84平 成2
3.5 第 88号ダクタイ）レ鉄管

はどうょうか耐GX形ダクタイル鉄管の長期耐久性について、管外面、管内面、ゴム輪、ボルト・ナットの各項目について説明します。
1．管外面

G X形の管外面には外面耐食塗装が施されています。この外面耐食塗装は、「亜鉛系合金溶射＋封孔処理十合成樹脂塗装」から構成されており、直管、異形管、 P‑Link、G‑Link、押輪等に適用しています。
G X形は、一般的な埋設環境（山地を除く国土の 85%）においてポリエチレンスリーフを装着せすに、耐食皮膜の寿命が 70年以上、鉄部の寿命が 30年以上とし、長期の寿命が期待できるよう防食設計しています（図 l‑l参照）。これらは、全国約3000地点での腐食に関する調査データや実験室における促進試験結果を基に推定した結果です。
推定結果のうち、促進試験結果より求めた各種防食期間を紹介します（表 l‑l参照）。「亜鉛溶射皮膜の防食期間」は、腐食性の強い環境（海水環境）では 2年以上で、腐食促進試験（複合サイクル試験）では約 3日でした。「外面耐食塗装の防食期間」
は腐食促進試験で 120日以上であることから、亜鉛溶射の 35倍以上となり、この結果、腐食性の強い環境での「外面耐食塗装の防食期間」は 70年以上となります。
以上より、外面耐食塗装は一般的な埋設環境（国土 85%）において長期の耐久性が期待できるものと推定されます。

ダクタイル鉄管に関する素朴な疑問集

85

一 般 的 な 埋 設 環 境 （ 山 地 を 除 く 国 土 の 95％ の 埋 設 康 境 ） に お い て100年 間 以 上 の 耐 久 性 が 期 待 で き る● 全 国 約 3000地点での腐食に関する調査データ●実験室における促進試験結果

GX形 の 寿 命

外面耐食塗装の寿命

鉄部の寿命(l00年以上）(70年以上）(30年以上）防食期間「最小管厚」が「設計安全率を満たす管厚」になるまでの期間

図1‑
1 GX形の寿命の考え方

表1‑
1 外面耐食塗装および亜鉛溶射皮膜の防食期間
腐食性の強い環境（国土 腐 食 促 進 試 験 l)で の95％以内を想定）での 防 食 期 間
防食期間〔従来〕亜鉛溶射皮膜（溶射量 l30g/m只塗装なし、傷なし）
外面耐食塗装（溶射量 325g/m只塗装あり、傷あり）

2年 以 上（実験値）

70年 以 上（推定値）

約 3日
（平均実験値）

120日以上（実験値）

注1)複合サイクル試験 (JISK 5600‑7‑9サイクル A)

2．管内面
2‑1 エポキシ樹脂粉体塗装
約 20年間使用された経年エポキシ樹脂粉体塗装管について、粉体塗膜の性能を調査し、耐久性を評価しました。
①付着強さ、吸水率およびインピーダンスは、新品の値と同等であり、粉体塗膜の劣化兆候は認められませんでした。
②塗膜表面からの塩素浸透深さは 20μm以内と塗膜表層のこく浅い部分にしか浸透しておらす、優れた耐久性を有することを確認しました。
図2‑1に示すように、塗膜の厚さは 300μm以上と規定されていることから、粉体塗膜は長期の耐久性を有するものと推定されます。

ダクタイル鉄管

86平 成2
3.5 第 88号

500

400 ト・・ー・・・・・・・・・ー・・• ‑‑‑‑‑‑‑・・ーー・・・ー・・・・ー・ ‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑!
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エポキシ樹脂粉体塗膜の厚さ

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涸帰線：行へこ—4涵冠---1040

60100

埋設年数（年）

図2‑
1 経 年 エ ポ キ シ 樹 脂 粉 体 塗 膜 の 塩 素 浸 透 深 さ 1)
〔出典〕 l）内面エポキシ樹脂粉体塗装ダクタイル鉄管について〔JDPAT47〕（日本ダクタイル鉄管協会）

