JP2004077442A - Method for judging corrosion state, method for selecting corrosion monitoring process and corrosion monitoring system - Google Patents

Method for judging corrosion state, method for selecting corrosion monitoring process and corrosion monitoring system Download PDF

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JP2004077442A JP2002242068A JP2002242068A JP2004077442A JP 2004077442 A JP2004077442 A JP 2004077442A JP 2002242068 A JP2002242068 A JP 2002242068A JP 2002242068 A JP2002242068 A JP 2002242068A JP 2004077442 A JP2004077442 A JP 2004077442A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for judging a corrosion state which can judge a corrosion state of a metal material in a state in which the corrosion does not progress and to provide a method for selecting a corrosion monitoring process utilizing the same and a corrosion monitoring system. <P>SOLUTION: A predetermined potential near a corrosion potential is applied under predetermined conditions. (a) When a polarization resistance is large, a current does not almost flow, but charging current instantaneously flows at the predetermined potential applying time and thereafter the current is rapidly converged to a passive state holding current level, it is judged as a passive state. (b) When the polarization resistance is small, a current flows only by an applied potential part, an influence of an attracting action of an electric charge to the surface of the metal does not almost appear but the current shows an increasing tendency toward a steady state, it is judged to be an overall surface corrosion state. (c) When the charging current flows at the predetermined potential applying time and infinitesimal current continuously flows even after the charging current is converged, it is judged to be a local corrosion state or an intermediate state in which the local corrosion or the overall surface corrosion state is hardly judged. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、設備を構成する金属材料の腐食状態(腐食形態)を調べるための腐食状態判定方法、腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法を選定するための腐食モニタリング法の選定方法、及び腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法を用いた腐食モニタリングシステムに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、腐食性を有する物質を扱う化学プラントなどの設備においては、設備を構成する金属材料の耐食性が設備の寿命に直接に関係するため、設備のメンテナンスや安全確保などの見地から、設備を構成する金属材料の腐食状態をモニタリングして、その状況を把握しておくことが必要になる。
【0003】
ところで、金属の腐食状態(腐食形態)は、全面腐食と局部腐食(孔食)とに大別され、全面腐食のモニタリングには交流インピーダンス法、分極抵抗法などの有効な手段がある。
【0004】
一方、局部腐食には、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うするランダムパルス法が、有効なモニタリング法として知られている。
【0005】
しかし、設備を構成する金属材料の腐食形態が将来的にいずれの腐食形態となるかを予測できない状況において、全面腐食と局部腐食の両方の腐食形態に対応する腐食モニタリング装置をそれぞれ用意しておくことは不経済であるばかりでなく、金属材料に微小な全面腐食が進行している場合に、連続モニタリングを行うランダムパルス法を適用した場合には、設備に継続的に電圧が印加されることから、設備に致命的な損傷を与えかねないという問題点がある。
したがって、腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法を選定するためには、連続的なモニタリングを行う前に、金属材料の被試験部の腐食状態をある程度認識しておくことが必要になる。
【0006】
しかしながら、顕著な腐食が発生していない状態で、金属材料の被試験部の腐食状態(腐食形態)を予め判定するための適切な方法はいまだ開発されておらず、ある程度腐食が進行しなければどのような腐食状態にあるのかを確認することができないのが実情である。
【0007】
本願発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、腐食が進行していない状態において金属材料の腐食状態(腐食形態)を判定することが可能な腐食状態判定方法、腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法を選定することが可能な腐食モニタリング法の選定方法、及び該選定方法により選定した腐食モニタリング法を用いて、設備を損傷したりすることなく、信頼性の高い腐食モニタリングを行うことが可能な腐食モニタリングシステムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明(請求項1)の腐食状態判定方法は、
設備の腐食状態を判定するための腐食状態判定方法であって、
判定対象である金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べ、
(a)分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用(二重層容量)のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、
(b)分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用(二重層容量)の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、
(c)金属表面への電荷の吸着作用(二重層容量)により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定すること
を特徴としている。
【0009】
金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べることにより、(a)分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、(b)分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、(c)金属表面への電荷の吸着作用により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している(金属表面の皮膜が完全な耐食性皮膜ではない)局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定することにより、腐食が進行していない状態において金属材料の腐食状態を効率よくしかも確実に判定することが可能になる。
なお、本願発明(請求項1)の腐食状態判定方法(皮膜充電特性評価法による腐食状態判定方法)は、データ処理の時間を含めても短時間(例えば30秒間程度)で終了するので、設備(試料)へのダメージも最小限に抑えることができる。
【0010】
また、請求項2の腐食状態判定方法は、前記定電位が金属材料の腐食電位±1〜100mVの電位であり、前記定電位の印加時間が0.1〜3秒であることを特徴としている。
【0011】
定電位として、金属材料の腐食電位の±1〜100mVの電位を印加し、かつ、定電位の印加時間を0.1〜3秒とした場合、材料を破壊することなく、充電電流が収束したことを確認することが可能になり、金属表面の腐食状態が、不働態状態、全面腐食状態、局部腐食状態(局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む)のいずれの腐食状態にあるかを、設備を不必要に損傷したりすることなく確実に識別することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【0012】
