【図１２】
0005616757.tif 000020