JP2002294474A - Method and apparatus for analyzing alternating current corrosion - Google Patents

Method and apparatus for analyzing alternating current corrosion

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JP2002294474A
JP2002294474A JP2001095947A JP2001095947A JP2002294474A JP 2002294474 A JP2002294474 A JP 2002294474A JP 2001095947 A JP2001095947 A JP 2001095947A JP 2001095947 A JP2001095947 A JP 2001095947A JP 2002294474 A JP2002294474 A JP 2002294474A
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JP
Japan
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corrosion
current
alternating current
reaction resistance
actual
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Application number
JP2001095947A
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Japanese (ja)
Inventor
Aiichiro Kashiwagi
愛一郎 柏木
Hidemasa Nonaka
英正 野中
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for analyzing alternating current corrosion, which can acquire condition of corrosion caused by alternating current, based on a reasonable process and in a comparatively simple process. SOLUTION: The method comprises regarding a possibly corroded interface between a buried tube and the soil as a RC equivalent circuit consisting of resistance for a dummy reaction and an electric double layer capacitor, determining values of the alternating current flowing in the resistance for the dummy reaction, by utilizing nonlinear behavior in reaction resistance of metal composing buried tubes and alternating current values measured in the site, and assuming the corrosion speed from the determined values.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、土壌内に
埋設された埋設管等において、外部にある交流電流の影
響を受けて、管内に発生することがある交流電流による
腐食を解析する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for analyzing corrosion caused by an alternating current that may be generated in a pipe under the influence of an external alternating current, for example, in a buried pipe buried in soil. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】高圧送電線や交流電鉄等における交流送
電は、地中に埋設された埋設管に電磁誘導電圧を誘起す
る。ここで、埋設管の塗覆装に欠陥がある場合、埋設管
と土壌との間に電流の出入を生じるため、前記欠陥が腐
食界面となり、この部位において腐食の発生が懸念され
る。
2. Description of the Related Art AC power transmission in a high-voltage transmission line, an AC railway, or the like induces an electromagnetic induction voltage in a buried pipe buried underground. Here, when there is a defect in the coating of the buried pipe, a current flows between the buried pipe and the soil, so that the defect becomes a corrosion interface, and there is a concern that corrosion may occur at this location.

【0003】これまで、このような腐食の評価にあたっ
ては、現場的な手法が採用されていた。即ち、欠陥を模
擬した試験片を埋設管近傍に設置し、当該試験片を流れ
る直流電流密度及び交流電流密度から、電気的状態(例
えば防食状態)を把握する方法が採られてきた。
Heretofore, in the evaluation of such corrosion, an on-site method has been adopted. That is, a method has been adopted in which a test piece simulating a defect is placed near a buried pipe, and an electrical state (for example, an anticorrosion state) is grasped from a DC current density and an AC current density flowing through the test piece.

【0004】この方法では、電気的状態を判断するため
の基準として、試験片に交流電流や直流電流を加えたま
ま長期間埋設し、一定期間後に試験片の重量減少量から
腐食速度を算出して、加えた交流電流や直流電流の値と
腐食速度との関係として作成された評価基準に基づいて
評価を行なう。
In this method, as a criterion for judging the electrical state, a test piece is buried for a long time while an AC current or a DC current is applied thereto, and after a certain period of time, the corrosion rate is calculated from the weight loss of the test piece. Then, the evaluation is performed based on an evaluation criterion created as a relationship between the value of the added AC current or DC current and the corrosion rate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、重量減少量を
求めるためには実験に長期間を要し、またこのような長
期間に渡って一定の環境を保持することは、事実上、困
難であるため、評価基準は結果的に大きな誤差を含む可
能性が考えられ、信頼性がいまいちである。また、試験
期間中に土質や土壌抵抗の変化によって腐食界面におけ
る表面状態が変化する可能性が考えられるため、このよ
うな手法を採用するにあたっても、様々な環境中での評
価を行なう必要があり、多大な期間を要し、実験対象と
できる状態にも限界がある。
However, it takes a long time for an experiment to determine the weight loss, and it is practically difficult to maintain a constant environment over such a long period of time. For this reason, the evaluation criterion may include a large error as a result, and the reliability is not good enough. In addition, it is possible that the surface condition at the corrosion interface may change due to changes in soil quality or soil resistance during the test period. Therefore, it is necessary to evaluate in various environments when adopting such a method. It takes a lot of time, and there is a limit to the state that can be used for the experiment.

【0006】また、これらの実験結果から作成される評
価基準では、再現性が得られにくいといる課題が存在す
る。
Further, there is a problem that it is difficult to obtain reproducibility with the evaluation criteria created from these experimental results.

【0007】そこで、例えば実際に試験片を流れる交流
電流値及び直流電流値から、即座に、簡単な手法で、腐
食の度合いを把握する方法が求められているが、このよ
うな技術は得られていない。
Therefore, for example, there is a demand for a method for immediately grasping the degree of corrosion by a simple method from the AC current value and the DC current value actually flowing through the test piece. However, such a technique is available. Not.

【0008】本願の目的は、交流電流起因の腐食状態
を、合理的な手法に基づいて、且つ、比較的簡便な手法
で求めることができる交流腐食の解析方法及び装置を得
ることにある。
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for analyzing AC corrosion in which a corrosion state caused by an AC current can be obtained based on a rational method and by a relatively simple method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による、所定の電気的腐食環境内に配設され、
金属材料からなる構造体における交流腐食の解析方法の
特徴手段は、請求項1に記載されているように、前記電
気的腐食環境と、等価な環境内にある前記金属材料にお
ける反応抵抗の非線形挙動を収集する反応抵抗収集ステ
ップと、前記構造体内を流れる交流電流を実交流電流と
して測定する実交流電流測定ステップとを実行すると共
に、前記電気的腐食環境と前記構造体との間に発生する
ことがある腐食界面を、疑似反応抵抗と電気二重層コン
デンサ容量とからなるRC等価回路と見なし、前記反応
抵抗収集ステップで収集される前記反応抵抗の非線形挙
動を満たし、且つ、前記RC等価回路全体を流れる総交
流電流が、前記実交流電流測定ステップで測定される前
記実交流電流となる電気的状態において、前記疑似反応
抵抗を流れる交流電流である腐食関連電流を求める腐食
関連電流導出ステップを実行し、この腐食関連電流導出
ステップにより導出される腐食関連電流に基づいて、前
記構造体における交流電流による腐食速度を推定するこ
とにあり、その作用・効果は次の通りである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided, in a predetermined galvanic environment,
The characteristic means of the method for analyzing alternating current corrosion in a structure made of a metal material includes, as described in claim 1, a non-linear behavior of a reaction resistance of the metal material in an environment equivalent to the electrically corrosive environment. And a real AC current measuring step of measuring an AC current flowing in the structure as a real AC current, and generating between the electrically corrosive environment and the structure. A certain corrosion interface is regarded as an RC equivalent circuit composed of a pseudo reaction resistance and an electric double layer capacitor capacitance, and the nonlinear behavior of the reaction resistance collected in the reaction resistance collection step is satisfied, and the entire RC equivalent circuit is In the electrical state where the total alternating current flowing is the actual alternating current measured in the actual alternating current measuring step, the alternating current flowing through the pseudo-reaction resistance Performing a corrosion-related current deriving step of obtaining a corrosion-related current that is a flow, based on the corrosion-related current derived by the corrosion-related current deriving step, estimating a corrosion rate by an alternating current in the structure, The operation and effect are as follows.