また、本願発明(請求項3)の腐食モニタリング法の選定方法は、
(a)請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法を適用し、(b)請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用すること
を特徴としている。
【0013】
請求項1又は2の腐食状態判定方法により判定された腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、ランダムパルス法を適用し、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用することによって、適切な腐食モニタリング方法により設備を損傷したりすることなく、腐食状態を精度よくモニタリングすることが可能になる。
【0014】
また、本願発明(請求項4)の腐食モニタリングシステムは、
設備の腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法により設備の腐食状態をモニタリングするためのシステムであって、
請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法を適用して腐食の状態を監視し、
請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べること
を特徴としている。
【0015】
本願発明(請求項4)の腐食モニタリングシステムは、請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、ランダムパルス法を適用して腐食の状態を監視し、また、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べるようにしているので、不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態である場合には、ランダムパルス法により、その後の腐食の発生の有無や拡大を確実に検出することが可能になるとともに、全面腐食状態である場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法により、設備をいたずらに損傷することなく腐食速度を検出して、設備の寿命を精度よく推測することが可能になる。したがって、設備の腐食による事故の発生を確実に防止したり、設備の更新時期を予知したりすることが可能になり、設備の安定した操業を可能ならしめることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示して、その特徴とするところを詳しく説明する。
【0017】
[腐食状態の判定]
まず、本願発明の腐食状態判定方法(皮膜充電特性評価法を用いた腐食状態判定方法)について、以下にその実施形態を示す。
通常、金属材料の耐食性は表面に生じた不働態皮膜の状態により大きく変化する。そのため、不働態皮膜の状態を迅速に判定し、腐食モニタリングの方向性を示すことが、腐食モニタリングシステムには不可欠の条件となる。
【0018】
本願発明においては、腐食状態を判定するにあたって、腐食電位から±1〜100mVの範囲にある定電位を0.1〜3秒間程度、判定の対象である金属材料の被試験部に印加し、そのときの経時電流変化を調べる。
なお、上記の腐食電位から±1〜100mVという電位範囲は、測定系を破壊しない程度の電位範囲として選ばれた条件であり、また、0.1〜3秒間という印加時間は、充電電流が十分収束したことを確認することが可能な時間範囲として選ばれた条件である。
【0019】
通常、溶液中の電極系では、図1に示すような抵抗成分とコンデンサ成分が並列に接続されているような等価回路が考えられる。溶液抵抗とは溶液による電圧降下である。また、分極抵抗と二重層容量は電極(金属)表面におけるパラメータとなり、金属表面の状態が、不働態状態、全面腐食状態及び局部腐食状態のいずれの状態にあるかによってパラメータの大きさは異なる。
以下、図2(a),(b),(c)に示す応答電流特性図を参照しつつ、腐食状態と応答電流特性との関係について説明する。
【0020】
(1)不働態状態
不働態状態の場合、金属表面に保護性皮膜(不働態皮膜)が存在しているか、又は金属材料そのものが不活性であるため、分極抵抗が大きくほとんど電流は流れないが、図2(a)に示すように、金属表面への電荷の吸着作用(二重層容量)のため瞬間的に電流(充電電流)が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する。
なお、不働態状態にある場合、金属材料は耐食性を備えており、金属表面も安定している。そして、このような不働態状態にある場合において将来的な腐食の発生の有無を監視する見地からは、腐食モニタリング法として、ランダムパルス法を適用することが最も望ましい。
【0021】
(2)全面腐食状態
金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態では、分極抵抗は小さくなり、印加した電位の分だけ電流が流れる。この場合、図2(b)に示すように、二重層容量の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流は増加傾向を示す。この全面腐食状態の場合に、連続して定電位を印加すると、電流が増加し、腐食がそれだけ進行するので、ランダムパルス法を適用することは望ましくなく、例えば、分極抵抗法や交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べることが、設備の寿命や更新時期を予測する見地からは好ましい腐食モニタリング法であるといえる。
【0022】
(3)局部腐食状態
局部腐食状態(局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む)の場合、図2(c)に示すように、不働態状態の場合と全面腐食状態の場合の中間的な挙動を示す。すなわち、局部腐食状態(局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む)の場合には、金属表面への電荷の吸着作用(二重層容量)のため瞬間的に電流(充電電流)が流れるが、完全な耐食性皮膜(不働態皮膜)が形成されていないため、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる。しかしこの挙動は、局部腐食である場合にはある程度腐食が進行していないとわかりにくいため、局部腐食状態(局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む)のモニタリングにはランダムパルス法が最も適している。
【0023】
このように、不働態状態と全面腐食状態では明らかに応答電流特性の挙動が異なることから、腐食が進行していない状態において、応答電流特性の挙動より、金属材料のおおまかな腐食状態(腐食形態)を判定し、その後各腐食状態(腐食形態)に応じた適切なモニタリング法を適用することにより、腐食状態を精度よく監視することが可能になる。
【0024】
なお、本願発明による腐食状態判定方法は、データ処理の時間を含めても30秒間程度で終了するので、設備(試料)へのダメージを最小限に抑えることが可能である。
【0025】
[腐食状態のモニタリング]
(1)不働態又は局部腐食の場合
上記の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態(局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む)にあると判定された場合には、腐食モニタリング方法としてランダムパルス法を用いて腐食モニタリングを行う。
【0026】
このランダムパルス法においては、例えば、以下に説明するような方法で、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行う。
すなわち、このランダムパルス法は、従来モニタリングが困難とされていた局部腐食のモニタリングを可能とするものであり、電位信号としてランダムな電位パルス信号を用いる点で従来の方法とは異なっている。
【0027】
金属を無機物溶液(電解液)に浸漬すると金属には電位(自然電位)が生じる。そして、外部電源を用いてこの電位にさらに電位を印加すると、その電位に応じた電極反応が起こる(腐食反応等)。しかし、自然電位と大きく異なる電位を連続して印加すると、急激な酸化反応や還元反応が起こり、金属の自然状態を破壊するため、本来の腐食状態をモニタリングすることができなくなる。
【0028】
そこでランダムパルス法では、電極反応による腐食促進を最小限に抑えるため、自然電位から±100mV程度の範囲(例えば±7mV)で走査電位範囲を、例えばレベル0から7まで8等分して、その8段階のレベルに分けられた電位信号を組み合わせて作成した固定パルス列を入力信号とし、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を測定する。
【0029】
そして、このランダムパルス法においては、Eを電流測定時(現在)の電位、Eを一回前の時点での電位、EをEのさらに一回前の時点での電位とした場合に(図3参照)、電位レベルの出現偏りを避けた固定パルス配列とするため、現在の電位Eだけではなく、一回前及び二回前の過去二回までの時点の電位(E,E)を考慮して、8段階のレベルに分けられた512個(8×8×8=512)の電位信号について、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を測定し、その応答挙動を過去の一点までの電位関数(E,E)で処理する。
【0030】
また、図4は応答電流の格納場所を示す図であり、ハッチングを付した領域Rは、電流測定時の電位レベル(E)が3、その前の電位(E)が2のときの応答電流格納場所を示している。ただし、Eのさらに一回前の電位Eが加わるため、E,Eの組み合わせは8つ存在する。ただし、データ格納時は8つのデータを平均化する。これにより、応答電流をそのときの電位レベル(0〜7)に規則的に整理し直す。
