(57)【要約】【課題】  地中に埋設された管体の腐食量を予測するに際し、その予測を行うごとに管体の腐食深さについての情報を得ることを要しないようにする。【解決手段】  土中に埋設された鋳鉄管の腐食深さを、η＝ｋｔα［η：腐食深さ、ｔ：埋設期間、ｋ，α：定数］で表し、定数ｋを、ｋ＝ｅｘｐ（β０＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６）［β０：定数、Ｃ１〜Ｃ６：土質、地盤の種類、土壌の比抵抗、土壌のｐＨ、土壌の酸化還元電位、土壌における硫化物の検出の有無にもとづく係数］で表し、多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析結果とから、多数の調査サンプルを作成して、定数β０と係数Ｃ１〜Ｃ６とをあらかじめ決定しておいて、特定の地域に埋設されている管の腐食深さを、その管が埋設されている土壌についての情報と、その管の埋設期間とにもとづいて予測する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
土中に埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
η＝ｋｔα
（η：腐食深さ［ｍｍ］、ｔ：埋設期間［年］、ｋ，α：定数）
で表し、定数ｋを、
ｋ＝ｅｘｐ（β０＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６）
（β０：定数、Ｃ１：土質にもとづく係数、Ｃ２：地盤の種類にもとづく係数、Ｃ３：土壌の比抵抗にもとづく係数、Ｃ４：土壌のｐＨにもとづく係数、Ｃ５：土壌の酸化還元電位にもとづく係数、Ｃ６：土壌における硫化物の検出の有無にもとづく係数）
で表し、
多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析とを行って、多数の調査サンプルを作成することで、前記定数β０と係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６とをあらかじめ決定しておいて、
特定の地域に埋設されている管の腐食深さを、その管が埋設されている土壌についての、前記土質、地盤の種類、土壌の比抵抗、土壌のｐＨ、土壌の酸化還元電位、土壌における硫化物の検出の有無に関する情報と、その管の埋設期間とにもとづいて予測することを特徴とする埋設管の腐食予測方法。
【請求項２】
係数Ｃ１は土質が粘土である場合と泥炭である場合と海成粘土である場合と海成層および泥炭である場合とガラ混じりである場合とで異なった値とし、係数Ｃ２は地盤が埋立地である場合と造成地である場合とで異なった値とし、係数Ｃ３は土壌の比抵抗の大小に対応して異なった値とし、係数Ｃ４は土壌のｐＨの大小に対応して異なった値とし、係数Ｃ５は土壌の酸化還元電位が一定値以上の場合にのみ所定の値とし、係数Ｃ６は硫化物が検出されたときにのみ所定の値とすることを特徴とする請求項１記載の埋設管の腐食予測方法。
【請求項３】
η＝ｅｘｐ（−０．９３０＋０．０６１σ１１＋０．１０４σ１２＋０．２５１σ１３＋０．４８９σ１４＋０．６９５σ１５＋０．０５０σ２１＋０．５４９σ２２＋０．１９９σ３１＋０．３４９σ３２＋０．５３２σ３３＋０．６６８σ３４＋０．０５５σ４１＋０．１４５σ４２＋０．３００σ５１＋０．１２６σ６１）×ｔ０．３７４
ただし、σ１１＝１（土質が粘土である場合）
＝０（その他の場合）
σ１２＝１（土質が泥炭である場合）
＝０（その他の場合）
σ１３＝１（土質が海成粘土である場合）
＝０（その他の場合）
σ１４＝１（土質が海成層および泥炭である場合）
＝０（その他の場合）
σ１５＝１（土質がガラ混じりである場合）
＝０（その他の場合）
σ２１＝１（地盤が埋立地である場合）
＝０（その他の場合）
σ２２＝１（地盤が造成地である場合）
＝０（その他の場合）
σ３１＝１（土壌の比抵抗ρ［Ω・ｃｍ］が、１５００＜ρ≦３０００である場合）
＝０（その他の場合）
σ３２＝１（土壌の比抵抗ρ［Ω・ｃｍ］が、１０００＜ρ≦１５００である場合）
＝０（その他の場合）
σ３３＝１（土壌の比抵抗ρ［Ω・ｃｍ］が、５００＜ρ≦１０００である場合）
＝０（その他の場合）
σ３４＝１（土壌の比抵抗ρ［Ω・ｃｍ］が、ρ≦５００である場合）
