屋外構造物
【課題】塩害の経時変化を常に監視しつつ、塩害防止を未然に防ぐことができる腐食検知装置を備えた屋外構造物を提供する。
【解決手段】屋外構造物に備えられる腐食検知装置１０Ａは、腐食環境を監視する腐食センサ１１０と、腐食センサ１１０で発生する腐食電流を計測する電流計１１５と、前記腐食電流を変更する可変抵抗１１とを有するものであり、腐食環境を計測する際に、腐食電流が略一定の値（例えば１００ｎＡ）を維持するように、可変抵抗１１を変化させるようにしている。
【解決手段】屋外構造物に備えられる腐食検知装置１０Ａは、腐食環境を監視する腐食センサ１１０と、腐食センサ１１０で発生する腐食電流を計測する電流計１１５と、前記腐食電流を変更する可変抵抗１１とを有するものであり、腐食環境を計測する際に、腐食電流が略一定の値（例えば１００ｎＡ）を維持するように、可変抵抗１１を変化させるようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩害等による腐食を事前に検知することができる腐食検知装置を備えた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、風車の外部塗装や、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１）。
【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、その腐食センサとして用いられている。
【０００６】
この腐食センサは、「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３乃至図５に示す。図３及び図４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としており、この基板１１１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：ＳｉＯ2）の絶縁部１１２を塗布し、硬化させている。
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）。
ここで、前記基板１１１を第１の導電部とすると共に、導電部１１３を所定間隔を持って複数設けられる直線状の第２の導電部としている。
【０００７】
そして、図５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、これに起因する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、図３中、符号１１６ａ、１１６ｂは端子である。炭素鋼板(Ｆｅ)表面の露出部がセンサのアノード（陽極）となり、導電ペースト(Ａｇ)がカソード（陰極）となる。
このガルバニック対の腐食電流は、鋼材料や亜鉛材料の腐食量に対して相関があることから、腐食速度を定量評価できるものである。
【０００８】
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、海塩付着量を推定することが提案されている（非特許文献４及び５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１５７６４７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【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
【非特許文献５】材料と環境「ＡＣＭセンサによる環境腐食性評価」 ５４、３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
前記ＡＣＭ型腐食センサは、自己腐食型のセンサであるので、長時間使用していくとセンサ自身の劣化により、基板である炭素鋼板の腐食が生じることで、絶縁層と剥離が生じ、センサ性能を維持できないという問題がある。
【００１３】
しかしながら、ＡＣＭ型腐食センサは、腐食しなければ、腐食環境の測定精度が悪くなる場合があるので、センサの長寿命化という目的のために、センサの腐食を抑制しすぎると、腐食環境そのものの測定自体が実施できなくなる、という問題もある。
よって、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることが切望されている。
【００１４】
本発明は、前記問題に鑑み、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることができる腐食検知装置を備えた屋外構造物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】
【００１５】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、腐食環境を監視する腐食センサと、前記腐食センサで発生する腐食電流を計測する電流計と、前記腐食電流を変更する可変抵抗とを有する腐食検知装置を備えた屋外構造物にある。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、さらに、腐食センサの設置環境を計測する環境モニタを有することを特徴とする屋外構造物にある。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、環境モニタが、湿度計、温度計、照度計の少なくとも１つであることを特徴とする屋外構造物にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１に係る腐食検知装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係る腐食検知装置の概略図である。