2‑2 モルタルライニング

直管の内面は、 1950年代半ば以降、主としてモルタルライニングが施され、長期間の使用実績があります。
横浜市水道局では、老朽化したダクタイル鋳鉄管の更新計画を策定する際の耐用年数推定の知見を得るため、管内面のモルタルライニングの中性化について各種試験を行っています巳その結果、中性化したモルタルライニングは、管への振動によるクラックや剥離、防食性能に関して、中性化していないものと比べても顕著な差は確認されす、中性化してもすぐに発錆することがないため、管路への影響は少ないと報告しています。また、老朽管の更新計画策定の際に根拠とすべきモルタルライニング管の耐用年数は、モルタルライニングが完全に中性化するまでの期間を考慮して、シールコートありの小口径管では埋設後 100年程度が妥当であると提案しています。
以上のことから、シールコートのあるモルタルライニングが完全に中性化するまでの期間および中性化後も一定の防食機能が期待できることを考慮す
ると、モルタルライニングは一般的な水質において長期の耐久性を有すると考えられます。

］

ただし、モルタルライニングが中性化する期間は、水質条件により大きく異なりま［す。遊離炭酸が多い等、侵食性の強い水質の場合、早い期間でモルタルライニングが中性化する場合があることに留意する必要があります。

〔出典〕 2)横浜市水道局：「ダクタイル鋳鉄管のモルタルライニングの中性化と機能劣化に関する研究」

ダクタイル鉄管に関する素朴な疑問集

87

3 ゴム輪
一般的にコムの劣化要因には以下の項目があると言われています。
①紫外線による劣化②酸素による劣化③オゾンによる劣化④熱による劣化
通常、地中埋設されている水道管路では、①〜④の影響はほとんどないためゴムの劣化は極めて緩慢であると考えられます。実際に 40 50年使用されたコム輪の物性にほとんど変化がなく、水密性も確保されていることを確認しております（図 3‑l参照）。

60402025050

211︵序妄蕊 2細 5柴
一 E

300H)
*ifl8050︒
10101OO

100淫遥年薮（l尺ar)蛭 遥 年 敬(yeor)

10経遥年換（源 ar)100

図3‑1 長期間使用されたゴム輪の物性（着色部は規格値）

上記①〜④の影響の他に応力によるコム輪の永久変形があります。 G X形コム
輪の水密機構はバルブ部（直管）、丸部（異形管）の圧縮により発揮されるため、長期間使用すると圧縮応力によりコム輪が永久変形します。
図 3‑2に実際に約 0.5 30年間使用された丁形ゴム輪の圧縮永久ひすみを示します。実測データから推定した 100年後の圧縮永久ひすみは約45％であり、許容圧縮永久ひすみの 80％よりも十分に小さい値であるため、長期的に水密性を確保できると考えられます。

芯ヤ0 <條掴出姻幽姻謳鋼謳姻訊巫暉叩ー0.
1110

経過年数 (year)

図 3‑2 T形ゴム輪の圧縮永久ひずみ

100平 成 23.5 第 88号

ダクタイル鉄管88G X形コム輪の長期耐久性は加熱促進試験により評価しています。加熱促
進条件は実際に長期間使用された T形コム輪の圧縮永久ひすみと、加熱促進試験後の丁形ゴム輪の圧縮永久ひすみを比較し算定しました。

G X形ゴム輪を接合状態で 100年相当加熱促進した結果、圧縮永久ひすみは約 40％であり、 T形と比べて永久変形しにくいことが判りました。また、100年相当加熱促進後の G X形ゴム輪で水密試験を実施しましたが漏水はなく、長期的に水密性能を保持できることを確認しています。

