JP 2021-103167 A 2021.7.15(57)【要約】【課題】湿潤腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作
り出し、生じさせた腐食生成物のくさび効果により、従来は困難であった亀裂先端部においても、亀裂の進展を効果的に抑制することができ、また亀裂を目視により容易に検出することができる疲労亀裂の進展抑制／検出方法、及び疲労亀裂の進展抑制／検出シートを提供すること。
【解決手段】金属製の母材２の疲労亀裂３の開口部３ａ、３ｂに水を保有する含水材１０を臨ませ、含水材１０
を水の乾燥を防止するシート手段２０により覆って設け、含水材１０の水と大気又は酸化剤から供給される酸素により、疲労亀裂３の内部を湿潤腐食環境に保持して母材２の腐食生成物を生じさせ、膨張する腐食生成物のくさび効果により疲労亀裂３の進展を抑制する及び／又は母材２の腐食生成物による変色により疲労亀裂３の進展を検出する。
【選択図】図２

(2)JP 2021-103167 A 2021.7.15【特許請求の範囲】【請求項１】
母材の疲労亀裂の進展を抑制／検出する疲労亀裂の進展抑制／検出方法であって、金属製の前記母材の前記疲労亀裂の開口部に水を保有する含水材を臨ませ、前記含水材を前記
水の乾燥を防止するシート手段により覆って設け、前記含水材の前記水と大気又は酸化剤から供給される酸素により、前記疲労亀裂の内部を湿潤腐食環境に保持して前記母材の腐食生成物を生じさせ、膨張する前記腐食生成物のくさび効果により前記疲労亀裂の進展を抑制する及び／又は前記母材の腐食生成物による変色により前記疲労亀裂の進展を検出す
ることを特徴とする疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項２】
前記シート手段が通気性を有し、前記シート手段を介して前記酸素が供給されることを特徴とする請求項１に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項３】
前記シート手段により覆って設けられた前記酸化剤から前記酸素が供給されることを特徴とする請求項１に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項４】
前記疲労亀裂が前記母材を貫通する貫通亀裂である場合、前記含水材と前記シート手段
又は前記シート手段で覆われた前記酸化剤を前記貫通亀裂の裏側の開口部に臨ませ、前記
貫通亀裂の表側の開口部を介して及び／又は通気性を有した前記シート手段もしくは前記
酸化剤から供給される前記酸素を利用することを特徴とする請求項１又は請求項３のいず
れか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項５】
前記シート手段が通気性を有さず、前記表側の開口部を介して供給される前記酸素を利用することを特徴とする請求項４に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項６】
前記貫通亀裂の前記表側の開口部を乾燥防止膜で覆ったことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項７】
前記シート手段が通気性を有さず、前記表側の開口部に前記酸化剤を塗布することを特徴とする請求項４に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項８】
前記表側の開口部への前記酸化剤の塗布を前記疲労亀裂の進展に伴い断続的に繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項９】
前記貫通亀裂の前記表側の開口部に前記含水材と前記シート手段又は前記シート手段で覆われた前記酸化剤を設けたことを特徴とする請求項４に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１０】
前記含水材と前記シート手段又は前記シート手段で覆われた前記酸化剤を前記母材の前
記疲労亀裂の発生するおそれのある箇所に予め設けたことを特徴とする請求項１から請求
項９のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１１】
前記含水材の前記水が少なくなったら前記含水材を取り換えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１２】
前記母材の板厚に応じて前記含水材の厚みを変えたことを特徴とする請求項１から請求
項１１のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１３】
前記含水材に複数の孔部を設けて通気を行うとともに、前記孔部をスリット形状として
前記疲労亀裂の予想進展経路上に臨ませたことを特徴とする請求項１から請求項９のいず

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れか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１４】
前記含水材に複数の孔部を設けて前記酸化剤を収納するとともに、前記孔部をスリット形状として前記疲労亀裂の予想進展経路上に臨ませたことを特徴とする請求項１から請求
項１２のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１５】
前記スリット形状を成した複数の前記孔部の間隔を、前記疲労亀裂の長さ及び／又は亀裂進展速度に応じて増減したことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１６】
前記母材が磁性を有する場合、磁力を有した前記シート手段を前記母材に吸着させて設けたことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１７】前記シート手段と前記含水材との間に設けられ前記母材と電気的に接続された前記母材よりもイオン化傾向の小さい流電陰極により、前記母材からの前記腐食生成物の発生を促進することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１８】前記シート手段と前記含水材との間に設けた耐久電極と前記母材との間に直流電流を流し、前記母材からの前記腐食生成物の発生を促進することを特徴とする請求項１から請求
項１６のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項１９】
前記母材の材質が鋼又は鉄であり、前記疲労亀裂の前記腐食生成物として赤錆が発生した場合に、錆転換剤を用いて黒錆に変質させることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項２０】
前記母材の設置環境が寒冷の場合、加熱手段により前記シート手段の外側から、又は前
記シート手段に設けた前記加熱手段により、前記疲労亀裂を適切な温度まで加熱することを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出方法。
【請求項２１】
母材の疲労亀裂の進展を抑制／検出する疲労亀裂の進展抑制／検出シートであって、金属製の前記母材に生じた前記疲労亀裂の開口部に臨ませる水を保有する含水材と、前記含水材の表面を覆う前記水の乾燥を防止するシート手段と、前記シート手段を介して前記含水材を前記開口部に臨ませる貼付手段とを備え、前記含水材の前記水と大気から供給される酸素により、前記疲労亀裂の内部を湿潤腐食環境に保持することを可能としたことを特徴とする疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項２２】
母材の疲労亀裂の進展を抑制／検出する疲労亀裂の進展抑制／検出シートであって、金属製の前記母材に生じた前記疲労亀裂の開口部に臨ませる水を保有する含水材と、前記含水材の表面を覆う前記水の乾燥を防止するシート手段と、前記シート手段で覆われた酸化剤と、前記シート手段を介して前記含水材を前記開口部に臨ませる貼付手段とを備え、前記含水材の前記水と前記酸化剤から供給される酸素により、前記疲労亀裂の内部を湿潤腐食環境に保持することを可能としたことを特徴とする疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項２３】
前記含水材が、前記水を保有する含水ジェルから成ることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項２４】前記シート手段が、前記酸素の透過可能な微小空気孔を有したことを特徴とする請求項

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２１から請求項２３のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項２５】前記シート手段が、前記酸素を透過しないことを特徴とする請求項２１から請求項２３のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項２６】
前記含水材と前記シート手段の間に、柔軟性のある材料で構成された支持体を有したことを特徴とする請求項２１から請求項２５のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項２７】
前記含水材が、少なくとも前記含水材の表面から底面まで貫通する複数の孔部を有したことを特徴とする請求項２１から請求項２６のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項２８】
前記含水材の前記孔部に篏合する酸化剤収納手段に、前記酸化剤を収納したことを特徴とする請求項２２を引用する請求項２７に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項２９】
前記酸化剤収納手段は、上面が閉塞し下部に開口を有した形状であり、内部にジェル状
又は流体の前記酸化剤を満たした構成、又はジェル状又は固体の前記酸化剤を下端面との間に一定の空隙を設けた構成であることを特徴とする請求項２８に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項３０】
前記酸化剤収納手段は、前記開口の開口面積又は前記開口を覆うガス透過性の膜体により、前記酸化剤もしくは前記酸化剤からの酸化性ガスの供給量を調整する機能を有することを特徴とする請求項２９に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項３１】
前記酸化剤収納手段は、前記含水材と支持体を貫通して前記シート手段の表面に臨み、閉塞した前記上面を開閉可能に構成することにより、外部からの前記酸化剤の補給を可能としたことを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項３２】前記シート手段に、短冊状に形成された前記含水材と前記支持体のセットを、間隔を有して複数並べたことを特徴とする請求項２６から請求項３１のいずれか１項に記載の疲労
亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項３３】前記シート手段が、柔軟性を有し透明又は半透明であることを特徴とする請求項２１から請求項３２のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項３４】前記シート手段が、磁力を有したマグネットシートであり、前記マグネットシートが磁性を有した前記母材への前記貼付手段を兼ねたことを特徴とする請求項２１から請求項３３のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項３５】前記シート手段と前記含水材との間に、前記母材と電気的に直接、又は導線を介して接触可能な前記母材よりもイオン化傾向の小さい流電陰極をさらに備えたことを特徴とする
請求項２１から請求項３４のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項３６】前記シート手段と前記含水材の間に設けた耐久電極と、前記耐久電極と前記母材との間に直流電流を流す直流電源手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項２１から請求項
３４のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【請求項３７】前記シート手段に前記疲労亀裂を加熱するための加熱手段を有したことを特徴とする請

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求項２１から請求項３６のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明は、船舶、橋梁、車輌、航空機、工作機械等の各種構造物の母材に生じる疲労亀裂の進展を抑制又は検出する疲労亀裂の進展抑制／検出方法、及び疲労亀裂の進展抑制／検出シートに関する。
【背景技術】【０００２】
船舶、橋梁、車輌、航空機、工作機械等の各種構造物は、鉄、アルミニウム等の金属やそれらの合金（鋼、アルミニウム合金等）を材料とした母材（金属製構造部材、溶接部を含む）により主として構成されているが、これらの母材に繰り返し荷重が作用すると、金属疲労によって特にその応力集中部に亀裂を生じることがある。このような疲労亀裂は、時間が経過して荷重繰り返し数が増大すると共に徐々に進展し、亀裂長さが構造的な限界を超えると重大な損傷や事故に繋がる恐れがあるため、亀裂が十分短いうちに発見し、その進展を効果的に抑制あるいは停止させる方策を講じる必要がある。
ここで、特許文献１及び２には、疲労亀裂の進展抑制方法及び検出方法が記載されており、母材の硬度以上の硬度を有する微細粒と粘性を有する油とが混合されたペーストを構
造物表面に塗布し、構造物に亀裂が生じた際には亀裂内にペーストが流入し、微細粒のくさび効果により疲労亀裂の進展抑制を行い、さらには微細粒に研削された金属母材粉が黒色に変色してペースト表面で発色することにより亀裂発生及び進展箇所を検出できることが記載されている。
【０００３】
一方、非特許文献１には、腐食生成物のくさび効果として、亀裂内に生じた腐食生成物
が亀裂開口応力を上昇させ、亀裂先端の応力振幅を減少させることにより、亀裂進展速度が抑制される場合があることが示されている。腐食環境下における疲労亀裂の進展挙動は、上記のような腐食生成物のくさび効果による亀裂進展の抑制作用と、亀裂面からの金属
イオンの溶出、即ち腐食溶解による亀裂進展の加速作用という相反する二つの作用のせめぎ合いとなるため、前者の抑制作用が相対的に卓越して支配的となるような適度な（浸漬状態のように亀裂面の金属イオンが著しく溶出することなく、亀裂面上に適度の腐食生成物（錆）が生じる程度の）湿潤腐食環境を亀裂内に作り出すことにより、亀裂の進展を効果的に抑制することが可能となる。
このような適度の湿潤腐食環境の一例として、非特許文献２には、海洋構造物の飛沫帯のように乾湿サイクルが繰り返されると亀裂内には密着性のよい錆層が形成され、くさび効果が顕著に現れることが示されている。
【先行技術文献】【特許文献】【０００４】【特許文献１】特開２００５−０２８４６２号公報【特許文献２】特開２００９−２１４２５４号公報【非特許文献】【０００５】【非特許文献１】駒井謙治郎、敷田卓祐、遠藤吉郎：腐食疲労き裂進展における腐食生成物 の く さ び 効 果 に 関 す る 研 究 、 日 本 機 械 学 会 論 文 集 （ A編 ） 、 50巻 456号 (1984)、 pp.1453-1460.
【 非 特 許 文 献 ２ 】 駒 井 謙 治 郎 ： 腐 食 疲 労 研 究 の 現 状 と 展 望 、 鉄 と 鋼 、 第 69年 (1983)、 第 7号 、 pp.728-736.
【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００６】

