測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法
【課題】腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態、特に腐食速度を電気化学的に検出するための測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法を提案する。
【解決手段】腐食媒体Ｆにより腐食する被検体Ｍの腐食状態を電気化学的に検出するために、腐食媒体Ｆに接触させる測定電極２０であって、被検体Ｍと同一の金属材料からなる試験体層２２及び被検体Ｍと異なる金属材料からなる下地層２３を積層して形成されると共に試験体層２２のみが腐食媒体Ｆに接触可能な第一極２１と、被検体Ｍと同一材料からなる第二極２５と、を備える。
【解決手段】腐食媒体Ｆにより腐食する被検体Ｍの腐食状態を電気化学的に検出するために、腐食媒体Ｆに接触させる測定電極２０であって、被検体Ｍと同一の金属材料からなる試験体層２２及び被検体Ｍと異なる金属材料からなる下地層２３を積層して形成されると共に試験体層２２のみが腐食媒体Ｆに接触可能な第一極２１と、被検体Ｍと同一材料からなる第二極２５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に検出するための測定電極、これを用いた腐食監視装置及び腐食監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油精製プラント、化学プラント、各種水処理分野等においては、水等の腐食媒体に触れる配管や貯蔵槽等の設備の腐食状態を監視し、その結果に基づいて腐食対策を施すことが必要となっている。
配管等の設備の腐食状態を監視する方法としては、クーポン法、電気抵抗法、分極抵抗法、交流インピーダンス法、電位測定法、ＡＥ法、電気化学ノイズ法等が知られている。このうち、電気化学ノイズ法(ENA：Electrochemical Noise Analysis)が注目されている。
【０００３】
電気化学ノイズ法は、クーポン法のように試験片を採取する必要がなく、非破壊で監視できる点で有利である。また、電気抵抗法、分極抵抗法、交流インピーダンス法のように外部から電気を印加する必要がないので、自然状態での腐食速度を測定できる利点があり、腐食媒体が引火性を有する場合であっても適用できる。
電気化学ノイズ法は、腐食している金属（電極）と腐食媒体の界面で発生する電流や電圧ノイズの変動を評価することによって、孔食などの局部腐食の発生を検出するものである。腐食媒体に接触（浸漬）させる測定電極としては、二極式や三極式があり、これら各測定電極は同一材料、同一寸法に形成される。
【特許文献１】特開２００５−２２１３８１号公報
【特許文献２】特開平５−１１３９７号公報
【非特許文献１】井上、「電気化学ノイズ測定の基礎」、社団法人腐食防食協会、材料と環境[Zairyo-to-Kankyo]、平成１５年９月１５日発行、第５２巻、第９号、p.４４４−４５１
【非特許文献２】宮澤、「腐食モニタリングによる化学プラントの腐食管理」、社団法人腐食防食協会、材料と環境[Zairyo-to-Kankyo]、平成１５年９月１５日発行、第５２巻、第９号、p.５０１−５０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電気化学ノイズ法を用いたとしても、腐食現象と腐食速度を正確に把握するのは困難である。すなわち、電気化学的手法において腐食現象に関係する信号と腐食に関係しないノイズとの区別が難しく、また、その系の電気化学ノイズと腐食速度の相関関係を予め求めておく必要がある。更に、測定電極（二極・三極）は同時に腐食されるので相対的な電流（短絡電流）や電位差しか測定できない、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態、特に腐食速度を電気化学的に検出するための測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に検出するために、前記腐食媒体に接触させる測定電極であって、前記被検体と同一の金属材料からなる試験体層及び前記被検体と異なる金属材料からなる下地層を積層して形成されると共に前記試験体層のみが前記腐食媒体に接触可能な第一極と、前記被検体と同一材料からなる第二極と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記被検体と同一材料からなる第三極を備えることを特徴とする。
また、少なくとも前記第一極及び前記第二極を複数組備え、前記試験体層のそれぞれの膜厚が異なることを特徴とする。
【０００８】
また、少なくとも前記第一極及び前記第二極を、その先端のみが露出するように覆う絶縁部材を有することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に監視する腐食監視装置であって、前記腐食媒体に接触させる測定電極として、第１の発明に係る測定電極と、前記測定電極間の電流及び／又は前記第一極と前記第二極間の電位差を測定する測定器と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に監視する腐食監視方法であって、第１の発明に係る測定電極を前記腐食媒体に接触させる工程と、前記測定電極間の電流及び／又は前記第一極と前記第二極間の電位差を測定し、その経時変化を監視する工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記経時変化に基づいて前記被検体の腐食速度を求める工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
腐食媒体に接触する測定電極が、前記被検体と同一の金属材料からなる試験体層及び前記被検体と異なる金属材料からなる下地層を積層して形成されると共に前記試験体層のみが前記腐食媒体に接触可能な第一極と、被検体と同一材料からなる第二極と、から構成されるので、第一極の試験体層が腐食することで、第一極の下地層と第二極との間に大きな電位差及び電流が発生するようになる。
これにより、試験体層（被検体）の腐食状態を検知することができる。また、試験体層の膜厚と電位差及び電流の発生時間（経過時間）から、試験体層（被検体）の腐食速度を求めることができる。
この際、第一極の下地層と第二極との間に発生する大きな電位差及び電流は、ホワイトノイズに影響されないで容易に検出できるので、確実に腐食状態の検出・監視が可能となる。
【００１３】
また、このような測定電極を複数設け、各試験体膜の膜厚を異ならせることで、試験体層（被検体）の腐食速度を高精度に求めることができる。
【００１４】
また、少なくとも第一極及び第二極を、絶縁部材により、これらの先端のみが露出するように覆うことで、測定電極の取り扱いが容易となる。
また、絶縁部材を管形に形成し、少なくとも第一極及び第二極の先端が管内面に露出するように配設することで、腐食媒体Ｆを取り扱う各種設備の配管に容易に取り付け可能となる。