＝０（その他の場合）
σ４１＝１（土壌のｐＨが、ｐＨ≦７．５である場合）
＝０（その他の場合）
σ４２＝１（土壌のｐＨが、ｐＨ＞８．５である場合）
＝０（その他の場合）
σ５１＝１（土壌の酸化還元電位Ｅｈ［ｍＶ］が、Ｅｈ≦１００である場合）
＝０（その他の場合）
σ６１＝１（硫化物が検出された場合）
＝０（硫化物が検出されなかった場合）
とすることを特徴とする請求項１または２記載の埋設管の腐食予測方法。
【請求項４】
土中に埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
η＝ｋｔα
（η：腐食深さ［ｍｍ］、ｔ：埋設期間［年］、ｋ，α：定数）
で表し、定数ｋを、
ｋ＝ｅｘｐ（β０＋Ｃ１＋Ｃ２）
（β０：定数、Ｃ１：土質にもとづく係数、Ｃ２：地盤の種類にもとづく係数）
で表し、
多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析とを行って、多数の調査サンプルを作成することで、前記定数β０と係数Ｃ１、Ｃ２とをあらかじめ決定しておいて、
特定の地域に埋設されている管の腐食深さを、その管が埋設されている土壌についての、前記土質、地盤の種類に関する情報と、その管の埋設期間とにもとづいて予測することを特徴とする埋設管の腐食予測方法。
【請求項５】
係数Ｃ１は土質が粘土である場合と泥炭である場合と海成粘土である場合と海成層および泥炭である場合とガラ混じりである場合とで異なった値とし、係数Ｃ２は地盤が埋立地である場合と造成地である場合とで異なった値とすることを特徴とする請求項４記載の埋設管の腐食予測方法。
【請求項６】
η＝ｅｘｐ（−０．３７４＋０．２９５σ１１＋０．４９４σ１２＋０．６５６σ１３＋１．０６８σ１４＋１．２３２σ１５＋０．１４５σ２１＋０．５６９σ２２）×ｔ０．２６９
ただし、σ１１＝１（土質が粘土である場合）
＝０（その他の場合）
σ１２＝１（土質が泥炭である場合）
＝０（その他の場合）
σ１３＝１（土質が海成粘土である場合）
＝０（その他の場合）
σ１４＝１（土質が海成層および泥炭である場合）
＝０（その他の場合）
σ１５＝１（土質がガラ混じりである場合）
＝０（その他の場合）
σ２１＝１（地盤が埋立地である場合）
＝０（その他の場合）
σ２２＝１（地盤が造成地である場合）
＝０（その他の場合）
とすることを特徴とする請求項４または５記載の埋設管の腐食予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土中に埋設された埋設管の腐食予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土中に埋設された鋳鉄管は、その外面が土壌によって腐食を受ける可能性がある。このため、その土壌の腐食性にもとづく管の腐食を定量的に予測することができれば、管の腐食を予測できることになる。
【０００３】
従来、土中に埋設された鋳鉄管の外面の腐食を予測する際には、土壌の種類や地下水の性質などの埋設環境因子を指標にしたり、土壌の分析結果にもとづきアメリカのＡＮＳＩ規格やドイツのＤＩＮ規格に示される方法でその土壌の腐食性を定性的に評価したりすることが行われている。しかし、このような定性的な評価だけでは、埋設管の腐食量を定量的に予測することができない。
【０００４】
このため従来、たとえば特許文献１においては、土中に埋設された鋳鉄管の外面腐食の程度を示す孔食深さＰの成長速度を時間ｔのべき乗関数にしたがって、
Ｐ＝ｋｔｎ
で表わし、ｋを埋設地の環境因子に依存すると仮定して属性変数による重回帰分析により定量化し、次にｎを腐食深さの実測値と環境因子による予測値との差への線形モデルの回帰係数として求めるようにした、埋設管の腐食予測方法が提案されている。
【０００５】
これによれば、ｋとｔとｎとを求めることによって、鋳鉄管の外面の孔食深さＰを定量的に求めることができる。
【特許文献１】特開平１−２５０８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の方法では、上述のように、腐食深さの実測値と、環境因子すなわち埋設環境としての管の周囲の土壌についての情報とを収集する必要がある。そのためには、土砂を掘削して土中の管体を露出させたうえで、その腐食情報と、土壌すなわち埋設環境の情報とを収集する必要があり、その情報収集にはコストと時間を要するという課題がある。