【0010】この手法にあっては、構造体の構成材とし
ての金属材料の反応抵抗を、予め、反応抵抗収集ステッ
プで得ておく。このような反応抵抗は、通常、図4に示
すような非線形挙動となる。
In this method, the reaction resistance of a metal material as a constituent material of a structure is obtained in advance in a reaction resistance collection step. Such a reaction resistance usually has a non-linear behavior as shown in FIG.

【0011】一方、解析もしくは評価対象の構造体に関
しては、例えば、現場にて、実交流電流測定ステップを
経て、構造体内を流れる実交流電流を得ておく。本願に
あっては、この実交流電流は、例えば、構造体の周囲環
境にある送電線等を流れる交流により誘起されるもので
ある。
On the other hand, for a structure to be analyzed or evaluated, for example, an actual AC current flowing through the structure is obtained at a site through an actual AC current measurement step. In the present application, the actual alternating current is induced by, for example, an alternating current flowing through a transmission line or the like in the environment around the structure.

【0012】これらのデータを得た上で、腐食関連電流
導出ステップにおいて、腐食関連電流を導出する。この
電流は、RC等価回路における、疑似反応抵抗側を流れ
る電流であり、前記電気的腐食環境と前記構造体との間
に発生することがある腐食界面を、疑似反応抵抗と電気
二重層コンデンサ容量とから構成されるRC等価回路と
見なし、この回路において、別途得られている前記反応
抵抗の非線形挙動を満たし、このRC等価回路を流れる
全電流が前記実交流電流となる電気的状態を一意的に求
めて、この電気的状態に腐食界面がある推定すること
で、疑似反応抵抗を流れる交流電流を腐食関連電流と推
定するものである。
After obtaining these data, a corrosion-related current is derived in a corrosion-related current deriving step. This current is a current flowing on the side of the pseudo reaction resistance in the RC equivalent circuit, and the corrosion interface that may occur between the electrically corrosive environment and the structure is formed by the pseudo reaction resistance and the electric double layer capacitor capacitance. In this circuit, the electric state in which the non-linear behavior of the separately obtained reaction resistance is satisfied and the total current flowing through the RC equivalent circuit becomes the actual AC current is uniquely defined. Then, the AC current flowing through the pseudo-reaction resistance is estimated as a corrosion-related current by estimating the presence of a corrosion interface in this electrical state.

【0013】ここで、腐食関連電流は、反応抵抗を流れ
る交流電流であるため、この値が知れれば、実質上、腐
食の腐食速度を推定することができる。
Here, since the corrosion-related current is an alternating current flowing through the reaction resistance, if this value is known, the corrosion rate of corrosion can be substantially estimated.

【0014】このような解析を行なう場合における、所
定の電気的腐食環境内に配設され、金属材料からなる構
造体における交流電流腐食の解析装置としては、請求項
5に記載されているように、前記電気的腐食環境内に対
して、等価な環境内にある前記金属材料における反応抵
抗の非線形挙動を記憶した記憶手段と、前記構造体内を
流れる交流電流が実交流電流として入力される入力手段
とを備え、前記電気的腐食環境と前記構造体との間に発
生することがある腐食界面を、疑似反応抵抗と電気二重
層コンデンサ容量とからなるRC等価回路と見なし、前
記記憶手段に記憶された前記反応抵抗の非線形挙動を満
たし、前記RC等価回路全体を流れる総交流電流が、前
記入力手段より入力される前記実交流電流となる電気的
状態において、前記疑似反応抵抗を流れる交流電流であ
る腐食関連電流を導出する腐食関連電流導出手段とを備
え、前記腐食関連電流導出手段により導出される腐食関
連電流を出力可能として構成しておけば良い。
An apparatus for analyzing alternating current corrosion in a structure made of a metal material, which is provided in a predetermined electrically corrosive environment in performing such an analysis, is described in claim 5 according to the present invention. Storage means for storing a non-linear behavior of a reaction resistance of the metal material in an equivalent environment with respect to the electrically corrosive environment; and input means for receiving an alternating current flowing through the structure as an actual alternating current A corrosion interface that may occur between the electrically corrosive environment and the structure is regarded as an RC equivalent circuit including a pseudo reaction resistance and an electric double layer capacitor capacitance, and is stored in the storage unit. In the electrical state that satisfies the non-linear behavior of the reaction resistance and that the total AC current flowing through the entire RC equivalent circuit becomes the actual AC current input from the input means, And a corrosion-related current deriving means for deriving the corrosion related current is an alternating current through a pseudo reaction resistance, it is sufficient to constitute a possible output corrosion related current derived by the corrosion related current deriving means.

【0015】この装置にあっては、方法の項で説明した
反応抵抗収集ステップで収集される反応抵抗の非線形挙
動に関するデータを、記憶手段に、蓄積、記憶してお
く。
In this device, data relating to the non-linear behavior of the reaction resistance collected in the reaction resistance collection step described in the method section is accumulated and stored in the storage means.

【0016】一方、前記実交流電流に関しては、先に説
明した実交流電流測定ステップを、例えば、作業者が現
場にて実行し、得られる実交流電流を、入力手段により
解析装置内に取り込めるようにしておく。
On the other hand, with respect to the actual AC current, the above-described actual AC current measuring step is performed, for example, by a worker at the site, and the obtained actual AC current can be taken into the analyzer by input means. Keep it.

【0017】このような構成を採用することで、先に方
法の項で説明した、腐食関連電流導出ステップの装置内
での解析条件が揃う。
By adopting such a configuration, the conditions for the analysis of the corrosion-related current deriving step in the apparatus described above in the method section are made uniform.

【0018】さて、解析装置内にあっては、腐食関連電
流導出手段の働きにより、先に方法の項で説明した2条
件(反応抵抗の非線形挙動を満たす、総交流電流が実交
流電流に実質上等しい)を満たす腐食関連電流が導出さ
れる。そして、これを出力することにより、作業者は、
この状態を見て腐食の状態(例えば腐食速度)を推定し
て、構造体の腐食の状態を適切に判断することが可能と
なる。
Now, in the analysis apparatus, by the function of the corrosion-related current deriving means, the total AC current is substantially equal to the actual AC current, which satisfies the two conditions (which satisfy the nonlinear behavior of the reaction resistance) described in the method section. A corrosion-related current that satisfies (equals) is derived. And by outputting this, the worker can
By observing this state, the state of corrosion (for example, corrosion rate) can be estimated, and the state of corrosion of the structure can be appropriately determined.

【0019】この構成の解析装置にあっては、予め収集
されている、所定の環境下にある構造体を成す金属材料
の反応抵抗の非線形挙動と、解析対象の構造体内に発生
している交流電流(実交流電流)とを得るだけで、所定
の非線形系の数値解析手法を使用して、反応抵抗内を流
れる交流電流を得ることが可能であるため、結果的に、
この交流電流により現場等で、即座に腐食に解析・評価
を行なうことが出来る。
In the analyzer having this configuration, the nonlinear behavior of the reaction resistance of the metal material forming the structure under the predetermined environment, which is collected in advance, and the AC generated in the structure to be analyzed are determined. By simply obtaining the current (actual AC current), it is possible to obtain the AC current flowing through the reaction resistor by using a predetermined nonlinear numerical analysis method. As a result,
With this AC current, it is possible to immediately analyze and evaluate corrosion on site or the like.