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特許文献１又は２に示された方法において微細粒が入り込めるのはその粒径以上に亀裂が開口した部分までであり、微細粒が入り込めない亀裂の先端部分には原理的にくさびを形成することができず、亀裂先端部ではくさび効果による亀裂進展抑制効果が作用しない。また、くさびを形成しない亀裂の先端部分では微細粒に研削された金属母材粉が黒色に変色してペースト表面で発色することもないので、実際の亀裂長さと黒色発色域の長さとの間には若干のずれが生じることが多い（亀裂長さ≧黒色発色域の長さ）。更に、ペーストは適度の流動性を有した粘性流体である必要があり、他の物体との接触や流体による圧力等の外的要因によって除去される可能性がある。特許文献２にはペーストを保護するための樹脂製防護膜についても記載されているが、樹脂製の防護膜を形成するには相応の手間と時間がかかるし、防護膜が耐え得る外圧には限界がある。
また、非特許文献２に示される海洋構造物とは違い、通常の構造物の亀裂検出現場において人工的に乾湿サイクルを実現するには相応の設備や手間が必要となるし、加えて噴霧や浸漬等の手段を亀裂の開口部のみに対して局所限定的に用いるのは困難であり、亀裂と無関係な構造部位の腐食劣化を招いてしまう恐れがある。
【０００７】
一方、浸漬状態のように亀裂面の金属イオンが著しく溶出することがなく、亀裂面上に適度の腐食生成物（錆）が生じる程度の湿潤腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作り出し、そのまま一定の期間保持できるような技術は見当たらない。
そこで本発明は、上記のような湿潤腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作り出し、生じさせた腐食生成物のくさび効果により、従来は困難であった亀裂先端部においても、亀裂の進展を効果的に抑制することができ、また亀裂を目視により容易に検出することができる疲労亀裂の進展抑制／検出方法、及び疲労亀裂の進展抑制／検出シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】【０００８】
請求項１記載に対応した疲労亀裂の進展抑制／検出方法においては、母材の疲労亀裂の進展を抑制／検出する疲労亀裂の進展抑制／検出方法であって、金属製の母材の疲労亀裂の開口部に水を保有する含水材を臨ませ、含水材を水の乾燥を防止するシート手段により覆って設け、含水材の水と大気又は酸化剤から供給される酸素により、疲労亀裂の内部を湿潤腐食環境に保持して母材の腐食生成物を生じさせ、膨張する腐食生成物のくさび効果
により疲労亀裂の進展を抑制する及び／又は母材の腐食生成物による変色により疲労亀裂の進展を検出することを特徴とする。
請求項１に記載の本発明によれば、浸漬状態のように亀裂面の金属イオンが著しく溶出することがなく、亀裂面上に適度の腐食生成物（錆）が生じる程度の湿潤腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作り出し、生じさせた腐食生成物のくさび効果により、従来は困難であった亀裂先端部においても、亀裂の進展を効果的に抑制することができ、また亀裂を目視により容易に検出することが可能となる。さらに、外圧や接触に強いため、施工性
や耐環境性を向上させることができる。
なお、母材とは金属製構造部材、金属製構造部材とその溶接部、及び金属製構造部材の溶接部そのものを含むものとする。また、母材には塗膜を含めてもよいものとする。また、水には一般的な水以外にも、ＮａＣｌ等の無機塩類を溶解させた水、水と同様に腐食を生じる電解質を含有した液体等を含むものとする。
【０００９】
請求項２記載の本発明は、シート手段が通気性を有し、シート手段を介して酸素が供給されることを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、疲労亀裂内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００１０】
請求項３記載の本発明は、シート手段により覆って設けられた酸化剤から酸素が供給されることを特徴とする。

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請求項３に記載の本発明によれば、酸化剤から疲労亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
なお、酸化剤から供給される酸素には、酸素以外にもオゾンや一酸化窒素等の酸化性ガ
スを含むものとする。
【００１１】
請求項４記載の本発明は、疲労亀裂が母材を貫通する貫通亀裂である場合、含水材とシート手段又はシート手段で覆われた酸化剤を貫通亀裂の裏側の開口部に臨ませ、貫通亀裂の表側の開口部を介して及び／又は通気性を有したシート手段もしくは酸化剤から供給される酸素を利用することを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、疲労亀裂内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。
なお、表側と裏側とは母材の設置現場における表側と裏側とは無関係である。 また、
亀裂は母材の表側から裏側への貫通にも母材の横方向にも進展し得る。
【００１２】
請求項５記載の本発明は、シート手段が通気性を有さず、表側の開口部を介して供給される酸素を利用することを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、裏側の開口部に臨ませた含水材の乾燥を防止しつつ、表側の開口部から酸素を疲労亀裂内に供給して腐食生成物を生じさせることができる。
【００１３】
請求項６記載の本発明は、貫通亀裂の表側の開口部を乾燥防止膜で覆ったことを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、開口部から放出される水蒸気の量を少なくして含水材の過度の乾燥を防止することができる。
【００１４】
請求項７記載の本発明は、シート手段が通気性を有さず、表側の開口部に酸化剤を塗布することを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、裏側の開口部に臨ませた含水材の乾燥を防止しつつ、表側の開口部から酸素等の酸化性ガスを疲労亀裂内に供給して腐食生成物を生じさせることができる。
【００１５】
請求項８記載の本発明は、表側の開口部への酸化剤の塗布を疲労亀裂の進展に伴い断続的に繰り返すことを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、亀裂進展の初期段階から終盤に至るまで進展抑制効
果を維持することができる。
【００１６】
請求項９記載の本発明は、貫通亀裂の表側の開口部に含水材とシート手段又はシート手段で覆われた酸化剤を設けたことを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、裏側に加えて表側からも水分又は酸素の供給が成さ
れ、亀裂内で満遍なく腐食生成物によるくさび効果が生じることにより、亀裂の進展をより一層抑制することができ、また亀裂の検出をより一層行いやすくすることができる。
【００１７】
請求項１０記載の本発明は、含水材とシート手段又はシート手段で覆われた酸化剤を母材の疲労亀裂の発生するおそれのある箇所に予め設けたことを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、発生直後の微小亀裂に対して進展抑制及び検出を確実に行うことができる。
【００１８】
請求項１１記載の本発明は、含水材の水が少なくなったら含水材を取り換えることを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、亀裂の内部の湿潤腐食環境を保持して腐食生成物を生じさせやすくできる。

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JP 2021-103167 A 2021.7.15【００１９】
請求項１２記載の本発明は、母材の板厚に応じて含水材の厚みを変えたことを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、開口時の亀裂内容積は母材の板厚にほぼ比例する
ため、含水材の厚みを母材の板厚に応じて変えることで、腐食生成物を効果的に生じさせることができる。
【００２０】
請求項１３記載の本発明は、含水材に複数の孔部を設けて通気を行うとともに、孔部をスリット形状として疲労亀裂の予想進展経路上に臨ませたことを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、疲労亀裂が当初の予想経路からはずれて進展した
場合でも開口部の位置が孔部の範囲に収まり、孔部を介して亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００２１】
請求項１４記載の本発明は、含水材に複数の孔部を設けて酸化剤を収納するとともに、孔部をスリット形状として疲労亀裂の予想進展経路上に臨ませたことを特徴とする。
請求項１４に記載の本発明によれば、疲労亀裂が当初の予想経路からはずれて進展した
場合でも開口部の位置が酸化剤収納手段の範囲に収まり、酸化剤から亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００２２】
請求項１５記載の本発明は、スリット形状を成した複数の孔部の間隔を、疲労亀裂の長さ及び／又は亀裂進展速度に応じて増減したことを特徴とする。
請求項１５に記載の本発明によれば、亀裂の状態に応じて孔部の間隔を変えることで、酸素を効果的に亀裂内に供給して腐食生成物をより短期間で生じさせることができる。
【００２３】
請求項１６記載の本発明は、母材が磁性を有する場合、磁力を有したシート手段を母材に吸着させて設けたことを特徴とする。
請求項１６に記載の本発明によれば、シート手段の着脱が容易であり、繰り返し使用することができる。また、シート手段と母材との間に作用する磁力（吸引力）によって、間に挟まれた含水材には常に一定の押圧力が作用するため、亀裂内への水分浸透がより一層促進され、腐食生成物が生じやすくなる。
【００２４】
請求項１７記載の本発明は、シート手段と含水材との間に設けられ母材と電気的に接続された母材よりもイオン化傾向の小さい流電陰極により、母材からの腐食生成物の発生を促進することを特徴とする。
請求項１７に記載の本発明によれば、母材からの腐食生成物の発生を促進し、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用及び亀裂検出作用をより高めることができる。
【００２５】
請求項１８記載の本発明は、シート手段と含水材との間に設けた耐久電極と母材との間に直流電流を流し、母材からの腐食生成物の発生を促進することを特徴とする。
請求項１８に記載の本発明によれば、母材からの腐食生成物の発生を促進し、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用及び亀裂検出作用をより高めることができる。
【００２６】
請求項１９記載の本発明は、母材の材質が鋼又は鉄であり、疲労亀裂の腐食生成物として赤錆が発生した場合に、錆転換剤を用いて黒錆に変質させることを特徴とする。
請求項１９に記載の本発明によれば、赤錆を黒錆に変質させることで、より堅固で安定な錆層を形成させ、以降の過剰な腐食反応による材質劣化を防止することができる。
【００２７】
請求項２０記載の本発明は、母材の設置環境が寒冷の場合、加熱手段によりシート手段の外側から、又はシート手段に設けた加熱手段により、疲労亀裂を適切な温度まで加熱することを特徴とする。