【０００７】
そこで本発明は、地中に埋設された管体の腐食量を予測するに際し、その予測を行うごとに管体の腐食深さについての情報を得ることを要しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため本発明は、土中に埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
η＝ｋｔα
（η：腐食深さ［ｍｍ］、ｔ：埋設期間［年］、ｋ，α：定数）
で表し、定数ｋを、
ｋ＝ｅｘｐ（β０＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６）
（β０：定数、Ｃ１：土質にもとづく係数、Ｃ２：地盤の種類にもとづく係数、Ｃ３：土壌の比抵抗にもとづく係数、Ｃ４：土壌のｐＨにもとづく係数、Ｃ５：土壌の酸化還元電位にもとづく係数、Ｃ６：土壌における硫化物の検出の有無にもとづく係数）
で表し、
多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析とを行って、多数の調査サンプルを作成することで、前記定数β０と係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６とをあらかじめ決定しておいて、
特定の地域に埋設されている管の腐食深さを、その管が埋設されている土壌についての、前記土質、地盤の種類、土壌の比抵抗、土壌のｐＨ、土壌の酸化還元電位、土壌における硫化物の検出の有無に関する情報と、その管の埋設期間とにもとづいて予測するものである。
【０００９】
したがって本発明によれば、多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析とを行って、多数の調査サンプルを作成して、定数β０と係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６とをあらかじめ決定しておくことで、鋳鉄管が埋設されている土壌の分析を行うだけで、その土壌を掘削して鋳鉄管をわざわざ露出させることなしに、その鋳鉄管の腐食深さを容易に低コストで、しかも正確に、予測することができる。すなわち、たとえば全国各地において多数の調査サンプルを作成しておくことで、全国どこでも同様に、鋳鉄管の腐食深さを容易に予測することができる。
【００１０】
また本発明は、土中に埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
η＝ｋｔα
（η：腐食深さ［ｍｍ］、ｔ：埋設期間［年］、ｋ，α：定数）
で表し、定数ｋを、
ｋ＝ｅｘｐ（β０＋Ｃ１＋Ｃ２）
（β０：定数、Ｃ１：土質にもとづく係数、Ｃ２：地盤の種類にもとづく係数）
で表し、
多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析とを行って、多数の調査サンプルを作成することで、前記定数β０と係数Ｃ１、Ｃ２とをあらかじめ決定しておいて、
特定の地域に埋設されている管の腐食深さを、その管が埋設されている土壌についての、前記土質、地盤の種類に関する情報と、その管の埋設期間とにもとづいて予測するものである。
【００１１】
このようにすると、管を埋設した土壌の土質と地盤の種類とのみによって、ある程度の精度で簡単に鋳鉄管の腐食深さを予測することができ、しかもこれら土壌の土質と地盤の種類とは実際に土壌を分析しなくても知ることができるものであるため、鋳鉄管を露出させる必要がないうえに、土壌分析をも必要とせずに、迅速かつ容易にしかも低コストで鋳鉄管の腐食深さを予測することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、鋳鉄管が埋設されている土壌を掘削して鋳鉄管をわざわざ露出させることなしに、その鋳鉄管の腐食深さを容易に低コストで予測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、本発明にもとづき鋳鉄管の腐食深さを精度良く予測する方法について説明する。