【0031】
そして、整理された8×8の応答電流(図4)をWalsh変換という特徴抽出のための数学的変換方法により処理する。これにより、局部腐食(局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む)の場合にも、その腐食状態を精度よく知ることが可能になる。なお、図5(a),(b),(c)にWalsh変換後の応答電流パターンを示す。図5において、(a)は不働態状態、(b)は局部腐食状態、(c)は全面腐食状態における応答電流パターンである。
【0032】
このランダムパルス法を用いて、例えば、自動連続実行による腐食モニタリングを行うことにより、その後の金属表面への腐食の発生の有無や拡大を確実に検出することが可能になる。
【0033】
(2)全面腐食の場合
上記の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態にあると判定された場合には、腐食モニタリング方法として分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を測定する。
【0034】
(a)分極抵抗法
分極抵抗法は、腐食速度を調べるために一般的に用いられている方法の一つであって、自然電位から±約10mV以内の微小な分極範囲から腐食速度を決定する方法であり、自然電位から±約10mV以内の電位と電流値を測定してグラフ化し、その傾きから分極抵抗値を求め、既存の公式に代入することにより腐食速度を求める方法であり、微小な分極範囲から腐食速度を決定するようにしているため、自然電位からの印加電位が小さく、測定によって試験片の状態変化(例えば試料の溶解など)が小さく、腐食速度の経時変化を測定するのに適している。
【0035】
(b)交流インピーダンス法
交流インピーダンス法は、腐食速度を調べるために一般的に用いられている方法の一つであって、図1に示すような、抵抗成分とコンデンサ成分が並列に接続された等価回路で表される溶液中の電極系において、金属表面が電極反応を起こす場(導電)であると同時に、電荷を蓄積する機能を果たす場(誘電)であることを利用し、交流信号を用いて腐食速度を決定する方法である。すなわち、二重層容量はコンデンサであり、電圧を印加した場合、表面吸着に至るまでのわずかな時間しか電流は流れず、周波数が極めて高い交流電圧を印加した場合には、二重層部分の電荷の正負が交流により短時間に入れ替わるため短絡状態となり、逆に周波数が低い場合には、二重層側にはほとんど電流が流れず、断線状態となることを利用し、周波数を変化させたときの抵抗成分と、二重層成分の変化をグラフ化し、このグラフ(ナイキストプロット)から求められる溶液抵抗Rと、溶液抵抗と分極抵抗の和Rから分極抵抗Rを求め、さらに、分極抵抗Rから腐食電流を求めて腐食速度とする方法である。
【0036】
上述のように、腐食状態が全面腐食状態にあると判定された場合には、腐食モニタリング方法として分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用することにより、ランダムパルス法を適用した場合に生じるような設備の損傷を引き起こすことなく、設備の寿命や更新時期を予測することが可能になり、設備の安定した操業を可能ならしめることができる。
【0037】
[腐食モニタリングシステム]
図6に、本願発明の腐食モニタリングシステムの流れを示す。図3に示すように、本願発明の腐食状態判定方法(皮膜充電特性評価法による腐食状態判定方法)を適用して腐食状態を判定し、その結果に基づいて、適切な腐食モニタリング方法を選定して腐食モニタリングを行うことにより、上述のように、設備を損傷したりすることなく、金属材料の腐食状態を精度よくモニタリングすることが可能になる。
【0038】
なお、本願発明においては、判定対象である金属材料の種類に特別の制約はなく、種々の金属材料を用いる場合に本願発明を適用することが可能である。
また、印加する定電位の大きさやその印加時間についても、発明の範囲内において、種々に変化させることができる。
【0039】
また、上記実施形態では、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態(局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む)であると判定された場合には、腐食モニタリング法としてランダムパルス法を適用し、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用するようにしているが、場合によっては、他の腐食モニタリング法を用いることも可能である。
【0040】
本願発明は、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【0041】
【発明の効果】
上記目的を達成するために、本願発明(請求項1)の腐食状態判定方法は、金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べることにより、(a)分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、(b)分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、(c)金属表面への電荷の吸着作用により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している(金属表面の皮膜が完全な耐食性皮膜ではない)局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定するようにしているので、腐食が進行していない状態において、金属材料の腐食状態を効率よくしかも確実に判定することが可能になる。
なお、本願発明(請求項1)の腐食状態判定方法は、データ処理の時間を含めても短時間(例えば30秒間程度)で終了するので、設備(試料)へのダメージを最小限に抑えることができる。
【0042】
また、請求項2の腐食状態判定方法のように、定電位として、金属材料の腐食電位の±1〜100mVの電位を印加し、かつ、定電位の印加時間を0.1〜3秒とした場合、材料を破壊することなく、充電電流が収束したことを確認することが可能になり、金属表面の腐食状態が、不働態状態、全面腐食状態、局部腐食状態(局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む)のいずれの腐食状態にあるかを、設備を不必要に損傷したりすることなく確実に識別することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【0043】
また、本願発明(請求項3)の腐食モニタリング法の選定方法は、本願請求項1又は2の腐食状態判定方法により判定された腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、ランダムパルス法を適用し、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用することによって、適切な腐食モニタリング方法により設備を損傷したりすることなく、腐食状態を精度よくモニタリングすることができる。
【0044】
また、本願発明(請求項4)の腐食モニタリングシステムは、本願請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、ランダムパルス法を適用して腐食の状態を監視し、また、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べるようにしているので、不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態である場合には、ランダムパルス法により、その後の腐食の発生の有無や拡大を確実に検出することが可能になるとともに、全面腐食状態である場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法により、設備をいたずらに損傷することなく腐食速度を検出して、設備の寿命を精度よく推測することが可能になる。したがって、設備の腐食による事故の発生を確実に防止したり、設備の更新時期を予知したりすることが可能になり、設備の安定した操業を可能ならしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶液中の電極系の等価回路(抵抗成分とコンデンサ成分が並列に接続されているような等価回路)を示す図である。
【図2】本願発明の腐食状態判定方法(皮膜充電特性評価法を用いた腐食状態判定方法)における応答電流特性を示す図であり、(a)は不働態状態における応答電流特性、(b)は全面腐食状態における応答電流特性、(c)は局部腐食状態における応答電流特性を示す図である。
【図3】ランダムパルスの電位印加模式図である。
【図4】電流測定時の電位レベル(E)が3、その前の電位(E)が2のときの応答電流格納場所を示す図である。
【図5】ランダムパルス法においてWalsh変換を行った後の応答電流パターンを示す図であり、(a)は不働態状態、(b)は局部腐食状態、(c)は全面腐食状態における応答電流パターンを示す図である。
【図6】本願発明の腐食モニタリングシステムの流れを示す図である。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a method for determining a corrosion state for investigating a corrosion state (corrosion form) of a metal material constituting a facility, a method for selecting a corrosion monitoring method for selecting an appropriate corrosion monitoring method according to a corrosion state, and corrosion. The present invention relates to a corrosion monitoring system using an appropriate corrosion monitoring method according to a state.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