したがって、腐食媒体Ｆを取り扱う各種設備の配管等の腐食状態、特に腐食速度を容易かつ確実に測定・監視することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、第一実施形態に係る腐食監視装置１０の構成を示す模式図である。
腐食監視装置１０は、各種金属からなる被検体Ｍが腐食媒体Ｆ（例えば、水、海水、酸、アルカリ等：液体、気体、粉体等）により腐食する状態を電気化学的に監視する装置であって、腐食媒体Ｆに浸漬（接触）される測定プローブ２０と、測定プローブ２０が接続される電流計Ａと、電流計Ａの検出データを取得して、任意の時間毎にこの検出データを記録（蓄積）し、更に外部に出力可能なデータロガー１２と、データロガー１２から出力された各種データを処理して表示、記録等を行うパソコンＰＣ等から構成される。
【００１６】
測定プローブ２０は、試験極２１と対極２５を有する二極式である。
試験極（第一極）２１は、被検体Ｍと同一の金属材料からなる試験体層２２及び被検体Ｍと異なる金属材料からなる下地層２３が積層されて形成される。電流計Ａに接続する基端には下地層２３が、腐食媒体Ｆに接触する先端には試験体層２２が配置される。下地層２３は、略均一な膜厚に形成された試験体層２２により被膜され、腐食媒体Ｆに接触しないようになっている。なお、試験体層２２の膜厚は、例えば、２００〜３００μｍ程度である。
試験極２１（下地層２３）の形状は、棒形、板形等のいずれであってもよい。好ましくは、試験極２１（下地層２３）の先端には平面が形成され、この平面に試験体層２２が均一に成膜する。これにより、試験体層２２が腐食媒体Ｆにムラなく接触するようになる。
【００１７】
対極（第二極）２５は、被検体Ｍと同一の金属材料から形成される。対極２５の形状は、試験極２１と略同一であり、好ましくは先端には平面が形成される。
そして、試験極２１及び対極２５は、これらよりも耐腐食性の高く、また絶縁性を有する材料（樹脂を含む）からなる絶縁部２８により、それぞれの先端（面）のみが露出するように覆われる。
【００１８】
そして、図１に示すように、測定プローブ２０（試験極２１，対極２５）を腐食媒体Ｆに浸漬すると、試験極２１と対極２５の間に発生する自然状態での電流Ｚが、電流計Ａによって検出できるようになっている。
電流計Ａの検出データは、データロガー１２により取得され、任意の時間毎に記録・保存される。これにより、電流計Ａの検出データの経時変化を観察することが可能となっている。そして、電流計Ａの検出データの経時変化は、パソコンＰＣによりグラフ化（可視化）され、またそのグラフ等の情報がプリントアウト等できるようになっている。
【００１９】
図２は、電流計Ａの検出データの経時変化を示す図である。
測定プローブ２０（試験極２１，対極２５）を腐食媒体Ｆに浸漬すると、試験極２１及び対極２５のそれぞれは、絶縁部２８から露出する先端部分が徐々に腐食し始める。
試験極２１の先端に露出する試験体層２２と、試験極２１とは同一材料からなるため、腐食速度等は同一である。図２に示すように、電流計Ａにより検出される電流Ｚは、略一定の値を取り続ける。
そして、測定プローブ２０を腐食媒体Ｆに浸漬してからｔ０時間が経過すると、図２に示すように、電流計Ａにより検出される電流Ｚは瞬間的に大きな値に変化し、その後は変化後の値を取り続けるようになる。
【００２０】
このように、ｔ０時間経過後に電流Ｚが瞬間的に大きな値に変化するのは、測定プローブ２０の試験極２１の先端に形成された薄膜の試験体層２２が腐食して、下地層２３が露出するからである。すなわち、試験体層２２に孔食等の局部腐食が発生することで、下地層２３が僅かでも露出すると、下地層２３と対極２５間の電流Ｚの変化が電流計Ａによって検出されるようになる。
【００２１】
上述したように、試験極２１の先端に形成された試験体層２２の膜厚は、例えば、２００μｍである。そして、電流Ｚが瞬間的に大きな値に変化した時間ｔ０が求められる。これにより、試験体層２２、すなわち被検体Ｍの腐食媒体Ｆに対する腐食速度を推定することが可能となる。
【００２２】
例えば、時間ｔ０が５０００時間であれば、試験体層２２（被検体Ｍ）の腐食媒体Ｆに対する腐食速度は、
（試験体層２２の膜厚）／（経過時間ｔ０）＝２００μｍ／５０００ｈ＝０．０４μｍ／ｈ
と計算できる。
【００２３】
図３は、腐食監視装置１０が複数組の測定プローブ２０を備える場合を示す図である。図４は、複数の電流計Ａの検出データの経時変化及び腐食速度を示す図である。
腐食監視装置１０は、例えば、３組の測定プローブ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）と、それぞれの測定プローブ２０が接続される３つの電流計Ａ（Ａａ，Ａｂ，Ａｃ）と、３つの電流計Ａが接続されるデータロガー１２と、パソコンＰＣ等から構成される。
【００２４】
３組の測定プローブ２０ａ〜２０ｃの構成は、図１の場合と同一であるが、それぞれの測定プローブ２０ａ〜２０ｃの試験極２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）は、試験体層２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の膜厚がそれぞれ異なるように設定されている。
例えば、測定プローブ２０ａの試験体層２２ａの膜厚は２００μｍ、測定プローブ２０ｂの試験体層２２ｂの膜厚は４００μｍ、測定プローブ２０ａの試験体層２２ｂの膜厚は６００μｍに設定される。
【００２５】
このような測定プローブ２０ａ〜２０ｃを腐食媒体Ｆに浸漬すると、電流計Ａａ〜Ａｃには、図４（ａ）に示すように、電流Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃが検出される。
各測定プローブ２０ａ〜２０ｃの試験体層２２ａ〜２２ｃの膜厚が異なるので、電流Ｚａ〜Ｚｃが瞬間的に大きな値に変化する時間が、測定プローブ２０ａはｔ１時間後、測定プローブ２０ｂはｔ２時間後、測定プローブ２０ｃはｔ３時間後となる。
そこで、電流Ｚ（Ｚａ〜Ｚｃ）が瞬間的に大きな値に変化した時間と、試験体層２２（２２ａ〜２２ｃ）の膜厚との関係をグラフ化すると、図４（ｂ）に示すように、試験体層２２ａ〜２２ｃ、すなわち被検体Ｍの腐食媒体Ｆに対する腐食速度（傾き）を求めることができる。特に、複数の試験体層２２ａ〜２２ｃを用いることで、一つの試験体層２２のみの場合に比べて高精度に腐食速度を求めることができる。
【００２６】
図５は、測定プローブ２０（２０ａ〜２０ｃ）を各種設備の配管５０に配置した例を示す模式図である。
被検体Ｍとしては、石油精製プラント、化学プラント、各種水処理装置等の設備・施設を構成する配管や貯蔵槽等が挙げられる。これら配管・貯蔵槽等は、水や海水等の腐食媒体Ｆに触れるため、徐々に腐食する。
そこで、これら配管・貯蔵槽等の近傍に、腐食監視装置１０の測定プローブ２０を配置して、配管・貯蔵槽等が触れる腐食媒体Ｆにより、測定プローブ２０（の先端部分）を同時に腐食させる。
