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複合・新機能材料

構造ヘルスモニタリング機能を有する新規管更生材料とその検査技術

石川県

北陸ファイバーグラス株式会社

2020年4月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 たて編物・円筒織物技術を活用した新機能更正管とその検査技術の開発
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 環境・エネルギー、建築物・構造物
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(信頼性・安全性向上)
キーワード 管更生、構造ヘルスモニタリング、超音波非破壊検査法
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成26年度~平成28年度

プロジェクトの詳細

事業概要

下水道管路総延長は44万KM、耐用年数を超過した老朽管は7,000KMを超え、老朽管対策として管更生工法が活用されている。川下製造業者から、更生管の耐用年数到達時点での簡易に入取替可能な工法の開発や耐用年数到達時点での更生管の更なる使用検討手法等が望まれている。本事業では、編み物技術、織物技術を用いた入取替可能な管更生材料の開発やモニタリング機能を有する新規更生材料を開発する

開発した技術のポイント

よこ編物技術、たて編物技術、円筒織物技術および押出成形技術を用いた安心・安全な管更生材料および更生管の破壊状態を非破壊で計測する技術を開発する
(新技術)
・構造健全性、安全性をリアルタイムで自己検知・診断を行う構造ヘルスモニタリング機能を有する新規管更生材料
(新技術の特徴)
・光ファイバセンサによる構造ヘルスモニタリング機能を有するため構造健全性、安全性の診断が可能

具体的な成果

・ガラス繊維と熱可塑性繊維を複合させた円筒状ファブリック加工技術と円筒押出技術の融合により繊維で強化した熱可塑性樹脂パイプの作製を可能とし、繊維強化熱可塑性樹脂パイプの熱時耐力は、100m引抜時の張力推定値よりも十分に高い値となっており、入取替が可能であることを確認した
・たて編物技術を用いて強化基材のNCF中に光ファイバを挿入する手法を用いて、測定用光ファイバを管更生用NCFに自動で編み込み、光ファイバセンサが切断されない限り、200m長など長尺が可能、ひずみ分布と損傷形態との関係から、損傷形態の同定も可能になると思われた
・促進試験により劣化させたGFRP(glassfiberre inforced plastic)モデル材(平板)について、表面・断面観察、重量測定、曲げ試験を行うことにより劣化状況を把握した上で、超音波エコー測定を行い、劣化状況と超音波エコーの変化との関係性を明らかにした

研究開発成果の利用シーン

・下水道管更生材料
‐円筒状ファブリック加工技術と円筒押出成形技術の融合により、これまでに例を見ない低収縮繊維強化熱可塑性樹脂パイプを成形
-構造健全性・安全性をリアルタイムで自己検知・診断を行う構造ヘルスモニタリング機能を有する新規管更生材料
・更生管の破壊状態の非破壊計測
‐本研究は下水道を対象としているが、上水道や電力、通信などの分野にも展開

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

今事業において評価した耐酸性ガラス繊維を用いた強化繊維基材を現在数社の企業と協議し、試作品を作製、評価を行っている。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、素材・部品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・簡単に入取替が可能
・土砂流入防止や耐震性付与が可能
・構造健全性と安全性をリアルタイムで自己検知・診断する構造ヘルスモニタリング機能
・アセットマネージメントに対応できる更生管の使用限界を計測可能・非破壊検査法により更生管の使用限界を把握可能

今後の実用化・事業化の見通し

・顧客要求に対する市場の現状は以下の通りであり、本技術が完成すれば国内唯一の管更生工法となる
・下水道本管の土砂流入防止→工法あり
・下水道本管と取付管接合部からの地下水や土砂流入の防止→工法はあるが不完全・更生管の使用限界を把握できる工法→なし
・上水道や電力、通信などの分野にも展開できるほか、管路の他、FRP成型品などへの用途展開の可能性がある

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 北陸ファイバーグラス株式会社
事業管理機関 公益財団法人石川県産業創出支援機構
研究等実施機関 株式会社リベックス
芦森工業株式会社
ヒロベ産業有限会社
国立大学法人岐阜大学
公立大学法人高知工科大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 北陸ファイバーグラス株式会社(法人番号:2220001012400)
事業内容 ガラス繊維や炭素繊維などを用いた複合材料向けテキスタイルの製造
社員数 29 名
本社所在地 〒923-0336 石川県小松市那谷町モ72
連絡先窓口 代表取締役 北村雅之
メールアドレス mkitamur@eos.ocn.ne.jp
電話番号 0761-65-1665