For example, in equipment such as chemical plants that handle corrosive substances, the corrosion resistance of the metal materials that make up the equipment is directly related to the life of the equipment. It is necessary to monitor the corrosion state of the metallic material to be monitored and to grasp the situation.
[0003]
Incidentally, the corrosion state (corrosion form) of a metal is roughly classified into general corrosion and local corrosion (pitting corrosion), and there are effective means for monitoring general corrosion such as an AC impedance method and a polarization resistance method.
[0004]
On the other hand, for the local corrosion, a random pulse method that applies a random potential pulse to the metal material to be determined and analyzes the response current obtained when the random potential pulse is applied to monitor local corrosion is an effective monitoring method. Known as the law.
[0005]
However, in a situation where it is not possible to predict which corrosion form of the metal material that constitutes the equipment will be in the future, prepare corrosion monitoring devices that correspond to both general and local corrosion forms. This is not only uneconomical, but also if the metal material is undergoing microscopic general corrosion and the random pulse method for continuous monitoring is applied, voltage must be continuously applied to the equipment. Therefore, there is a problem that the equipment may be fatally damaged.
Therefore, in order to select an appropriate corrosion monitoring method according to the corrosion state, it is necessary to recognize the corrosion state of the test portion of the metal material to some extent before performing continuous monitoring.
[0006]
However, no appropriate method has been developed to determine the corrosion state (corrosion form) of the test portion of the metal material in advance in a state where no significant corrosion has occurred. In fact, it is not possible to confirm what kind of corrosion state it is in.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a corrosion state determination method capable of determining the corrosion state (corrosion form) of a metal material in a state where corrosion has not progressed, and an appropriate method according to the corrosion state. A method of selecting a corrosion monitoring method capable of selecting a suitable corrosion monitoring method, and performing highly reliable corrosion monitoring without damaging equipment using the corrosion monitoring method selected by the selection method. It is an object of the present invention to provide a corrosion monitoring system that is capable of performing the following.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for determining a corrosion state according to the present invention (claim 1) includes:
A corrosion state determination method for determining a corrosion state of equipment,
A constant potential that does not destroy the material near the corrosion potential of the metal material to be determined is applied for a short time and for a time sufficient to confirm that the charging current has converged.
(A) Although the polarization resistance is large and almost no current flows, a charge current flows instantaneously when a constant potential is applied due to the adsorption action of electric charge on the metal surface (double layer capacity), and thereafter, the passive state is quickly passed. When converging to about the holding current, it is determined that the protective film is present on the metal surface or the metal material itself is in an inactive passive state,
(B) When the polarization resistance is small and the current flows by the applied potential, the effect of the charge adsorption on the metal surface (double layer capacity) hardly appears, and the current shows a tendency to increase toward the steady state. Is determined to be in a state of general corrosion where corrosion has occurred on the entire surface of the metal,
(C) The charge current flows instantaneously when a constant potential is applied due to the effect of adsorbing electric charge on the metal surface (double layer capacitance). It is characterized in that it is determined that there is a local corrosion state in which a part of the surface film is corroded or an intermediate state in which it is difficult to judge local corrosion and general corrosion.
