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技術資料technical data

ZAPテープ・ZAPシール

  1. 1.防食性能
  2. 2.海水シャワー散布付き屋外暴露試験におけるZAPテープ貼付鋼板の腐食厚
  3. 3.地際(根元)防食への適応(その1)
  4. 4.地際(根元)防食への適応(その2)
  5. 5.ネクスコ殿の『鋼製防護柵支柱防錆材料の試験方法(試験法808-2008)』におけるZAPテープの性能
  6. 6.塗膜が残留する鋼板上におけるZAPテープの防食性能
  7. 7.黄銅の応力腐食割れに対するZAPテープの防止効果

1.防食性能

海水シャワー散布付屋外暴露試験

試験条件
  1. 独立行政法人港湾空港技術研究所殿構内の海水シャワー散布付(3.5hr×2回/日)屋外暴露試験場(神奈川県横須賀市久里浜湾に面し海から約10m)に暴露
  2. 暴露面を海側、南向きに15°で設置
  3. 暴露期間:約1年
  4. 鋼板が年間0.78mm/年 腐食する環境
評価

全面に亜鉛の灰色の腐食生成物、部分的に亜鉛の白錆が観察される。 剥離面は、鋼素地のクロスカット部で亜鉛の犠牲防食効果が確認されるなど、良好な防食状態にある。

  1. 剥離前
    剥離前の写真
  2. 左側半面剥離
    左側反面剥離の写真
  3. 比較材(鋼板)
    比較材(鋼板)の写真

※ZAPテープ貼付材(素地は鋼板)

沿岸地域

試験条件
  1. 日本海沿岸(新潟県柏崎市)、海岸線より約20mの屋外に暴露
  2. 暴露面を海向きに鉛直設置
  3. 暴露期間:約3年
  4. 鋼板が年間0.04mm/年 腐食する環境
評価

上部に亜鉛の白錆が部分的に見られる。
サンプルの周囲を中心に赤錆が僅かに見られるが、これはマスキング部からのもらい錆の影響が主で、剥離面の鋼素地には赤錆は見られず良好な防食状態を示している。

  1. 剥離前
    剥離前の写真
  2. 左側半面剥離
    左側反面剥離の写真
  3. 比較材(鋼板)
    比較材(鋼板)の写真

※ZAPテープ貼付材(素地は鋼板)

工業地帯

試験条件
  1. 準工業地帯(埼玉県上尾市)の高架水槽タンク外壁
  2. 設備の稼動等によりタンク表面が結露する(最大50回以上/日)
  3. 暴露期間:約15年
評価

全面、亜鉛の灰色の腐食生成物(塩基性炭酸亜鉛)に覆われているが、亜鉛箔の減厚は20μm以下で局部腐食もなく良好な状態を維持している。
剥離面を見ると施工時のケレン跡が見られ光沢を維持しており、腐食は一切見られない。 またZAPテープは剥離もなく良好な接着状態を維持している。

  1. 剥離前
    剥離前の写真
  2. 左側半面剥離
    防食材 半面剥離の写真

※ZAPテープ貼付材(素地は鋼板)

防食材を剥離し素地の鋼表面を露出させた部分を意味する

×防食材へクロスカット加工した箇所を意味する

2.海水シャワー散布付き屋外暴露試験におけるZAPテープ貼付鋼板の腐食厚

試験条件

  1. 被防食材:鋼板
  2. 防食材:ZAPテープ
  3. 暴露環境:独立行政法人 港湾空港技術研究所殿構内の海水シャワー散布付(3.5hr×2回/日)屋外暴露試験場(神奈川県横須賀市久里浜湾に面し海から約10m)で暴露面を海側、南向きに暴露(右図参照)

試験方法

鋼板にZAPテープを全面或いは部分的に貼付し上記環境に暴露した。
40%防食は、右図のように鋼板面積の40%をZAPテープで防食したものである。
腐食厚は鋼板の腐食減量、鋼板の面積、鋼板の密度から算出した。
なお40%防食材の腐食厚のみ、鋼板の暴露面積を使用し算出した。

試験結果

評価

1年暴露による腐食厚は、裸鋼板が0.78mmであるのに対し、全面防食材は10μm以下、40%防食材は0.25mmとなり、亜鉛の犠牲防食効果や腐食生成物による腐食抑制効果によって腐食厚が1/3以下に低減されることが判る。