【0020】このような解析装置において、請求項6に
記載されているように、前記腐食関連電流導出手段によ
り導出される前記腐食関連電流より、前記構造体の腐食
速度推定値を導出する腐食速度推定値導出手段を備え、
前記腐食速度推定値導出手段により導出される前記腐食
速度推定値を出力可能な構造を有することが好ましい。
In such an analyzer, a corrosion rate for deriving an estimated value of the corrosion rate of the structure from the corrosion-related current derived by the corrosion-related current deriving means is defined in claim 6. Estimation value deriving means is provided,
It is preferable to have a structure capable of outputting the corrosion rate estimated value derived by the corrosion rate estimated value deriving means.

【0021】反応抵抗を流れる交流電流と、腐食速度と
は一定の関係にあるため、腐食速度推定値導出手段によ
り、これまでに求まっている腐食関連電流より腐食速度
推定値を導出するようにしておくことで、この推定値基
準の解析・評価を行なうことが出来る。
Since the alternating current flowing through the reaction resistor has a fixed relationship with the corrosion rate, the corrosion rate estimation value deriving means derives the corrosion rate estimation value from the corrosion-related current obtained so far. By doing so, it is possible to analyze and evaluate the estimated value criterion.

【0022】さて、先に説明して請求項1に記載の解析
方法において、請求項2に記載されているように、前記
RC等価回路を、前記疑似反応抵抗と前記電気二重層コ
ンデンサ容量の並列接続回路とすることが好ましい。
In the above-described analysis method according to the first aspect, as described in the second aspect, the RC equivalent circuit is provided by connecting the pseudo reaction resistor and the electric double layer capacitor in parallel. It is preferable to use a connection circuit.

【0023】このような並列回路は、腐食界面の状態を
最も良好に代表できるためである。
This is because such a parallel circuit can best represent the state of the corrosion interface.

【0024】この解析方法を使用する解析装置として
は、請求項7に記載されている様に、前記RC等価回路
を、前記疑似反応抵抗と前記電気二重層コンデンサ容量
の並列接続回路とすることで、このRC等価回路により
腐食界面を近似して、適切な解析を行なえる。
According to an analysis apparatus using this analysis method, the RC equivalent circuit is a parallel connection circuit of the pseudo reaction resistance and the capacitance of the electric double layer capacitor. By using the RC equivalent circuit, the corrosion interface can be approximated and appropriate analysis can be performed.

【0025】さらに、上記の請求項1または2記載の解
析方法のおいて、請求項3に記載されているように、前
記腐食関連電流から、前記構造体における交流電流によ
る腐食速度を推定するに、前記腐食関連電流のうち、ア
ノード領域の波形を積分して、その実効値から腐食速度
を推定することが、好ましい。
Further, in the analysis method according to the first or second aspect, as described in the third aspect, it is preferable to estimate a corrosion rate due to an alternating current in the structure from the corrosion-related current. Preferably, among the corrosion-related currents, the waveform of the anode region is integrated, and the corrosion rate is estimated from its effective value.

【0026】交流電流による腐食速度は、金属材料とこ
の金属材料が埋設される埋設環境との間にあって、アノ
ード状態にある場合に進行することが知られているた
め、アノード側の交流電流波形を積分することで、その
積分値は、腐食速度を代表できる値となり、本願が解析
の対象とする腐食速度、あるいは腐食の程度を良好に解
析・評価できる。
Since it is known that the corrosion rate due to an alternating current is present between a metal material and a buried environment in which the metal material is buried and is in an anode state, the AC current waveform on the anode side is changed. By integrating, the integrated value becomes a value that can represent the corrosion rate, and the corrosion rate or the degree of corrosion to be analyzed in the present application can be well analyzed and evaluated.

【0027】さらに、これまで説明してきた解析方法に
おいて、請求項4に記載されているように、前記実交流
電流測定ステップで測定される実交流電流に関して、交
流電流成分と直流電流成分とを求めると共に、前記腐食
関連電流から、前記構造体における交流電流による腐食
速度を推定するに、前記腐食関連電流を、前記直流電流
成分だけカソード方向にシフトさせた上で、アノード領
域の波形を積分し、実効値から腐食を推定することが好
ましい。
Further, in the analysis method described above, an AC current component and a DC current component are obtained for the actual AC current measured in the actual AC current measuring step. Along with, from the corrosion-related current, to estimate the corrosion rate due to AC current in the structure, after shifting the corrosion-related current in the cathode direction by the DC current component, integrate the waveform of the anode region, It is preferable to estimate the corrosion from the effective value.

【0028】例えば、土中に埋設されている埋設管を考
えた場合、電気防食状態にある場合があり、このような
場合は、実交流電流測定ステップで測定される電流は、
直流電流成分に交流電流成分が乗ったものとなる。ここ
で、このような直流電流成分がある場合は、この成分は
通常、交流電流成分による腐食を抑えるほうに働く。
For example, when considering a buried pipe buried in the soil, there is a case where the pipe is in a state of cathodic protection. In such a case, the current measured in the actual AC current measuring step is as follows.
The DC current component is superimposed on the AC current component. Here, when there is such a direct current component, this component normally works to suppress corrosion due to the alternating current component.

【0029】そこで、真に腐食速度に寄与する成分であ
る、交流のアノード側成分を切り出し、これを交流電流
波形からの積分値として求める。このようにすること
で、真の腐食速度を良好に推定して、腐食の解析・評価
を行なえる。
Therefore, an anode component of AC, which is a component that truly contributes to the corrosion rate, is cut out and obtained as an integrated value from an AC current waveform. This makes it possible to satisfactorily estimate the true corrosion rate and analyze and evaluate the corrosion.

【0030】さらに、解析装置にあっては、請求項8に
記載されているように、腐食関連電流導出ステップにお
いて、前記電気的状態を導出するに、非線形数値解析法
としてニュートン法を用いることが好ましい。
Further, in the analysis apparatus, in the corrosion-related current deriving step, the electric state is derived by using the Newton method as a nonlinear numerical analysis method. preferable.

【0031】本願におけるRC等価回路を構成する反応
抵抗の挙動は、非線形なものであると共に、疑似交流電
流が実交流電流と一致する状態を求める必要があるた
め、数値的な反復手法を採る場合、ニュートン法が最も
簡易且つ実用的である。
The behavior of the reaction resistance constituting the RC equivalent circuit in the present application is non-linear, and it is necessary to find a state where the pseudo AC current matches the actual AC current. The Newton method is the simplest and most practical.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本願発明を、以下、図面に基づい
て説明する。 1 本願の腐食の解析方法の適用対象 図1に本願に係る腐食の解析方法が適用される現場状況
を示した。同図において、1が防食対策が施される金属
材料からなる埋設管を示しており、この埋設管1に対し
て直流電源2を介して対極3が設けられ、カソード電気
防食が達成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1. Application target of the corrosion analysis method of the present application FIG. 1 shows a site situation where the corrosion analysis method according to the present application is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes a buried pipe made of a metal material to be subjected to anticorrosion measures, and a counter electrode 3 is provided to the buried pipe 1 via a DC power supply 2 to achieve cathodic protection. .