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請求項２０に記載の本発明によれば、疲労亀裂を適切な温度まで加熱することで、腐食生成物をより短期間で生じさせることができる。
【００２８】
請求項２１記載に対応した疲労亀裂の進展抑制／検出シートにおいては、母材の疲労亀裂の進展を抑制／検出する疲労亀裂の進展抑制／検出シートであって、金属製の母材に生じた疲労亀裂の開口部に臨ませる水を保有する含水材と、含水材の表面を覆う水の乾燥を防止するシート手段と、シート手段を介して含水材を開口部に臨ませる貼付手段とを備え、含水材の水と大気から供給される酸素により、疲労亀裂の内部を湿潤腐食環境に保持することを可能としたことを特徴とする。
請求項２１に記載の本発明によれば、浸漬状態のように亀裂面の金属イオンが著しく溶出することがなく、亀裂面上に適度の腐食生成物（錆）が生じる程度の湿潤腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作り出し亀裂面に腐食生成物を比較的短期間で生じさせることができ、生じさせた腐食生成物のくさび効果により、従来は困難であった亀裂先端部においても、亀裂の進展を効果的に抑制することができ、また亀裂を目視により容易に検出することが可能となる。さらに、外圧や接触に強いため、施工性や耐環境性を向上させることができる。
【００２９】
請求項２２記載に対応した疲労亀裂の進展抑制／検出シートにおいては、母材の疲労亀裂の進展を抑制／検出する疲労亀裂の進展抑制／検出シートであって、金属製の母材に生じた疲労亀裂の開口部に臨ませる水を保有する含水材と、含水材の表面を覆う水の乾燥を防止するシート手段と、シート手段で覆われた酸化剤と、シート手段を介して含水材を開口部に臨ませる貼付手段とを備え、含水材の水と酸化剤から供給される酸素により、疲労亀裂の内部を湿潤腐食環境に保持することを可能としたことを特徴とする。
請求項２２に記載の本発明によれば、浸漬状態のように亀裂面の金属イオンが著しく溶出することがなく、亀裂面上に適度の腐食生成物（錆）が生じる程度の湿潤腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作り出し亀裂面に腐食生成物を比較的短期間で生じさせることができ、生じさせた腐食生成物のくさび効果により、従来は困難であった亀裂先端部においても、亀裂の進展を効果的に抑制することができ、また亀裂を目視により容易に検出することが可能となる。さらに、外圧や接触に強いため、施工性や耐環境性を向上させることができる。また、疲労亀裂内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００３０】
請求項２３記載の本発明は、含水材が、水を保有する含水ジェルから成ることを特徴とする。
請求項２３に記載の本発明によれば、含水材の取扱いが容易になると同時に、含水材が保有する水の流動性が小さくなるため、開口部の位置に関わらず含水材を臨ませやすくなる。
【００３１】
請求項２４記載の本発明は、シート手段が、酸素の透過可能な微小空気孔を有したことを特徴とする。
請求項２４に記載の本発明によれば、疲労亀裂内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００３２】
請求項２５記載の本発明は、シート手段が、酸素を透過しないことを特徴とする。
請求項２５に記載の本発明によれば、含水材の乾燥をより防止することができる。
【００３３】
請求項２６記載の本発明は、含水材とシート手段の間に、柔軟性のある材料で構成された支持体を有したことを特徴とする。
請求項２６に記載の本発明によれば、含水材を開口部に臨ませた状態を安定的に保つことができる。また、支持体は柔軟性を有するため３次元曲面を成す母材（溶接部を含む）

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JP 2021-103167 A 2021.7.15にも適用することができる。
【００３４】
請求項２７記載の本発明は、含水材が、少なくとも含水材の表面から底面まで貫通する
複数の孔部を有したことを特徴とする。
請求項２７に記載の本発明によれば、孔部を介して亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００３５】
請求項２８記載の本発明は、含水材の孔部に篏合する酸化剤収納手段に、酸化剤を収納したことを特徴とする。
請求項２８に記載の本発明によれば、酸化剤を安定的に保持することができる。
【００３６】
請求項２９記載の本発明は、酸化剤収納手段は、上面が閉塞し下部に開口を有した形状であり、内部にジェル状又は流体の酸化剤を満たした構成、又はジェル状又は固体の酸化剤を下端面との間に一定の空隙を設けた構成であることを特徴とする。
請求項２９に記載の本発明によれば、疲労亀裂内に酸化剤を直接流入させ、又は酸化剤から発生した酸化性ガスのみを流入させ、腐食生成物を生じさせることができる。
【００３７】
請求項３０記載の本発明は、酸化剤収納手段は、開口の開口面積又は開口を覆うガス透過性の膜体により、酸化剤もしくは酸化剤からの酸化性ガスの供給量を調整する機能を有することを特徴とする。
請求項３０に記載の本発明によれば、疲労亀裂内へ供給される酸素量を適切なものとすることができる。
【００３８】
請求項３１記載の本発明は、酸化剤収納手段は、含水材と支持体を貫通してシート手段の表面に臨み、閉塞した上面を開閉可能に構成することにより、外部からの酸化剤の補給を可能としたことを特徴とする。
請求項３１に記載の本発明によれば、長期間にわたって疲労亀裂内に酸化剤から酸素を供給することができる。
【００３９】
請求項３２記載の本発明は、シート手段に、短冊状に形成された含水材と支持体のセッ
トを、間隔を有して複数並べたことを特徴とする。
請求項３２に記載の本発明によれば、間隙を介して亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００４０】
請求項３３記載の本発明は、シート手段が、柔軟性を有し透明又は半透明であることを特徴とする。
請求項３３に記載の本発明によれば、柔軟性を有するため含水材を隙間なく覆い乾燥を防止することができる。また、透明又は半透明であるため、含水材や支持体の外観変化を
シート手段の外側から観察することができる。
【００４１】
請求項３４記載の本発明は、シート手段が、磁力を有したマグネットシートであり、マ
グネットシートが磁性を有した母材への貼付手段を兼ねたことを特徴とする。
請求項３４に記載の本発明によれば、シート手段の着脱が容易であり、繰り返し使用することができる。また、シート手段と母材との間に作用する磁力（吸引力）によって、間に挟まれた含水材には常に一定の押圧力が作用するため、亀裂内への水分浸透がより一層促進され、腐食生成物が生じやすくなる。
【００４２】
請求項３５記載の本発明は、シート手段と含水材との間に、母材と電気的に直接、又は導線を介して接触可能な母材よりもイオン化傾向の小さい流電陰極をさらに備えたことを特徴とする。

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請求項３５に記載の本発明によれば、流電陰極による腐食電池効果により、母材からの腐食生成物の発生を促進し、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用及び亀裂検出作用をより高めることができる。
【００４３】
請求項３６記載の本発明は、シート手段と含水材の間に設けた耐久電極と、耐久電極と母材との間に直流電流を流す直流電源手段とをさらに備えたことを特徴とする。
請求項３６に記載の本発明によれば、耐久電極と直流電源による腐食電池効果により、母材からの腐食生成物の発生を促進し、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用
及び亀裂検出作用をより高めることができる。
【００４４】
請求項３７記載の本発明は、シート手段に疲労亀裂を加熱するための加熱手段を有したことを特徴とする請求項２１から請求項３６のいずれか１項に記載の疲労亀裂の進展抑制／検出シート。
請求項３７に記載の本発明によれば、疲労亀裂を適切な温度まで加熱することで、腐食生成物をより短期間で生じさせることができる。
【発明の効果】【００４５】
本発明の疲労亀裂の進展抑制／検出方法によれば、浸漬状態のように亀裂面の金属イオンが著しく溶出することがなく、亀裂面上に適度の腐食生成物（錆）が生じる程度の湿潤
腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作り出し、生じさせた腐食生成物のくさび効果により、従来は困難であった亀裂先端部においても、亀裂の進展を効果的に抑制することができ、また亀裂を目視により容易に検出することが可能となる。さらに、外圧や接触に強いため、施工性や耐環境性を向上させることができる。
【００４６】
また、シート手段が通気性を有し、シート手段を介して酸素が供給される場合には、疲
労亀裂内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００４７】
また、シート手段により覆って設けられた酸化剤から酸素が供給される場合には、酸化剤から疲労亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００４８】
また、疲労亀裂が母材を貫通する貫通亀裂である場合、含水材とシート手段又はシート手段で覆われた酸化剤を貫通亀裂の裏側の開口部に臨ませ、貫通亀裂の表側の開口部を介して及び／又は通気性を有したシート手段もしくは酸化剤から供給される酸素を利用する
場合には、疲労亀裂内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００４９】
また、シート手段が通気性を有さず、表側の開口部を介して供給される酸素を利用する
場合には、裏側の開口部に臨ませた含水材の乾燥を防止しつつ、表側の開口部から酸素を疲労亀裂内に供給して腐食生成物を生じさせることができる。
【００５０】
また、貫通亀裂の表側の開口部を乾燥防止膜で覆った場合には、開口部から放出される水蒸気の量を少なくして含水材の過度の乾燥を防止することができる。
【００５１】
また、シート手段が通気性を有さず、表側の開口部に酸化剤を塗布する場合には、裏側の開口部に臨ませた含水材の乾燥を防止しつつ、表側の開口部から酸素等の酸化性ガスを
疲労亀裂内に供給して腐食生成物を生じさせることができる。
【００５２】
また、表側の開口部への酸化剤の塗布を疲労亀裂の進展に伴い断続的に繰り返す場合には、亀裂進展の初期段階から終盤に至るまで進展抑制効果を維持することができる。

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JP 2021-103167 A 2021.7.15【００５３】
また、貫通亀裂の表側の開口部に含水材とシート手段又はシート手段で覆われた酸化剤を設けた場合には、裏側に加えて表側からも水分又は酸素の供給が成され、亀裂内で満遍なく腐食生成物によるくさび効果が生じることにより、亀裂の進展をより一層抑制することができ、また亀裂の検出をより一層行いやすくすることができる。
【００５４】
また、含水材とシート手段又はシート手段で覆われた酸化剤を母材の疲労亀裂の発生す
るおそれのある箇所に予め設けた場合には、発生直後の微小亀裂に対して進展抑制及び検出を確実に行うことができる。
【００５５】
また、含水材の水が少なくなったら含水材を取り換える場合には、亀裂の内部の湿潤腐
食環境を保持して腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００５６】
また、母材の板厚に応じて含水材の厚みを変えた場合には、開口時の亀裂内容積は母材の板厚にほぼ比例するため、含水材の厚みを母材の板厚に応じて変えることで、腐食生成物を効果的に生じさせることができる。
【００５７】
また、含水材に複数の孔部を設けて通気を行うとともに、孔部をスリット形状として疲
労亀裂の予想進展経路上に臨ませた場合には、疲労亀裂が当初の予想経路からはずれて進展した場合でも開口部の位置が孔部の範囲に収まり、孔部を介して亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００５８】
また、含水材に複数の孔部を設けて酸化剤を収納するとともに、孔部をスリット形状として疲労亀裂の予想進展経路上に臨ませた場合には、疲労亀裂が当初の予想経路からはずれて進展した場合でも開口部の位置が酸化剤収納手段の範囲に収まり、酸化剤から亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００５９】
また、スリット形状を成した複数の孔部の間隔を、疲労亀裂の長さ及び／又は亀裂進展速度に応じて増減した場合には、亀裂の状態に応じて孔部の間隔を変えることで、酸素を効果的に亀裂内に供給して腐食生成物をより短期間で生じさせることができる。
【００６０】
また、母材が磁性を有する場合、磁力を有したシート手段を母材に吸着させて設けた場
合には、シート手段の着脱が容易であり、繰り返し使用することができる。また、シート
手段と母材との間に作用する磁力（吸引力）によって、間に挟まれた含水材には常に一定の押圧力が作用するため、亀裂内への水分浸透がより一層促進され、腐食生成物が生じやすくなる。
【００６１】
また、シート手段と含水材との間に設けられ母材と電気的に接続された母材よりもイオン化傾向の小さい流電陰極により、母材からの腐食生成物の発生を促進する場合には、母材からの腐食生成物の発生を促進し、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用及び亀裂検出作用をより高めることができる。
【００６２】
また、シート手段と含水材との間に設けた耐久電極と母材との間に直流電流を流し、母材からの腐食生成物の発生を促進する場合には、母材からの腐食生成物の発生を促進し、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用及び亀裂検出作用をより高めることができる。
【００６３】
また、母材の材質が鋼又は鉄であり、疲労亀裂の腐食生成物として赤錆が発生した場合に、錆転換剤を用いて黒錆に変質させる場合には、赤錆を黒錆に変質させることで、より堅固で安定な錆層を形成させ、以降の過剰な腐食反応による材質劣化を防止することがで

