(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼材の表面に発生した錆やスケール等の腐食生成物を効率良く除去できるようにする。【解決手段】鋼材の表面に発生する錆やスケール等の腐食生成物を除去する腐食生成物の除去方法又は除去手段であって、上記除去すべき腐食生成物に歪み応力を与えることによって塑性変形させ、該塑性変形によって上記腐食生成物を上記鋼材の地金部表面から効果的に剥離除去するようにした。【効果】錆やスケール等の腐食生成物の主要部分が劣化状態に破砕されて除去されるとともに、底部側の地金部表面に固着している硬度の高い結合部が地金部表面から効果的に剥離されるから、地金部表面には殆ど腐食生成物が残らなくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の表面に発生する腐食生成物を除去する腐食生成物の除去方法であって、上記除去すべき腐食生成物に歪み応力を与えることによって塑性変形させ、該塑性変形によって上記腐食生成物を上記鋼材の地金部表面から効果的に剥離除去するようにしたことを特徴とする鋼材の表面に生じる腐食生成物の除去方法。
【請求項２】
鋼材の表面に発生する腐食生成物を除去する腐食生成物の除去手段であって、上記除去すべき腐食生成物に歪み応力を与えることによって塑性変形させる塑性変形手段を備え、該塑性変形手段により上記除去すべき腐食生成物を塑性変形させることによって、上記腐食生成物を上記鋼材の地金部表面から効果的に剥離除去するようにしたことを特徴とする鋼材の表面に生じる腐食生成物の除去手段。
【請求項３】
塑性変形手段が、除去すべき腐食生成物を膨張又は収縮させる膨張又は収縮手段により構成されていることを特徴とする請求項２記載の鋼材の表面に生じる腐食生成物の除去手段。
【請求項４】
膨張手段が、腐食生成物を加熱する加熱手段により構成され、また収縮手段が腐食生成物を冷却又は乾燥させる冷却又は乾燥手段により構成されていることを特徴とする請求項３記載の鋼材の表面に生じる腐食生成物の除去手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、鋼材の表面に生じる錆やスケール等腐食生成物の除去方法および除去手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼材（鉄鋼材料）および該鋼材を用いた構造物は、強度が高く、耐久性に優れたものとして、土木、建築、プラント、造船、車両などの各種の用途に使用されている。
しかし、鋼材の表面には、外気、水、熱等との接触による腐食が発生し、錆やスケール等の固体の腐食生成物が沈着する。これら腐食生成物のうち、一般に水分を伴う腐食生成物は錆と呼ばれ、高温酸化による腐食生成物はスケールと呼ばれている。
【０００３】
錆は水酸化物を主体とし、塩（大気中ではＣＯ２、ＳＯ2、Ｃｌ等の影響で塩基性の炭酸塩、硫酸塩、塩化物）も含まれている。鋼材の主成分である鉄（Ｆｅ）は常温、大気中において、湿気があると錆を生じやすい。
【０００４】
このため、古くから鋼材（普通鋼）の表面に防銹力の強い防食塗装を施すことが行われている。塗装剤としては、たとえば鉛丹（四酸化鉛）とボイル油を調合したものが良く知られている。また、安価なものとしては、アスファルト、ピッチ、コールタールなども用いられている（非特許文献１の記載を参照）。
一方、近年では、それ自体として防食性の高い耐候性鋼が提供されており、たとえば橋梁、鉄塔などの用途に多く使用されている。耐候性鋼は、酸化皮膜を形成する低炭素低合金鋼中にＣｕ、Ｐ、Ｃｒなどの元素を微量添加したものであり、これら添加されたＣｕ、Ｐ、Ｃｒなどの元素は、溶接しやすく、割れにくいなどの低炭素低合金鋼本来の特性を変えることなく、当該低炭素低合金鋼（地金）の表面に形成される上記酸化皮膜中に濃縮して上記酸化皮膜の酸化状態を安定化させ、大気中での侵食に対する保護皮膜として機能させる。
したがって、耐候性鋼は、Ｃｕ、Ｐ、Ｃｒなどの元素が添加されていない通常の低炭素低合金鋼（この合金鋼は圧延のまま使用される量産鋼であり、以下の説明では単に普通鋼と称する）に比べて防食性能が高くなる（非特許文献２の記載を参照）。
このため、耐候性鋼を橋梁などに使用する場合には、一般に防食塗装を施すことなく施工され、低コスト、かつ環境負荷の小さいものとして、橋梁などの建設鋼材の主流を占めつつある。
【０００５】
ところで、上記耐候性鋼の酸化皮膜が大気中での侵食に対する保護皮膜として機能するとは言っても、基本的に錆層であることには変わりはない。したがって、大気の乾湿状態の繰り返しによって腐食自体は進行し、錆の発生量は増える。鋼材が腐食することは、本来熱力学的に安定な方向に向かうものであり、自然な流れである。
【０００６】