【0033】地上には送電線4及び交流電鉄5が存在す
るため、これらの設備4、5を流れる交流電流に起因す
る誘導電流が、埋設管1内を流れることとなる。この埋
設管1に、塗膜等の欠陥6が存在する場合あり、この部
位で、金属材料が直接土壌7に接しているため、埋設管
1、土壌7間に電流が流れ、この誘導電流による腐食の
発生が懸念される腐食界面となる。
Since the transmission line 4 and the AC railway 5 exist on the ground, an induced current caused by an AC current flowing through these facilities 4 and 5 flows through the buried pipe 1. There is a case where a defect 6 such as a coating film exists in the buried pipe 1, and since the metal material is in direct contact with the soil 7 at this portion, a current flows between the buried pipe 1 and the soil 7, and this induced current causes It becomes a corrosion interface where the occurrence of corrosion is concerned.

【0034】2 本願の解析装置 この解析装置8は、このような交流電流(具体的には誘
導電流)による腐食を受ける界面を、図3に示すよう
な、電気二重層コンデンサ容量9と、腐食に関与する疑
似反応抵抗10のRC並列等価回路11と仮定し、予め
求められている疑似反応抵抗10の非線形挙動及び実際
に現場で埋設管1に流れる交流電流の測定結果に基づい
て、前記疑似反応抵抗10を流れる交流電流を非線形方
程式の数値解析により求め、腐食界面の腐食速度を得る
ものである。
2. Analyzing Apparatus According to the Present Application The analyzing apparatus 8 is configured such that an interface which is subjected to corrosion by such an alternating current (specifically, an induced current) is connected to an electric double layer capacitor 9 as shown in FIG. Is assumed to be an RC parallel equivalent circuit 11 of the pseudo-reaction resistor 10 involved in the pseudo-resistance 10 based on the previously determined nonlinear behavior of the pseudo-reaction resistor 10 and the measurement result of the AC current actually flowing through the buried pipe 1 at the site. The AC current flowing through the reaction resistor 10 is obtained by numerical analysis of a nonlinear equation to obtain the corrosion rate at the corrosion interface.

【0035】この機能を果たすために、解析装置8は、
図2に示すように、記憶手段12、入力手段13、腐食
関連電流導出手段14及び腐食速度推定値導出手段15
及び出力手段16を備えて構成されている。上記の数値
解析は、腐食関連電流導出手段14により実行される。
In order to fulfill this function, the analyzer 8
As shown in FIG. 2, storage means 12, input means 13, corrosion-related current deriving means 14, and corrosion rate estimated value deriving means 15
And output means 16. The above numerical analysis is executed by the corrosion-related current deriving means 14.

【0036】前記記憶手段12は、様々な環境内にある
様々な埋設管を構成する金属材料の反応抵抗の非線形挙
動と、腐食界面を代表できるコンデンサ容量とを記憶し
たものである。ここで、反応抵抗は、図4に示すように
横軸に電流ipを縦軸にその電流値が金属材料表面を出
入りする場合の電圧値V(ip)を取ったものであり、
両者間は非線形な関係にある。この測定は、後に示すよ
うに別途行なう。さらに、コンデンサ容量も、代表的な
腐食界面を有する模擬試験において予め得られているも
のである。従って、この記憶手段12は、本願解析装置
8におけるデータベースの役割を果たす。
The storage means 12 stores the non-linear behavior of the reaction resistance of a metal material constituting various buried pipes in various environments, and the capacitance of a capacitor which can represent a corrosion interface. Here, the reaction resistance is obtained by taking the current ip on the horizontal axis and the voltage value V (ip) when the current value enters and exits the metal material surface, as shown in FIG.
There is a non-linear relationship between the two. This measurement is separately performed as described later. Further, the capacitor capacity is obtained in advance in a simulation test having a typical corrosion interface. Therefore, the storage unit 12 plays a role of a database in the analysis device 8 of the present application.

【0037】前記入力手段13は、通常のコンピュータ
に備えられる入力機器(図外)から構成されるが、本願
の場合、この入力手段13より、後に示すように、現場
の埋設管1から取り込まれる交流電流(交流波形)を実
交流電流として取り込み可能なものである。
The input means 13 is constituted by an input device (not shown) provided in an ordinary computer. In the case of the present invention, the input means 13 is taken in from the buried pipe 1 at the site as described later. An AC current (AC waveform) can be taken in as an actual AC current.

【0038】前記腐食関連電流導出手段14は、前記記
憶手段12からの反応抵抗の非線形挙動、入力手段12
からの実交流電流に基づいて、本願にいう腐食関連電流
ipを導出するものである。
The corrosion-related current deriving means 14 calculates the nonlinear behavior of the reaction resistance from the storage means 12,
Derives the corrosion-related current ip referred to in the present application based on the actual alternating current from

【0039】この手段14は、埋設管1と埋設管1が埋
設される環境土壌7との間に発生することがある腐食界
面を、図3に示す疑似反応抵抗10と電気二重層コンデ
ンサ容量9とから構成されるRC並列等価回路11と見
なし、系の解析を数値解析的に実行するものである。
This means 14 reduces the corrosion interface which may occur between the buried pipe 1 and the environmental soil 7 in which the buried pipe 1 is buried by converting the pseudo-reaction resistor 10 and the electric double layer capacitor 9 shown in FIG. And an analysis of the system is performed numerically.

【0040】この解析にあたっては、疑似反応抵抗10
の非線形挙動は先に説明した記憶手段12からの反応抵
抗の非線形挙動に、電気二重層コンデンサ容量9は、同
じく記憶手段からのコンデンサ容量に従うとされる。記
憶手段12内に記憶される複数の非線形挙動及びコンデ
ンサ容量において、解析に使用される両者の組み合わせ
は、埋設管1の材料、周囲土壌7の状態を参照しなが
ら、その埋設状況に適合するものが選択・特定される。
In this analysis, the pseudo reaction resistance 10
The non-linear behavior of the electric double-layer capacitor 9 is based on the non-linear behavior of the reaction resistance from the storage means 12 described above, and the electric double-layer capacitor capacity 9 is also based on the capacity of the capacitor from the storage means. The combination of a plurality of nonlinear behaviors and capacitor capacities stored in the storage means 12 is adapted to the burial condition while referring to the material of the buried pipe 1 and the state of the surrounding soil 7. Is selected and specified.

【0041】解析にあたっては、前記RC並列等価回路
11の全体を流れる総交流電流iaが、入力される実交
流電流I0であるとの条件の下に、このRC並列等価回
路11を構成する疑似反応抵抗10内を流れる電流i
p、コンデンサ容量9内を流れる電流ic、疑似反応抵
抗10に掛かる電圧Vに関して、ipとV両者の関係
が、入力される反応抵抗の非線形挙動を満たす状態を、
この等価回路において実際に発生している電気的状態と
して、これを捜し出すものである。
In the analysis, under the condition that the total AC current ia flowing through the entire RC parallel equivalent circuit 11 is the input actual AC current I0, a pseudo reaction constituting the RC parallel equivalent circuit 11 is performed. Current i flowing through resistor 10
With respect to p, the current ic flowing in the capacitor 9, and the voltage V applied to the pseudo reaction resistor 10, the relationship between ip and V satisfies the nonlinear behavior of the input reaction resistor.
This is searched for as the electrical state actually occurring in this equivalent circuit.