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JP 2021-103167 A 2021.7.15

きる。
【００６４】
また、母材の設置環境が寒冷の場合、加熱手段によりシート手段の外側から、又はシー
ト手段に設けた加熱手段により、疲労亀裂を適切な温度まで加熱する場合には、疲労亀裂を適切な温度まで加熱することで、腐食生成物をより短期間で生じさせることができる。
【００６５】
また、本発明の疲労亀裂の進展抑制／検出シートによれば、浸漬状態のように亀裂面の金属イオンが著しく溶出することがなく、亀裂面上に適度の腐食生成物（錆）が生じる程度の湿潤腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作り出し亀裂面に腐食生成物を比較的短期間で生じさせることができ、生じさせた腐食生成物のくさび効果により、従来は困難であった亀裂先端部においても、亀裂の進展を効果的に抑制することができ、また亀裂を目視により容易に検出することが可能となる。さらに、外圧や接触に強いため、施工性や耐環境性を向上させることができる。
【００６６】
また、本発明の疲労亀裂の進展抑制／検出シートによれば、疲労亀裂内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００６７】
また、含水材が、水を保有する含水ジェルから成る場合には、含水材の取扱いが容易になると同時に、含水材が保有する水の流動性が小さくなるため、開口部の位置に関わらず含水材を臨ませやすくなる。
【００６８】
また、シート手段が、酸素の透過可能な微小空気孔を有した場合には、疲労亀裂内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００６９】
また、シート手段が、酸素を透過しない場合には、含水材の乾燥をより防止することができる。
【００７０】
また、含水材とシート手段の間に、柔軟性のある材料で構成された支持体を有した場合には、含水材を開口部に臨ませた状態を安定的に保つことができる。また、支持体は柔軟性を有するため３次元曲面を成す母材にも適用することができる。
【００７１】
また、含水材が、少なくとも含水材の表面から底面まで貫通する複数の孔部を有した場
合には、孔部を介して亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００７２】
また、含水材の孔部に篏合する酸化剤収納手段に、酸化剤を収納した場合には、酸化剤を安定的に保持することができる。
【００７３】
また、酸化剤収納手段は、上面が閉塞し下部に開口を有した形状であり、内部にジェル状又は流体の酸化剤を満たした構成、又はジェル状又は固体の酸化剤を下端面との間に一定の空隙を設けた構成である場合には、疲労亀裂内に酸化剤を直接流入させ、又は酸化剤から発生した酸化性ガスのみを流入させ、腐食生成物を生じさせることができる。
【００７４】
また、酸化剤収納手段は、開口の開口面積又は開口を覆うガス透過性の膜体により、酸化剤もしくは酸化剤からの酸化性ガスの供給量を調整する機能を有する場合には、疲労亀裂内へ供給される酸素量を適切なものとすることができる。
【００７５】
また、酸化剤収納手段は、含水材と支持体を貫通してシート手段の表面に臨み、閉塞した上面を開閉可能に構成することにより、外部からの酸化剤の補給を可能とした場合には、長期間にわたって疲労亀裂内に酸化剤から酸素を供給することができる。

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JP 2021-103167 A 2021.7.15【００７６】
また、シート手段に、短冊状に形成された含水材と支持体のセットを、間隔を有して複数並べた場合には、間隙を介して亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
【００７７】
また、シート手段が、柔軟性を有し透明又は半透明である場合には、柔軟性を有するため含水材を隙間なく覆い乾燥を防止することができる。また、透明又は半透明であるため、含水材や支持体の外観変化をシート手段の外側から観察することができる。
【００７８】
また、シート手段が、磁力を有したマグネットシートであり、マグネットシートが磁性を有した母材への貼付手段を兼ねた場合には、シート手段の着脱が容易であり、繰り返し使用することができる。また、シート手段と母材との間に作用する磁力（吸引力）によって、間に挟まれた含水材には常に一定の押圧力が作用するため、亀裂内への水分浸透がより一層促進され、腐食生成物が生じやすくなる。
【００７９】
また、シート手段と含水材との間に、母材と電気的に直接、又は導線を介して接触可能
な母材よりもイオン化傾向の小さい流電陰極をさらに備えた場合には、流電陰極による腐食電池効果により、母材からの腐食生成物の発生を促進し、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用及び亀裂検出作用をより高めることができる。
【００８０】
また、シート手段と含水材の間に設けた耐久電極と、耐久電極と母材との間に直流電流を流す直流電源手段とをさらに備えた場合には、耐久電極と直流電源による腐食電池効果
により、母材からの腐食生成物の発生を促進し、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用及び亀裂検出作用をより高めることができる。
【００８１】
また、シート手段に疲労亀裂を加熱するための加熱手段を有した場合には、疲労亀裂を
適切な温度まで加熱することで、腐食生成物をより短期間で生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】【００８２】【図１】母材に生じた亀裂の形態の例を示す断面図【図２】本発明の実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第一例の模式図【図３】同疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第二例の模式図【図４】同疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第三例の模式図【図５】同疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第四例の模式図【図６】同疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第五例の模式図【図７】同疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第六例の模式図【図８】同疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第七例の模式図【図９】同疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第八例の模式図【図１０】同第一の適用形態を亀裂も含めて示した模式図【図１１】同第二の適用形態を亀裂も含めて示した模式図【図１２】同第八の適用形態を亀裂も含めて示した模式図【図１３】疲労亀裂進展試験に用いた試験片を示す図【図１４】疲労亀裂進展試験の実施例２における疲労亀裂の進展抑制／検出シートの外観を示す写真【図１５】各比較例及び実施例についての疲労亀裂進展試験の結果として亀裂進展曲線を示す図【図１６】疲労亀裂進展試験を実施した比較例１の破断面の拡大写真【図１７】疲労亀裂進展試験を実施した実施例１の破断面の拡大写真【図１８】疲労亀裂進展試験を実施した実施例６の破断面の拡大写真【図１９】検証試験における酸化剤及び錆転換剤による疲労破面の変化を示す写真

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JP 2021-103167 A 2021.7.15【図２０】疲労亀裂進展試験を実施した実施例２において疲労亀裂の進展抑制／検出シー
トによって亀裂を検出した結果を示す写真【発明を実施するための形態】【００８３】
以下に、本発明の実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出方法、及び疲労亀裂の進展抑制／検出シートについて説明する。
【００８４】
図１は母材に生じた亀裂の形態の例を示す断面図である。
図１（ａ）に示す疲労亀裂３は、金属製の母材２の一方の面（表側）から他方の面（裏側）まで貫通した貫通亀裂である。したがって疲労亀裂３の開口部は両側に形成され、表側の開口部３ａと裏側の開口部３ｂである。
図１（ｂ）に示す疲労亀裂３は、金属製の母材２の一方の面（表側）に生じ、他方の面（裏側）まで至っていない非貫通亀裂である。したがって疲労亀裂３の開口部は、表側に形成された開口部３ａのみである。
【００８５】
図２は本実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第一例の模式図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＡ−Ａ＇断面図である。
第一例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（１Ａ）は、水を保有する含水材１０と、含水材１０が保有する水の乾燥を防止するシート手段２０と、含水材１０を支持する支持体３０と、シート手段２０を介して含水材１０を疲労亀裂３の開口部３ａ、３ｂに臨ませる貼付手段４０を備える。
疲労亀裂の進展抑制／検出シート１は、柔軟な支持体３０に支持された高含水率の含水材１０を、シート手段２０が支持体３０の上面側から覆う構成である。貼付手段４０は、粘着力を有し、シート手段２０の底面２０ａに設けられている。
疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を母材２に適用するに当たっては、含水材１０の底面１０ａが母材２に生じる疲労亀裂の開口部３ａ、３ｂを覆うように、疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を母材２もしくは母材２の表面に形成された塗膜の表面に貼付する。
【００８６】
含水材１０は、疲労亀裂３内の局所的な湿潤状態を作り出すために用いる。第一例の疲
労亀裂の進展抑制／検出シート１Ａにおける含水材１０は、通気孔を有さない。含水材１０は、高含水率（５０％以上）であり、適用対象とする母材２の表面に隙間なくフィット
する柔軟性と、適度の粘着性を有することが好ましい。
また、含水材１０は、水を保有する含水ジェルから成ることが好ましい。これにより、含水材１０の取扱いが容易になると同時に、含水材１０が保有する水の流動性が小さくなるため、例えば鉛直面に生じた開口部３ａ、３ｂに対して横から含水材１０を臨ませたり、水平に延びる開口部３ａ、３ｂに対して下方から含水材１０を臨ませたりするなど、開口部３ａ、３ｂの位置に関わらず疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付することができる。
また、含水材１０を含水ジェルとすることにより、柔軟性と、適度の粘着性を持たせ易くなる。
【００８７】
支持体３０は、含水材１０を支持する。これにより、含水材１０を開口部３ａ、３ｂに臨ませた状態を安定的に保つことができる。
支持体３０は、３次元曲面を成す金属製の母材２（溶接部を含む）の表面あるいは母材２の表面に形成された塗膜の表面にも隙間なくフィットするように、３次元的柔軟性のある材料で構成され適度の柔軟性を有することが好ましく、施工時に破れたりしないための適度な強度を有することがさらに好ましい。
【００８８】
疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を開口部３ａ及び／又は３ｂに貼付した後は、時間の経過と共に含水材１０が徐々に乾燥していくため、乾燥の程度に応じて疲労亀裂の進展