[0009]
A constant potential that does not destroy the material near the corrosion potential of the metal material is applied for a short time and for a time sufficient to confirm that the charging current has converged. Polarization resistance is large and almost no current flows.However, due to the adsorption of charges to the metal surface, the charging current flows instantaneously when a constant potential is applied, and then quickly converges to the passive state holding current. Determines that the protective film is present on the metal surface or that the metal material itself is in an inactive passive state, and (b) the polarization resistance is small, the current flows by the applied potential, and In the case where the influence of the charge adsorption effect hardly appears and the current shows a tendency to increase toward the steady state, it is determined that the entire metal surface is corroded, and (c) metal Surface charge Due to the adsorption action, the charging current flows instantaneously when the constant potential is applied, but if a small current continues to flow even after the charging current has converged, corrosion has occurred in a part of the film on the metal surface ( The metal surface film is not a completely corrosion-resistant film.) Corrosion of the metal material in a state where corrosion has not progressed by judging that it is in a local corrosion state or an intermediate state where local corrosion and general corrosion are difficult to judge. The state can be determined efficiently and reliably.
Since the method for determining a corrosion state (the method for determining a corrosion state by the film charging characteristic evaluation method) of the present invention (claim 1) is completed in a short time (for example, about 30 seconds) including the data processing time, the equipment Damage to the (sample) can be minimized.
[0010]
Further, the corrosion state determination method according to claim 2 is characterized in that the constant potential is a corrosion potential of the metal material ± 1 to 100 mV, and the application time of the constant potential is 0.1 to 3 seconds. .
[0011]
When a potential of ± 1 to 100 mV of the corrosion potential of the metal material was applied as the constant potential, and the application time of the constant potential was 0.1 to 3 seconds, the charging current converged without destroying the material. It is possible to confirm that the corrosion state of the metal surface is any of the passive state, the general corrosion state, and the local corrosion state (including the intermediate state where it is difficult to judge local corrosion and general corrosion). It is possible to reliably determine whether the equipment is in the state without unnecessarily damaging the equipment, and the present invention can be made more effective.
[0012]
The method for selecting the corrosion monitoring method of the present invention (claim 3) is as follows.
(A) When the corrosion state is determined to be a passive state, a local corrosion state, or an intermediate state in which local corrosion and general corrosion are difficult to determine by the corrosion state determination method of claim 1 or 2, As a corrosion monitoring method, a random pulse method of monitoring a local corrosion by applying a random potential pulse to a metal material to be determined and analyzing a response current obtained when the random potential pulse is applied is applied. When the corrosion state is determined to be a general corrosion state by the corrosion state determination method of item 1 or 2, a polarization resistance method or an AC impedance method is applied as a corrosion monitoring method.
[0013]
If the corrosion state determined by the corrosion state determination method of claim 1 or 2 is determined to be a passive state, a local corrosion state, or an intermediate state in which local corrosion and general corrosion are difficult to determine, When the pulse method is applied and the corrosion state is determined to be the general corrosion state, by applying the polarization resistance method or the AC impedance method, without damaging the equipment by an appropriate corrosion monitoring method, Corrosion state can be monitored accurately.
[0014]
The corrosion monitoring system of the present invention (claim 4)
A system for monitoring the corrosion state of equipment by an appropriate corrosion monitoring method according to the corrosion state of equipment,
When the corrosion state is determined to be a passive state, a local corrosion state, or an intermediate state in which local corrosion and general corrosion are difficult to determine by the corrosion state determination method according to claim 1 or 2, Applying a random potential pulse to a metal material and analyzing the response current obtained when the random potential pulse is applied, monitoring the state of corrosion by applying the random pulse method of monitoring local corrosion,
When the corrosion state is determined to be a general corrosion state by the corrosion state determination method of claim 1 or 2, the corrosion rate is examined by applying a polarization resistance method or an AC impedance method.
[0015]
According to the corrosion monitoring system of the present invention (claim 4), the corrosion state is determined to be a passive state, a local corrosion state, or an intermediate state in which it is difficult to determine local corrosion and general corrosion by the corrosion state determination method of claim 1 or 2. If it is determined that the corrosion state is monitored by applying the random pulse method, and if the corrosion state is determined to be a general corrosion state, the polarization resistance method or AC impedance method Since the corrosion rate is determined by applying the method, in the case of a passive state, a local corrosion state, or an intermediate state where local corrosion and general corrosion are difficult to judge, the subsequent corrosion is determined by the random pulse method. In addition to being able to reliably detect the presence or absence of occurrence and expansion, if the system is totally corroded, equipment was installed by the polarization resistance method or the AC impedance method. Detects a corrosion rate without damage to the al, it is possible to infer accurately equipment life. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of an accident due to the corrosion of the equipment, to predict the time for updating the equipment, and to stably operate the equipment.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, and features thereof will be described in detail.
[0017]
[Judgment of corrosion state]
First, an embodiment of a method for determining a corrosion state (a method for determining a corrosion state using a film charging characteristic evaluation method) of the present invention will be described below.
In general, the corrosion resistance of a metal material greatly changes depending on the state of a passive film formed on the surface. Therefore, it is an indispensable condition for a corrosion monitoring system to quickly determine the state of the passive film and indicate the direction of corrosion monitoring.
[0018]
In the present invention, in determining the corrosion state, a constant potential in the range of ± 1 to 100 mV from the corrosion potential is applied to the test portion of the metal material to be determined for about 0.1 to 3 seconds, The time-dependent current change is examined.
The potential range of ± 1 to 100 mV from the above corrosion potential is a condition selected as a potential range that does not destroy the measurement system, and the application time of 0.1 to 3 seconds indicates that the charging current is sufficient. This is a condition selected as a time range in which convergence can be confirmed.