これにより、例えば、ステンレス鋼や鋳鉄等の各種金属からなる配管・貯蔵槽等（被検体Ｍ）の腐食状態（特に腐食速度）を、腐食監視装置１０により検出、観察することが可能となる。
【００２７】
図５に示すように、測定プローブ２０（２０ａ〜２０ｃ）は、上述した絶縁部２８と同一の材料からなり、両端にフランジ３２を有する円管３０に対して、一部が露出するように埋め込まれている。具体的には、この円管３０（絶縁部２８）の内面に、各測定プローブ２０ａ〜２０ｃの試験極２１ａ〜２１ｃ及び対極２５ａ〜２５ｃのそれぞれの先端部分が露出するように配置されている。
【００２８】
測定プローブ２０（２０ａ〜２０ｃ）が配置された円管３０は、被検体Ｍである水処理装置等の配管５０に対して並列に接続される。そして、配管５０及び円管３０内に水等の腐食媒体Ｆを流すことで、円管３０の内面に露出する各測定プローブ２０が、水等の腐食媒体Ｆにより腐食し始める。
そして、各測定プローブ２０からの検出データを監視することで、被検体Ｍである配管５０の腐食状態（腐食速度）を間接的に監視することが可能となる。
【００２９】
なお、測定プローブ２０が配置された円管３０を配管５０に対して直列に接続する場合であってもよい。
また、測定プローブ２０（２０ａ〜２０ｃ）の配置は任意である。配置により腐食状態が変化するものではないからである。
【００３０】
図６は、被検体Ｍ及び腐食媒体Ｆの種類、の試験体層２２及び下地層２３の材料及び組み合わせを説明する図である。
例えば、被検体Ｍがステンレス鋼からなる海水冷却装置の配管であり、腐食媒体ＦがｐＨ８付近の中性（〔Ｃｌ−〕２００００ｐｐｍ）の場合には、試験体層２２にはステンレス鋼（材料Ｐ）が、下地層２３には亜鉛（材料Ｑ）が、それぞれ用いられる。
【００３１】
試験体層２２と下地層２３の材料の組み合わせは、例えば、試験体層２２を形成する材料Ｐと下地層２３を形成する材料Ｑを水や海水に浸漬した場合に、電位差を有するような組み合わせである（つまり、貴な金属と卑な金属との組み合わせ）。
例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼（材料Ｐ）の海水中での電位は、約−０．５Ｖｖｓ．ＳＣＥであり、亜鉛（材料Ｑ）の海水中での電位は、約−１．０Ｖｖｓ．ＳＣＥである（腐食防食協会編、腐食防食ハンドブック、ｐ．１７４）。このため、ステンレス鋼（試験極２１、材料Ｐ）と下地層２３には亜鉛（下地層２３、材料Ｑ）の間には、約０．５Ｖの電位差が発生する。
電位化学的に０．５Ｖの電位差が発生すれば、この電位差は容易に検出できる。また、同時に、この電位差によって生じる電流も容易に検出できる。つまり、図２（ａ）及び図４（ａ）に示した、電流Ｚ（Ｚａ〜Ｚｃ）の瞬間的な変化を検出することができる。
したがって、電流計Ａによる測定では、ホワイトノイズ（腐食反応に関係しない電位、電流の乱れ）に対する対策を厳密に講じる必要はない。
【００３２】
なお、試験体層２２と下地層２３とを物理的に組み合わせる方法（製法）としては、
ステンレス鋼（試験体層２２）上に亜鉛（下地層２３）をメッキしたり、鋳鉄や銅（試験体層２２）上にニッケル（下地層２３）を電鋳したり、また、溶接やや常温溶射法等を用いて肉盛してもよい。試験体層２２上に下地層２３を成膜してもよいし、逆に下地層２３上に試験体層２２を成膜してもよい。
【００３３】
このように、第一実施形態の測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法によれば、腐食媒体Ｆに接触する測定プローブ２０が、被検体Ｍと同一の金属材料からなる試験体層２２及び被検体Ｍと異なる金属材料からなる下地層２３を積層して形成されると共に試験体層２２のみが腐食媒体Ｆに接触可能な試験極２１と、被検体Ｍと同一材料からなる対極２５と、から構成されるので、試験極２１の試験体層２２が腐食することで、試験極２１の下地層２３と第二極２５との間に大きな電位差及び電流が発生するようになる。
これにより、試験体層２２（被検体Ｍ）の腐食状態を検知することができる。また、試験体層２２の膜厚と電位差及び電流の発生時間（経過時間）から、試験体層２２（被検体Ｍ）の腐食速度を求めることができる。
この際、試験極２１の下地層２３と対極２５との間に発生する大きな電位差及び電流は、ホワイトノイズに影響されないで容易に検出できるので、確実に腐食状態の検出・監視が可能となる。
【００３４】
また、このような測定プローブ２０を複数設け、各試験体膜２２の膜厚を異ならせることで、試験体層２２（被検体Ｍ）の腐食速度を高精度に求めることができる。
【００３５】
また、試験極２１及び対極２５を、絶縁部材２８により、これらの先端のみが露出するように覆うことで、測定プローブ２０の取り扱いが容易となる。
また、絶縁部材２８を円管３０に形成し、試験極２１及び対極２５の先端が管内面に露出するように配設することで、腐食媒体Ｆを取り扱う各種設備の配管５０に容易に取り付け可能となる。したがって、腐食媒体Ｆを取り扱う各種設備の配管５０等の腐食状態、特に腐食速度を容易かつ確実に測定・監視することが可能となる。
【００３６】
〔第二実施形態〕
図７は、第二実施形態に係る腐食監視装置１１０の構成を示す模式図である。
なお、第一実施形態と同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
腐食監視装置１１０では、電流計Ａに代えて、高入力抵抗型の電圧計Ｖを用いて、測定プローブ２０の対極２５（参照極として用いる）に対する試験極２１の電位（電位差）を測定する。
【００３７】
この場合にも、図２に示したのと同様な検出データの経時変化を得ることができる（縦軸は電位差）。
また、複数の測定プローブ２０及び電圧計Ｖを用意することで、図４に示したのと同様な検出データの経時変化、腐食速度を求めることができる。
また、図７に示した円管３０をそのまま用いることができる。
したがって、第二実施形態に係る腐食監視装置１１０においても、第一実施形態に係る腐食監視装置１０と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
〔第三実施形態〕
図８は、第三実施形態に係る腐食監視装置２１０の構成を示す模式図である。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
測定プローブ２２０は、試験極２１と対極２５と参照極２９を有する三極式である。
参照極２９は、対極２５と同様に、被検体Ｍと同一の金属材料から形成される。対極２５の形状は、試験極２１及び対極２５と略同一であり、好ましくは先端には平面が形成される。
そして、試験極２１と対極２５と参照極２９は、絶縁部２８により、それぞれの先端（面）のみが露出するように覆われる。
【００３９】
試験極２１と対極２５は、電流計Ａに接続される。また、試験極２１と参照極２９は、ポテンショスタットＰＳに接続される。ポテンショスタットＰＳは、試験極２１と参照極２９の間の電位を一定に維持するものであって、参照極２９に対して試験極２１の電位を正確に制御する。つまり、電流計Ａには、定電位制御下における、試験極２１と対極２５の間の電流Ｚが検出される。