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抑制／検出シート１を取り換え（貼り替え）ることが好ましい。これにより、亀裂の内部の湿潤腐食環境を保持して腐食生成物を生じさせやすくできる。
この取り換えの必要頻度は、疲労亀裂の進展抑制／検出シート１の種類や適用形態によって大きく異なるが、含水材１０の厚さを適宜選定することにより、ある程度調節することが可能である。
更に、開口時の亀裂内容積は母材２の板厚にほぼ比例するため、含水材１０の厚さは母材２の板厚に応じて比例的に増減することが望ましい。含水材１０の厚みを母材２の板厚に応じて変えることで、腐食生成物を効果的に生じさせることができる。
【００８９】
含水材１０に含ませる液体は必ずしも純水である必要はない。また、一般的な水の他、
ＮａＣｌ等の無機塩類を溶解させた水、水と同様に腐食を生じる電解質を含有した液体等を用いることもでき、くさび効果を更に促進する液体としては以下のものが例示される。
（１）腐食（錆の生成）をより促進する液体として、塩化ナトリウム（食塩）水溶液（濃度１〜３％程度）を始め、無機ハロゲン化合物水溶液など。
（２）亀裂面上に固形析出物を生じる液体として、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化カリウム等、無機塩類の水溶液など。
（３）上記塩化ナトリウム水溶液と無機塩類等を併せた人工海水など。
【００９０】
疲労回復用の冷却ジェルシートとして市販されているものは、高含水率の含水ジェルを柔軟な織物状の支持体で支える構造となっており、そのまま含水材１０及び支持体３０として利用できる場合がある。但し、上記のように、通気性や使用環境条件（特に湿度）によって定まる疲労亀裂の進展抑制／検出シート１の貼り替え頻度等に応じて、含水材（含水ジェル）１０の厚さを適宜設定することが好ましい。
疲労回復用の冷却ジェルシートとして市販されているものとしては、例えば、ライオン
株式会社の「足すっきりシート 休足時間（登録商標）」、「冷えピタ（登録商標）８時
間冷却」といった製品が挙げられる。これらの製品は、高分子を網目状（スポンジ状）にして内部に水分を取り込んだ同社製の高含水ジェルＰＡＣ−５５を用いており、その含水率はメーカー表示値で８５％である。
【００９１】
シート手段２０は、支持体３０のうち含水材１０と接する面とは反対側の面に重ねて設けられる。シート手段２０は、水分が外部に拡散することによって含水材１０が短時間で乾燥してしまうのを防止する乾燥防止層としての役割を持つ。シート手段２０は通気性を持たせることもできるが、第一例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ａにおけるシート
手段２０は、通気性を有さない。これにより、含水材１０を乾燥しにくくすることができる。但し、外気との通気を完全に遮断してしまうと亀裂内の酸素が欠乏して腐食生成物（錆）が生じにくくなるため、第一例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ａを疲労亀裂３に適用する場合は、何らかの手段により一定の通気性を確保する必要がある。
また、シート手段２０は、含水材１０及び支持体３０への密着性を高めるため、柔軟性を有することが好ましい。
また、シート手段２０は、透明又は半透明であることが好ましい。これにより、含水材
１０や支持体３０の外観変化（錆汁の浸透など）をシート手段２０の外側から観察することが可能となる。
なお、透明又は半透明であるシート手段２０の材料としては、ポリウレタン、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニール、ポリアミド等を利用することができる。
【００９２】
シート手段２０は、母材２が磁性を有する場合、磁力を有し形状が柔軟に変化するマグ
ネットシートとしてもよい。この場合は、マグネットシートが母材２への貼付手段４０を兼ねることができる。シート手段（マグネットシート）２０を粘着力ではなく磁力で母材２に貼付する場合は、着脱が容易であり、繰り返し使用できる。

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また、マグネットシート２０を一時的に剥がすことにより、マグネットシート２０の内側に配置されている含水材１０や支持体３０の状態を容易に把握することができる。
また、マグネットシート２０と母材２との間に作用する磁力（吸引力）により、間に挟まれた含水材１０には常に一定の押圧力が作用するため、亀裂内への水分浸透がより促進され、腐食生成物が生じやすくなる。
また、マグネットシート２０は適度な曲げ剛性を有するため、含水材１０及び支持体３０を完全に密閉することなく、マグネットシート２０の端部にある程度の隙間ができる。
これにより、空気を遮断することなく一定の通気性が確保できる。なお、端部の隙間は、
マグネットシート２０の母材２への当接面に凹凸や溝等を設けることにより、通気性を管理した状態で確保できる。
また、母材２が導電体である場合には、マグネットシート２０が作る磁界中で亀裂面が細かく振動することになり、局所的に微弱な電流が生じて亀裂内の腐食が促進される場合がある。
また、マグネットシート２０は、上記のように繰り返し使用できるので、疲労亀裂の進展抑制／検出シート１の乾燥が進行した場合、含水材１０及び支持体３０だけの取り換えが可能である。
なお、マグネットシート２０は、含水材１０や支持体３０と予め一体化しておいてもよ
いし、含水材１０及び支持体３０を開口部３ａ、３ｂに貼付した後に上から被せてもよい。
【００９３】
図３は本実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第二例の模式図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ＇断面図である。なお、上記した疲労亀裂の進展抑制／検出シートと同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
第二例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（１Ｂ）は、含水材１０と、シート手段２０と、支持体３０と、貼付手段４０と、流電陰極５０と、導線６０を備える。
流電陰極５０の層は、含水材１０と支持体３０との間に設けられている。なお、支持体
３０が無い場合は、流電陰極５０の層は、含水材１０とシート手段２０との間に設ける。
導線６０の一端は、流電陰極５０の端部に接続されている。導線６０の他端は、金属製の母材２に接続されている。
流電陰極５０には、金属製の母材２よりもイオン化傾向の小さい（電気的に貴な）金属（例えば、母材２が鋼であれば流電陰極５０を銅にするなど）の膜、もしくは同金属の粉を高濃度に包含した含水ジェルを用いる。
これにより、母材２、含水材１０、流電陰極５０、及び導線６０が全体として腐食電池を形成し、母材２に生じた疲労亀裂３内における腐食反応を促進するため、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用をより高めることができる。
なお、導線６０を用いずに、流電陰極５０の層を金属製の母材２の表面まで延伸して接触させてもよい。
【００９４】
図４は本実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第三例の模式図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＡ−Ａ＇断面図である。なお、上記した疲労亀裂の進展抑制／検出シートと同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
第三例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（１Ｃ）は、含水材１０と、シート手段２０と、支持体３０と、貼付手段４０と、導線６０と、耐久電極７０と、直流電源手段８０を備える。
耐久電極７０の層は、含水材１０と支持体３０との間に設けられている。なお、支持体
３０が無い場合は、耐久電極７０の層は、含水材１０とシート手段２０との間に設ける。
導線６０の一端は、耐久電極７０の端部に接続されている。導線６０の他端は、金属製の母材２に接続されている。直流電流を流す直流電源手段８０は、導線６０の一端と他端との間に設けられている。このとき、直流電源手段８０の陽極が母材２の側となるようにす
る。

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耐久電極７０には、腐食しにくい高耐食性金属の膜、もしくは同金属の粉を高濃度に包含した含水ジェルを用いる。
これにより、母材２、含水材１０、導線６０、耐久電極７０、及び直流電源手段８０が全体として腐食電池を形成し、母材２に生じた疲労亀裂３内における腐食反応を促進する
ため、腐食生成物のくさび効果による亀裂進展抑制作用をより高めることができる。
【００９５】
図５は本実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第四例の模式図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ＇断面図、図５（ｃ）はＢ−Ｂ＇断面図である。
なお、上記した疲労亀裂の進展抑制／検出シートと同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（１Ｄ）は、含水材１０と、シート手段２０と、支持体３０と、貼付手段４０を備える。
第一例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ａは含水材１０及び支持体３０に通気孔を有さないのに対し、第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄは、含水材１０及び支持体３０を貫通する通気孔として複数の孔部１１を有する。孔部１１を介して通気が行わ
れ亀裂内へ酸素が滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。なお、
孔部１１を設けることにより含水材１０はより乾燥しやすくなるため、孔部１１に沿った含水材１０の側面１０ｂには水や水蒸気を通さない樹脂膜を設けるなどして、含水材１０の過度の乾燥を防止することが好ましい。
第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄにおけるシート手段２０は、酸素が透過可能な微小空気孔（図示せず）を有する。シート手段２０が通気性を有し、シート手段２０を介して酸素が供給されることにより、疲労亀裂３内へ供給される酸素の量を確保して腐食生成物を生じさせやすくできる。特に、気体の酸素分子や水蒸気は通すが液体の水分子は通さないような微小空気孔を多数有する柔軟な膜をシート手段２０とすることが好ましい。
このような膜の例としては、株式会社ニトムズ製の医療衛生用フィルム「優肌（登録商標）パーミロール（登録商標）ＨＳ」等が挙げられる。
【００９６】
第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄの適用に当たっては、含水材１０の底面
１０ａが母材２に生じる疲労亀裂３の開口部３ａ、３ｂを覆うように、また、亀裂の予想
進展経路線（図５（ａ）におけるＡ−Ａ＇線）が、母材２に生じる疲労亀裂３の開口部３ａ、３ｂに大凡沿うように、第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄを母材２もし
くは母材２の表面に形成された塗膜の表面に貼付する。
また、実際の疲労亀裂３は、当初の予想経路からはずれて進展することも多いので、当初の予想経路からはずれて進展した場合でも亀裂の開口部３ａ、３ｂの位置が孔部１１の範囲に収まり、亀裂内への酸素供給が滞りなく行われるように、孔部１１の形状はＡ−Ａ＇線（亀裂の予想進展経路線）と垂直な方向に適当な幅を有するスリット形状とすることが好ましい。
また、亀裂の長さ及び亀裂進展速度に応じて、第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シー
ト１Ｄにおける孔部１１と孔部１１との間隔を設定することが好ましい。一般的には、亀裂が短く進展速度が小さい場合には孔部１１同士の間隔を小さくし、亀裂が長く進展速度が大きい場合には孔部１１同士の間隔を大きくするというように、亀裂の長さ及び亀裂進
展速度に応じて孔部１１同士の間隔を比例的に拡げたり狭めたりすることが好ましい。亀裂の状態に応じて孔部１１の間隔を変えることで、酸素を効果的に亀裂内に供給して腐食生成物をより短期間で生じさせることができる。
【００９７】
図６は本実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第五例の模式図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）はＡ−Ａ＇断面図である。なお、上記した疲労亀裂の進展抑制／検出シートと同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
第五例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１は、含水材１０と、シート手段２０と、支