耐候性鋼も、最初はＣｕ、Ｐ、Ｃｒなどの元素が添加されていない普通鋼の場合と同様に腐食が進行する。しかし、Ｃｕ、Ｐ、Ｃｒなどの元素が添加されることにより、酸化状態が安定し、生じる錆層が緻密になり、地金部表面との密着度も高くなることから、大気中の湿度に対する保護皮膜としての機能が向上して、腐食速度を低下させるものである。つまり、錆が生じないわけではなく、錆発生の進行速度を遅くし、錆の発生状態を安定化させるものに過ぎない。
しかし、緻密で保護機能の高い安定した錆層を形成するのには、相当に長い年月がかかるとされており、この錆の発生状態を安定化させる過程では、普通鋼の場合と同様に、大気中に含まれる硫黄酸化物、窒素酸化物などの大気汚染物質や塩分の影響を受ける。特に塩分の影響は大きく、橋梁等の外部構造体の場合、年間を通した平均の飛来塩分量が0.05mddよりも多いのは好ましくないとされている（非特許文献３の記載を参照）。
また、塩分以外にも、温度、湿度、日射量、風速などの環境条件の影響を受ける。なかでも濡れ環境（濡れ時間）の影響が大きいと考えられている。
他方、錆発生の進行速度を遅くし、錆の発生状態を安定化させるには、定性的に、日当たりや風通しが良く、適度な乾湿の繰り返しがある環境が望ましいとされ、そのような環境で、相当に長い年月使用されて初めて、上記緻密で保護機能の高い安定した保護皮膜としての錆層を形成することが可能となる。
【０００７】
このような事情から、上記耐候性鋼の場合にも、そのまま裸で使用するのではなく、予め透気性、透湿性をもった高分子透過膜の下で、ゆっくりと腐食を進行させ、人為的に緻密な錆層を形成させる安定化処理を施すことも行われている。このような安定化処理を施すと、早期に錆層を安定化させることができ、より有効に錆の発生速度を抑制することができるので、さらに耐候性鋼の防食性能を向上させることができる。
【０００８】
以上のように耐候性鋼は、普通鋼に比べると優れた防食性能を有しており、比較的長期の使用に耐え、要求される防食性能、使用環境に応じて、裸使用、安定化処理使用するようにすれば、メンテナンスコスト削減（塗り替え塗装省略）、環境負荷低減（塗装なし）などのメリットを得ることができる。
【０００９】
しかし、上記耐候性鋼も、上述のように腐食しないわけではなく、腐食速度が緩和されているだけであり、完全なメンテナンスフリーというわけではない。    
特に、橋梁等が実際に設置される環境条件は、設置後も変化しないというわけではなく、その後悪化（たとえば漏水、植生、塩分飛来など）することが多く、そうなると、当該悪化した環境条件下での腐食速度を招来することになり、条件が悪いときには、たとえば図３（ａ）に示す層状錆や図４に示すうろこ錆といった異常な錆を発生する可能性がある。
このような層状錆、うろこ錆は、全体として層厚が厚く、地金（地鉄）側沈着部では比較的緻密なものが多い。
また、上記安定化処理を施した耐候性鋼の場合には、たとえば図５の（ａ）に示すような、部分的にこぶ状の凸部を形成する「こぶ錆」を生じる傾向がある。
【００１０】
これらの異常な錆を放置すると、次第に減耗量が大きくなり、減耗量が規定値を超えると、部材の撤去、交換等を必要とするようになり、結局は本来のライフサイクルを短くすることになる。
したがって、そのような事態を避け、耐候性鋼本来のライフサイクルを維持させるためには、適切な時間間隔で、的確に腐食状態を点検し、層状錆やうろこ錆のような異常な錆の発生が確認された場合には、その腐食状況を正確に観察、分析し、腐食原因を的確に把握したうえで、防食塗装や溶射などの適切な延命措置を取ることが必要になる。これは、もちろん、通常の耐候性鋼の場合だけでなく、上記安定化処理を施した耐候性鋼のこぶ錆の場合にも全く同様である。
【００１１】
そして、そのためには、まず当該鋼材の表面に生成している上記異常な錆を取り除き、塗装や溶射を可能とする下地処理を施さなければならない。
【００１２】
このような下地処理の方法として、従来から回転砥石による研削方法やブラスト材によるブラスト方法が知られている（特許文献４の記載を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】岩波  理化学辞典  第３版増補版  第５００頁「さび止め塗料」の記載  株式会社岩波書店  １９８７年２月５日発行
【非特許文献２】最新機械工学シリーズ５  金属材料学  第3版  第116〜117頁「（３）耐候性鋼」の記載  森北出版株式会社  １９８９年５月２４日発行
【非特許文献３】耐候性鋼の橋梁への適用  第５頁「３．飛来塩分量の測定方法」の記載  社団法人  日本鉄鋼連盟  橋梁用鋼材研究会  社団法人  日本橋梁建設協会  ２０１０年６月発行
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−３０７７０１号公報  段落［０００２］〜［０００４］の記載