【００４０】
この場合にも、図２に示したのと同様な検出データの経時変化を得ることができる。
また、複数の測定プローブ２２０、電流計Ａ及びポテンショスタットＰＳを複数組用意することで、図４に示したのと同様な検出データの経時変化、腐食速度を求めることができる。
【００４１】
図９は、測定プローブ２２０（２２０ａ〜２２０ｃ）を各種設備の配管５０に配置した例を示す模式図である。
円管２３０は、上述した円管３０と同様に、上述した絶縁部２８と同一の材料をからなり、両端にフランジ３２を有する円管３０に対して、複数の測定プローブ２２０（２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ）がそれぞれ一部を露出するように埋め込まれている。
この円管２３０（絶縁部２８）の内面には、各測定プローブ２２０ａ〜２２０ｃの試験極２１ａ〜２１ｃ、対極２５ａ〜２５ｃ及び参照極２９ａ〜２９ｃのそれぞれの先端部分が露出するように配置されている。
【００４２】
円管２３０は、円管３０と同様に、被検体Ｍである水処理装置等の配管５０に対して並列に接続される。そして、配管５０及び円管２３０内に水等の腐食媒体Ｆを流すことで、円管２３０の内面に露出する各測定プローブ２２０が、水等の腐食媒体Ｆにより腐食し始めるので、各測定プローブ２２０からの検出データを監視することで、被検体Ｍである配管５０の腐食状態（腐食速度）を間接的に監視することが可能となる。
【００４３】
このように、第三実施形態に係る腐食監視装置２１０においても、第一，第二実施形態に係る腐食監視装置１０，１１０と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
〔第四実施形態〕
図１０は、第四実施形態に係る腐食監視装置３１０の構成を示す模式図である。
なお、第一実施形態〜第三実施形態と同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
測定プローブ２２０は、試験極２１と対極２５と参照極２９を有する三極式である。
そして、試験極２１と対極２５は、電流計Ａに接続される。また、試験極２１と参照極２９は、電圧計Ｖに接続される。
したがって、電流計Ａにより試験極２１と対極２５の間の自然状態の電流が、電圧計Ｖにより試験極２１と参照極２９の間の電位差が、それぞれ測定される。
【００４５】
この場合にも、図２に示したのと同様な検出データ（電流、電位差の２種類）の経時変化を得ることができる。
また、複数の測定プローブ２０、電流計Ａ及び電圧計Ｖを複数組用意することで、図４に示したのと同様な検出データの経時変化、腐食速度を求めることができる。
また、図９に示した円管２３０をそのまま用いることができる。この場合には、いわゆる電気化学ノイズ法を用いることができ、本発明の手法と合わせることにより、より詳細に腐食状態を把握し、高精度に腐食速度を算出することができる。
したがって、第二実施形態に係る腐食監視装置３１０においても、第一〜第三実施形態に係る腐食監視装置１０，１１０，２１０と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４７】
例えば、測定プローブ２０，２２０としては、必ずしも絶縁部２８は必須ではなく、図１１に示すように、試験極２１の下地層２３の全体が試験体層２２により均一に覆われる場合であってもよい。
【００４８】
また、円管３０，２３０に配設される複数の測定プローブとしては、二極式（測定プローブ２０）、三極式（測定プローブ２２０）を組み合わせてもよい。電流を測定する二極式，三極式、と電位差を計測する二極式，三極式とを混在させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第一実施形態に係る腐食監視装置１０の構成を示す模式図である。
【図２】電流計Ａの検出データの経時変化を示す図である。
【図３】腐食監視装置１０が複数の測定プローブ２０を備える場合を示す図である。
【図４】複数の電流計Ａの検出データの経時変化及び腐食速度を示す図である。
【図５】測定プローブ２０を各種設備の配管に配置した例を示す模式図である。
【図６】被検体Ｍ及び腐食媒体Ｆの種類、試験体層２２及び下地層２３の材料及び組み合わせを説明する図である。
【図７】第二実施形態に係る腐食監視装置１１０の構成を示す模式図である。
【図８】第三実施形態に係る腐食監視装置２１０の構成を示す模式図である。
【図９】測定プローブ２２０を各種設備の配管に配置した例を示す模式図である。
【図１０】第四実施形態に係る腐食監視装置３１０の構成を示す模式図である。
【図１１】プローブの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，１１０，２１０，３１０…腐食監視装置
２０，２２０…測定プローブ（測定電極）
２１…試験極（第一極）
２２…試験体層
２３…下地層
２５…対極（第二極）
２８…絶縁部（絶縁部材）
２９…参照極（第三極）
３０，２３０…円管
５０…配管（被検体）
Ａ…電流計（測定器）
Ｖ…電圧計（測定器）
Ｆ…腐食媒体
Ｍ…被検体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に検出するための測定電極、これを用いた腐食監視装置及び腐食監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油精製プラント、化学プラント、各種水処理分野等においては、水等の腐食媒体に触れる配管や貯蔵槽等の設備の腐食状態を監視し、その結果に基づいて腐食対策を施すことが必要となっている。
配管等の設備の腐食状態を監視する方法としては、クーポン法、電気抵抗法、分極抵抗法、交流インピーダンス法、電位測定法、ＡＥ法、電気化学ノイズ法等が知られている。このうち、電気化学ノイズ法(ENA：Electrochemical Noise Analysis)が注目されている。
【０００３】
電気化学ノイズ法は、クーポン法のように試験片を採取する必要がなく、非破壊で監視できる点で有利である。また、電気抵抗法、分極抵抗法、交流インピーダンス法のように外部から電気を印加する必要がないので、自然状態での腐食速度を測定できる利点があり、腐食媒体が引火性を有する場合であっても適用できる。
電気化学ノイズ法は、腐食している金属（電極）と腐食媒体の界面で発生する電流や電圧ノイズの変動を評価することによって、孔食などの局部腐食の発生を検出するものである。腐食媒体に接触（浸漬）させる測定電極としては、二極式や三極式があり、これら各測定電極は同一材料、同一寸法に形成される。
【特許文献１】特開２００５−２２１３８１号公報
【特許文献２】特開平５−１１３９７号公報
【非特許文献１】井上、「電気化学ノイズ測定の基礎」、社団法人腐食防食協会、材料と環境[Zairyo-to-Kankyo]、平成１５年９月１５日発行、第５２巻、第９号、p.４４４−４５１