【0042】さらに具体的には、図5に示すフローチャ
ートに従って、その電気的状態の特定がなされる。この
手段14の始動に際しては、疑似反応抵抗の非線形挙
動、電気二重層コンデンサ容量のコンデンサ容量、さら
に先に説明した実交流電流が特定された状態を取る。
More specifically, the electrical state is specified according to the flowchart shown in FIG. When the means 14 is started, the nonlinear behavior of the pseudo reaction resistance, the capacitance of the electric double layer capacitor, and the actual AC current described above are specified.

【0043】解析は、まず、瞬時値レベルで、個々の時
間tにおいて以下のように進行する。電流候補値aの初
期値a(1)が与えられる(ステップ1)。初期値a
(1)の与えかたは任意であるが、値によって非線形解析
が収束するまでに要する時間が変化するため、結果に出
来るだけ近い値を予想して、設定することにより、計算
時間の短縮を図ることが可能である。
The analysis first proceeds at the instantaneous value level at each time t as follows. An initial value a (1) of the current candidate value a is given (step 1). Initial value a
The method of (1) is arbitrary, but since the time required for the nonlinear analysis to converge varies depending on the value, the calculation time should be shortened by predicting and setting a value as close as possible to the result. Is possible.

【0044】以下、ステップ2、3−1、3−2、4、
5−1、5−2を経る、反復フローに関して、その理論
的根拠を示す。この反復フローは、ステップ4に示す、
ia,ip,ic間における一定条件を満たす電気的状
態を捜し出すフローである。
Hereinafter, steps 2, 3-1, 3-2, 4,
The rationale for the iterative flow through 5-1 and 5-2 is shown. This iterative flow is shown in step 4.
This is a flow for searching for an electrical state satisfying certain conditions among ia, ip, and ic.

【0045】上記、電流候補値aは疑似反応抵抗10に
流れる電流ipと見なされ(ステップ2)、この状態に
おける疑似反応抵抗両端に掛かる両端電圧V(a)に、非
線形非線形挙動を参照して変換される(ステップ3−
1)。この電圧V(a)が、そのまま電気二重層コンデン
サ容量9にかかる電圧となる(ステップ3−2)。
The current candidate value a is regarded as the current ip flowing through the pseudo reaction resistor 10 (step 2), and the voltage V (a) applied across the pseudo reaction resistor in this state is referred to the non-linear nonlinear behavior. Is converted (step 3-
1). This voltage V (a) becomes the voltage applied to the electric double layer capacitor 9 as it is (step 3-2).

【0046】さて、電流候補値が流れる状態にあって、
コンデンサ側にあっては、コンデンサ容量Cに基づい
て、ic=jωCV(a)(第一複素式)とできる。さら
に、図3においてia=ip+icより、ia・ip・
ic=0(第二複素式)が得られる。また、iaはイン
ピーダンスの逆数で分流するため、ip=ia/jωC
V(a)+1(第三複素式)となる。
Now, in the state where the current candidate value flows,
On the capacitor side, ic = jωCV (a) (first complex formula) based on the capacitance C of the capacitor. Further, in FIG. 3, ia = ip + ic
ic = 0 (second complex expression) is obtained. Also, since ia is shunted by the reciprocal of impedance, ip = ia / jωC
V (a) +1 (third complex expression).

【0047】従って、上記第二複素式を代入すると第三
複素式は、数1に示すように変換されて、以下の第四複
素式を得る。
Therefore, when the above-mentioned second complex expression is substituted, the third complex expression is converted as shown in Expression 1, and the following fourth complex expression is obtained.

【0048】[0048]

【数1】jωCRia−jωCRic−ic=0## EQU1 ## jωCRia−jωCRic-ic = 0

【0049】さらに、第一複素式を代入することによ
り、数2に示すように以下の第五複素式を得ることがで
きる。
Further, by substituting the first complex expression, the following fifth complex expression can be obtained as shown in Expression 2.

【0050】[0050]

【数2】Ria−jωCRV(a)−V(a)=0## EQU2 ## Ria-jωCRV (a) -V (a) = 0

【0051】ここで、R(反応抵抗)は分極曲線の傾き
V′で表されるため、上記式は以下のように変換され
る。
Here, since R (reaction resistance) is represented by the slope V 'of the polarization curve, the above equation is converted as follows.

【0052】[0052]

【数3】V′(a)ia−jωCV′(a)V(a)−V(a)=0V '(a) ia-jωCV' (a) V (a) -V (a) = 0

【0053】この式は正弦関数を用いて表すと、ia=
Iasin(ωt)を満たす時刻tにおいて、
This equation can be expressed by using a sine function: ia =
At time t satisfying Iasin (ωt),

【0054】[0054]

【数4】V′(a)Iasin(ωt)+CV′(a)V(a)sin
(ωt+π/2)−V(a)sin(ωt)=0
V '(a) Iasin (ωt) + CV' (a) V (a) sin
(Ωt + π / 2) −V (a) sin (ωt) = 0

【0055】を満たすaを求めることと等価である。即
ち、
This is equivalent to finding a that satisfies. That is,

【0056】[0056]

【数5】f(a)=V′(a)Iasin(ωt)+CV′(a)V
(a)sin(ωt+π/2)−V(a)sin(ωt)
F (a) = V '(a) Iasin (ωt) + CV' (a) V
(a) sin (ωt + π / 2) -V (a) sin (ωt)

【0057】とおき、f(a)=0を満たすaを求めるこ
ととなる。f(a)は非線形方程式であり、この非線形方
程式を反復的に解くことができる。この場合、ニュート
ン法を用いる。反復処理は、
In other words, a that satisfies f (a) = 0 is obtained. f (a) is a nonlinear equation, and this nonlinear equation can be solved iteratively. In this case, the Newton method is used. The iteration is

【0058】[0058]

【数6】a(n+1)=a(n)−f(a(n))/f′(a(n))A (n + 1) = a (n) -f (a (n)) / f '(a (n))

【0059】に基づいて、電流候補値の初期値a(1)か
ら徐々に誤差が小さくなるように計算していく。ここ
で、nは反復回数、fは非線形方程式を求めるための数
5に示す関数である。
Based on the above, the calculation is performed so that the error gradually decreases from the initial value a (1) of the current candidate value. Here, n is the number of iterations, and f is a function shown in Equation 5 for finding a nonlinear equation.

【0060】先に示したように、反復処理の終了は、ス
テップ4の判断ステップで実行され、1ステップ前の電
流候補値a(n)が数4に示す式を満たしていれば、この
反復処理を終了する。満たさない場合は、数6に示す式
に従って、新たな電流候補値a(n+1)を求めて(ステッ
プ5−1、5−2)、再び計算を行ない、判断ステップ
であるステップ4に設定される、判断誤差(数5の左辺
と右辺の差)が所定の値に収まるまで、a(2)、・・・
・、a(n)と求めながら反復的に計算を実行する。
As described above, the end of the iterative processing is executed in the judgment step of step 4. If the current candidate value a (n) one step before satisfies the equation (4), this iterative processing is performed. The process ends. If not satisfied, a new current candidate value a (n + 1) is obtained according to the equation shown in Equation 6 (Steps 5-1 and 5-2), the calculation is performed again, and the result is set to Step 4 as a judgment step A (2),... Until the judgment error (the difference between the left and right sides of Equation 5) falls within a predetermined value.
.., A (n) is repeatedly calculated.