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、上記のような耐候性鋼の表面に生じる層状錆、うろこ錆、こぶ錆は、全体として層厚が厚く、しかも沈着部では緻密なものが多い。したがって、それらの錆を最初から回転砥石等で研削するのは大変であり、作業効率も悪い。
しかも、炭素合金鋼である耐候性鋼は、硬度が高い。したがって、上記層状錆、うろこ錆、こぶ錆部分の硬度も高く、一般的な回転砥石（アルミナ系、シリコンカーバイド系など）では砥石材の硬度が不十分で、砥石の方が早く摩耗してしまい、錆層を有効に研削することができない。
【００１６】
このため、まず1次処理として、ハンマーケレンを機械化したジェットダガネ、ジェットチゼルなどの動力工具を用いて、錆層の主要部分を機械的に除去し、その後2次処理として、地金部との固着部を回転砥石等で研削する２段階の除去方法が採用されている。
しかし、以上のように耐候性鋼の錆は硬いため、上記ジェットダガネ、ジェットチゼルなどの動力工具でも有効に処理できない場合が多い。また、上記ジェットダガネ、ジェットチゼルなどの動力工具は、錆発生部の面積が広くて厚さが厚いような場合には、却って作業効率が悪い場合もある。
また、2次処理についても、固着部の硬度は錆上層部分よりも高いために、上記回転砥石では必ずしも有効に研削することができず、防食塗装に必要な適切な地金面を露出させることができない。
このような事情から、ブラスト法も推奨されている。しかし、ブラスト法は、ジェットダガネ、ジェットチゼルなどの動力工具に比べて装置が大がかりで、騒音が大きく、作業時に粉塵を撒き散らす欠点がある。また、ブラスト法を採用する場合にも、最初からブラストのみで処理しても有効に錆を除去することができず、効率が悪い。
したがって、仮にブラスト法を採用するとしても、まず1次処理として、ハンマーケレン法（人がハンマーで叩くことにより除去する方法）を採用し、できる限り多くの錆を叩き落としておいて、その後、ブラストすることになる。
しかし、上記ハンマーケレン法の場合、それ自体人為的な手法であり、橋梁等の大きな構造物に対する錆の除去方法、下地処理方法としては、決して容易、かつ適切な方法とは言えず、この作業で確実に、かつ効率良く「うろこ錆」や「層状錆」、「こぶ錆」を除去し、必要な防食塗装面を露出させるのは難しい。    
したがって、どうしても以上のような従来の方法とは別の、より適切で、しかも効率の良い錆の除去方法、除去手段が求められている。
【００１７】
この鋼材表面に生じる錆除去の課題は、もちろん上述のような耐候性鋼に限られるものではなく、普通鋼、防食塗装を施した普通鋼、同耐候性鋼など、錆が発生する全ての鋼材に共通する問題である。また、錆等水分を伴う腐食生成物のみに限らず、スケール等の高温酸化による腐食生成物にも共通するものである。
【００１８】
この出願の発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、除去すべき腐食生成物部分のみを何らかの手段で塑性変形させ、同塑性変形時に生じる機械的な破壊力により、腐食生成物の全体を鋼材の地金面側から効果的に剥離させることによって、効率良く除去できるようにした鋼材の表面に生じる腐食生成物の除去方法および除去手段を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この出願の発明では、上記の課題を解決するために、次のような有効な課題解決手段を備えて構成されている。
（１）請求項１の発明の課題解決手段
この発明の課題解決手段は、鋼材の表面に発生する腐食生成物を除去する腐食生成物の除去方法であって、上記除去すべき腐食生成物に歪み応力を与えることによって塑性変形させ、該塑性変形によって上記腐食生成物を上記鋼材の地金部表面から効果的に剥離除去するようにしたことを特徴としている。
このように、除去すべき錆やスケール等の腐食生成物に所定レベル以上の歪み応力を与えて、同腐食生成物自体を塑性変形させると、地金部との固着によって機械的に拘束されている腐食生成物の組織自体が破砕されるとともに、塑性変形しない地金部表面との間に生じる剪断応力によって、地金部表面に固着している腐食生成物底部の結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離されるようになる。
【００２０】
この結果、この発明の課題解決手段によると、錆やスケール等の腐食生成物の主要部分が劣化状態に破砕されて除去されるとともに、底部側の地金部表面に固着している硬度の高い結合部が地金部表面から効果的に剥離されるから、地金部表面には殆ど腐食生成物が残らなくなる。
【００２１】
