説明

屋外構造物及び屋外構造物構成部材の劣化推定方法

【課題】設置環境に応じた腐食の度合いを的確に判断することができる屋外構造物及び屋外構造物構成部材の劣化推定方法を提供する。
【解決手段】風力発電装置等の構造物であるタワー102に腐食センサ11Aを設置してなると共に、該腐食センサ11Aは、その基板12が、構造物である例えば風力発電装置の各構成部材(例えば発電機等)の材料と同一の材料13A…からなると共に、腐食センサ11Aの基板12の表面に絶縁部14を介して設けられる複数の導電部15を覆うと共に、前記構造物のタワー102の外表面に亙って、前記構成部材(例えば発電機等)に塗布した塗膜16Aと同一の塗膜16Aを塗布してなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塩害の経時変化を常に監視しつつ、塩害を未然に防ぐことができる屋外構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば風車等の屋外構造物は、海上や沿岸で設置するので、風車の内部に設けたトランス、制御盤等が塩害により腐食することが懸念されている。
そのため、装置内部の材質、塗装に即した塩害予測が必要となってきている。
【0003】
その評価方法としてJISZ2371「塩水噴霧試験方法」及びJISK5621「複合サイクル試験」等が確立されている(非特許文献1、2)。
【0004】
また、近年塩害腐食量を予測するセンサとして腐食センサの提案がある(特許文献2)。
【0005】
この腐食センサについて説明すると、二つの異種金属(基板と導電部)を互いに絶縁部で絶縁した状態とし、両者の端部を環境へ露出すると、その環境に応じて両金属間を水膜が連結するので腐食電流が流れる。この電流は卑な金属の腐食速度に対応するので、その腐食センサと用いられている。
【0006】
このセンサは、「大気腐食モニタ」(Atmospheric Corrosion Monitor)あるいはACM型腐食センサと称されている。
このセンサの一例を図6及び図7−1、7−2に示す。これらの図面に示すように、ACM型腐食センサ(以下、「腐食センサ」という。)110は、厚さ0.8mmの炭素鋼板を64mm×64mmに切り出し、基板111とした。この上に、厚膜IC用精密スクリーン印刷機を用いて絶縁ペースト(厚さ30〜35μm)の絶縁部112を塗布し、硬化させた。
続いて、導電ペースト(厚さ30〜40μm、フィラー:Ag)を、基板111との絶緑が保たれるように、絶縁部112のパターン上に積層印刷し、硬化させて導電部113とし、腐食センサを構成している(非特許文献3)。
そして、図7−2に示すように、湿度や海塩(塩化物イオン等)等の水膜114により、導電部113と基板111とが短絡して、Fe−Agのガルバニック対の腐食電流を電流計115で計測している。なお、116a、116bは端子である。
【0007】
また、前記ACM型腐食センサを用いた、太陽光発電システム部材の塩害腐食量予測法が提案され、湿度と測定電流値及び海塩付着量との関係図より、付着海塩量を推定することが提案されている(非特許文献4)。
【0008】
【特許文献1】特開2008−157647号公報
【非特許文献1】JISZ2371
【非特許文献2】JISK5621
【非特許文献3】http://www.nims.go.jp/mdss/corrosion/ACM/ACM1.htm
【非特許文献4】松下電工技法(Nov.2002) p79−85
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、JISZ2371規格及びJISK5621規格試験においては、試験環境が実際の環境と一致していないので、試験精度が悪いという問題がある。
【0010】
また、ACM型腐食センサを用いて、腐食電流から腐食の度合いを推定することはできるものの、屋外構成体を構成する各構成部材のほとんどの素材は、塗装が施されているので、その個々の塗装の塗膜の状況(塗膜の種類や塗膜の厚さ等)に応じた腐食の程度を適宜判断することができない、という問題がある。
【0011】
すなわち、屋外構造体である例えば風車等においては、内部の発熱を防止するために、外気を導入しており、その外気に海塩が同伴される場合を考慮した現場の環境に応じた部材や部品のメンテナンスの時期を的確に把握することが切望されている。
【0012】
本発明は、前記問題に鑑み、設置環境に応じた腐食の度合いを的確に判断することができる屋外構造物及び屋外構造物構成部材の劣化推定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、外気環境に晒される構造物の外表面の少なくとも一箇所以上に、腐食電流を検知する腐食センサを備えてなり、前記腐食センサの基板が、構造物の各構成部材と同一の素材からなると共に、腐食センサの基板の表面に絶縁部を介して設けられる複数の導電部を覆うと共に、前記構造物の表面に亙って、前記構成部材に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布してなることを特徴とする屋外構造物にある。
【0014】
第2の発明は、第1の発明において、前記腐食センサに、紫外線ランプから紫外線を照射してなることを特徴とする屋外構造物にある。
【0015】
