給水装置工事主任技術者 過去問
平成29年度(2017年)
問26 (給水装置の構造及び性能 問26)

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問題

給水装置工事主任技術者試験 平成29年度(2017年) 問26(給水装置の構造及び性能 問26) (訂正依頼・報告はこちら)

金属管の侵食に関する次の記述の正誤の組み合わせのうち、適当なものはどれか。

ア  埋設された金属管が異種金属の管や継手、ボルト等と接触していると、自然電位の低い金属と自然電位の高い金属との間に電池が形成され、自然電位の高い金属が侵食される。
イ  自然侵食にはマクロセル及びミクロセルがあり、マクロセル侵食とは、腐食性の高い土壌、バクテリアによる侵食をいう。
ウ  金属管が鉄道、変電所等に近接して埋設されている場合に、漏洩電流による電気分解作用により侵食を受ける。このとき、電流が金属管から流出する部分に侵食が起きる。
エ  地中に埋設した鋼管が部分的にコンクリートと接触している場合、アルカリ性のコンクリートに接している部分の電位が、コンクリートと接触していない部分より高くなって腐食電池が形成され、コンクリートと接触していない部分が侵食される。
  • ( ア )正( イ )誤( ウ )正( エ )誤
  • ( ア )正( イ )正( ウ )誤( エ )誤
  • ( ア )誤( イ )正( ウ )誤( エ )正
  • ( ア )誤( イ )誤( ウ )正( エ )正

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この過去問の解説 (2件)

01

アの「自然電位の高い金属」の記述は誤りで、電池のメカニズムからは当然ですが「自然電位の低い金属」の表現が正しくなります。

イも不適切な表現で、マクロセル侵食とは、バクテリアによる侵食ではありません。
マクロセル侵食の発生メカニズムは以下のようになります。
弁室貫通部の状況では、コンクリート(アルカリ雰囲気)中の鋼管の腐食電位は約-0.25V(飽和硫酸銅電極基準)であるのに対し、 土壌中の鋼管の腐食電位は約-0.65 Vであり、両者間に電位差が発生します。 損傷(埋設土壌中の鋼管の外面塗覆装)や 土壌との導通(電気的接触)においては、この電位差が駆動力となり、コンクリート中の鋼管(カソード)と土壌中の鋼管(アノード)の間で電池が形成されて、土壌中の鋼管が腐食します。

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02

適当なのは、「(ア)誤(イ)誤(ウ)正(エ)正」の組み合わせです。
この問題は、金属管の侵食について、どの金属が侵食されるのか、マクロセルとミクロセルの違いは何か、漏えい電流でどこが傷むのか、コンクリートに接したときにどこが侵食されるのかを正しく区別できるかを問う問題です。水道維持管理指針では、異種金属接触腐食では自然電位の低い金属が腐食し、マクロセル腐食は異種環境での電池作用による腐食、腐食性の高い土壌やバクテリアによるものはミクロセル腐食と説明されています。さらに、漏えい電流では電流が金属管から流出する部分に腐食が起き、コンクリートと部分的に接触した鋼管ではコンクリートと接触していない側が腐食するとされています。

選択肢4. ( ア )誤( イ )誤( ウ )正( エ )正

ア 「埋設された金属管が異種金属の管や継手、ボルト等と接触していると、自然電位の低い金属と自然電位の高い金属との間に電池が形成され、自然電位の高い金属が侵食される。」

この記述は誤りです。
異種金属が接触すると、自然電位の低い金属と高い金属の間に電池ができますが、侵食されるのは自然電位の高い金属ではなく、自然電位の低い金属です。つまり、問題文は侵食される側を逆に書いています。

 

イ 「自然侵食にはマクロセル及びミクロセルがあり、マクロセル侵食とは、腐食性の高い土壌、バクテリアによる侵食をいう。」

この記述は誤りです。
マクロセル腐食とは、金属材質、土質、乾湿、通気性、pH、溶解成分の違いなど、異なる環境による電池作用で起こる腐食です。代表例は、異種金属接触腐食、コンクリート・土壌系腐食、通気差腐食です。これに対して、腐食性の高い土壌やバクテリアによる侵食はミクロセル腐食です。問題文はここを取り違えています。

 

ウ 「金属管が鉄道、変電所等に近接して埋設されている場合に、漏洩電流による電気分解作用により侵食を受ける。このとき、電流が金属管から流出する部分に侵食が起きる。」

この記述は正しいです。
水道維持管理指針では、直流電気鉄道の軌道近くなどで漏えい電流の影響を受けると、電流が金属管に入り、再び外へ出ていきます。このとき、電流が金属管から流出する部分に腐食が起きるとされています。ですから、この記述は適切です。

 

エ 「地中に埋設した鋼管が部分的にコンクリートと接触している場合、アルカリ性のコンクリートに接している部分の電位が、コンクリートと接触していない部分より高くなって腐食電池が形成され、コンクリートと接触していない部分が侵食される。」

この記述は正しいです。
コンクリートと土壌が混ざるような環境では、コンクリートに接している部分のほうが貴な状態になり、そうでない部分との間で腐食電池ができます。その結果、コンクリートと接触していない部分が腐食するとされています。したがって、この記述は適切です。

まとめ

覚えておくポイントは、異種金属では自然電位の低い金属が侵食されること、マクロセル腐食は異種環境による腐食で、腐食性の高い土壌やバクテリアはミクロセル腐食であることです。さらに、漏えい電流では電流が流出する部分が傷み、コンクリートと部分接触した鋼管ではコンクリートに接していない部分が侵食されることも大切です。

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