したがって、この発明の課題解決手段の場合、スケールはもちろん、層状錆やうろこ錆などの硬度が高く、層厚の厚い錆層の場合にも、ほぼ問題なく、確実に除去することができる。そのため、以後の下地処理もきわめて簡単になる。
【００２２】
しかも、基本的な除去メカニズムは、腐食生成物自身の機械的な内部歪み現象を利用したものであるから、動力工具や特別な人為的作業を必要とせず、それ自体、簡単、かつ能率的な作業で足りる。
（２）請求項２の発明の課題解決手段
この発明の課題解決手段は、鋼材の表面に発生する腐食生成物を除去する腐食生成物の除去手段であって、上記除去すべき腐食生成物に歪み応力を与えることによって塑性変形させる塑性変形手段を備え、該塑性変形手段により上記除去すべき腐食生成物を塑性変形させることによって、上記腐食生成物を上記鋼材の地金部表面から効果的に剥離除去するようにしたことを特徴としている。
このように、除去すべき錆やスケール等の腐食生成物に所定レベル以上の歪み応力を与えて塑性変形させる塑性変形手段を用い、上記除去すべき錆やスケール等の腐食生成物を塑性変形させると、地金部との固着によって機械的に拘束されている腐食生成物の組織自体が歪み応力によって破壊されるとともに、塑性変形しない地金部表面との間に生じる剪断応力によって、地金部表面に固着している腐食生成物底部の結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離されるようになる。
【００２３】
この結果、この発明の課題解決手段によると、錆やスケール等の腐食生成物の主要部分が劣化状態に破砕されて除去されるとともに、底部側の地金部表面に固着している硬度の高い結合部が地金部表面から効果的に剥離されるから、地金部表面には殆ど腐食生成物が残らなくなる。
【００２４】
したがって、この発明の課題解決手段の場合、スケールはもちろん、層状錆やうろこ錆などの硬度が高く、層厚の厚い錆層の場合にも、ほぼ問題なく、確実に除去することができる。そのため、以後の下地処理もきわめて簡単になる。
【００２５】
しかも、基本的な除去メカニズムは、腐食生成物自身の機械的な内部歪み現象を利用したものであるから、動力工具や特別な人為的作業を必要とせず、それ自体、簡単、かつ能率的な作業で足りる。
（３）請求項３の発明の課題解決手段
この発明の課題解決手段は、上記請求項２の発明の課題解決手段において、塑性変形手段が、除去すべき腐食生成物を膨張又は収縮させる膨張又は収縮手段により構成されていることを特徴としている。
このように、除去すべき腐食生成物に歪み応力を与えて塑性変形させる塑性変形手段を、上記除去すべき腐食生成物を膨張又は収縮させる膨張又は収縮手段によって構成し、それによって上記除去すべき腐食生成物を膨張又は収縮させるようにすると、上記腐食生成物部分の膨張又は収縮によって上記腐食生成物部分に有効な歪み応力が発生し、上記腐食生成物部分の全体が弾性限度を超えて塑性変形し、その組織自体が破砕される。
しかも、この時、除去すべき腐食生成物側は膨張又は収縮されて塑性変形するが、他方地金部側は膨張又は収縮しないから、上記除去すべき腐食生成物の底面と地金部表面との界面部部分には地金部表面との固着力を破る所定の剪断応力が作用する。    
その結果、同剪断応力によって、上記除去すべき腐食生成物の底面側地金部表面との結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
そして、それらの作用によって、上述のような効果的な腐食生成物の除去作用が実現される。
（４）請求項４の発明の課題解決手段
この発明の課題解決手段では、上記請求項３の発明の課題解決手段において、膨張手段が腐食生成物を加熱する加熱手段により構成され、また腐食生成物を収縮させる収縮手段が腐食生成物を冷却又は乾燥させる冷却又は乾燥手段により構成されていることを特徴としている。
【００２６】
鋼材の表面に発生した腐食生成物は、地金部（地鉄部）に比べて全体の体積が小さく、組織が緻密であるとは言っても、地金部に比べるとはるかに疎であり、含水率が高い。したがって、加熱手段により加熱すると、容易に温熱を吸収して温度が上がり、その体積が全体に亘って膨張する。
そして、同膨張に伴って有効な歪み応力が発生し、上記腐食生成物の全体が弾性限度を超えて塑性変形し、その組織自体が破砕される。
他方、地金部の方は、上記腐食生成物に比べてはるかに体積も大きく、組織も遥かに密であり、含水率は０％に近い。したがって、上記のように腐食生成物を加熱手段で加熱したときに、その温熱が腐食生成物を介して伝導されたとしても膨張率は小さく、弾性限度を超えるような塑性変形は生じない。
したがって、上記除去すべき腐食生成物の底面と地金部表面との界面部部分には地金部表面との固着力を破る所定の剪断応力（剪断歪み）が生じる。    