【非特許文献２】宮澤、「腐食モニタリングによる化学プラントの腐食管理」、社団法人腐食防食協会、材料と環境[Zairyo-to-Kankyo]、平成１５年９月１５日発行、第５２巻、第９号、p.５０１−５０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電気化学ノイズ法を用いたとしても、腐食現象と腐食速度を正確に把握するのは困難である。すなわち、電気化学的手法において腐食現象に関係する信号と腐食に関係しないノイズとの区別が難しく、また、その系の電気化学ノイズと腐食速度の相関関係を予め求めておく必要がある。更に、測定電極（二極・三極）は同時に腐食されるので相対的な電流（短絡電流）や電位差しか測定できない、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態、特に腐食速度を電気化学的に検出するための測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に検出するために、前記腐食媒体に接触させる測定電極であって、前記被検体と同一の金属材料からなる試験体層及び前記被検体と異なる金属材料からなる下地層を積層して形成されると共に前記試験体層のみが前記腐食媒体に接触可能な第一極と、前記被検体と同一材料からなる第二極と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記被検体と同一材料からなる第三極を備えることを特徴とする。
また、少なくとも前記第一極及び前記第二極を複数組備え、前記試験体層のそれぞれの膜厚が異なることを特徴とする。
【０００８】
また、少なくとも前記第一極及び前記第二極を、その先端のみが露出するように覆う絶縁部材を有することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に監視する腐食監視装置であって、前記腐食媒体に接触させる測定電極として、第１の発明に係る測定電極と、前記測定電極間の電流及び／又は前記第一極と前記第二極間の電位差を測定する測定器と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に監視する腐食監視方法であって、第１の発明に係る測定電極を前記腐食媒体に接触させる工程と、前記測定電極間の電流及び／又は前記第一極と前記第二極間の電位差を測定し、その経時変化を監視する工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記経時変化に基づいて前記被検体の腐食速度を求める工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
腐食媒体に接触する測定電極が、前記被検体と同一の金属材料からなる試験体層及び前記被検体と異なる金属材料からなる下地層を積層して形成されると共に前記試験体層のみが前記腐食媒体に接触可能な第一極と、被検体と同一材料からなる第二極と、から構成されるので、第一極の試験体層が腐食することで、第一極の下地層と第二極との間に大きな電位差及び電流が発生するようになる。
これにより、試験体層（被検体）の腐食状態を検知することができる。また、試験体層の膜厚と電位差及び電流の発生時間（経過時間）から、試験体層（被検体）の腐食速度を求めることができる。
この際、第一極の下地層と第二極との間に発生する大きな電位差及び電流は、ホワイトノイズに影響されないで容易に検出できるので、確実に腐食状態の検出・監視が可能となる。
【００１３】
また、このような測定電極を複数設け、各試験体膜の膜厚を異ならせることで、試験体層（被検体）の腐食速度を高精度に求めることができる。
【００１４】
また、少なくとも第一極及び第二極を、絶縁部材により、これらの先端のみが露出するように覆うことで、測定電極の取り扱いが容易となる。
また、絶縁部材を管形に形成し、少なくとも第一極及び第二極の先端が管内面に露出するように配設することで、腐食媒体Ｆを取り扱う各種設備の配管に容易に取り付け可能となる。
したがって、腐食媒体Ｆを取り扱う各種設備の配管等の腐食状態、特に腐食速度を容易かつ確実に測定・監視することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、第一実施形態に係る腐食監視装置１０の構成を示す模式図である。
腐食監視装置１０は、各種金属からなる被検体Ｍが腐食媒体Ｆ（例えば、水、海水、酸、アルカリ等：液体、気体、粉体等）により腐食する状態を電気化学的に監視する装置であって、腐食媒体Ｆに浸漬（接触）される測定プローブ２０と、測定プローブ２０が接続される電流計Ａと、電流計Ａの検出データを取得して、任意の時間毎にこの検出データを記録（蓄積）し、更に外部に出力可能なデータロガー１２と、データロガー１２から出力された各種データを処理して表示、記録等を行うパソコンＰＣ等から構成される。
【００１６】
測定プローブ２０は、試験極２１と対極２５を有する二極式である。
試験極（第一極）２１は、被検体Ｍと同一の金属材料からなる試験体層２２及び被検体Ｍと異なる金属材料からなる下地層２３が積層されて形成される。電流計Ａに接続する基端には下地層２３が、腐食媒体Ｆに接触する先端には試験体層２２が配置される。下地層２３は、略均一な膜厚に形成された試験体層２２により被膜され、腐食媒体Ｆに接触しないようになっている。なお、試験体層２２の膜厚は、例えば、２００〜３００μｍ程度である。
試験極２１（下地層２３）の形状は、棒形、板形等のいずれであってもよい。好ましくは、試験極２１（下地層２３）の先端には平面が形成され、この平面に試験体層２２が均一に成膜する。これにより、試験体層２２が腐食媒体Ｆにムラなく接触するようになる。
【００１７】
対極（第二極）２５は、被検体Ｍと同一の金属材料から形成される。対極２５の形状は、試験極２１と略同一であり、好ましくは先端には平面が形成される。
そして、試験極２１及び対極２５は、これらよりも耐腐食性の高く、また絶縁性を有する材料（樹脂を含む）からなる絶縁部２８により、それぞれの先端（面）のみが露出するように覆われる。
【００１８】
そして、図１に示すように、測定プローブ２０（試験極２１，対極２５）を腐食媒体Ｆに浸漬すると、試験極２１と対極２５の間に発生する自然状態での電流Ｚが、電流計Ａによって検出できるようになっている。
電流計Ａの検出データは、データロガー１２により取得され、任意の時間毎に記録・保存される。これにより、電流計Ａの検出データの経時変化を観察することが可能となっている。そして、電流計Ａの検出データの経時変化は、パソコンＰＣによりグラフ化（可視化）され、またそのグラフ等の情報がプリントアウト等できるようになっている。
【００１９】
図２は、電流計Ａの検出データの経時変化を示す図である。
測定プローブ２０（試験極２１，対極２５）を腐食媒体Ｆに浸漬すると、試験極２１及び対極２５のそれぞれは、絶縁部２８から露出する先端部分が徐々に腐食し始める。
試験極２１の先端に露出する試験体層２２と、試験極２１とは同一材料からなるため、腐食速度等は同一である。図２に示すように、電流計Ａにより検出される電流Ｚは、略一定の値を取り続ける。