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持体３０と、貼付手段４０を備える。
第五例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（１Ｅ）は、シート手段２０に、短冊状に形成された孔部１１を有さない含水材１０と支持体３０のセットを、間隔を有して複数並べたものである。セットとセットとの間の間隙１２が、第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄにおける孔部１１の機能を持つ。酸素は間隙１２を介して亀裂内へ滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。
なお、間隙１２を設けることにより短冊状の含水材１０はより乾燥しやすくなるため、間隙１２に沿った含水材１０の側面１０ｂには水や水蒸気を通さない樹脂膜を設けるなどして、含水材１０の過度の乾燥を防止することが好ましい。
【００９８】
図７は本実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第六例の模式図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）はＡ−Ａ＇断面図である。なお、上記した疲労亀裂の進展抑制／検出シートと同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
第六例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（１Ｆ）は、含水材１０と、シート手段２０と、支持体３０と、貼付手段４０と、疲労亀裂３を加熱するための加熱手段１１０を備える。加熱手段１１０は、シート手段２０に配置されている。
加熱手段１１０は、ニクロム線等の電熱線１１１と、電圧可変の電源１１２と、スイッ
チ１１３を有する。電熱線１１１は、シート手段２０内において満遍なく配置されるように複数回折り返して配置されている。電源１１２及びスイッチ１１３は、シート手段２０
外に配置されている。
冬季や寒冷地など、母材２の設置環境が寒冷（概ね１０℃未満）の場合における疲労亀裂の進展抑制／検出シート１の適用に際して、疲労亀裂３の発生箇所が低温となり腐食反応が著しく抑制されてしまうようなときには、本例のようにシート手段２０に設けた加熱手段１１０により、疲労亀裂３を適切な温度（概ね１０℃以上、より好ましくは２０℃〜
４０℃）まで加熱することで、腐食生成物をより短期間で生じさせることができる。なお、図示は省略するが、図７に示す構成に代えて、シート手段２０を外側からラバーヒータ
ー等のシート状の加熱手段１１０で覆う構成とすることもできる。
なお、加熱温度の上限は加熱手段１１０の耐熱性、消費電力、周囲への温度の影響等を考慮して定めることができる。
【００９９】
第六例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｆは、湿潤環境で使用するため、加熱手段
１１０には絶縁性に富んだ完全防水のものを用いることが好ましい。
また、シート手段２０の内側（特に疲労亀裂３の近傍）を腐食反応に適した温度とする
ため、加熱手段１１０の出力は、電圧可変式の電源１１２等により適宜調節できるようにしておくことが好ましい。
【０１００】
図８は本実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第七例の模式図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）はＡ−Ａ＇断面図、図８（ｃ）はＢ−Ｂ＇断面図である。
なお、上記した疲労亀裂の進展抑制／検出シートと同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
第七例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（１Ｇ）は、含水材１０と、シート手段２０と、支持体３０と、貼付手段４０と、シート手段２０で覆われた酸化剤１２０を備える。シート手段２０により覆って設けられた酸化剤１２０から疲労亀裂３内へ酸素等の酸化性ガスが滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。なお、酸化剤１２０から供給される酸化性ガスとしては、酸素以外ではオゾンや一酸化窒素等が挙げられる。
支持体３０に密着して形成された含水ジェル等の含水材１０は、少なくとも含水材１０の表面から底面まで貫通する複数の孔部１１を有する。各孔部１１には、すっぽりと填まる形の酸化剤収納手段１３０が形成されている。酸化剤収納手段１３０の上部は上面１３０ｂによって塞がれており、上面１３０ｂは支持体３０に接着している。一方、酸化剤収

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納手段１３０の下部は、酸化剤収納手段開口部１３０ａとなって下方へ向け開口している。
酸化剤収納手段１３０の内部には、ジェル状の酸化剤１２０が充填されている。酸化剤
１２０から亀裂内へ酸素等の酸化性ガスが滞りなく供給されるため、腐食生成物を生じさせやすくできる。また、酸化剤１２０が含水材１０の孔部１１に篏合した酸化剤収納手段
１３０に収納されていることで、酸化剤１２０を安定的に保持することができる。
【０１０１】
また、酸化剤収納手段開口部１３０ａの開口面積を、例えば穴の開いた下蓋部を設ける
等の方法により、適宜調整するか、あるいは酸化剤収納手段開口部１３０ａをガス透過性の膜体等で覆うことにより、一定時間内に亀裂内部に供給される酸化剤１２０もしくは酸化性ガスの供給量を調整することが可能となる。このように、酸化剤収納手段１３０が、酸化剤１２０もしくは酸化剤１２０からの酸化性ガスの供給量を調整する機能を有することで、疲労亀裂内へ供給される酸素量を適切なものとすることができる。
なお、一般に、金属の腐食生成物（錆）の発生を促進するような酸化剤１２０は反応性が強く、気化しやすいため、酸化剤収納手段１３０には化学的安定性及び密閉性の高いポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂を用いることが望ましい。
【０１０２】
第七例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｇの適用に当たっては、酸化剤収納手段１
３０に酸化剤１２０を充填した後、含水材１０の底面１０ａが、母材２に生じる疲労亀裂
３の開口部３ａ、３ｂ、又は亀裂の予想進展経路を覆うように、また、亀裂の予想進展経路線（図８（ａ）におけるＡ−Ａ＇線）が、母材２に生じる疲労亀裂３の開口部３ａ、３ｂに大凡沿うように、第七例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｇを母材２もしくは母材２の表面に形成された塗膜の表面に貼付する。
この時、酸化剤収納手段１３０の酸化剤収納手段開口部１３０ａは、母材２もしくは母材２の表面に形成された塗膜の表面に密着し、酸化剤１２０は酸化剤収納手段１３０と母材２もしくは母材２の表面に形成された塗膜の表面とで形成された閉空間の内部に密封されるため、疲労亀裂３が進展して酸化剤収納手段開口部１３０ａの直下を通るまでの間、酸化剤１２０は化学変化を起こすことなく安定した状態を保持することが可能となる。
疲労亀裂３は、当初の予想進展経路からはずれて進展することも多い。予想進展経路からはずれて疲労亀裂３が進展した場合でも開口部３ａ、３ｂの位置が酸化剤収納手段１３０の範囲に収まり、疲労亀裂３内への酸化剤１２０あるいはそれから発生した酸化性ガスの供給が滞りなく行われるように、酸化剤収納手段１３０の形状は、予想進展経路線（図８（ａ）におけるＡ−Ａ＇線）と垂直方向に適当な幅を有するスリット状とすることが好ましい。
【０１０３】
酸化剤収納手段１３０への酸化剤１２０の充填方法としては、１）酸化剤収納手段開口部１３０ａまでジェル状もしくは流体の酸化剤１２０を満たし、疲労亀裂３内に酸化剤１２０が直接流入するようにする方法と、２） 酸化剤収納手段開口部１３０ａとジェル状
もしくは固体の酸化剤１２０の下端面との間に一定の空隙を設け、疲労亀裂３内には酸化剤１２０から発生した酸化性ガスのみが流入するようにする方法の二種類が考えられる。
いずれを用いるかは、適用する構造物の種類や稼働環境、対象となる亀裂の形態、疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｇを使用する期間等を考慮して適宜選択することが好ましい。このように、酸化剤収納手段１３０は、上面１３０ｂが閉塞し下部に開口（酸化剤収納
手段開口部１３０ａ）を有した形状であり、内部にジェル状又は流体の酸化剤１２０を満たした構成、又はジェル状又は固体の酸化剤１２０を下端面との間に一定の空隙を設けた構成とすることで、酸素等の酸化性ガスを疲労亀裂内に供給して腐食生成物を生じさせることができる。
なお、雨水等の環境要因や母板２の裏側に貼付した他の疲労亀裂の進展抑制／検出シー
ト１の作用により、疲労亀裂３内が十分に湿潤状態となる場合には、第七例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｇが必ずしも含水材１０を備える必要はない。したがって、第七

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例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｇは、含水材１０の部分を他の成型用軟質素材で代替することにより、疲労亀裂３内の局所的な湿潤状態を作り出す機能は持たない、機能を限定した「酸化剤供給シート」とすることも可能である。
【０１０４】
図９は本実施形態による疲労亀裂の進展抑制／検出シートの第八例の模式図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）はＡ−Ａ＇断面図、図９（ｃ）はＢ−Ｂ＇断面図である。
なお、上記した疲労亀裂の進展抑制／検出シートと同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
第八例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（１Ｈ）は、含水材１０と、シート手段２０と、支持体３０と、貼付手段４０と、酸化剤１２０を備える点などにおいては第七例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｇと同様であるが、酸化剤収納手段１３０を形成する
孔部１１が含水材１０のみならず支持体３０をも貫通している点において、第七例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｇとは異なっている。
含水材１０及び支持体３０を貫通する孔部１１は複数形成されており、各孔部１１にすっぽりと填まる形の酸化剤収納手段１３０が形成されている。
なお、本例においては酸化剤収納手段１３０の上部は上面１３０ｂによって塞がれているが、上面１３０ｂに着脱可能な上蓋等を形成しておき、そこから酸化剤１２０を適宜注入できるようにしてもよい。酸化剤収納手段１３０が、含水材１０と支持体３０を貫通してシート手段２０の表面に臨み、閉塞した上面１３０ｂを開閉可能に構成して外部からの酸化剤１２０の補給を可能とすることで、長期間にわたって疲労亀裂内に酸化性ガスを供給することができる。
【０１０５】
なお、図示は省略するが、進展抑制／検出シート１は、第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄのように通気孔としての孔部１１と、第八例の疲労亀裂の進展抑制／検出
シート１Ｈのように酸化剤収納手段１３０が篏合した孔部１１の両方を備えた構成とする
こともできる。
この場合は、例えば、通気孔としての孔部１１が二つ連続して位置する隣に酸化剤収納
手段１３０が篏合した孔部１１が一つ位置し、その更に隣には再び通気孔としての孔部１１が二つ連続して位置するというように、通気孔（空孔）である孔部１１と酸化剤１２０が充填された孔部１１が規則的又は不規則的に配置された並びとすればよい。
【０１０６】
次に、母材２への疲労亀裂の進展抑制／検出シート１の適用形態の例について説明する。
疲労亀裂の進展抑制／検出の適用対象となる金属製の母材２としては、鉄や鋼など、疲労亀裂３が問題となる構造用金属であって、なおかつ湿潤環境下で腐食生成物（錆）を生
じやすいものが対象である。適用する主な構造部位としては、切欠き部、溶接部等の応力集中部（疲労亀裂３の発生が予想される箇所）が挙げられる。
【０１０７】
下表１は、対象とする疲労亀裂３の形態により想定される疲労亀裂の進展抑制／検出の八つの適用形態をまとめて示したものである。