その結果、同剪断応力によって、上記除去すべき腐食生成物の底面側地金部表面との結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
そして、それらの作用によって、上述のような効果的な腐食生成物の除去作用が実現される。
また、上記のように、鋼材の表面に発生した腐食生成物は、地金部に比べて全体の体積が小さく、また組織が緻密であるとは言っても、地金部に比べるとはるかに疎であり、含水率が高い。したがって、冷却手段により冷却すると、容易に冷熱を吸収して温度が下がり、その体積が全体に亘って収縮する。
そして、同収縮に伴って有効な歪み応力が発生し、上記腐食生成物部分の略全体が弾性限度を超えて塑性変形し、その組織自体が破砕される。
他方、地金部の方は、上記腐食生成物に比べてはるかに体積も大きく、組織も遥かに密であり、含水率は０％に近い。したがって、上記のように腐食生成物を冷却手段で冷却したときに、その冷熱が腐食生成物を介して伝導されたとしても収縮率は小さく、弾性限度を超えるような塑性変形は生じない。
したがって、上記除去すべき腐食生成物の底面と地金部表面との界面部部分には地金部表面との固着力を破る所定の剪断応力（剪断歪み）が生じる。    
その結果、同剪断応力によって、上記除去すべき腐食生成物の底面側地金部表面との結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
そして、それらの作用によって、上述のような効果的な腐食生成物の除去作用が実現される。
また、上記のように、鋼材の表面に発生した腐食生成物は、地金部に比べて全体の体積が小さく、また組織が緻密であるとは言っても、地金部に比べるとはるかに疎であり、含水率が高い。したがって、乾燥手段により乾燥させると、容易に水分（結晶水を含む水分）を揮散して、その体積が全体に亘って収縮する。
そして、同収縮に伴って有効な歪み応力が発生し、上記腐食生成物の略全体が弾性限度を超えて塑性変形し、その組織自体が破砕される。
他方、地金部の方は、上記腐食生成物に比べてはるかに体積も大きく、組織も遥かに密であり、含水率は０％に近い。したがって、上記のように腐食生成物を乾燥手段で乾燥したとしても収縮せず、塑性変形は生じない。
したがって、上記除去すべき腐食生成物の底面と地金部表面との界面部部分には地金部表面との固着力を破る所定の剪断応力（剪断歪み）が生じる。    
その結果、同剪断応力によって、上記除去すべき腐食生成物の底面側地金部表面との結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
そして、それらの作用によって、上述のような効果的な腐食生成物の除去作用が実現される。
なお、この乾燥手段には、加熱手段も含まれ、同加熱手段を上述した錆の膨張を招くようにではなく、錆中の結晶水を脱水させて、新たな組成の錆に変化させ、その体積を小さくさせるような構成も、上記収縮手段の一つとして考えられる。
【発明の効果】
【００２７】
以上の結果、この出願の発明によると、厚さが厚い異常な錆層やスケールの場合にも、容易に除去することが可能となり、しかも、それらが地金との界面部分からフラットに剥離されるので、剥離後の下地処理が著しく容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、耐候性鋼を使用した橋梁の維持管理を行う維持管理内容を示すフローチャートである。
【図２】図２は、この出願の発明を実施するための実施の形態１の構成における錆の除去方法を示すフローチャートである。
【図３】図３の（ａ）は、除去が必要な「層状錆」の一例を示す外観写真であり、図3の（ｂ）は、同「層状錆」を図2の方法で除去した後の地金部表面の外観写真である。
【図４】図４は、除去が必要な「うろこ錆」の一例を示す外観写真である。
【図５】図５の（ａ）は、除去が必要な「こぶ錆」の一例を示す外観写真であり、図５の（ｂ）は、同「こぶ錆」を図２の方法で除去した後の地金部表面の外観写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、この出願の発明に係る鋼材の表面に生じる腐食生成物の除去方法および除去手段を実施するための幾つかの具体的な実施の形態について、その構成と作用について説明する。
【００３０】
＜実施の形態１＞
まず、実施の形態１は、この出願の発明に係る鋼材の表面に生じる腐食生成物の除去方法および除去手段についての基本的な構成を示すものである。
すでに述べたように、鋼材の表面には、外気、水、熱等との接触による腐食が発生し、錆やスケール等の固体の腐食生成物が沈着する。この現象は、普通鋼の場合だけでなく、低炭素低合金鋼中にＣｕ、Ｐ、Ｃｒなどの元素を微量添加した耐候性鋼や同耐候性鋼の酸化状態を安定化させた安定化処理耐候性鋼の場合にも同様である。