[0019]
Normally, in an electrode system in a solution, an equivalent circuit in which a resistance component and a capacitor component are connected in parallel as shown in FIG. 1 can be considered. Solution resistance is the voltage drop due to the solution. Further, the polarization resistance and the double-layer capacitance become parameters on the electrode (metal) surface, and the magnitudes of the parameters differ depending on whether the metal surface is in a passive state, a general corrosion state, or a local corrosion state.
Hereinafter, the relationship between the corrosion state and the response current characteristics will be described with reference to the response current characteristic diagrams shown in FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c).
[0020]
(1) Passive state In the passive state, since a protective film (passive film) exists on the metal surface or the metal material itself is inactive, the polarization resistance is large and almost no current flows. As shown in FIG. 2 (a), a current (charging current) flows instantaneously due to a charge adsorption action (double layer capacity) on the metal surface, and then quickly converges to a passive state holding current.
In the passive state, the metal material has corrosion resistance, and the metal surface is stable. Then, from the viewpoint of monitoring the presence or absence of future corrosion in such a passive state, it is most desirable to apply the random pulse method as the corrosion monitoring method.
[0021]
(2) General Corrosion State In a general corrosion state in which the entire surface of the metal is corroded, the polarization resistance is small, and a current flows by the applied potential. In this case, as shown in FIG. 2B, the influence of the double-layer capacitance hardly appears, and the current tends to increase toward the steady state. In the case of this general corrosion state, if a constant potential is applied continuously, the current increases, and the corrosion proceeds accordingly, so it is not desirable to apply the random pulse method.For example, the polarization resistance method or the AC impedance method Examining the corrosion rate by applying it is a preferable corrosion monitoring method from the viewpoint of predicting the life of the equipment and the time of renewal.
[0022]
(3) Local Corrosion State In the case of a local corrosion state (including an intermediate state in which it is difficult to judge local corrosion and general corrosion), as shown in FIG. Shows the intermediate behavior of the case. That is, in the case of a localized corrosion state (including an intermediate state where local corrosion and general corrosion are difficult to judge), the current (charging current) ) Flows, but since a complete corrosion resistant film (passive film) is not formed, a minute current continues to flow even after the charging current has converged. However, this behavior is difficult to understand if local corrosion has not progressed to some extent in the case of local corrosion. Therefore, monitoring of local corrosion state (including intermediate states where local corrosion and general corrosion are difficult to judge) is random. The pulse method is most suitable.
[0023]
As described above, since the behavior of the response current characteristic is clearly different between the passive state and the general corrosion state, in the state where the corrosion is not progressing, the general corrosion state (corrosion form) of the metal material is smaller than the behavior of the response current characteristic. ) Is determined, and then an appropriate monitoring method according to each corrosion state (corrosion form) is applied, so that the corrosion state can be accurately monitored.
[0024]
Note that the method for determining a corrosion state according to the present invention is completed in about 30 seconds including the time for data processing, so that damage to equipment (sample) can be minimized.
[0025]
[Monitoring of corrosion state]
(1) In the case of passive state or local corrosion According to the above-mentioned method for determining a corrosion state, it is determined that the corrosion state is in a passive state or a local corrosion state (including an intermediate state in which it is difficult to determine local corrosion and general corrosion). If this is done, corrosion monitoring is performed using the random pulse method as the corrosion monitoring method.
[0026]
In the random pulse method, for example, local corrosion is monitored by analyzing a response current obtained when a random potential pulse is applied by a method described below.
That is, this random pulse method enables monitoring of local corrosion, which has been conventionally difficult to monitor, and differs from the conventional method in that a random potential pulse signal is used as the potential signal.
[0027]
When a metal is immersed in an inorganic solution (electrolytic solution), a potential (natural potential) is generated in the metal. When an electric potential is further applied to this electric potential using an external power supply, an electrode reaction corresponding to the electric potential occurs (corrosion reaction or the like). However, when a potential that is significantly different from the natural potential is continuously applied, a rapid oxidation reaction or reduction reaction occurs, and the natural state of the metal is destroyed, so that the original corrosion state cannot be monitored.
[0028]
Therefore, in the random pulse method, in order to minimize the corrosion promotion due to the electrode reaction, the scanning potential range is divided into, for example, levels 0 to 7 by 8 within a range of about ± 100 mV from the natural potential (for example, ± 7 mV). A fixed pulse train created by combining potential signals divided into eight levels is used as an input signal, and a response current obtained when a random potential pulse is applied is measured.
[0029]
In this random pulse method, E 0 is the potential at the time of current measurement (current), E 1 is the potential one time before, and E 2 is the potential one time before E 1 . In this case (see FIG. 3), in order to form a fixed pulse array that avoids the occurrence bias of the potential level, not only the current potential E 0 but also the potentials (E 1 , E 2 ), the response current obtained when applying a random potential pulse is measured for 512 potential signals (8 × 8 × 8 = 512) divided into eight levels, and the response behavior Is processed by a potential function (E 1 , E 0 ) up to one point in the past.
[0030]
FIG. 4 is a diagram showing the storage location of the response current. In the hatched region R, the potential level (E 0 ) at the time of current measurement is 3 and the potential (E 1 ) before that is 2 The response current storage location is shown. However, since the further one previous potential E 2 of E 1 is applied, the combination of E 1, E 0 is present eight. However, when data is stored, eight data are averaged. Thus, the response current is regularly rearranged to the potential level (0 to 7) at that time.