すなわち、上述のように、土中に埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
η＝ｋｔα
（η：腐食深さ［ｍｍ］、ｔ：埋設期間［年］、ｋ，α：定数）
で表し、定数ｋを、
ｋ＝ｅｘｐ（β０＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６）
（β０：定数、Ｃ１：土質にもとづく係数、Ｃ２：地盤の種類にもとづく係数、Ｃ３：土壌の比抵抗にもとづく係数、Ｃ４：土壌のｐＨにもとづく係数、Ｃ５：土壌の酸化還元電位にもとづく係数、Ｃ６：土壌における硫化物の検出の有無にもとづく係数）
で表し、
多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析とを行って、多数の調査サンプルを作成することで、前記定数β０と係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６とをあらかじめ決定しておいて、
特定の地域に埋設されている管の腐食深さを、その管が埋設されている土壌についての、前記土質、地盤の種類、土壌の比抵抗、土壌のｐＨ、土壌の酸化還元電位、土壌における硫化物の検出の有無に関する情報と、その管の埋設期間とにもとづいて予測する。
【００１４】
詳細には、係数Ｃ１は土質が粘土である場合と泥炭である場合と海成粘土である場合と海成層および泥炭である場合とガラ混じりである場合とで異なった値とし、係数Ｃ２は地盤が埋立地である場合と造成地である場合とで異なった値とし、係数Ｃ３は土壌の比抵抗の大小に対応して異なった値とし、係数Ｃ４は土壌のｐＨの大小に対応して異なった値とし、係数Ｃ５は土壌の酸化還元電位が一定値以上の場合にのみ所定の値とし、係数Ｃ６は硫化物が検出されたときにのみ所定の値とする。
【００１５】
上記の腐食予測式を重回帰モデルで書き換えて表すと、次のようになる。
η＝ｅｘｐ（β０＋β１σ１ｊ＋β２σ２ｊ＋β３σ３ｊ＋β４σ４ｊ＋β５σ５ｊ＋β６σ６ｊ）・ｔα
ただし、σｉ（ｍｊ）＝１（個体ｉがアイテムｍのカテゴリーｊに対応するとき）
σｉ（ｍｊ）＝０（その他のとき）
北海道から沖縄までの各地域において、鋳鉄管外面の腐食深さの測定と、環境条件としての管周囲の土壌の分析を行い、それにより約３０００地点の調査サンプルを得て、そのデータを用いて重回帰分析を行うことで得られた説明変数、カテゴリー、偏回帰係数を、表１に示す。
【００１６】
【表１】
2005351821.tif 000002
【００１７】
表１における「詳細式」の欄の偏回帰係数を用いれば、上記の重回帰モデルは、具体的には、次のように規定することができる。すなわち、
η＝ｅｘｐ（−０．９３０＋０．０６１σ１１＋０．１０４σ１２＋０．２５１σ１３＋０．４８９σ１４＋０．６９５σ１５＋０．０５０σ２１＋０．５４９σ２２＋０．１９９σ３１＋０．３４９σ３２＋０．５３２σ３３＋０．６６８σ３４＋０．０５５σ４１＋０．１４５σ４２＋０．３００σ５１＋０．１２６σ６１）×ｔ０．３７４
ただし、σ１１＝１（土質が粘土である場合）
＝０（その他の場合）
σ１２＝１（土質が泥炭である場合）
＝０（その他の場合）
σ１３＝１（土質が海成粘土である場合）
＝０（その他の場合）
σ１４＝１（土質が海成層および泥炭である場合）
＝０（その他の場合）
σ１５＝１（土質がガラ混じりである場合）
＝０（その他の場合）
σ２１＝１（地盤が埋立地である場合）
＝０（その他の場合）
σ２２＝１（地盤が造成地である場合）
＝０（その他の場合）
σ３１＝１（土壌の比抵抗ρ［Ω・ｃｍ］が、１５００＜ρ≦３０００である場合）
＝０（その他の場合）
σ３２＝１（土壌の比抵抗ρ［Ω・ｃｍ］が、１０００＜ρ≦１５００である場合）
＝０（その他の場合）
σ３３＝１（土壌の比抵抗ρ［Ω・ｃｍ］が、５００＜ρ≦１０００である場合）
＝０（その他の場合）
σ３４＝１（土壌の比抵抗ρ［Ω・ｃｍ］が、ρ≦５００である場合）
＝０（その他の場合）
σ４１＝１（土壌のｐＨが、ｐＨ≦７．５である場合）
＝０（その他の場合）
σ４２＝１（土壌のｐＨが、ｐＨ＞８．５である場合）
＝０（その他の場合）
σ５１＝１（土壌の酸化還元電位Ｅｈ［ｍＶ］が、Ｅｈ≦１００である場合）
＝０（その他の場合）
σ６１＝１（硫化物が検出された場合）
＝０（硫化物が検出されなかった場合）