特に、耐候性鋼が無塗装で使われる橋梁（鋼橋）などの場合、設置時の環境条件が設置後も変化しないというわけではなく、その後悪化（たとえば漏水、植生、塩分飛来など）することが多く、そうなると、当該悪化した環境条件下での腐食速度を招来することになり、条件が悪いときには、すでに述べた図３の（ａ）に示す「層状錆」や図４に示す「うろこ錆」といった、厚さが厚く、組織も緻密な異常な錆を発生する可能性がある。また、上記安定化処理を施した耐候性鋼の場合には、図５の（ａ）に示す「こぶ錆」を生じる傾向がある。
【００３１】
これらの錆を放置すると、次第に減耗量が大きくなり、減耗量が規定値を超えると、部材の撤去、交換等を必要とするようになり、結局は本来のライフサイクルを短くすることになる。
したがって、そのような事態を避け、耐候性鋼本来のライフサイクルを適切に維持させるためには、適切な時間間隔で、的確に腐食状態を点検し、層状錆やうろこ錆、こぶ錆のような異常な錆の発生を早めに確認することが必要であり、そのような錆が確認された場合には、その腐食状況を正確に観察、分析し、腐食原因を的確に把握したうえで、防食塗装や溶射などの適切な延命措置を取ることが必要になる。
図１のフローチャートは、このような耐候性鋼の維持管理過程並びに該維持管理過程において実施される腐食生成物の除去工程を、たとえば橋梁（鋼橋）の場合を例にとって示している。
先ず新たな橋梁の架設に際して、当該架橋地点における各種の環境条件の調査、測定を行い、それに対応して耐候性鋼橋梁の適用性評価を行う。そして、それに基づいて、適用可能と判定されると、使用する耐候性鋼材の種類や性能、細部構造を決めて、予め当該橋梁の維持管理計画を作成する（ステップＳ１）。この維持管理計画では、当該橋梁のモニターポイント（複数）を設定するとともに、モニター方法を決め、その上で、橋梁を架設する（ステップＳ２）。
その後、予め決められた架設経過期間（例えば２年）が経過した場合には、まず初期点検を行う（ステップＳ３）。この初期点検では、初期不具合をチェックし、不具合があれば是正する。特に環境不適合な状態が見いだされた場合には、個別に対応して修正する。
つづいて、たとえば架設後１０年程度が経過すると、以後を含めて１０年ごとに定期点検を行う（ステップＳ４）。この定期点検では、漏水等による異常腐食の有無をチェックし、異常腐食がある場合には不具合を是正する。また、錆の発生状況を外観評価し、設計供用期間中の板厚減少量（減耗量）を予測する。
つぎに、当該定期点検結果に基づいて、錆発生状況の健全性を評価する（ステップＳ５）。その結果、問題がなければ、以後１０年ごとに定期点検を繰り返す。
そして、その結果、問題あり（要観察）と評価されると、改めて詳細な調査を行う（ステップＳ６）。この詳細調査では、例えば板厚、イオン透過抵抗、付着塩分量が測定されるとともに、生じている錆の組成が分析される。
その結果、延命措置までは必要ではないが、再び要観察と評価された場合には、現在の維持管理計画を見直し、定期点検期間、定期点検項目を見直すなどの対応をとる（ステップＳ１０）。
他方、腐食状態が激しく、錆層を除去して、防食塗装を施す必要があるなど、延命措置が必要であると評価された場合には、まず当該鋼材の表面に生成している上記異常な錆を取り除き（ステップＳ７）、該錆が取り除かれた地金部（地鉄部）の表面に必要な防食塗装を施し（ステップＳ８）、改めて維持管理計画を見直す（ステップＳ９）。
これにより、異常な錆の発生状況（有無）、腐食速度、環境変化（アクシデント）などを早期に発見して、適切な対策をとることができるようになり、耐候性鋼特有の防食性能を生かしたライフサイクルコストの低減を図ることができる。
ところで、このような維持管理の中で重要となるのが、上記異常錆の除去（ステップＳ７）であるが、すでに述べたように耐候性鋼の表面に生じる層状錆（図３の（ａ））、うろこ錆（図４）、こぶ錆（図５の（ａ））は、層厚が厚く、緻密なものが殆どである。したがって、それらの錆を最初から回転砥石やブラスト装置で研削するのは困難であり、作業効率も悪い。しかも、炭素合金鋼である耐候性鋼は、硬度が高い。したがって、上記層状錆、うろこ錆、こぶ錆部分の硬度も高く、一般的な回転砥石（アルミナ系、シリコンカーバイド系など）では砥石材の硬度が不十分で、砥石の方が早く摩耗してしまい、錆層を有効に研削することができない。また、最初からブラスト装置を用いてブラストしても、有効な除去はできない。
【００３２】
このため、すでに述べたように、まずジェットダガネ、ジェットチゼル、ハンマーケレン等により、錆層の主要部分を機械的に除去し、その後地金部との固着部を回転砥石やブラスト装置等で研削する２段階の除去方法が採用されて来た。しかし、ジェットダガネ、ジェットチゼル、ハンマーケレン等による錆の除去にも種々の問題があり、また固着部の硬度は錆部分よりも高いために、上記回転砥石やブラスト装置では必ずしも有効に研削することができず、防食塗装に必要な適切な地金面を露出させることができなかった。
