防食塗装の経年劣化を遠隔から定量評価できる目視を超越した赤外分光計測法の創生

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橋梁，石油タンク，配管等のインフラ構造物の長寿命化ならびにライフサイクルコストの削減には，予防保全の導入が不可欠である．鋼構造物の腐食に対する予防保全での最重要課題は，限られたリソースの下で，鋼構造物の腐食に対する予防保全を実施するため，重防食塗装の劣化を早期に遠隔から非接触・非破壊で，効率的かつ高精度に検知するとともに，劣化進行度を定量的に評価できる非破壊評価法を開発することである．そこで，本研究では，重防食塗装膜が有する赤外光の分光反射・吸収・透過特性に着目し，赤外線カメラを用いた分光画像計測ならびに分光特性に基づくマルチスペクトル逆問題解析に基づき，遠隔から構造物の重防食塗装の早期劣化を定量的に評価できる計測法を開発する．2022年度には，計測に用いるハードウエアとして，対象物の分光特性を画像化できるハイパースペクトル赤外画像計測装置を完成させた．まず塗膜劣化模擬試験体に対して，ハイパースペクトル赤外画像計測装置を用いて，太陽光を光源に用いるパッシブ計測および照明光を用いるアクティブ計測により，塗膜劣化部位の検出および塗膜の残存厚さの定量評価を行った．さらに，完成した装置を用いて，実橋梁での塗膜劣化計測を行った結果，目視を上回る精度での塗膜劣化部位の検出が可能であることが明らかになった．また，ハイパースペクトル赤外画像計測装置の計測精度向上を目的として，一定周期で変動する照明の下での近赤外線強度変動データをロックイン計測する，アクティブロックイン計測法を開発した．アクティブロックイン計測法の有用性については，塗膜劣化模擬試験体を用いた計測，ならびに実橋梁での現場計測を通じて実験的に検証した．