【図３】図３は、従来技術に係る腐食センサの平面図である。
【図４】図４は、従来技術に係る腐食センサの概略図である。
【図５】図５は、従来技術の腐食時における概略図である。
【発明を実施するための形態】
【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に係る腐食検知装置を備えた屋外構造物について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る屋外構造物に備えられる腐食検知装置１０Ａは、腐食環境を監視する腐食センサ１１０と、腐食センサ１１０で発生する腐食電流を計測する電流計１１５と、前記腐食電流を変更する可変抵抗１１とを有するものである。
【００２２】
そして、腐食環境を計測する際に、腐食電流が略一定の値（例えば１００ｎＡ）を維持するように、可変抵抗１１を変化させるようにしている。
【００２３】
これにより、腐食センサ１１０の劣化状態を常に一定とすることができ、その後の寿命を予測することができる。
【００２４】
すなわち、腐食センサ１１０の積算電気量が１クーロンに達した場合に、劣化寿命と判断すると仮定すると、それまでの使用時間を乗じて現在の積算電気量を求め、その差分が余寿命となる。
これにより、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることができる。
【実施例２】
【００２５】
本発明による実施例に係る腐食検知装置を備えた屋外構造物について、図面を参照して説明する。図２は、本実施例に係る屋外構造物に備えられる腐食検知装置１０Ｂは、実施例１の装置において、さらに腐食センサ１１０の設置環境を計測する環境モニタ２０を有するようにしている。
【００２６】
ここで、前記環境モニタ２０としては、例えば湿度計２０Ａ、温度計２０Ｂ、照度計２０Ｃの少なくとも１つを挙げることができる。
【００２７】
例えば、湿度計２０Ａを用いて計測する場合には、腐食センサ１１０の近傍において、湿度計２０Ａを設けるようにしている。
【００２８】
そして、湿度計２０Ａで湿度を計測し、その計測結果を、例えば３つの領域、湿度Ｉ（３０％未満）と、湿度II（３０〜７０％）、湿度III(７０％以上)に分類する。
湿度I〜IIIに応じて、抵抗I（抵抗が低い：Ａ点）、抵抗II（抵抗が中位：Ｂ点）、抵抗III(抵抗が高い：Ｃ点)を設定する。
そして、湿度計２０Ａでの計測した湿度に応じて、内部抵抗を変更（Ａ、Ｂ、Ｃ点のいずれか）する。この結果、所定の腐食電流値（例えば１００ｎＡ）に近似する値とし、さらに所定の腐食電流値（１００ｎＡ）に近づけるように、内部抵抗を微調整する。
【００２９】
この結果、環境に応じて、抵抗を設定し、常に一定の腐食電流が流れるようにすることで、余寿命を予測することができる。
【００３０】
これにより、例えば、タンカーなどのように、一度航海に出ると、母港に戻るまでは、腐食センサの交換ができない場合には、長寿命化を図ることで、センサの交換を行うことなく、長期間の腐食環境のモニタリングが可能となる。
【００３１】
環境モニタ２０が温度を計測する場合は、温度計２０Ｂで温度を計測し、その計測結果が、例えば３つの領域、温度Ｉ（０度未満）と、温度II（０〜４０度）、温度III(４０度以上)に分類する。
温度I〜IIIに応じて、抵抗I（抵抗が低い：Ａ点）、抵抗II（抵抗が中位：Ｂ点）、抵抗III(抵抗が高い：Ｃ点)を設定するようにすればよい。
【００３２】
環境モニタ２０が照度を計測する場合は、照度計２０Ｃで照度を計測し、その計測結果を、例えば３つの領域、照度Ｉ（１０ルクス未満）と、照度II（１０〜５０００ルクス）、照度III(５０００ルクス以上)に分類する。
照度I〜IIIに応じて、抵抗I（抵抗が低い：Ａ点）、抵抗II（抵抗が中位：Ｂ点）、抵抗III(抵抗が高い：Ｃ点)を設定するようにすればよい。
【００３３】
以上は、本発明の屋外構造物として、例えばタンカーを例示したが、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風力発電装置、橋梁設備や太陽電池設備、発電プラント設備、鉄筋建造物、鉄道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、本発明に係る腐食検知装置を備えた屋外構造物は、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることができる、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。
【符号の説明】
【００３５】
１０Ａ、１０Ｂ 腐食検知装置
２０ 環境モニタ
２０Ａ 湿度計
２０Ｂ 温度計
２０Ｃ 照度計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩害等による腐食を事前に検知することができる腐食検知装置を備えた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、風車の外部塗装や、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１）。