そこで、この発明の実施の形態では、そのような厚さが厚くて、組織密度が高く、硬度が高い錆層を効果的に除去する方法および手段として、たとえば図２に示すように、上記層状錆、うろこ錆、こぶ錆等の除去すべき錆層に対して、所定の手段で所定値以上の歪み応力を与え（ステップＳ１）、当該除去すべき錆層の組成により決まる弾性限度を超えた歪み応力によって当該除去すべき錆層を塑性変形させ（ステップＳ２）、それによって当該錆層の本体組織部分を崩壊させる（ステップＳ３）とともに、当該錆層底部の地金部表面との固着部を、同塑性変形時に当該錆層の底面と地金部表面との間に作用する剪断応力（剪断歪み）により効果的に剥離する除去方法および除去手段を実現した。
このように、除去すべき錆層に所定の大きさの歪み応力を与えると、与えられる歪み応力の大きさが当該錆層の弾性限度を超えた段階で当該錆層に塑性変形が発生する。そして、同弾性限度を超えた塑性変形が発生すると、地金部との固着によって機械的に拘束されている腐食生成物の組織自体が歪み応力、塑性変形応力によって効果的に破砕されるとともに、塑性変形しない地金部表面と錆層底面との間に生じる剪断応力（剪断歪み）によって、地金部表面に固着している錆層底部の結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
【００３３】
この結果、この実施の形態の錆の除去方法によると、錆やスケール等の腐食生成物の上部側本体部分が劣化状態に破砕されて除去されるとともに、底部側の地金部表面（地鉄部表面）に固着している硬度の高い結合部（沈着部）が地金部表面から確実に剥離されるから、地金部表面には殆ど腐食生成物が残らなくなる。
【００３４】
したがって、このような除去方法および除去手段の場合、たとえば図３の（ａ）に示す「層状錆」や図４に示す「うろこ錆」、図５の（ａ）に示す「こぶ錆」が、それぞれ全体に亘って確実に除去され、防食塗装の可能な地金部（地鉄部）が露出するようになる。
【００３５】
ここで、図５の（ａ）に示す「こぶ錆」の場合、耐候性鋼が本来の硬度の高さに加え、安定化処理を施されていることもあって、錆層本体部分自体の組織密度が高いために、層状錆やうろこ錆の場合と違って錆層本体部分の組織が崩壊しにくいためか、例えば図５の（ｂ）に示すように、底部側地金部との固着面部分で剥離し、弾けるような形で錆層全体が除去された。
【００３６】
なお、図4の「うろこ錆」については、特に除去実験を行わなかったが、上記のように「層状錆」や「うろこ錆」が有効に除去されることから推測して、ほぼ同等に除去されるものと考えられる。
すなわち、以上のような錆の除去方法および除去手段の場合、層厚が厚く、組織密度が高く、硬度の高い錆層の場合にも、ほぼ問題なく、確実に除去することができる。そのため、以後の例えばブラストや砥石による地金部表面の研削処理（2次処理）もきわめて簡単になる。
【００３７】
しかも、同方法および手段の場合、錆層除去のための基本的な除去メカニズムは、腐食生成物自身の内部歪みによる塑性変形を利用したものであるから、動力工具や特別な人為的作業を必要とせず、それ自体、簡単、かつ能率的な作業で足りる。
＜実施の形態２＞
この実施の形態２のものは、上記除去すべき錆層に所定の大きさの歪み応力を与えて、上記除去すべき錆層を塑性変形させる塑性変形手段を、具体的に上記除去すべき腐食生成物を膨張又は収縮させる膨張又は収縮手段により構成した鋼材の表面に生じる腐食生成物の除去手段についてのものである。
除去すべき錆層に歪み応力を与えて塑性変形させる塑性変形手段には、種々のものを採用することができる。
なかでも、このように同塑性変形手段を、上記除去すべき錆層を膨張又は収縮させる膨張又は収縮手段によって構成し、それによって上記除去すべき錆層を膨張又は収縮させるようにすると、上記錆層部分の膨張又は収縮によって上記錆層部分に有効な歪み応力を与えることができ、同歪み応力によって上記錆層部分を塑性変形させ、その組織自体を効果的に崩壊させることができる。
しかも、この時、上記除去すべき錆層側は膨張又は収縮されて塑性変形するが、他方地金部側は膨張又は収縮しないから、上記除去すべき錆層の底面と地金部表面との界面部部分には地金部表面との固着力を破る所定の剪断応力が作用する。    
その結果、同剪断応力によって、上記除去すべき錆層の底面側地金部表面との結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
そして、それらの作用によって、上述のような効果的な錆層の除去作用が実現される。
【００３８】