[0031]
Then, the arranged 8 × 8 response currents (FIG. 4) are processed by a Walsh transform, a mathematical transformation method for feature extraction. Thereby, even in the case of local corrosion (including an intermediate state where local corrosion and general corrosion are difficult to judge), the corrosion state can be accurately known. FIGS. 5A, 5B, and 5C show response current patterns after Walsh conversion. In FIG. 5, (a) shows a response current pattern in a passive state, (b) a local corrosion state, and (c) a response current pattern in a general corrosion state.
[0032]
For example, by performing corrosion monitoring by automatic continuous execution using this random pulse method, it is possible to reliably detect the presence or absence and expansion of subsequent corrosion on the metal surface.
[0033]
(2) In the case of general corrosion When the corrosion state is determined to be a general corrosion state by the above-mentioned corrosion state determination method, the corrosion rate is measured by applying a polarization resistance method or an AC impedance method as a corrosion monitoring method. I do.
[0034]
(A) Polarization resistance method The polarization resistance method is one of the methods generally used to investigate the corrosion rate, and determines the corrosion rate from a minute polarization range within ± 10 mV from the natural potential. It is a method of measuring the potential and current value within ± 10 mV from the natural potential, making a graph, finding the polarization resistance value from the slope, and finding the corrosion rate by substituting it into the existing formula, Because the corrosion rate is determined from the polarization range, the applied potential from the spontaneous potential is small, and the change in the state of the test piece (for example, dissolution of the sample) is small due to measurement. Are suitable.
[0035]
(B) AC impedance method The AC impedance method is one of the methods generally used for examining the corrosion rate, and a resistance component and a capacitor component are connected in parallel as shown in FIG. In an electrode system in a solution represented by an equivalent circuit, a metal surface is a field that causes an electrode reaction (conductivity) and a field that functions to accumulate electric charges (dielectric). This method is used to determine the corrosion rate. In other words, the double-layer capacitance is a capacitor, and when a voltage is applied, current flows only for a short period of time until surface adsorption, and when an AC voltage with a very high frequency is applied, the electric charge of the double-layer portion is reduced. When the frequency is low, the current is hardly flown to the double layer side, and when the frequency is changed, the resistance changes when the frequency is changed. graphed and components, changes in the bilayer components, and solution resistance R H obtained from the graph (Nyquist plot), the polarization resistance R P from the sum R L of the polarization resistance and solution resistance determined, furthermore, the polarization resistance R P This is a method in which the corrosion current is determined from the corrosion current.
[0036]
As described above, when it is determined that the corrosion state is the general corrosion state, by applying the polarization resistance method or the AC impedance method as the corrosion monitoring method, the equipment that occurs when the random pulse method is applied. It is possible to predict the life of the equipment and the time of renewal without causing damage to the equipment, thereby enabling stable operation of the equipment.
[0037]
[Corrosion monitoring system]
FIG. 6 shows a flow of the corrosion monitoring system of the present invention. As shown in FIG. 3, the corrosion state is determined by applying the corrosion state determination method of the present invention (corrosion state determination method by film charge characteristic evaluation method), and based on the result, an appropriate corrosion monitoring method is selected. As described above, it is possible to accurately monitor the corrosion state of the metal material without damaging the equipment as described above.
[0038]
In the present invention, there is no particular restriction on the type of the metal material to be determined, and the present invention can be applied to the case where various metal materials are used.
Also, the magnitude of the constant potential to be applied and the application time can be variously changed within the scope of the invention.
[0039]
Further, in the above embodiment, when the corrosion state is determined to be a passive state or a local corrosion state (including an intermediate state in which it is difficult to judge local corrosion and general corrosion), a random as a corrosion monitoring method is performed. When the pulse method is applied and the corrosion state is determined to be the general corrosion state, the polarization resistance method or the AC impedance method is applied as the corrosion monitoring method. It is also possible to use the method.
[0040]
The present invention is not limited to the above embodiment in other respects, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention.
[0041]
【The invention's effect】
In order to achieve the above object, a method for determining a corrosion state according to the present invention (claim 1) uses a constant electric potential near the corrosion potential of a metal material that does not destroy the material for a short time and that the charging current converges. By applying the voltage for as long as possible, and examining the change in current over time, (a) the polarization resistance is large and almost no current flows. If the charging current flows instantaneously and then quickly converges to the passive state holding current, it is determined that a protective film exists on the metal surface or that the metal material itself is in an inactive passive state. (B) When the polarization resistance is small, the current flows by the applied potential, the effect of the adsorption of charges on the metal surface hardly appears, and the current shows a tendency to increase toward the steady state. All over It is determined that the entire surface is in a state of corrosion where corrosion has occurred, and (c) the charging current flows instantaneously when a constant potential is applied due to the adsorption of charges to the metal surface. If the gas flows continuously, corrosion has occurred on a part of the coating on the metal surface (the coating on the metal surface is not a completely corrosion-resistant coating). Since the intermediate state is determined, the corrosion state of the metal material can be efficiently and reliably determined in a state where the corrosion is not progressing.
Since the method for determining a corrosion state according to the present invention (claim 1) is completed in a short time (for example, about 30 seconds) including the time for data processing, damage to equipment (sample) is minimized. Can be.
[0042]
Further, as in the method for determining a corrosion state according to claim 2, a potential of ± 1 to 100 mV of the corrosion potential of the metal material is applied as the constant potential, and the application time of the constant potential is set to 0.1 to 3 seconds. In this case, it is possible to confirm that the charging current has converged without destroying the material, and the corrosion state of the metal surface can be determined as a passive state, a general corrosion state, a local corrosion state (determination of local corrosion and general corrosion). (Including an intermediate state that is difficult to adhere to) can be reliably identified without unnecessarily damaging the equipment, making the present invention more effective. it can.