【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、その腐食センサとして用いられている。
【０００６】
この腐食センサは、「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３乃至図５に示す。図３及び図４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としており、この基板１１１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：ＳｉＯ2）の絶縁部１１２を塗布し、硬化させている。
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）。
ここで、前記基板１１１を第１の導電部とすると共に、導電部１１３を所定間隔を持って複数設けられる直線状の第２の導電部としている。
【０００７】
そして、図５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、これに起因する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、図３中、符号１１６ａ、１１６ｂは端子である。炭素鋼板(Ｆｅ)表面の露出部がセンサのアノード（陽極）となり、導電ペースト(Ａｇ)がカソード（陰極）となる。
このガルバニック対の腐食電流は、鋼材料や亜鉛材料の腐食量に対して相関があることから、腐食速度を定量評価できるものである。
【０００８】
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、海塩付着量を推定することが提案されている（非特許文献４及び５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１５７６４７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【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
【非特許文献５】材料と環境「ＡＣＭセンサによる環境腐食性評価」 ５４、３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
前記ＡＣＭ型腐食センサは、自己腐食型のセンサであるので、長時間使用していくとセンサ自身の劣化により、基板である炭素鋼板の腐食が生じることで、絶縁層と剥離が生じ、センサ性能を維持できないという問題がある。
【００１３】
しかしながら、ＡＣＭ型腐食センサは、腐食しなければ、腐食環境の測定精度が悪くなる場合があるので、センサの長寿命化という目的のために、センサの腐食を抑制しすぎると、腐食環境そのものの測定自体が実施できなくなる、という問題もある。
よって、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることが切望されている。
【００１４】
本発明は、前記問題に鑑み、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることができる腐食検知装置を備えた屋外構造物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】
【００１５】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、腐食環境を監視する腐食センサと、前記腐食センサで発生する腐食電流を計測する電流計と、前記腐食電流を変更する可変抵抗とを有する腐食検知装置を備えた屋外構造物にある。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、さらに、腐食センサの設置環境を計測する環境モニタを有することを特徴とする屋外構造物にある。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、環境モニタが、湿度計、温度計、照度計の少なくとも１つであることを特徴とする屋外構造物にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１に係る腐食検知装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係る腐食検知装置の概略図である。
【図３】図３は、従来技術に係る腐食センサの平面図である。
【図４】図４は、従来技術に係る腐食センサの概略図である。
【図５】図５は、従来技術の腐食時における概略図である。
【発明を実施するための形態】
【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に係る腐食検知装置を備えた屋外構造物について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る屋外構造物に備えられる腐食検知装置１０Ａは、腐食環境を監視する腐食センサ１１０と、腐食センサ１１０で発生する腐食電流を計測する電流計１１５と、前記腐食電流を変更する可変抵抗１１とを有するものである。
【００２２】
そして、腐食環境を計測する際に、腐食電流が略一定の値（例えば１００ｎＡ）を維持するように、可変抵抗１１を変化させるようにしている。
【００２３】