3.地際(根元)防食へのZAPテープの適応(その1)

試験条件

  1. 被防食材:配管用炭素鋼鋼管
  2. 防食材:ZAPテープ
  3. 暴露環境:独立行政法人 港湾空港技術研究所殿構内の海水シャワー散布付(3.5hr×2回/日)屋外暴露試験場(神奈川県横須賀市久里浜湾に面し海から約10m)
  4. 暴露期間:1年

試験方法

ZAPテープで防食した鋼管

鋼管(SGP25A)にZAPテープを貼付し、その一部をモルタルに埋設し上記環境に暴露した。

裸鋼管

鋼管(SGP25A)の一部をモルタルに埋設し上記環境に暴露した。

試験結果

ZAPテープで防食した鋼管
裸鋼管

評価

ZAPテープで防食した鋼管
  1. APテープの防食により鋼管に錆の発生や板厚減耗は観察されなかった。
  2. 海生生物が、右記の裸鋼管サンプルでは全面付着していたのに対し、本サンプルでは殆ど付着しておらず、亜鉛による海生生物の付着抑制効果が確認できた。
裸鋼管
  1. 図のように鋼管は激しく腐食し、その板厚減耗は0.8mmに達した。
  2. 海生生物は、本サンプルでは全面付着していた(上記外観写真は海生生物を除去後のもの)。

4.地際(根元)防食へのZAPテープの適応(その2)

試験条件

  1. 被防食材:ブラスト処理した配管用溶接鋼管(SGP25A)
  2. 防食材:ZAPテープ(亜鉛箔の厚さ100μm)
  3. 暴露環境:塩水噴霧試験(JIS Z2371に準拠)
  4. 暴露期間:2000hr

試験方法

ZAPテープで防食した鋼管
  1. モルタルに埋設した溶接鋼管(ブラスト処理済み)の地際(根元)部の回りにZAP-TPを1重巻、オーバラップ10mmで貼付した。
  2. 次に、最下部をZAPペーストでコーキング処理し上記環境に暴露した。
裸鋼管
  1. モルタルに埋設した溶接鋼管(ブラスト処理済み)を上記環境に暴露した。

試験結果

ZAPテープで防食した鋼管
裸鋼管

評価

ZAPテープで防食した鋼管
  1. 鋼管上部の無防食部では全面が激しく腐食するだけでなく溶接部が溝状に局部腐食し腐食深さが0.75mmに達している。
  2. 一方、防食部は溶接部を含め腐食は全く見られず、初期の状態を維持している。
  3. 防食部の腐食深さ(写真.1参照)
    ・鋼管最大腐食深さ=0mm
    ・溶接部最大腐食深さ=0mm
裸鋼管
  1. 鋼管は全面激しく腐食するだけでなく、その溶接部は溝状に局部腐食し腐食深さが1.29mmに達していた。また地際部は0.79mmの深さまで腐食が進んでいた。
  2. 防食部の腐食深さ(上記断面写真参照)
    ・地際部最大腐食深さ=0.79mm
    ・溶接部最大腐食深さ=1.29mm

5.ネクスコ殿の『鋼製防護柵支柱防錆材料の試験方法(試験法808-2008)』におけるZAPテープの性能

試験条件

  1. 被防食材:溶融亜鉛めっき(HDZ55)を施した鋼板(200×60×4.5t)
  2. 防食材:ZAPテープ
  3. 暴露環境:下記の複合サイクル試験に供した。

試験方法

  1. 暴露試験は、ネクスコ殿の『鋼製防護柵支柱防錆材料の試験方法(試験法808-2008)』に準拠し、財団法人 日本塗料検査協会で実施した。概略の試験方法を次に示す。
  2. 図.1に示すように供試材は、溶融亜鉛めっき鋼板(HDZ55)に100mm幅のZAPテープを2重に貼り付け、2枚作製した。
  3. 片方の供試材には、カッターでめっき鋼板の素地まで達する切れ込みを入れた。
  4. この2種の供試材を、図.2、写真.1に示すようにモルタル中に15゚の角度を付け打設した。
  5. 型枠中でモルタルを7日間養生した後、上記暴露環境に720サイクル保持した。
  6. 試験後、モルタルを防食材に影響せぬよう破壊、除去し、鋼板による赤さび、ZAPテープのふくれや剥がれ等の有無を評価した。
写真.1 試験前の供試材の外観
  1. カット無し
  2. カット有り