そして、測定プローブ２０を腐食媒体Ｆに浸漬してからｔ０時間が経過すると、図２に示すように、電流計Ａにより検出される電流Ｚは瞬間的に大きな値に変化し、その後は変化後の値を取り続けるようになる。
【００２０】
このように、ｔ０時間経過後に電流Ｚが瞬間的に大きな値に変化するのは、測定プローブ２０の試験極２１の先端に形成された薄膜の試験体層２２が腐食して、下地層２３が露出するからである。すなわち、試験体層２２に孔食等の局部腐食が発生することで、下地層２３が僅かでも露出すると、下地層２３と対極２５間の電流Ｚの変化が電流計Ａによって検出されるようになる。
【００２１】
上述したように、試験極２１の先端に形成された試験体層２２の膜厚は、例えば、２００μｍである。そして、電流Ｚが瞬間的に大きな値に変化した時間ｔ０が求められる。これにより、試験体層２２、すなわち被検体Ｍの腐食媒体Ｆに対する腐食速度を推定することが可能となる。
【００２２】
例えば、時間ｔ０が５０００時間であれば、試験体層２２（被検体Ｍ）の腐食媒体Ｆに対する腐食速度は、
（試験体層２２の膜厚）／（経過時間ｔ０）＝２００μｍ／５０００ｈ＝０．０４μｍ／ｈ
と計算できる。
【００２３】
図３は、腐食監視装置１０が複数組の測定プローブ２０を備える場合を示す図である。図４は、複数の電流計Ａの検出データの経時変化及び腐食速度を示す図である。
腐食監視装置１０は、例えば、３組の測定プローブ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）と、それぞれの測定プローブ２０が接続される３つの電流計Ａ（Ａａ，Ａｂ，Ａｃ）と、３つの電流計Ａが接続されるデータロガー１２と、パソコンＰＣ等から構成される。
【００２４】
３組の測定プローブ２０ａ〜２０ｃの構成は、図１の場合と同一であるが、それぞれの測定プローブ２０ａ〜２０ｃの試験極２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）は、試験体層２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の膜厚がそれぞれ異なるように設定されている。
例えば、測定プローブ２０ａの試験体層２２ａの膜厚は２００μｍ、測定プローブ２０ｂの試験体層２２ｂの膜厚は４００μｍ、測定プローブ２０ａの試験体層２２ｂの膜厚は６００μｍに設定される。
【００２５】
このような測定プローブ２０ａ〜２０ｃを腐食媒体Ｆに浸漬すると、電流計Ａａ〜Ａｃには、図４（ａ）に示すように、電流Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃが検出される。
各測定プローブ２０ａ〜２０ｃの試験体層２２ａ〜２２ｃの膜厚が異なるので、電流Ｚａ〜Ｚｃが瞬間的に大きな値に変化する時間が、測定プローブ２０ａはｔ１時間後、測定プローブ２０ｂはｔ２時間後、測定プローブ２０ｃはｔ３時間後となる。
そこで、電流Ｚ（Ｚａ〜Ｚｃ）が瞬間的に大きな値に変化した時間と、試験体層２２（２２ａ〜２２ｃ）の膜厚との関係をグラフ化すると、図４（ｂ）に示すように、試験体層２２ａ〜２２ｃ、すなわち被検体Ｍの腐食媒体Ｆに対する腐食速度（傾き）を求めることができる。特に、複数の試験体層２２ａ〜２２ｃを用いることで、一つの試験体層２２のみの場合に比べて高精度に腐食速度を求めることができる。
【００２６】
図５は、測定プローブ２０（２０ａ〜２０ｃ）を各種設備の配管５０に配置した例を示す模式図である。
被検体Ｍとしては、石油精製プラント、化学プラント、各種水処理装置等の設備・施設を構成する配管や貯蔵槽等が挙げられる。これら配管・貯蔵槽等は、水や海水等の腐食媒体Ｆに触れるため、徐々に腐食する。
そこで、これら配管・貯蔵槽等の近傍に、腐食監視装置１０の測定プローブ２０を配置して、配管・貯蔵槽等が触れる腐食媒体Ｆにより、測定プローブ２０（の先端部分）を同時に腐食させる。
これにより、例えば、ステンレス鋼や鋳鉄等の各種金属からなる配管・貯蔵槽等（被検体Ｍ）の腐食状態（特に腐食速度）を、腐食監視装置１０により検出、観察することが可能となる。
【００２７】
図５に示すように、測定プローブ２０（２０ａ〜２０ｃ）は、上述した絶縁部２８と同一の材料からなり、両端にフランジ３２を有する円管３０に対して、一部が露出するように埋め込まれている。具体的には、この円管３０（絶縁部２８）の内面に、各測定プローブ２０ａ〜２０ｃの試験極２１ａ〜２１ｃ及び対極２５ａ〜２５ｃのそれぞれの先端部分が露出するように配置されている。
【００２８】
測定プローブ２０（２０ａ〜２０ｃ）が配置された円管３０は、被検体Ｍである水処理装置等の配管５０に対して並列に接続される。そして、配管５０及び円管３０内に水等の腐食媒体Ｆを流すことで、円管３０の内面に露出する各測定プローブ２０が、水等の腐食媒体Ｆにより腐食し始める。
そして、各測定プローブ２０からの検出データを監視することで、被検体Ｍである配管５０の腐食状態（腐食速度）を間接的に監視することが可能となる。
【００２９】
なお、測定プローブ２０が配置された円管３０を配管５０に対して直列に接続する場合であってもよい。
また、測定プローブ２０（２０ａ〜２０ｃ）の配置は任意である。配置により腐食状態が変化するものではないからである。
【００３０】
図６は、被検体Ｍ及び腐食媒体Ｆの種類、の試験体層２２及び下地層２３の材料及び組み合わせを説明する図である。
例えば、被検体Ｍがステンレス鋼からなる海水冷却装置の配管であり、腐食媒体ＦがｐＨ８付近の中性（〔Ｃｌ−〕２００００ｐｐｍ）の場合には、試験体層２２にはステンレス鋼（材料Ｐ）が、下地層２３には亜鉛（材料Ｑ）が、それぞれ用いられる。
【００３１】
試験体層２２と下地層２３の材料の組み合わせは、例えば、試験体層２２を形成する材料Ｐと下地層２３を形成する材料Ｑを水や海水に浸漬した場合に、電位差を有するような組み合わせである（つまり、貴な金属と卑な金属との組み合わせ）。
例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼（材料Ｐ）の海水中での電位は、約−０．５Ｖｖｓ．ＳＣＥであり、亜鉛（材料Ｑ）の海水中での電位は、約−１．０Ｖｖｓ．ＳＣＥである（腐食防食協会編、腐食防食ハンドブック、ｐ．１７４）。このため、ステンレス鋼（試験極２１、材料Ｐ）と下地層２３には亜鉛（下地層２３、材料Ｑ）の間には、約０．５Ｖの電位差が発生する。
電位化学的に０．５Ｖの電位差が発生すれば、この電位差は容易に検出できる。また、同時に、この電位差によって生じる電流も容易に検出できる。つまり、図２（ａ）及び図４（ａ）に示した、電流Ｚ（Ｚａ〜Ｚｃ）の瞬間的な変化を検出することができる。
したがって、電流計Ａによる測定では、ホワイトノイズ（腐食反応に関係しない電位、電流の乱れ）に対する対策を厳密に講じる必要はない。
【００３２】
なお、試験体層２２と下地層２３とを物理的に組み合わせる方法（製法）としては、