これにより、腐食センサ１１０の劣化状態を常に一定とすることができ、その後の寿命を予測することができる。
【００２４】
すなわち、腐食センサ１１０の積算電気量が１クーロンに達した場合に、劣化寿命と判断すると仮定すると、それまでの使用時間を乗じて現在の積算電気量を求め、その差分が余寿命となる。
これにより、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることができる。
【実施例２】
【００２５】
本発明による実施例に係る腐食検知装置を備えた屋外構造物について、図面を参照して説明する。図２は、本実施例に係る屋外構造物に備えられる腐食検知装置１０Ｂは、実施例１の装置において、さらに腐食センサ１１０の設置環境を計測する環境モニタ２０を有するようにしている。
【００２６】
ここで、前記環境モニタ２０としては、例えば湿度計２０Ａ、温度計２０Ｂ、照度計２０Ｃの少なくとも１つを挙げることができる。
【００２７】
例えば、湿度計２０Ａを用いて計測する場合には、腐食センサ１１０の近傍において、湿度計２０Ａを設けるようにしている。
【００２８】
そして、湿度計２０Ａで湿度を計測し、その計測結果を、例えば３つの領域、湿度Ｉ（３０％未満）と、湿度II（３０〜７０％）、湿度III(７０％以上)に分類する。
湿度I〜IIIに応じて、抵抗I（抵抗が低い：Ａ点）、抵抗II（抵抗が中位：Ｂ点）、抵抗III(抵抗が高い：Ｃ点)を設定する。
そして、湿度計２０Ａでの計測した湿度に応じて、内部抵抗を変更（Ａ、Ｂ、Ｃ点のいずれか）する。この結果、所定の腐食電流値（例えば１００ｎＡ）に近似する値とし、さらに所定の腐食電流値（１００ｎＡ）に近づけるように、内部抵抗を微調整する。
【００２９】
この結果、環境に応じて、抵抗を設定し、常に一定の腐食電流が流れるようにすることで、余寿命を予測することができる。
【００３０】
これにより、例えば、タンカーなどのように、一度航海に出ると、母港に戻るまでは、腐食センサの交換ができない場合には、長寿命化を図ることで、センサの交換を行うことなく、長期間の腐食環境のモニタリングが可能となる。
【００３１】
環境モニタ２０が温度を計測する場合は、温度計２０Ｂで温度を計測し、その計測結果が、例えば３つの領域、温度Ｉ（０度未満）と、温度II（０〜４０度）、温度III(４０度以上)に分類する。
温度I〜IIIに応じて、抵抗I（抵抗が低い：Ａ点）、抵抗II（抵抗が中位：Ｂ点）、抵抗III(抵抗が高い：Ｃ点)を設定するようにすればよい。
【００３２】
環境モニタ２０が照度を計測する場合は、照度計２０Ｃで照度を計測し、その計測結果を、例えば３つの領域、照度Ｉ（１０ルクス未満）と、照度II（１０〜５０００ルクス）、照度III(５０００ルクス以上)に分類する。
照度I〜IIIに応じて、抵抗I（抵抗が低い：Ａ点）、抵抗II（抵抗が中位：Ｂ点）、抵抗III(抵抗が高い：Ｃ点)を設定するようにすればよい。
【００３３】
以上は、本発明の屋外構造物として、例えばタンカーを例示したが、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風力発電装置、橋梁設備や太陽電池設備、発電プラント設備、鉄筋建造物、鉄道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、本発明に係る腐食検知装置を備えた屋外構造物は、腐食環境に応じてセンサの長寿命化を図ることができる、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。
【符号の説明】
【００３５】
１０Ａ、１０Ｂ 腐食検知装置
２０ 環境モニタ
２０Ａ 湿度計
２０Ｂ 温度計
２０Ｃ 照度計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食環境を監視する腐食センサと、
前記腐食センサで発生する腐食電流を計測する電流計と、
前記腐食電流を変更する可変抵抗とを有する腐食検知装置を備えた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、
さらに、腐食センサの設置環境を計測する環境モニタを有することを特徴とする屋外構造物。
【請求項３】
請求項２において、
環境モニタが、湿度計、温度計、照度計の少なくとも１つであることを特徴とする屋外構造物。
【請求項１】
腐食環境を監視する腐食センサと、
前記腐食センサで発生する腐食電流を計測する電流計と、
前記腐食電流を変更する可変抵抗とを有する腐食検知装置を備えた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、
さらに、腐食センサの設置環境を計測する環境モニタを有することを特徴とする屋外構造物。
【請求項３】
請求項２において、
環境モニタが、湿度計、温度計、照度計の少なくとも１つであることを特徴とする屋外構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１３７７６０（Ｐ２０１１−１３７７６０Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９８８９５（Ｐ２００９−２９８８９５）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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