【0061】ここまでの解析は、候補電流値a及び電圧
Vの値は全て、時間tで特定される瞬時値としての取り
扱いである。
In the analysis so far, the values of the candidate current value a and the voltage V are all treated as instantaneous values specified by the time t.

【0062】このようにして、解が収束した状態で、そ
の時点tの候補電流値aを交流電流ipとして瞬時値を
順次求めると共に、所定複数の時間ステップ毎に演算を
繰り返して1周期分の疑似反応抵抗を流れる交流電流を
交流波形として求める。このようにして、疑似反応抵抗
10を流れる交流電流である腐食関連電流が交流波形と
して求まる。
In this way, with the solution converged, the instantaneous value is sequentially obtained using the candidate current value a at the time point t as the alternating current ip, and the calculation is repeated for a plurality of predetermined time steps to obtain one cycle. The AC current flowing through the pseudo reaction resistor is obtained as an AC waveform. In this way, a corrosion-related current, which is an alternating current flowing through the pseudo reaction resistor 10, is obtained as an alternating waveform.

【0063】前記腐食速度推定値導出手段15は、前記
のようにして求まった腐食関連電流に基づいて、疑似反
応抵抗10に流れる交流電流のうち、疑似反応抵抗10
のアノード領域(正の領域)を流れる交流電流半周期を
積分し、その実効値から腐食速度推定値を算出する(ス
テップ6)。
The corrosion rate estimation value deriving means 15 calculates the pseudo reaction resistance 10 out of the AC current flowing through the pseudo reaction resistance 10 based on the corrosion-related current obtained as described above.
Then, the half cycle of the alternating current flowing through the anode region (positive region) is integrated, and the corrosion rate estimated value is calculated from its effective value (step 6).

【0064】さらに具体的には、求まる実効値から腐食
界面の大きさを参考にして電流密度を求め、この電流密
度が0.1mA/cmとなった場合に、腐食速度推定
値を1.16mm/年とするように、実効値との比例関
係で、腐食速度推定値を求める。以上が、本願の解析装
置1の構成及びその働きの概要である。
More specifically, the current density is determined from the obtained effective value with reference to the size of the corrosion interface. When the current density becomes 0.1 mA / cm 2 , the estimated corrosion rate is calculated as 1. An estimated corrosion rate is determined in proportion to the effective value so as to be 16 mm / year. The above is the outline of the configuration and operation of the analysis device 1 of the present application.

【0065】所定の環境内に埋設され、金属材料からな
る埋設管1の交流腐食を解析する場合は以下のように装
置は使用される。
When analyzing the AC corrosion of the buried pipe 1 buried in a predetermined environment and made of a metal material, the apparatus is used as follows.

【0066】1 反応抵抗収集ステップ 埋設管1として使用される金属材料及び、このような埋
設管1が埋設される土壌環境は、予め判明しているた
め、このような埋設環境と電気的に等価な疑似試験設備
(図外)を用意し、その試験設備において、各々の状態
での反応抵抗の非線形挙動を収集しておく。この試験
は、JIS G0579に基づいて実施できる。さら
に、この状態における腐食界面のコンデンサ容量も、経
験値等を利用して収集しておく。
1 Reaction Resistance Collection Step Since the metal material used as the buried pipe 1 and the soil environment in which such a buried pipe 1 is buried are known in advance, they are electrically equivalent to such a buried environment. A pseudo test facility (not shown) is prepared, and the nonlinear behavior of the reaction resistance in each state is collected in the test facility. This test can be performed based on JIS G0579. Further, the capacitance of the capacitor at the corroded interface in this state is also collected using empirical values and the like.

【0067】このようにして、本願解析装置8の記憶手
段12内に備えられるデータベースを構築できる。
In this way, a database provided in the storage means 12 of the analyzer 8 of the present invention can be constructed.

【0068】この非線形挙動、コンデンサ容量は、環境
に応じて大きく変化する可能性があり、試験での、試験
片の材質、土質、含水率、土壌抵抗率、温度等、できる
限り現場に近い条件を模擬することが重要である。従っ
て、これらの条件は、データベースのパラメーターとな
り、解析装置8を使用する場合に、対応物理量を現場測
定して、このパラメーターを特定すると、この現場条件
を満たす、反応抵抗の非線形挙動及びコンデンサ容量を
特定し、装置8内で使用できる。
The non-linear behavior and the capacitance of the capacitor may greatly change depending on the environment. In the test, the conditions, such as the material of the test piece, soil, moisture content, soil resistivity, temperature, etc., are as close to the site as possible. It is important to simulate Therefore, these conditions become the parameters of the database. When the analysis device 8 is used, the corresponding physical quantity is measured on site, and when this parameter is specified, the nonlinear behavior of the reaction resistance and the capacitor capacity satisfying the on-site condition are determined. Can be identified and used in the device 8.

【0069】2 実交流電流収集ステップ 現場の埋設管1を対象として、先に説明した腐食界面を
流れる交流電流(実交流電流)を測定する。この場合、
図1に示すように、疑似欠陥片と呼ばれる試験片17を
埋設管1の近傍に配設し、この試験片17と、埋設管1
から接続されたターミナル18とを結線し、この間に流
れる電流波形をプロットし、その内特定の周波数成分を
抽出することにより、実交流電流が測定される。通常、
対象となる周波数は50又は60Hz(商用周波数)で
ある。この実交流電流は、入力手段13を介して、本願
の解析装置8に入力される。
2. Actual AC Current Collection Step The AC current (actual AC current) flowing through the above-described corrosion interface is measured for the buried pipe 1 at the site. in this case,
As shown in FIG. 1, a test piece 17 called a pseudo-defect piece is arranged near the buried pipe 1, and the test piece 17 and the buried pipe 1 are arranged.
The actual AC current is measured by connecting the terminal 18 connected to the terminal 18 and plotting a current waveform flowing between the terminals and extracting a specific frequency component. Normal,
The frequency of interest is 50 or 60 Hz (commercial frequency). This actual AC current is input to the analysis device 8 of the present application via the input means 13.

【0070】また、防食電流が存在する場合には、この
波形から直流電流成分も求めることが可能である。多く
の場合、埋設管1を防食する目的で、直流電流を埋設管
1に流入させる方法が採られており、直流電流成分が観
測される場合が多い。
When an anticorrosion current is present, a direct current component can be obtained from this waveform. In many cases, a method of flowing a direct current into the buried pipe 1 is adopted for the purpose of preventing the buried pipe 1 from being corroded, and a direct current component is often observed.