4 ステンレス鋼製 (SUS304)ボルト・ナットの寿命について
SUS304製ボルト・ナットは主に S形や SI形で使用されはじめ、約 20年が経過しました。
こ れ ま で の SUS304製 ボ ル ト ・ ナ ッ ト の 調 査 事 例 と 、 参 考 と し てSUS403製ボルト・ナットの調査事例を以下に示します。
(l)調査事例 I3)
腐食性の強い粘土（最大ANSI評価 18.5点、酸性土壌）に、ポリエチレンスリーブを装着せすに 6年間埋設しました。酸化皮膜付きダクタイル鋳鉄製は、ボルト先端部やナット角部で腐食が認められました。一方、 SUS304製は発錆もなく良好でした（写真 4‑l参照）。

〔酸化皮膜付きダクタイル鋳鉄製〕〔SUS304製〕

写真 4‑1 埋設実験結果（酸性土壌に 6年間埋設）(2)調査事例 Il〔参考： SUS403製ボルト・ナットの事例 4)〕

埋立地において腐食性の強い粘土質の土壌（最大ANSI評価 13.5点、海水の影響あり）に、ポリエチレンスリーブを装着していない状態で SUS403製のボルト・ナットを 20年間埋設しました。ボルトのネジ切り部や頭部角、ナットの角部等に、若干の腐食が発生していましたが、大きな腐食は認められませんでした（写真 4‑2参照）。

写真 4‑2 埋設実験結果（埋立地に 20年間埋設）

ダクタイル鉄管に関する素朴な疑問集89(3)調査事例皿 5)各種ボルトの耐食性を評価するために、各種試験を 100日間行いました。表4‑lに示すように、塩水噴霧試験や 3 %NaCl浸漬試験では、 SUS304製ボルト・ナットの腐食減量は SUS403製の 100分の l 200分の l程度でした。
表4‑
1 耐食性試験 (100日後）における腐食減量 (wt%) 〔一部抜粋〕

SU~。〗製

1SUS403製

門

塩 水0 026％
言。3312.2040.663

以上より、 SUS403製ボルト・ナットは埋立地に 20年間埋設後も大きな腐食は認められす、また塩水に関する腐食促進試験でも SUS304製ボルト・ナットの腐食減量は SUS403製に比べて極僅かであることから、 SUS304製ボルト・ナットは長期の耐久性が期待できるものと推定されます。
〔出典〕

3）日本ダクタイル鉄管協会：「いわき市水道局殿 外面被覆材及び各種ボルト・ナットの耐食性調査埋設実験 (6年後調査結果報告書）」、平成 l2年 12月
4)玉瀬充康（大阪市水道局）：「ダクタイ）レ鋳鉄管の各種内・外面塗装埋設実験（その4一埋設 20年後および追加埋設実験 10年後の調査結果）」、水道層業研究 第148号、大阪市水道局、平成 16年 10月5)喜多） 1￨虞好、道浦吉貞：「冷間鍛造ステンレス T頭ボルト・ナット」、栗本技報、pp.25‑31(l993)

X形ダクタイルがついても大耐食塗装にょうか？

小さな傷※がついた場合には、外面耐食皮膜中の亜鉛合金が傷部を守り、長期の耐久性が期待できます。それより大きな傷がついた場合には、期待する防食性能が得られません。
なお、小さな傷やそれより大きな傷がついた場合の補修方法については、「 GX形ダクタイル鉄管接合要領書」をこ参照ください。

※小さな傷管外表面 1年当たり l5c年以内の傷、かつ幅 5mm以内の傷傷部に対する防食性を確認するため、試験片に鉄地にまで達する傷を付け、複合サイクル試験を行いました。図 1に示すように、外面耐食塗装は傷部に対して良好な防食性能を示しています。これは、図 2のように、傷がつき、鉄地が露出しても、この部分を守るために矢印のように電流が流れて亜鉛がゆっくりと溶出することにより、傷部に亜鉛化合物が堆積し、保護皮膜を形成するためです。