試験結果

試験結果及び判定結果を、財団法人 日本塗料協会発行の報告書で下記に示す。

  1. 試験結果報告書 1/6
  2. 試験結果報告書 2/6
  3. 試験結果報告書 3/6
  4. 試験結果報告書 4/6
  5. 試験結果報告書 5/6
  6. 試験結果報告書 6/6

評価

上記にあるように判定は、『本耐複合サイクル試験に耐える』で合格であった。

6.塗膜が残留する鋼板上におけるZAPペーストの防食性能

目的

塗膜と鋼板素地露出部が混在する施工対象へZAPペーストを施工した場合で、外部応力などで素地の鋼板に達する傷がついた時に、電解質溶液中で亜鉛の犠牲防食作用が発現するかを確認する(図参照)。

試験条件

  1. 被防食材:ブラスト処理済み冷間圧延鋼板(1.0t)
  2. 防食:ZAPペースト
  3. 暴露環境:20℃水道水への4日間浸漬

試験方法

下記にて作製したサンプルを20℃の水道水に4日間浸漬した。

ZAPペーストで防食した鋼板

図に示すように、両端の2箇所(a部、b部)以外をマスキングテープで全面マスキングした鋼板に ZAPペーストを塗布する。この時、マスキング無部の片側(a部)は鋼板素地が露出するようZAP ペーストにも開口部を設けると共に、もう一方(b部)は、ZAPペーストを鋼板素地上に塗布し導通 を確保する。

無防食の鋼板

図に示すよう一端の□20mmの鋼板露出部(a部)以外、マスキングテープでマスキングした鋼板

試験後の外観

ZAPペーストで防食した鋼板
無防食の鋼板

評価

無防食の鋼板には、露出部(a部)に赤錆が観察されるが、ZAPテープで防食した鋼板には錆が全く見られず、ZAPテープによる犠牲防食作用が発揮されていることが判る

結論

上記より、活膜が残留する塗装鋼板上にZAPテープを施工した状態においても、電解質溶液中では亜鉛に よる犠牲防食作用が問題なく発揮されていることが判る。

7.黄銅の応力腐食割れに対するZAPテープの防止効果

試験条件

  1. 被防食材:黄銅2種 C2680 R - O(厚さ0.6mm)
  2. 防食:ZAPテープ
  3. 暴露環境:10vol%NH3水溶液にサンプルを浸漬

試験方法

黄銅2種板(0.6t×20×120mm)をU字曲げし、図.1に示すようにZAPテープを貼付した 後、端部を銅線で固定した。また無防食はZAPテープを貼付しないことで再現した。 次に供試材を10vol%NH3水溶液の入ったビーカー中に20℃の環境下で15日間浸漬し た。

ZAPテープで防食
無防食

試験結果:腐食試験後 浸漬4日目

浸漬状態の写真
  1. ZAPテープで防食
    ZAPテープで防食
  2. 無防食
    無防食

4日の浸漬で無防食の黄銅板は、黒く変色しU曲げの頂点近傍で割れて2分割になったが、、ZAPテープで防食した黄銅板は、色調変化もなく割れは全く観察されず健全であった。
またZAPテープで防食した黄銅板には15日後でも割れは認められなかった。

サンプルの外観写真
  1. ZAPテープで防食
    ZAPテープで防食
  2. 無防食
    無防食

無防食の黄銅板を浸漬した溶液は、濃い青色を呈しており銅イオンが溶解しているのに対し、ZAPテープで防食した黄銅板では溶液は透明であり、亜鉛の犠牲防食作用で亜鉛が優先的に溶解し、銅イオンが溶解していないことが判る。

割れ面のSEM写真
  1. ZAPテープで防食
    ZAPテープで防食
  2. 無防食
    無防食

左記は無防食材の割れ面のSEM写真を示すが、同写真より割れが結晶粒界で生じていることが判る。

結論

黄銅の応力腐食割れは、ZAPテープによって防止できることが判る。

  1. ZAPテープ・ZAPシール
  2. ZAPペースト
  3. ZAPシート