ステンレス鋼（試験体層２２）上に亜鉛（下地層２３）をメッキしたり、鋳鉄や銅（試験体層２２）上にニッケル（下地層２３）を電鋳したり、また、溶接やや常温溶射法等を用いて肉盛してもよい。試験体層２２上に下地層２３を成膜してもよいし、逆に下地層２３上に試験体層２２を成膜してもよい。
【００３３】
このように、第一実施形態の測定電極、腐食監視装置及び腐食監視方法によれば、腐食媒体Ｆに接触する測定プローブ２０が、被検体Ｍと同一の金属材料からなる試験体層２２及び被検体Ｍと異なる金属材料からなる下地層２３を積層して形成されると共に試験体層２２のみが腐食媒体Ｆに接触可能な試験極２１と、被検体Ｍと同一材料からなる対極２５と、から構成されるので、試験極２１の試験体層２２が腐食することで、試験極２１の下地層２３と第二極２５との間に大きな電位差及び電流が発生するようになる。
これにより、試験体層２２（被検体Ｍ）の腐食状態を検知することができる。また、試験体層２２の膜厚と電位差及び電流の発生時間（経過時間）から、試験体層２２（被検体Ｍ）の腐食速度を求めることができる。
この際、試験極２１の下地層２３と対極２５との間に発生する大きな電位差及び電流は、ホワイトノイズに影響されないで容易に検出できるので、確実に腐食状態の検出・監視が可能となる。
【００３４】
また、このような測定プローブ２０を複数設け、各試験体膜２２の膜厚を異ならせることで、試験体層２２（被検体Ｍ）の腐食速度を高精度に求めることができる。
【００３５】
また、試験極２１及び対極２５を、絶縁部材２８により、これらの先端のみが露出するように覆うことで、測定プローブ２０の取り扱いが容易となる。
また、絶縁部材２８を円管３０に形成し、試験極２１及び対極２５の先端が管内面に露出するように配設することで、腐食媒体Ｆを取り扱う各種設備の配管５０に容易に取り付け可能となる。したがって、腐食媒体Ｆを取り扱う各種設備の配管５０等の腐食状態、特に腐食速度を容易かつ確実に測定・監視することが可能となる。
【００３６】
〔第二実施形態〕
図７は、第二実施形態に係る腐食監視装置１１０の構成を示す模式図である。
なお、第一実施形態と同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
腐食監視装置１１０では、電流計Ａに代えて、高入力抵抗型の電圧計Ｖを用いて、測定プローブ２０の対極２５（参照極として用いる）に対する試験極２１の電位（電位差）を測定する。
【００３７】
この場合にも、図２に示したのと同様な検出データの経時変化を得ることができる（縦軸は電位差）。
また、複数の測定プローブ２０及び電圧計Ｖを用意することで、図４に示したのと同様な検出データの経時変化、腐食速度を求めることができる。
また、図７に示した円管３０をそのまま用いることができる。
したがって、第二実施形態に係る腐食監視装置１１０においても、第一実施形態に係る腐食監視装置１０と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
〔第三実施形態〕
図８は、第三実施形態に係る腐食監視装置２１０の構成を示す模式図である。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
測定プローブ２２０は、試験極２１と対極２５と参照極２９を有する三極式である。
参照極２９は、対極２５と同様に、被検体Ｍと同一の金属材料から形成される。対極２５の形状は、試験極２１及び対極２５と略同一であり、好ましくは先端には平面が形成される。
そして、試験極２１と対極２５と参照極２９は、絶縁部２８により、それぞれの先端（面）のみが露出するように覆われる。
【００３９】
試験極２１と対極２５は、電流計Ａに接続される。また、試験極２１と参照極２９は、ポテンショスタットＰＳに接続される。ポテンショスタットＰＳは、試験極２１と参照極２９の間の電位を一定に維持するものであって、参照極２９に対して試験極２１の電位を正確に制御する。つまり、電流計Ａには、定電位制御下における、試験極２１と対極２５の間の電流Ｚが検出される。
【００４０】
この場合にも、図２に示したのと同様な検出データの経時変化を得ることができる。
また、複数の測定プローブ２２０、電流計Ａ及びポテンショスタットＰＳを複数組用意することで、図４に示したのと同様な検出データの経時変化、腐食速度を求めることができる。
【００４１】
図９は、測定プローブ２２０（２２０ａ〜２２０ｃ）を各種設備の配管５０に配置した例を示す模式図である。
円管２３０は、上述した円管３０と同様に、上述した絶縁部２８と同一の材料をからなり、両端にフランジ３２を有する円管３０に対して、複数の測定プローブ２２０（２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ）がそれぞれ一部を露出するように埋め込まれている。
この円管２３０（絶縁部２８）の内面には、各測定プローブ２２０ａ〜２２０ｃの試験極２１ａ〜２１ｃ、対極２５ａ〜２５ｃ及び参照極２９ａ〜２９ｃのそれぞれの先端部分が露出するように配置されている。
【００４２】
円管２３０は、円管３０と同様に、被検体Ｍである水処理装置等の配管５０に対して並列に接続される。そして、配管５０及び円管２３０内に水等の腐食媒体Ｆを流すことで、円管２３０の内面に露出する各測定プローブ２２０が、水等の腐食媒体Ｆにより腐食し始めるので、各測定プローブ２２０からの検出データを監視することで、被検体Ｍである配管５０の腐食状態（腐食速度）を間接的に監視することが可能となる。
【００４３】
このように、第三実施形態に係る腐食監視装置２１０においても、第一，第二実施形態に係る腐食監視装置１０，１１０と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
〔第四実施形態〕
図１０は、第四実施形態に係る腐食監視装置３１０の構成を示す模式図である。
なお、第一実施形態〜第三実施形態と同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
測定プローブ２２０は、試験極２１と対極２５と参照極２９を有する三極式である。
そして、試験極２１と対極２５は、電流計Ａに接続される。また、試験極２１と参照極２９は、電圧計Ｖに接続される。
したがって、電流計Ａにより試験極２１と対極２５の間の自然状態の電流が、電圧計Ｖにより試験極２１と参照極２９の間の電位差が、それぞれ測定される。
【００４５】
この場合にも、図２に示したのと同様な検出データ（電流、電位差の２種類）の経時変化を得ることができる。
また、複数の測定プローブ２０、電流計Ａ及び電圧計Ｖを複数組用意することで、図４に示したのと同様な検出データの経時変化、腐食速度を求めることができる。
また、図９に示した円管２３０をそのまま用いることができる。この場合には、いわゆる電気化学ノイズ法を用いることができ、本発明の手法と合わせることにより、より詳細に腐食状態を把握し、高精度に腐食速度を算出することができる。