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JP 2021-103167 A 2021.7.15【表１】【０１０８】
まず、亀裂の形態が、母材２を貫通する貫通亀裂である場合、裏側の亀裂の開口部３ｂには、含水材１０及び支持体３０に孔部１１又は間隙１２が設けられていない疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（以下、「酸素供給なしの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１」という場合がある。）も、シート手段２０が通気性を有し含水材１０及び支持体３０に孔部１１又は間隙１２が設けられている疲労亀裂の進展抑制／検出シート１（以下、「酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１」という場合がある。）のどちらも適用可能である。なお、孔部１１は、上述のように、空孔のまま通気孔として用いられる場合と、酸化剤収納手段１３０が篏合される場合がある。
第一の適用形態は、裏側の開口部３ｂに、酸素供給なしの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付し、表側の亀裂の開口部３ａは何も貼付せず開放したままとするものである。この場合、裏側の開口部３ｂに臨ませた含水材１０の乾燥を防止しつつ、表側の開口部
３ａから十分な空気（酸素）が亀裂内に取り込まれるため、亀裂面上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。
第二の適用形態は、裏側の開口部３ｂに、酸素供給なしの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付し、表側の開口部３ａを乾燥防止膜で部分的に覆うものである。表側の開口部３ａを乾燥防止膜で覆うことで、表側の開口部３ａから放出される水蒸気の量を少なくして含水材１０の過度の乾燥を防止しつつ、腐食生成物を生じさせることができる。この場合、表側の開口部３ａから十分な空気（酸素）が亀裂内に取り込まれるため、亀裂面上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。なお、乾燥防止膜が通気性を有する場合は、表側の開口部３ａを乾燥防止膜で全体的に覆ってもよい。
第三の適用形態は、裏側の開口部３ｂに、酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付し、表側の開口部３ａは何も貼付せず開放したままとするものである。この場合、表側の開口部３ａと、裏側の開口部３ｂに貼付された酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を介して十分な空気（酸素）が亀裂内に取り込まれるため、亀裂面

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上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。
第四の適用形態は、裏側の開口部３ｂに、酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付し、表側の開口部３ａを乾燥防止膜で覆うものである。この場合、裏側の開口部３ｂに貼付された酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を介して十分な
空気（酸素）が亀裂内に取り込まれるため、亀裂面上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。なお、表側の開口部３ａを、乾燥防止膜で部分的に覆う場合、又は通気性を有した乾燥防止膜で全体的に覆う場合は、表側の開口部３ａからも空気（酸素）を亀裂内に取り込ませることができる。
第五の適用形態は、裏側の開口部３ｂと表側の開口部３ａに、酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付するものである。この場合、表側の開口部３ａ及び裏側の開口部３ｂにそれぞれ貼付された酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を介して十分な空気（酸素）が亀裂内に取り込まれるため、亀裂面上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。また、裏側に加えて表側からも水分の供給が成され、亀裂内で満遍なく腐食生成物によるくさび効果が生じることにより、亀裂の進展をより一層抑制することができ、また亀裂の検出をより一層行いやすくすることができる。
第六の適用形態は、裏側の開口部３ｂに、酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付し、表側の開口部３ａに、酸素供給なしの疲労亀裂の進展抑制／検出シート
１を貼付するものである。この場合、裏側の開口部３ｂに貼付された酸素供給ありの疲労
亀裂の進展抑制／検出シート１を介して十分な空気（酸素）が亀裂内に取り込まれるため、亀裂面上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。
第七の適用形態は、裏側の開口部３ｂに、酸素供給なしの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付し、表側の開口部３ａに、ジェル状又は液体の酸化剤１２０を塗布するものである。この場合、裏側の開口部３ｂに臨ませた含水材１０の乾燥を防止しつつ、表側の開口部３ａから酸素等の酸化性ガスが亀裂内に取り込まれるため、亀裂面上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。なお、酸化剤１２０の種類は任意だが、例えば、ジェル状にした次亜塩素酸塩を用いる。また、酸化剤１２０を注入する方法やタイミングも任意であるが、ジェル状の酸化剤１２０を表側の開口部３ａに塗布すれば、亀裂開閉口に伴うポンプ効果や毛細管現象により自動的に疲労亀裂３内に酸化剤１２０が輸送されることが期待できる。但し、塗布後の酸化剤１２０の効果は比較的短時間で消失することが多いため、手作業による塗布作業は疲労亀裂３の進展に伴って断続的に繰り返すことが好ましい。これにより、亀裂進展の初期段階から終盤に至るまで進展抑制効果を維持することができる。
【０１０９】
一方、亀裂の形態が、母材２を貫通していない非貫通亀裂である場合、酸素供給なしの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１は、亀裂内へ酸素を供給できないので適用できない。
これに対して、酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１は、亀裂から酸素を取り入れなくともシート手段２０、支持体３０及び含水材１０を通して、又は酸化剤１２０から酸素を亀裂内に供給できる。
このため、第八の適用形態は、裏側に疲労亀裂３による開口部３ｂが無く表側にのみ開口部３ａが有る場合において、表側の開口部３ａに、酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付するものである。
【０１１０】
図１０は第一の適用形態を亀裂も含めて示した模式図である。なお、実際の亀裂面は平面とはならないが、図１０では簡単のため平面として模式化してある。
金属製の母材２に生じた板厚を貫通する疲労亀裂３について、裏側の開口部３ｂを覆うように下方から第一例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ａの含水材１０の底面１０ａを押し当て、粘着させている。また、シート手段２０は含水材１０の支持体３０を覆うよ
うに設けられており、その底面２０ａは母材２の裏面２ａに密着している。
第一例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ａは、シート手段２０が通気性を有さず含

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水材１０及び支持体３０に通気孔が設けられていないが、この場合は反対側（表側）の亀裂の開口部３ａが開放されており、開口部３ａから十分な空気（酸素）が亀裂内に取り込まれるため、亀裂面上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。
【０１１１】
図１１は第二の適用形態を亀裂も含めて示した模式図である。なお、実際の亀裂面は平面とはならないが、図１１では簡単のため平面として模式化してある。
第二の適用形態は、図１０における第一の適用形態と比較すると、表側の開口部３ａを一定の通気性を有する乾燥防止膜９０で覆っている点において異なり、その余の点は同じである。この場合も乾燥防止膜９０を通じて開口部３ａから十分な空気（酸素）が亀裂内に取り込まれるため、亀裂面上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。
【０１１２】
図１２は第八の適用形態を亀裂も含めて示した模式図である。なお、実際の亀裂面は平面とはならないが、図１２では簡単のため平面として模式化してある。
金属製の母材２に生じた板厚非貫通の疲労亀裂３について、表側の開口部３ａを覆うよ
うに上方から第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄの含水材１０の底面１０ａを押し当て、粘着させている。また、シート手段２０は含水材１０の支持体３０を覆うように設けられており、その底面２０ａは母材２の表面に密着している。
微小空気孔を有するシート手段２０は空気を遮断せず、含水材１０及び支持体３０に設けられた孔部１１を通じて十分な空気（酸素）が亀裂の内部に取り込まれるため、亀裂面
上には腐食生成物（錆）が生じてくさび効果を発現し、亀裂進展が抑制される。
【０１１３】
なお、含水材１０とシート手段２０又はシート手段２０で覆われた酸化剤１２０を母材
２の疲労亀裂３の発生するおそれのある箇所に予め設けてもよい。母材２に疲労亀裂３が生じる前に疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付しておくことで、発生直後の微小亀裂に対して進展抑制及び検出を確実に行うことができる。
【０１１４】
また、母材２の材質が鋼又は鉄である場合に酸素供給ありの疲労亀裂の進展抑制／検出
シート１を適用すると、亀裂面には腐食生成物として主に赤錆（Ｆｅ２Ｏ３）が発生する。この赤錆が発生した際に、錆転換剤を用いて黒錆に転換させることが好ましい場合がある。赤錆は比較的脆く脱落しやすい性質であるため、錆転換剤を用いて黒錆（Ｆｅ３Ｏ４）に変質させると、より堅固で安定な錆層となり、それ以降の過剰な腐食反応による材質劣化を防止することができる。
錆転換剤の種類は任意だが、例えば、タンニン酸とラテックスの混合物を錆転換剤として用いる。
【０１１５】
次に、本発明における疲労亀裂の進展抑制方法及び亀裂進展抑制／検出シートの効果を検証するために行った、鋼製の切欠き付き平板試験片を用いた疲労亀裂進展試験について説明する。
【０１１６】
図１３は疲労亀裂進展試験に用いた試験片を示す図である。
試験片１００は、ＪＩＳ ＳＭ４９０Ａ鋼製の板厚５ｍｍの平板試験片の中央部に長さ１０ｍｍ×幅０．３ｍｍの切欠きを加工したものを用いた。
試験機は、電気−油圧サーボ式疲労試験機（島津製作所製、動的容量１０ｔｏｎｆ）を用いた。また、試験機を設置してある実験室では試験中、常時エアコンを稼働し、試験部
周辺の気温を常温（２２℃〜３０℃）に保った。
試験条件は、以下のとおりである。
（ａ）通常試験時：切欠きのない断面における公称応力レンジΔσｎ＝１０４ＭＰａ、応力比Ｒ＝０（引張側完全片振り）、荷重周波数ｆ＝５．１Ｈｚ。

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JP 2021-103167 A 2021.7.15（ｂ）ビーチマーク形成時：最大応力は（ａ）と同じに保持したまま最小応力を上げて応力レンジを（ａ）の約１／４に減少、荷重周波数ｆ＝１３Ｈｚ。なお、ビーチマーク形成のタイミングは、表面亀裂長さを計測しながら適宜設定した。
【０１１７】
疲労亀裂進展試験を実施した比較例１、２及び実施例１〜６の内容について、下表２にまとめて示す。疲労亀裂３の形態は、いずれも貫通亀裂である。
【表２】【０１１８】
比較例１は、疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を用いずに試験片１００（金属製の母材２）のまま試験したものである。
比較例２は、試験片１００の表裏両側の亀裂の開口部３ａ及び３ｂに、酸素供給なしの疲労亀裂の進展抑制／検出シート１を貼付し、シート手段２０としてマグネットシートを用いたものである。
一方、実施例１は、上記した第二の適用形態を具現化したもので、試験片１００の裏側の亀裂の開口部３ｂに、酸素供給なしの第一例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ａを貼付し、表側の亀裂の開口部３ａは開放状態とするものの、過度の乾燥を防ぐため中央の切欠き部にのみ乾燥防止膜９０としてセロハンテープを貼付したものである。
また、実施例２及び実施例３は、いずれも上記した第五の適用形態を具現化したもので、試験片１００の表裏両側の亀裂の開口部３ａ及び３ｂに、含水材１０及び支持体３０が孔部１１を有する酸素供給ありの第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄを貼付したものである。実施例２では、シート手段２０として、多孔質フィルム（株式会社ニトム
ズ製、医療衛生用フィルム「優肌パーミロールＨＳ」）を用いている。実施例３では、シート手段２０として、厚さ０．９ｍｍのマグネットシートを用いている。図１４は実施例
２における第四例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ｄの外観（表側、荷重載荷前）を示す写真である。
また、実施例４は、実施例１と同様に上記した第二の適用形態を具現化したものであるが、開放状態とする表側の亀裂の開口部３ａに乾燥防止膜９０（セロハンテープ）を貼付していない。さらに、実施例１〜３は含水材１０に含ませる液体として水を用いているが、実施例４だけは含水材１０に含ませる液体として水ではなく３％ＮａＣｌ水溶液を用い