ダクタイル鉄管90

平 成 23.5 第 88号〔外面耐食仕様〕
亜鉛系合金溶射 (130g/m2)＋封孔処理十合成樹脂塗装

鉄地に達する

赤錆発生までの傷なし〔試験前〕〔120日後〕

図 1 複合サイクル試験惰吉果げ JISK5600‑7‑9サイクル A：塩水噴霧 2h→ 乾 燥 4h→ 湿 潤 2hのサイクル）

亜鉛化合物が堆積

ダクタイル鋳鉄

図 2 傷部の防食メカニズム

ダクタイル鉄管に関する素朴な疑問集

91

割

G X形ダクタイル鉄管は、新しい継手構造で施工性を大幅に向上したことにより、N S形に比べ狭い掘削幅での施工が可能となっています（図 1、表 1)。G X形ダク
タイル鉄管における管路布設時の掘削幅削減に関わる施工性向上のポイントを表2に示します。

図 1 掘削幅の比較
表 1 掘削幅（土留めなし）
掘削幅 (cm)
呼び径

G X形

N S形

丁形75100150200250505050556060657075805050505050

表 2 管路布設時の掘削幅削減に関わる施工性向上のポイント
施工性向上のポイント

内容

直管の接合

G X形コム輪の採用で継手接合時の挿入力を大幅に低減させたことにより、 1台のレバーホイストでの継手接合が可能となりました。

異形管の接合メタルタッチ押輪の採用により、 T頭ボルト締め付け時のトルク管理が不要となり、インパクトレンチによる締め付け作業が可能となりました。
なお、 G‑Link押ボルトの卜）レク管理については、柄の短いトルクレンチを使用することにより作業可能となります。

G X形管路布設に必要な掘削幅は丁形管路布設時と同じ、あるいはそれ以上あります。これまで、 T形管路での埋め戻しが問題なく行われていることから、 G X形管路においても掘削幅削減の影響を受けることなく埋め戻しを行うことができます。

ダクタイル鉄管92

平 成2
3.5 第 88号

X形の接、
N S形
ょうか？
G X形の施工に必要な工具は「 G X形ダクタイル鉄管接合要領書」に示されています。それら工具を、 NS形と供用できるものと新規準備が必要な工具とに分けると以下のようになります。

l.GX形の接合に必要な工具(1)NS形呼び径 250以下の施工と共用できるエ具①プラスチックハンマ②スリングベルト (4本）：吊り具として使用しているナイロンスリングで代用が可能です。
③レバーホイスト (0.Btf用 2個）管との接触部はゴム板などで養生してください。
④ラチェットレンチ（異形管用）⑤ロックリング絞り器(2)新規に準備が必要な工具①コム輪位置チェックゲージ（直管、 P‑Link用）：厚さ 2mm‑4mm②インパクトレンチ（異形管用）③ユニバーサルジョイント（異形管用）：屈曲角 30°④隙間ゲージ（異形管、 P‑Link用）：厚さ 0.5mm⑤ロックリンク拡大器（異形管用）

2.GX形の切管に必要な工具
GX形の切管は、 P‑Linkや G‑Linkを用いる方法と、 NS形と同様に切管用挿し口リングを使用して、挿し口突部を形成する方法とがあります。 P‑Linkや G‑Linkを用いる方法では全て NS形の施工工具と共用できます。

(1)P‑L
ink、GLinkを用いる場合①切断機②グラインダ面取りヤスリ③卜）レクレンチ：トルク lOON・m(2)切管用挿しロリングを使用する場合
1)NS形呼び径 250以下の施工と共用できるエ具①専用の溝切機・切断機②挿しロリング拡大器③シャコ万カ④専用ストッパ付ドリル刃⑤ドリル⑥グラインダ•面取りヤスリ

ダクタイル鉄管に関する素朴な疑問集

93⑦プラスドライバ（呼び番号 2番）
2)新規に準備が必要な工具①チェックゲージ

3.GX形の解体に必要な工具(1)NS形呼び径 250以下の施工と共用できるエ具①解体矢②特殊割押輪③油圧ジャッキまたはだるまジャッキ④解体矢打込みキャップ⑤ハンマ(2)新規に準備が必要な工具① 薄 板(P‑Link、G‑Link用）
なお、管を吊る時は、従来管と同様にナイロンスリングやゴムチューフなどで被覆されたワイヤーロープを用いてください。