【0071】3 腐食関連電流導出ステップ このステップは、先に説明した解析装置内に備えられる
腐食関連電流導出手段14により実行されるステップで
ある。手段内では、腐食界面を、疑似反応抵抗10と電
気二重層コンデンサ容量9とから構成されるRC並列等
価回路11と見なし、先に説明した反応抵抗収集ステッ
プで収集される反応抵抗の非線形挙動を満たし、RC等
価回路を流れる疑似交流電流が、実交流電流測定ステッ
プで測定される実交流電流となる電気的状態を特定し、
この状態において、疑似反応抵抗10を流れる交流電流
である腐食関連電流を求める。この腐食関連電流は、出
力手段16に送られ出力される。
3 Corrosion-Related Current Deriving Step This step is a step executed by the corrosion-related current deriving means 14 provided in the analyzer described above. In the means, the corrosion interface is regarded as an RC parallel equivalent circuit 11 composed of a pseudo reaction resistor 10 and an electric double layer capacitor 9, and the non-linear behavior of the reaction resistance collected in the reaction resistance collection step described above is considered. The electrical state that satisfies the pseudo AC current flowing through the RC equivalent circuit is the actual AC current measured in the actual AC current measurement step,
In this state, a corrosion-related current which is an alternating current flowing through the pseudo reaction resistor 10 is obtained. This corrosion-related current is sent to the output means 16 and output.

【0072】4 腐食速度推定ステップ このステップは、先に説明した解析装置内に備えられる
腐食関連電流導出手段15により実行されるステップで
ある。このステップにあっては、先に説明した腐食関連
電流導出手段15の構造により、腐食関連電流に基づい
て、腐食速度推定値が導出され、出力手段16に送られ
出力される。
4 Corrosion Rate Estimation Step This step is a step executed by the corrosion-related current deriving means 15 provided in the analyzer described above. In this step, a corrosion rate estimated value is derived based on the corrosion-related current by the structure of the corrosion-related current deriving means 15 described above, and is sent to the output means 16 and output.

【0073】このようにして、本願の解析装置8によ
り、本願の解析方法を使用して、現場で、本願にいう実
交流電流を測定すると共に、構造体の一種としての埋設
管1の構成材料、その埋設環境の電気的物理状態を特定
して、解析することで、迅速且つ簡便に、現場の埋設管
1の腐食状態を解析・評価することができる。
As described above, the actual alternating current referred to in the present application is measured on-site by the analysis apparatus 8 of the present invention using the analysis method of the present invention, and the constituent material of the buried pipe 1 as a kind of structure is used. By specifying and analyzing the electrical physical state of the buried environment, the corrosion state of the buried pipe 1 on site can be analyzed and evaluated quickly and easily.

【0074】〔別実施の形態〕 (1) 上記の実施の形態にあっては、解析対象を埋設
管としたが、土中に埋設された鉄鋼構造材、水中の鉄鋼
構造物等、埋設部分等での交流電流による腐食が問題と
なる系を解析対象とすることができる。 (2) 上記の実施の形態においては、腐食速度推定値
の導出にあたって、単純にアノード領域の交流電流の波
形を積分して、その実効値を求め、腐食速度を求めるこ
ととしたが、カソード防食された系を対象とする場合
は、以下のような手法を取ることで、この防食電流の効
果も正当に評価できる。
[Another Embodiment] (1) In the above embodiment, the analysis target was a buried pipe, but the buried part such as a steel structural material buried in the soil, a steel structure in water, etc. A system in which corrosion due to alternating current in such a case poses a problem can be analyzed. (2) In the above embodiment, in deriving the estimated corrosion rate, the waveform of the alternating current in the anode region is simply integrated to determine the effective value, and the corrosion rate is determined. When the target system is used, the effect of the anticorrosion current can be properly evaluated by taking the following method.

【0075】即ち、前記したように、入力手段13から
は、実交流電流が入力されるが、この実交流電流に関し
て、その交流電流成分と、直流電流成分の分割処理をす
る。そして、このような処理で得られた直流電流成分を
使用して、先に別途得られている腐食関連電流に関し
て、これを直流電流成分だけカソード方向にシフト(電
流値の0点をずらす)させた上で、そのアノード領域を
流れる交流電流波形を積分し、その実効値から腐食速度
を得るのである。そして、この値により、埋設管の腐食
状況を判断することができる。
That is, as described above, the actual AC current is inputted from the input means 13, and the AC component and the DC current component are divided with respect to the actual AC current. Then, using the DC current component obtained by such processing, the corrosion-related current obtained separately is shifted by the DC current component in the cathode direction (shifting the zero point of the current value). Then, the waveform of the alternating current flowing through the anode region is integrated, and the corrosion rate is obtained from the effective value. Then, from this value, the corrosion state of the buried pipe can be determined.

【0076】この手法にあっては、実交流電流測定ステ
ップで測定される実交流電流に関して、その交流電流成
分と直流電流成分とを求めておき、腐食関連電流から、
埋設管における交流電流による腐食速度を推定するに、
腐食関連電流を、直流電流成分だけカソード方向にシフ
トさせた上で、シフト済みの腐食関連電流について、そ
のアノード領域を流れる交流電流波形を積分して、実効
値から腐食速度を推定することで、防食分を除去でき
る。
In this method, regarding the actual AC current measured in the actual AC current measurement step, the AC current component and the DC current component are obtained in advance, and from the corrosion-related current,
To estimate the corrosion rate due to AC current in buried pipes,
By shifting the corrosion-related current in the cathode direction by the DC current component, and integrating the shifted corrosion-related current with the AC current waveform flowing through the anode region, and estimating the corrosion rate from the effective value, The anticorrosion can be removed.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明により、測定された交流電流の値
から短時間で交流電流による腐食の影響を解析すること
が可能となる。また、反応抵抗の値が、非線形に変化す
ることを想定した理論的な系で解析が可能となる。
According to the present invention, it is possible to analyze the influence of corrosion due to the alternating current in a short time from the measured alternating current value. Further, the analysis can be performed using a theoretical system that assumes that the value of the reaction resistance changes nonlinearly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願の解析方法の適応対象の説明図FIG. 1 is an explanatory diagram of a target to which an analysis method of the present application is applied.

【図2】本願の解析装置の機能ブロック図FIG. 2 is a functional block diagram of the analysis device of the present application.

【図3】腐食界面の等価回路を示す図FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of a corrosion interface.

【図4】反応抵抗の非線形挙動の一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a nonlinear behavior of a reaction resistance.

【図5】腐食速度推定値の導出手順を示すフローチャー
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for deriving a corrosion rate estimation value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 埋設管 2 直流電源 3 対極 4 送電線 5 交流電鉄 6 欠陥 7 土壌 8 解析装置 9 電気二重層コンデンサ容量 10 反応抵抗(疑似反応抵抗) 11 RC並列等価回路 12 記憶手段 13 入力手段 14 腐食関連電流導出手段 15 腐食速度推定値導出手段 16 出力手段 17 試験片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Buried pipe 2 DC power supply 3 Counter electrode 4 Transmission line 5 AC railway 6 Defect 7 Soil 8 Analysis device 9 Electric double layer capacitor capacity 10 Reaction resistance (pseudo reaction resistance) 11 RC parallel equivalent circuit 12 Storage means 13 Input means 14 Corrosion related current Derivation means 15 Corrosion rate estimated value derivation means 16 Output means 17 Test piece