と規定することができる。
【００１８】
したがって、鋳鉄管が埋設されている土壌について、その土質と、地盤と、土壌の比抵抗の大小と、土壌のｐＨの大小と、土壌の酸化還元電位と、土壌における硫化物の検出の有無とについて分析するだけで、その管の埋設期間から、その腐食を定量的に予測することができる。分析結果がすでに存在する場合は、それを用いるだけで、同様に埋設管の腐食を定量的に予測することができる。
【００１９】
さらに本発明によれば、土壌の分析を行わずに簡易に腐食量を予測することも可能である。この場合は、土中に埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
η＝ｋｔα
（η：腐食深さ［ｍｍ］、ｔ：埋設期間［年］、ｋ，α：定数）
で表し、定数ｋを、
ｋ＝ｅｘｐ（β０＋Ｃ１＋Ｃ２）
（β０：定数、Ｃ１：土質にもとづく係数、Ｃ２：地盤の種類にもとづく係数）
で表し、
多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析とを行って、多数の調査サンプルを作成することで、前記定数β０と係数Ｃ１、Ｃ２とをあらかじめ決定しておいて、
特定の地域に埋設されている管の腐食深さを、その管が埋設されている土壌についての、前記土質、地盤の種類に関する情報と、その管の埋設期間とにもとづいて予測するものである。
【００２０】
詳細には、係数Ｃ１は土質が粘土である場合と泥炭である場合と海成粘土である場合と海成層および泥炭である場合とガラ混じりである場合とで異なった値とし、係数Ｃ２は地盤が埋立地である場合と造成地である場合とで異なった値とする。
【００２１】
上記の腐食予測式を重回帰モデルで書き換えて表すと、次のようになる。
η＝ｅｘｐ（β０＋β１σ１ｊ＋β２σ２ｊ）・ｔα
ただし、σｉ（ｍｊ）＝１（個体ｉがアイテムｍのカテゴリーｊに対応するとき）
σｉ（ｍｊ）＝０（その他のとき）
表１における「簡易式」の欄の偏回帰係数は、「詳細式」の場合と同様にして求めたものであるが、これを用いれば、上記の重回帰モデルは、具体的には、次のように規定することができる。すなわち、
η＝ｅｘｐ（−０．３７４＋０．２９５σ１１＋０．４９４σ１２＋０．６５６σ１３＋１．０６８σ１４＋１．２３２σ１５＋０．１４５σ２１＋０．５６９σ２２）×ｔ０．２６９
ただし、σ１１＝１（土質が粘土である場合）
＝０（その他の場合）
σ１２＝１（土質が泥炭である場合）
＝０（その他の場合）
σ１３＝１（土質が海成粘土である場合）
＝０（その他の場合）
σ１４＝１（土質が海成層および泥炭である場合）
＝０（その他の場合）
σ１５＝１（土質がガラ混じりである場合）
＝０（その他の場合）
σ２１＝１（地盤が埋立地である場合）
＝０（その他の場合）
σ２２＝１（地盤が造成地である場合）
＝０（その他の場合）
と規定することができる。
【００２２】
したがって、管を埋設した土壌の土質と地盤の種類とのみによって、ある程度の精度で簡易に鋳鉄管の腐食深さを予測することができる。しかもこれら土壌の土質と地盤の種類とは、一般に実際に土壌を分析しなくても知ることができるものであるため、鋳鉄管を露出させる必要がないうえに、土壌分析をも必要とせずに、迅速かつ容易にしかも低コストで鋳鉄管の腐食深さを予測することができる。
【００２３】
次に本発明にもとづく腐食深さの予測値と実際に測定した腐食深さとの関係について説明する。すなわち、ある地域の２０箇所で、埋設管を掘り返して管体の腐食深さを測定するとともに、その周囲の土壌を分析した。そして、これら２０箇所の土壌分析データを上述の詳細式にあてはめ、予測値を算出した。この予測値を実際に測定した腐食深さつまり実測値と比較したところ、図１に示すように高い予測精度を示した。
【００２４】
また、同様に上述の簡易式にあてはめた結果、図２に示すようになった。この図２から、簡易式でもある程度の精度で予測が可能であることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】詳細式を用いた腐食深さの予測値と実測値との比較結果を示す図である。
【図２】簡易式を用いた腐食深さの予測値と実測値との比較結果を示す図である。
【図１】
2005351821.tif 000003
【図２】
2005351821.tif 000004