[0043]
The method for selecting a corrosion monitoring method according to the present invention (claim 3) is that the corrosion state determined by the corrosion state determination method according to claim 1 or 2 is a passive state, a local corrosion state, or a local corrosion and general corrosion. When it is determined that the state is an intermediate state that is difficult to judge, the random pulse method is applied, and when it is determined that the corrosion state is a general corrosion state, the polarization resistance method or the AC impedance method is applied. By doing so, the corrosion state can be accurately monitored without damaging the equipment by an appropriate corrosion monitoring method.
[0044]
Further, the corrosion monitoring system according to the present invention (claim 4) uses the corrosion state determination method according to claim 1 or 2 of the present invention to determine whether the corrosion state is a passive state, a local corrosion state, or an intermediate where it is difficult to determine local corrosion and general corrosion. If it is determined that the corrosion state is a normal state, the state of corrosion is monitored by applying the random pulse method, and if it is determined that the corrosion state is a general corrosion state, the polarization resistance method or the AC method is used. Since the corrosion rate is checked by applying the impedance method, in the case of a passive state, a local corrosion state, or an intermediate state where local corrosion and general corrosion are difficult to determine, a random pulse method is used. In addition to being able to reliably detect the presence or absence of expansion of the steel and its expansion, if the entire surface is corroded, the polarization resistance method or the AC impedance method Detects a corrosion rate without unnecessarily damaging the Bei, it is possible to infer accurately equipment life. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of an accident due to the corrosion of the equipment, to predict the time for updating the equipment, and to stably operate the equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an equivalent circuit of an electrode system in a solution (an equivalent circuit in which a resistance component and a capacitor component are connected in parallel).
FIG. 2 is a diagram showing response current characteristics in a corrosion state determination method (corrosion state determination method using a film charge characteristic evaluation method) of the present invention, wherein (a) is a response current characteristic in a passive state, and (b) is a response current characteristic. FIG. 3C is a diagram illustrating response current characteristics in a state of local corrosion, and FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram of potential application of a random pulse.
FIG. 4 is a diagram showing response current storage locations when the potential level (E 0 ) at the time of current measurement is 3 and the previous potential (E 1 ) is 2;
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing response current patterns after performing Walsh conversion in a random pulse method, wherein FIG. 5A is a passive state, FIG. 5B is a local corrosion state, and FIG. It is a figure showing a pattern.
FIG. 6 is a diagram showing a flow of the corrosion monitoring system of the present invention.

Claims (4)

設備の腐食状態を判定するための腐食状態判定方法であって、
判定対象である金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べ、
(a)分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用(二重層容量)のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、
(b)分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用(二重層容量)の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、
(c)金属表面への電荷の吸着作用(二重層容量)により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定すること
を特徴とする腐食状態判定方法。
A corrosion state determination method for determining a corrosion state of equipment,
A constant potential that does not destroy the material near the corrosion potential of the metal material to be determined is applied for a short time and for a time sufficient to confirm that the charging current has converged.
(A) Although the polarization resistance is large and almost no current flows, a charge current flows instantaneously when a constant potential is applied due to the adsorption action of electric charge on the metal surface (double layer capacity), and thereafter, the passive state is quickly passed. When converging to about the holding current, it is determined that the protective film is present on the metal surface or the metal material itself is in an inactive passive state,
(B) When the polarization resistance is small and the current flows by the applied potential, the effect of the charge adsorption on the metal surface (double layer capacity) hardly appears, and the current shows a tendency to increase toward the steady state. Is determined to be in a state of general corrosion where corrosion has occurred on the entire surface of the metal,
(C) The charge current flows instantaneously when a constant potential is applied due to the effect of adsorbing electric charge on the metal surface (double layer capacitance). A method for determining a corrosion state, comprising determining that a part of a surface film has a local corrosion state in which corrosion has occurred or an intermediate state in which local corrosion and general corrosion are difficult to determine.
前記定電位が金属材料の腐食電位±1〜100mVの電位であり、前記定電位の印加時間が0.1〜3秒であることを特徴とする請求項1記載の腐食状態判定方法。The method according to claim 1, wherein the constant potential is a corrosion potential of the metal material ± 1 to 100 mV, and the application time of the constant potential is 0.1 to 3 seconds. (a)請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法を適用し、(b)請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用すること
を特徴とする腐食モニタリング法の選定方法。
(A) When the corrosion state is determined to be a passive state, a local corrosion state, or an intermediate state in which local corrosion and general corrosion are difficult to determine by the corrosion state determination method of claim 1 or 2, As a corrosion monitoring method, a random pulse method of monitoring a local corrosion by applying a random potential pulse to a metal material to be determined and analyzing a response current obtained when the random potential pulse is applied is applied. A corrosion monitoring method characterized by applying a polarization resistance method or an AC impedance method as a corrosion monitoring method when the corrosion state is determined to be a general corrosion state by the corrosion state determination method of Item 1 or 2. Selection method.
設備の腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法により設備の腐食状態をモニタリングするためのシステムであって、
請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法を適用して腐食の状態を監視し、
請求項1又は2の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べること
を特徴とする腐食モニタリングシステム。
A system for monitoring the corrosion state of equipment by an appropriate corrosion monitoring method according to the corrosion state of equipment,
When the corrosion state is determined to be a passive state, a local corrosion state, or an intermediate state in which local corrosion and general corrosion are difficult to determine by the corrosion state determination method according to claim 1 or 2, Applying a random potential pulse to a metal material and analyzing the response current obtained when the random potential pulse is applied, monitoring the state of corrosion by applying the random pulse method of monitoring local corrosion,
3. The corrosion monitoring method according to claim 1, wherein when the corrosion state is determined to be a general corrosion state, the corrosion rate is determined by applying a polarization resistance method or an AC impedance method. system.
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