したがって、第二実施形態に係る腐食監視装置３１０においても、第一〜第三実施形態に係る腐食監視装置１０，１１０，２１０と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４７】
例えば、測定プローブ２０，２２０としては、必ずしも絶縁部２８は必須ではなく、図１１に示すように、試験極２１の下地層２３の全体が試験体層２２により均一に覆われる場合であってもよい。
【００４８】
また、円管３０，２３０に配設される複数の測定プローブとしては、二極式（測定プローブ２０）、三極式（測定プローブ２２０）を組み合わせてもよい。電流を測定する二極式，三極式、と電位差を計測する二極式，三極式とを混在させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第一実施形態に係る腐食監視装置１０の構成を示す模式図である。
【図２】電流計Ａの検出データの経時変化を示す図である。
【図３】腐食監視装置１０が複数の測定プローブ２０を備える場合を示す図である。
【図４】複数の電流計Ａの検出データの経時変化及び腐食速度を示す図である。
【図５】測定プローブ２０を各種設備の配管に配置した例を示す模式図である。
【図６】被検体Ｍ及び腐食媒体Ｆの種類、試験体層２２及び下地層２３の材料及び組み合わせを説明する図である。
【図７】第二実施形態に係る腐食監視装置１１０の構成を示す模式図である。
【図８】第三実施形態に係る腐食監視装置２１０の構成を示す模式図である。
【図９】測定プローブ２２０を各種設備の配管に配置した例を示す模式図である。
【図１０】第四実施形態に係る腐食監視装置３１０の構成を示す模式図である。
【図１１】プローブの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，１１０，２１０，３１０…腐食監視装置
２０，２２０…測定プローブ（測定電極）
２１…試験極（第一極）
２２…試験体層
２３…下地層
２５…対極（第二極）
２８…絶縁部（絶縁部材）
２９…参照極（第三極）
３０，２３０…円管
５０…配管（被検体）
Ａ…電流計（測定器）
Ｖ…電圧計（測定器）
Ｆ…腐食媒体
Ｍ…被検体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に検出するために、前記腐食媒体に接触させる測定電極であって、
前記被検体と同一の金属材料からなる試験体層及び前記被検体と異なる金属材料からなる下地層を積層して形成されると共に前記試験体層のみが前記腐食媒体に接触可能な第一極と、
前記被検体と同一材料からなる第二極と、
を備えることを特徴とする測定電極。
【請求項２】
前記被検体と同一材料からなる第三極を備えることを特徴とする請求項１に記載の測定電極。
【請求項３】
少なくとも前記第一極及び前記第二極を複数組備え、
前記試験体層のそれぞれの膜厚が異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測定電極。
【請求項４】
少なくとも前記第一極及び前記第二極を、その先端のみが露出するように覆う絶縁部材を有することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の測定電極。
【請求項５】
腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に監視する腐食監視装置であって、
前記腐食媒体に接触させる測定電極として、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の測定電極と、
前記測定電極間の電流及び／又は前記第一極と前記第二極間の電位差を測定する測定器と、
を備えることを特徴とする腐食監視装置。
【請求項６】
腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に監視する腐食監視方法であって、
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の測定電極を前記腐食媒体に接触させる工程と、
前記測定電極間の電流及び／又は前記第一極と前記第二極間の電位差を測定し、その経時変化を監視する工程と、
を有することを特徴とする腐食監視方法。
【請求項７】
前記経時変化に基づいて前記被検体の腐食速度を求める工程を有することを特徴とする請求項６に記載の腐食監視方法。
【請求項１】
腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に検出するために、前記腐食媒体に接触させる測定電極であって、
前記被検体と同一の金属材料からなる試験体層及び前記被検体と異なる金属材料からなる下地層を積層して形成されると共に前記試験体層のみが前記腐食媒体に接触可能な第一極と、
前記被検体と同一材料からなる第二極と、
を備えることを特徴とする測定電極。
【請求項２】
前記被検体と同一材料からなる第三極を備えることを特徴とする請求項１に記載の測定電極。
【請求項３】
少なくとも前記第一極及び前記第二極を複数組備え、
前記試験体層のそれぞれの膜厚が異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測定電極。
【請求項４】
少なくとも前記第一極及び前記第二極を、その先端のみが露出するように覆う絶縁部材を有することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の測定電極。
【請求項５】
腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に監視する腐食監視装置であって、
前記腐食媒体に接触させる測定電極として、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の測定電極と、
前記測定電極間の電流及び／又は前記第一極と前記第二極間の電位差を測定する測定器と、
を備えることを特徴とする腐食監視装置。
【請求項６】
腐食媒体により腐食する被検体の腐食状態を電気化学的に監視する腐食監視方法であって、
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の測定電極を前記腐食媒体に接触させる工程と、
前記測定電極間の電流及び／又は前記第一極と前記第二極間の電位差を測定し、その経時変化を監視する工程と、
を有することを特徴とする腐食監視方法。
【請求項７】
前記経時変化に基づいて前記被検体の腐食速度を求める工程を有することを特徴とする請求項６に記載の腐食監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２０９１８０（Ｐ２００８−２０９１８０Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４４９６７（Ｐ２００７−４４９６７）
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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