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K060 AA03 BA02 CA06 DA10 EA12 FA07 FA10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K060 AA03 BA02 CA06 DA10 EA12 FA07 FA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の電気的腐食環境内に配設され、金
属材料からなる構造体における交流腐食の解析方法であ
って、 前記電気的腐食環境に対して、等価な環境内にある前記
金属材料における反応抵抗の非線形挙動を収集する反応
抵抗収集ステップと、 前記構造体内を流れる交流電流を実交流電流として測定
する実交流電流測定ステップとを実行すると共に、 前記電気的腐食環境と前記構造体との間に発生すること
がある腐食界面を、疑似反応抵抗と電気二重層コンデン
サ容量とからなるRC等価回路と見なし、前記反応抵抗
収集ステップで収集される前記反応抵抗の非線形挙動を
満たし、且つ、前記RC等価回路全体を流れる総交流電
流が、前記実交流電流測定ステップで測定される前記実
交流電流となる電気的状態において、前記疑似反応抵抗
を流れる交流電流である腐食関連電流を求める腐食関連
電流導出ステップを実行し、 前記腐食関連電流導出ステップにより導出される腐食関
連電流に基づいて、前記構造体における交流電流による
腐食速度を推定する交流腐食の解析方法。
1. A method for analyzing alternating current corrosion in a structure made of a metal material, which is provided in a predetermined electrically corrosive environment, wherein said metal is in an environment equivalent to said electrically corrosive environment. A reaction resistance collecting step of collecting a non-linear behavior of a reaction resistance in a material, and an actual alternating current measuring step of measuring an alternating current flowing through the structure as a real alternating current, and the electric corrosion environment and the structure The corrosion interface that may occur between the reaction resistance is regarded as an RC equivalent circuit composed of a pseudo reaction resistance and an electric double layer capacitor capacitance, and satisfies the nonlinear behavior of the reaction resistance collected in the reaction resistance collection step, and , In an electrical state in which the total AC current flowing through the entire RC equivalent circuit is the actual AC current measured in the actual AC current measuring step, Performing a corrosion-related current deriving step of obtaining a corrosion-related current that is an alternating current flowing through the resistive resistor; estimating a corrosion rate of the structure by an alternating current based on the corrosion-related current derived in the corrosion-related current deriving step; Analysis method for AC corrosion.
【請求項2】 前記RC等価回路を、前記疑似反応抵抗
と前記電気二重層コンデンサ容量とからなる並列回路と
する請求項1記載の交流腐食の解析方法。
2. The method for analyzing AC corrosion according to claim 1, wherein said RC equivalent circuit is a parallel circuit comprising said pseudo-reaction resistor and said electric double layer capacitor capacitance.
【請求項3】 前記腐食関連電流から、前記構造体にお
ける交流電流による腐食速度を推定するに、前記腐食関
連電流のうち、アノード領域の波形を積分して、実効値
から腐食速度を推定する請求項1または2記載の交流腐
食の解析方法。
3. A method for estimating a corrosion rate due to an alternating current in the structure from the corrosion-related current, wherein the waveform of an anode region of the corrosion-related current is integrated, and the corrosion rate is estimated from an effective value. Item 7. The method for analyzing alternating current corrosion according to item 1 or 2.
【請求項4】 前記実交流電流測定ステップで測定さ
れる実交流電流に関して、交流電流成分と直流電流成分
とを求めると共に、 前記腐食関連電流から、前記構造体における交流電流に
よる腐食速度を推定するに、前記腐食関連電流を、前記
直流電流成分だけカソード方向にシフトさせた上で、ア
ノード領域の波形を積分して、実効値から腐食速度を推
定する請求項1または2記載の交流腐食の解析方法。
4. An AC current component and a DC current component are obtained for the actual AC current measured in the actual AC current measuring step, and a corrosion rate of the structure by the AC current is estimated from the corrosion-related current. 3. The analysis of AC corrosion according to claim 1, wherein the corrosion-related current is shifted in the cathode direction by the DC current component, and the waveform of the anode region is integrated to estimate a corrosion rate from an effective value. Method.
【請求項5】 所定の電気的腐食環境内に配設され、金
属材料からなる構造体における交流腐食の解析装置であ
って、 前記電気的腐食環境内に対して、等価な環境内にある前
記金属材料における反応抵抗の非線形挙動を記憶した記
憶手段と、 前記構造体内を流れる交流電流が実交流電流として入力
される入力手段とを備え、 前記電気的腐食環境と前記構造体との間に発生すること
がある腐食界面を、疑似反応抵抗と電気二重層コンデン
サ容量とから成るRC等価回路と見なし、前記記憶手段
に記憶された前記反応抵抗の非線形挙動を満たし、前記
RC等価回路全体を流れる総交流電流が、前記入力手段
より入力される前記実交流電流となる電気的状態におい
て、前記疑似反応抵抗を流れる交流電流である腐食関連
電流を導出する腐食関連電流導出手段を備え、 前記腐食関連電流導出手段により導出される腐食関連電
流を出力可能とした交流腐食の解析装置。
5. An apparatus for analyzing an alternating current corrosion in a structure made of a metal material, which is disposed in a predetermined electrically corrosive environment, wherein said apparatus is in an environment equivalent to said electrically corrosive environment. Storage means for storing a non-linear behavior of a reaction resistance in a metal material; and input means for inputting an alternating current flowing through the structure as an actual alternating current, wherein the current is generated between the electrically corrosive environment and the structure. A corrosion interface which may be regarded as an RC equivalent circuit composed of a pseudo reaction resistance and an electric double layer capacitor capacity, satisfies the non-linear behavior of the reaction resistance stored in the storage means, and has a total flowing through the entire RC equivalent circuit. A corrosion-related current that derives a corrosion-related current that is an AC current flowing through the pseudo-reaction resistance in an electrical state in which the AC current is the actual AC current input from the input means. An AC corrosion analysis apparatus comprising a derivation unit, and capable of outputting a corrosion-related current derived by the corrosion-related current derivation unit.
【請求項6】 前記腐食関連電流導出手段により導出さ
れる前記腐食関連電流より、前記構造体の腐食速度推定
値を導出する腐食速度推定値導出手段を備え、前記腐食
速度推定値導出手段により導出される前記腐食速度推定
値を出力可能な請求項5記載の交流腐食の解析装置。
6. A corrosion rate estimation value deriving means for deriving a corrosion rate estimation value of the structure from the corrosion-related current derived by the corrosion-related current deriving means, and derived by the corrosion rate estimation value deriving means. The AC corrosion analysis apparatus according to claim 5, wherein the estimated corrosion rate value can be output.
【請求項7】 前記RC等価回路を、前記疑似反応抵抗
と前記電気二重層コンデンサ容量からなる並列回路とす
る請求項5または6記載の交流腐食の解析装置。
7. The AC corrosion analysis apparatus according to claim 5, wherein the RC equivalent circuit is a parallel circuit including the pseudo reaction resistance and the electric double layer capacitor capacitance.
【請求項8】 前記電気的状態を導出するに、非線形数
値解析法としてニュートン法を用いる請求項5〜7のい
ずれか1項記載の交流腐食の解析装置。
8. The analysis apparatus for AC corrosion according to claim 5, wherein a Newton method is used as a nonlinear numerical analysis method to derive the electric state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009020079A (en) * 2007-07-13 2009-01-29 Tokyo Gas Co Ltd Method of predicting electromagnetic induction voltage

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