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た。具体的には、他の実施例（実施例１〜３）で用いている水を含ませた含水材１０を一旦乾燥させた後、３％ＮａＣｌ水溶液中に浸漬し、含水材１０中に３％ＮａＣｌ水溶液を含浸させた。
【０１１９】
また、実施例５及び実施例６は、いずれも上記した第七の適用形態を具現化したもので、試験片１００の裏側の亀裂開口部３ｂに、酸素供給なしの第一例の疲労亀裂の進展抑制／検出シート１Ａを貼付したものである。実施例５及び実施例６では、シート手段２０として、マグネットシートを用いた上、試験片１００の表側の亀裂開口部３ａには、ジェル状の酸化剤１２０（株式会社ＵＹＥＫＩ製、カビ取り用洗浄剤『カビトルデスＰｒｏ（強力ジェルタイプ）』、成分：次亜塩素酸塩、水酸化カリウム（１．０％）、ゲル化剤、安定化剤、防カビ剤）を塗布した。
実施例５では、試験開始時に１回だけ、試験片１００の切欠き端部を含む亀裂進展予想
経路周辺に酸化剤１２０を塗布した。一方、実施例６では、試験開始時に切欠き端部に酸化剤１２０を点状に塗布した後、適当な荷重繰り返し数となった時点で既に塗布済みの酸化剤１２０を工業用ワイパー紙で拭き取った後、新たな酸化剤１２０を亀裂先端近傍に塗布し、以後、この酸化剤１２０の拭き取りと酸化剤１２０の塗布という工程を、適当な荷重繰り返し数間隔を置いて試験終了まで断続的に繰り返した。
【０１２０】
図１５は各比較例及び実施例についての疲労亀裂進展試験の結果として亀裂進展曲線を示す図であり、縦軸は片側亀裂長さ（＝切欠き部の両端から板幅方向に進展する２本の亀裂の長さの平均値）［ｍｍ］、横軸はサイクル数（荷重繰り返し数）［回］である。図１５において、「●」は比較例１、「■」は比較例２、「□」は実施例１、「〇」は実施例
２、「△」は実施例３、「□（灰色塗り）」は実施例４、「◇」は実施例５、「▽」は実
施例６の結果を示し、点線は各々における破断寿命を示している。
また、下表３は各比較例及び実施例についての疲労亀裂進展試験の結果として破断寿命を示す表である。寿命比は比較例１を基準としている。
【表３】【０１２１】
図１５及び表３より、試験片１００（母材２）のままの比較例１と比べると、酸素供給なしの比較例２でも若干の亀裂進展抑止効果が現れているが、破断寿命比は１．１１であり、効果の程度は軽微であることが分かる。
一方、第二の適用形態を具現化した実施例１では、亀裂進展の初期段階から顕著な進展抑制効果が現れており、比較例１に対する破断寿命比は１．６３であった。
ここで、図１６は比較例１の破断面の拡大写真、図１７は実施例１の破断面の拡大写真である。両者とも、疲労亀裂３は写真右側の切欠き端から発生し、その後、荷重繰り返しに伴い写真左方向に進展して破断に至った。
図１６における比較例１の破面では、試験片１００の破面上に間隔を置いて形成された楕円弧上のビーチマークが明瞭に認められる。一方、図１７における実施例１の破面では

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JP 2021-103167 A 2021.7.15、亀裂の発生直後から、試験片１００の表裏面から板厚中央部分にかけての破面には顕著なくさび（やや光沢を有し白っぽく見える部分）が形成されており、片側亀裂長さ１５ｍｍ（板厚の３倍）を超える範囲に連続的なくさびの形成が認められる。試験片１００には部分的に不明瞭なビーチマーク模様が残る部分も認められるが、疲労亀裂の進展抑制／検出シート１の効果による亀裂内の腐食反応により試験片１００の破面が黒っぽく変色していることが分かる。
また、図１５及び表３より、含水材１０に含ませる液体として３％ＮａＣｌ水溶液を用いた実施例４では、片側亀裂長さが４ｍｍを超えたあたりから特に顕著な進展抑制効果が現れており、比較例１に対する破断寿命比は３．７７と、実施例１〜６のなかで最も大きな寿命延伸効果を示した。
加えて、第五の適用形態を具現化した実施例２及び３でも、実施例１と同様に亀裂進展の初期段階から進展抑制効果が現れ、比較例１に対する破断寿命比は両者とも１．４程度
であり、実施例１よりはやや低いものの、明瞭な寿命延伸効果を示していることが分かる。
【０１２２】
一方、酸化剤１２０を最初に１回だけ塗布した実施例５では、試験前半のサイクル数５
０万回以下の領域では酸化剤１２０の効果で実施例２及び実施例３よりも若干大きな亀裂
進展抑制効果を示しているものの、それ以後は両者の関係が逆転し、最終的な破断寿命比は１．３４となっている。この逆転の原因としては、１回だけの塗布では酸化剤１２０の効果が長くは続かないこと、残存する酸化剤１２０の膜によって通気性が却って悪化してしまうこと等が考えられる。
これに対し、酸化剤１２０の塗布と除去とを断続的に繰り返した実施例６では、亀裂進展の初期段階から終盤に至るまで一貫して顕著な進展抑制効果が現れており、比較例１に対する破断寿命比は１．８６と、比較的大きな寿命延伸効果を示した。
ここで、図１８は実施例６の破断面の拡大写真である。実施例６の場合も比較例１（図１６）、実施例１（図１７）と同様に亀裂は写真右側の切欠き端から発生し、その後、荷重繰り返しに伴い写真左方向に進展して破断に至った。実施例６（図１８）と比較例１（
図１６）との違いは明らかで、実施例６では亀裂の発生直後から破面には顕著な腐食生成物のくさびが形成されており、片側亀裂長さ１５ｍｍ（板厚の３倍）程度の範囲では腐食生成物によってビーチマークが判別できなくなっている。更に亀裂が進展した領域では数本のビーチマークが認められるが、試験片１００の表裏（画像の上下）で大きく歪んだ形となっており、酸化剤１２０を塗布した表側（画像の上側）付近の破面上には黒錆様の物
質が顕著に生成されており、板厚中心や裏側と比較して亀裂の進展がより大きく抑制されたことがビーチマーク形状から見てとれる。
【０１２３】
図１９は酸化剤及び錆転換剤による疲労破面の変化を示す写真であり、図１９（ａ）は鋼の疲労破面、図１９（ｂ）は酸化剤塗布後１日経過時点の破面、図１９（ｃ）は錆転換
剤塗布後２日経過時点の破面である。
鋼の疲労破面に作用する水分、酸化剤１２０及び錆転換剤の効果をみるため、試験片１００よりも厚板の鋼製平板試験片１００Ａの疲労破面を用いた検証試験を行った。
試験に用いた試験破面は、ＪＩＳ ＳＭ４００Ｂ鋼製の板厚１０ｍｍの平板試験片を疲労破断させた疲労破面であり（図１９（ａ）参照）、亀裂は破面右端の切欠き端部から発生し、画像左方向に進展した後、破面左端で延性破壊した。
また、試験に用いた酸化剤は、実施例５及び実施例６用いたものと同じジェル状の酸化剤１２０である。
また、試験に用いた錆転換剤は、市販の錆転換剤（ニッペホームプロダクツ株式会社製、『さびチェンジ』、成分：タンニン酸、ラテックス）である。
【０１２４】
試験破面に酸化剤１２０を満遍なく塗布した後、水道水を含ませた工業用ワイパー紙で破面全体を覆って湿潤状態とした。図１９（ｂ）に示すように、酸化剤１２０の塗布後、

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略１日間経過した時点で、破面の随所に赤錆の発生が認められた。
次に、試験破面から酸化剤１２０をワイパー紙で除去した後、錆転換剤を満遍なく塗布した。図１９（ｃ）に示すように、錆転換剤塗布後、略２日間経過した時点で、破面全体が一様に黒色の防錆皮膜で覆われていた。
【０１２５】
図２０は実施例２において疲労亀裂の進展抑制／検出シート１によって亀裂を検出した
結果を示す写真であり、図２０（ａ）は荷重繰り返し数Ｎ＝４８００００回、図２０（ｂ）は荷重繰り返し数Ｎ＝５７６０００回、図２０（ｃ）は荷重繰り返し数Ｎ＝６７２００
０回、図２０（ｄ）は荷重繰り返し数Ｎ＝７９８０００回のものである。
試験片１００の切欠き両端から疲労亀裂３が発生・伝播し、荷重繰り返し数Ｎの増加と共に成長していくが、実施例２においては疲労亀裂の進展抑制／検出シート１の作用によって亀裂内には腐食生成物（錆）が生じるため、亀裂の開口部３ａに密着した含水材１０の表面には、亀裂の開口部３ａに沿う形で腐食生成物が転写され、亀裂の開口部３ａの形
状がレプリカとして転写される。
図２０の各図に示した白線及び長さ表示は、それぞれの荷重繰り返し数Ｎにおける実亀
裂長さの合計（切欠き部の長さ＋試験片１００の表面における左右の疲労亀裂長さの和）を示している。実亀裂長さの合計は、図２０（ａ）では１９．０ｍｍ、図２０（ｂ）では２２．５ｍｍ、図２０（ｃ）では２７．３ｍｍ、図２０（ｄ）では５１．１ｍｍである。
疲労亀裂の進展抑制／検出シート１上に転写された亀裂形状のレプリカは実亀裂形状と良く対応しており、目視による亀裂検出が可能であることが分かる。
【０１２６】
以上のように、本発明による疲労亀裂の進展抑制／検出方法及び進展抑制／検出シート
は、浸漬状態のように亀裂面の金属イオンが著しく溶出することがなく、亀裂面上に適度の腐食生成物（錆）が生じる程度の湿潤腐食環境を現場で簡便かつ局所限定的に作り出し、生じさせた腐食生成物のくさび効果により、従来は困難であった亀裂先端部においても、亀裂の進展を効果的に抑制することができ、また亀裂を目視により容易に検出することが可能となる。さらに、外圧や接触に強いため、施工性や耐環境性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】【０１２７】
本発明は、船舶や海洋構造物、車両や航空機、橋梁や工作機械等、疲労亀裂が発生している、また疲労亀裂の発生が懸念される様々な金属製の構造物に適用することができる。
【符号の説明】【０１２８】
１ 疲労亀裂の進展抑制／検出シート
２ 母材
３ 疲労亀裂
３ａ、３ｂ 疲労亀裂の開口部
１０ 含水材（含水ジェル）
１１ 孔部
２０ シート手段（マグネットシート）
３０ 支持体
４０ 貼付手段
５０ 流電陰極
６０ 導線
７０ 耐久電極
８０ 直流電源手段
９０ 乾燥防止膜
１１０ 加熱手段
１２０ 酸化剤

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１３０ 酸化剤収納手段
１３０ａ 開口（酸化剤収納手段開口部）
１３０ｂ 上面

【図１】

【図２】

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【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

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【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

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【図１２】

【図１４】

【図１３】
【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

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【図１９】

【図２０】

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