第3の発明は、第1の発明において、前記腐食センサが、構造物の外表面に水平状態に設置されたすり鉢状の窪み部に設置され、前記塗膜が、複数の導電部を覆うと共にすり鉢状表面と構造物表面とに亙って塗布してなることを特徴とする屋外構造物にある。
【0016】
第4の発明は、第1乃至3のいずれか一つにおいて、前記屋外構造物が風力発電装置であることを特徴とする屋外構造物にある。
【0017】
第5の発明は、外気環境に晒される構造物の外表面の少なくとも一箇所以上に、腐食電流を検知する腐食センサを備えてなり、前記腐食センサの基板が、構造物の各構成部材と同一の素材からなると共に、腐食センサの基板の表面に絶縁部を介して設けられる複数の導電部を覆うと共に、前記構造物の表面に亙って、前記構成部材に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布し、経時変化の劣化により各構成部材の劣化度合いを推定することを特徴とする屋外構造物構成部材の劣化推定方法にある。
【0018】
第6の発明は、第5の発明において、劣化加速試験により劣化を事前に推定することを特徴とする屋外構造物構成部材の劣化推定方法にある。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、海塩、雨水等の腐食性因子の作用による経時変化により、各構成材料に塗布したのと同一の塗膜に亀裂等が発生し、劣化部が形成され、雨水が浸入し、腐食電流が流れ、これにより各構成部材の塗膜の劣化度合いを判断することができる。この結果、屋外構造物の構成部材の個々の材料に応じた素材、塗料の評価を個別に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例1】
【0021】
本発明による実施例1に係る屋外構造物について、図面を参照して説明する。
図1−1は、実施例1に係る腐食センサの概略図である。図1−2は、腐食時における概略図である。図2は、実施例1に係る腐食センサの平面図である。図3は、屋外構造物の一例である風力発電装置の概略図である。
これらの図面に示すように、本実施例に係る腐食センサ11Aは、その基板12が、構造物である例えば風力発電装置100の各構成部材(例えば発電機104)の材料と同一の材料13A…からなると共に、腐食センサ11の基板12の表面に絶縁部14を介して設けられる複数の導電部15を覆うと共に、前記風力発電装置100のタワー102の外表面102aに亙って、前記構成部材(例えば発電機104)に塗布した塗膜16Aと同一の塗膜16Aを塗布してなるものである。
【0022】
ここで、図3に示す風力発電装置100について説明する。図3に示すように、風力発電装置100は、例えば地上部101に設置されたタワー102と、タワー102の上端に設けられたナセル103とを備えている。ナセル103は、ヨー方向に旋回可能であり、図示しないナセル旋回機構によって所望の方向に向けられる。ナセル103には、発電機104と増速機105とが搭載されている。発電機104のロータは、増速機105を介して風車ロータ106の主軸107に接合されている。風車ロータ106は、主軸107に接続されたハブ108と、ハブ108に取り付けられた翼109とを備えている。
ここで、本実施例においては、発電機104の材料を13A、その塗膜を16Aとし、増速機105の材料を13B、その塗膜を16Bとしている。
【0023】
具体的な設置は、図3に示すように、腐食センサ11A−1は、タワー102の表面に設置され、その表面を覆うように、例えば発電機の塗膜16Aを塗布している。
また、腐食センサ11A−2は、タワー102の表面に設置され、その表面を覆うように、例えば増速機の塗膜16Bを塗布している。
【0024】
そして、外気に晒された結果、海塩、雨水等の腐食性因子19の作用による経時変化により、塗膜16A又は16Bに亀裂等が発生し、劣化部20が形成される。この劣化部20から、雨水が浸入して導電部15と基板12とが短絡して、腐食電流が流れ、電流計18の計測により劣化を判断することができる。符号17a、17bは端子を図示する。
【0025】
このように、腐食電流が検知されるまでの期間において、構造体である風力発電装置100の構成部材の個々の材料に応じた素材、塗料の評価を個別に行うことができる。よって、各構成部材に対応した塗膜16A、16B…を塗布したセンサを準備することにより、各構成部材の各塗膜16A、16B…の劣化の度合いを判断することができる。
その結果、構造物の建築計画や、そのメンテナンス作業の計画を構築することができる。
【0026】
また、本発明の屋外構造物構成部材の劣化推定方法は、前記腐食センサ11Aを用いて、前記材料13Aに塗布した塗膜16Aと同一の塗膜16Aを塗布し、経時変化の劣化により各構成部材の劣化度合いを推定するものである。
この推定結果により、構造物の建築計画や、そのメンテナンス作業の計画を構築することができる。
【実施例2】
【0027】
本発明による実施例2について、図面を参照して説明する。図4は、実施例2に係る腐食センサの概略図である。図4に示すように、本実施例に係る腐食センサ11Bは、塗膜16Aが塗布された表面に、紫外線照射部20からの紫外線を照射して、加速試験を行うものである。
【0028】
一般に塗料は紫外線を照射すると、樹脂の有機結合のネットワークが遮断され、劣化が加速することとなる。これにより、塗膜の劣化の度合いを判断することができる。