そして、この場合、上記錆層を膨張させる膨張手段は、たとえば上記錆層を加熱する加熱手段により構成し、また上記錆層を収縮させる収縮手段は、たとえば上記錆層を冷却させる冷却手段か、又は上記錆層を乾燥させる乾燥手段により構成する。
【００３９】
鋼材の表面に発生した錆層は、地金部に比べて全体の体積が小さく、また組織が緻密であるとは言っても、地金部に比べるとはるかに疎であり、しかも含水率が高い。したがって、加熱手段により加熱すると、容易に温熱を吸収して温度が上がり、その体積が全体に亘って膨張する。
その結果、同膨張に伴って有効な歪み応力が発生し、上記錆層部分の全体が弾性限度を超えて塑性変形し、その組織自体が崩壊される。
他方、地金部の方は、上記錆層部分に比べてはるかに体積も大きく、組織も遥かに密であり、含水率は０％に近い。したがって、上記のように錆層を加熱手段で加熱したときに、その熱が錆層を介して伝導されたとしても膨張率は小さく、弾性限度を超えるような塑性変形は生じない。
したがって、上記除去すべき錆層の底面と地金部表面との界面部部分には地金部表面との固着力を破る所定の剪断応力が作用する。    
その結果、同剪断応力によって、上記除去すべき錆層の底面側地金部表面との結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
そして、それらの作用によって、上述のような効果的な錆層の除去作用が実現される。
また、上記除去すべき錆層は、たとえば冷却手段により冷却すると、容易に冷熱を吸収して温度が下がり、その体積が全体に亘って収縮する。そして、同収縮に伴って有効な歪み応力が発生し、上記除去すべき錆層部分の全体が弾性限度を超えて塑性変形し、その組織自体が崩壊される。
他方、地金部の方は、上記除去すべき錆層に比べてはるかに体積も大きく、組織も遥かに密であり、含水率は０％に近い。したがって、上記のように除去すべき錆層部分を冷却手段で冷却したときに、その冷熱が同錆層を介して伝導されたとしても殆ど収縮せず、塑性変形は生じない。
したがって、上記除去すべき錆層の底面と地金部表面との界面部部分には地金部表面との固着力を破る所定の剪断応力（剪断歪み）が生じる。    
その結果、同剪断応力によって、上記除去すべき錆層の底面側地金部表面との結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
そして、それらの作用によって、上述のような効果的な錆層の除去作用が実現される。
また、上記除去すべき錆層は、たとえば乾燥手段により乾燥させると、容易に水分を揮散して、その体積が全体に亘って収縮する。
そして、同収縮に伴って有効な歪み応力が発生し、上記除去すべき錆層の全体が弾性限度を超えて塑性変形し、その組織自体が崩壊される。
他方、地金部の方は、上記除去すべき錆層に比べてはるかに体積も大きく、組織も遥かに密であり、含水率は０％に近い。したがって、上記のように除去すべき錆層を乾燥手段で乾燥したとしても、その体積は変わらず、塑性変形は生じない。
したがって、上記除去すべき錆層の底面と地金部表面との界面部部分には地金部表面との固着力を破る所定の剪断応力（剪断歪み）が生じる。    
その結果、同剪断応力によって、上記除去すべき錆層の底面側地金部表面との結合部が相互の界面部を基準面として効果的に剥離される。
そして、それらの作用によって、上述のような効果的な錆層の除去作用が実現される。
なお、この場合の乾燥手段には、加熱手段も含まれ、同加熱手段を上述した錆の膨張を招くようにではなく、錆中の結晶水を脱水させて、新たな組成の錆に変化させ、その体積を小さくさせるような構成も、上記収縮手段の一つとして考えられる。
【００４０】
以上の実施の形態の場合、厚さが厚い異常な錆層やスケールの場合にも、きわめて容易に除去することが可能となり、しかも、その全体が地金との界面部分からフラットに剥離されるので、剥離後のブラスト等の2次処理が容易になる。
【００４１】
なお、これら歪み応力の付与による各種塑性変形手段は、それぞれに特徴があり、上記生じている錆の種類に応じて、最適な手段を選択して適用されることはもちろんである。
【００４２】
また、以上の鋼材表面に生じる錆等腐食生成物除去の課題は、決して上述のような耐候性鋼の場合のみに限られるものではなく、普通鋼、防食塗装を施した普通鋼、耐候性鋼、安定化処理を施した耐候性鋼、ニッケル系高耐候性鋼など、錆が発生する全ての鋼材に共通する問題である。また、錆等水分を伴う腐食生成物のみに限らず、スケール等の高温酸化による腐食生成物にも共通するものである。
したがって、以上の各実施の形態に係る除去方法、除去手段は、それらの何れにおける錆等腐食生成物の除去にも適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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