【0029】
これは通常の塗料の劣化加速試験は、海塩等の外因がない環境での紫外線の暴露試験であるのに対し、本発明による劣化加速試験は、その外部構造物が設置された現場において、実環境に応じた劣化加速試験を行うことができるので、より精度の高い判断を行うことができることとなる。
【0030】
図5は他の劣化加速試験の一例であり、構造物の水平部分に設置されたすり鉢体31のすり鉢状部32に設置され、前記塗膜16Aが、複数の導電部15を覆うと共にすり鉢状部32の表面と構造物表面とに亙って塗布してなるものである。
【0031】
この結果、すり鉢状の窪み部近傍には常に腐食性因子19が溜まった状態(特に海塩成分のNaイオン、Mgイオン等が濃縮された状態となる。)となるので、塗膜16Aに対してより腐食が進行することとなる。
【0032】
これにより、塗膜16Aの劣化が加速することとなる。
よって、各構成部材に対応した塗膜16A、16B…を塗布したセンサを準備することにより、各構成部材の各塗膜16A、16B…の劣化の度合いを判断することができる。
【0033】
以上は、本発明の屋外構造物として、例えば風力発電装置を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、海岸等の塩害対策が必要な例えば橋梁設備や太陽電池設備等にも適用することができる。さらに、車両、船舶等の移動体の塩害対策に適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【0034】
以上のように、本発明に係る屋外構造物は、各構成部材の材料に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布し、その経時変化の劣化により各構成部材の劣化度合いを推定することができ、例えば風力発電装置の構成部材の劣化の判断に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1−1】実施例1に係る腐食センサの概略図である。
【図1−2】腐食時における概略図である。
【図2】実施例1に係る腐食センサの平面図である。
【図3】屋外構造物の一例である風力発電装置の概略図である。
【図4】実施例2に係る腐食センサの概略図である。
【図5】実施例2に係る他の腐食センサの概略図である。
【図6】従来技術に係る腐食センサの平面図である。
【図7−1】従来技術に係る腐食センサの概略図である。
【図7−2】従来技術の腐食時における概略図である。
【符号の説明】
【0036】
11A、11A−1、11A−2、11B 腐食センサ
12 基板
13A、13B 材料
14 絶縁部
15 導電部
16A、16B 塗膜
19 腐食性因子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外気環境に晒される構造物の外表面の少なくとも一箇所以上に、腐食電流を検知する腐食センサを備えてなり、
前記腐食センサの基板が、構造物の各構成部材と同一の素材からなると共に、
腐食センサの基板の表面に絶縁部を介して設けられる複数の導電部を覆うと共に、前記構造物の表面に亙って、前記構成部材に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布してなることを特徴とする屋外構造物。
【請求項2】
請求項1において、
前記腐食センサに、紫外線ランプから紫外線を照射してなることを特徴とする屋外構造物。
【請求項3】
請求項1において、
前記腐食センサが、構造物の外表面に水平状態に設置されたすり鉢状の窪み部に設置され、
前記塗膜が、複数の導電部を覆うと共にすり鉢状表面と構造物表面とに亙って塗布してなることを特徴とする屋外構造物。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
前記屋外構造物が風力発電装置であることを特徴とする屋外構造物。
【請求項5】
外気環境に晒される構造物の外表面の少なくとも一箇所以上に、腐食電流を検知する腐食センサを備えてなり、
前記腐食センサの基板が、構造物の各構成部材と同一の素材からなると共に、
腐食センサの基板の表面に絶縁部を介して設けられる複数の導電部を覆うと共に、前記構造物の表面に亙って、前記構成部材に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布し、経時変化の劣化により各構成部材の劣化度合いを推定することを特徴とする屋外構造物構成部材の劣化推定方法。
【請求項6】
請求項5において、
劣化加速試験により劣化を事前に推定することを特徴とする屋外構造物構成部材の劣化推定方法。

【図1−1】
image rotate

【図1−2】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7−1】
image rotate

【図7−2】
image rotate


【公開番号】特開2010−133748(P2010−133748A)
【公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−308008(P2008−308008)
【出願日】平成20年12月2日(2008.12.2)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【Fターム(参考)】