JP2005308736A - 埋設管腐食診断システムおよび埋設管腐食診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 建物に取り付けられた配管の地下埋設部分における腐食状態を適切に診断することが可能な埋設管腐食診断システムおよび埋設管腐食診断方法を提供すること。
【解決手段】 地面Ｇに接続される接地電極６と配管７の地上部分７ａに接続される配管電極８との間に、電圧を印加可能な電源手段１と、配管電極８と地面Ｇとの間の配管地面電位差を測定可能な配管地面電位差測定手段２と、配管電極８を挟んで配管７の地下埋設部分７ｂの反対側における配管電流を測定する配管電流測定手段３と、配管７に対して配管電流を流すための配管電位差を付与可能な配管電位差付与手段４と、配管地面電位差測定手段２および配管電流測定手段３による測定結果、ならびに配管電位差付与手段４によって付与された配管電位差に基づいて、腐食状態を判定する判定手段５とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建物に取り付けられた配管の地下埋設部分における腐食状態を診断する埋設管腐食診断システムおよび埋設管腐食診断方法に関する。

現在、地中には水やガスなどのユーティリティを消費者が生活する建物内へ供給するための様々な種類の配管が埋設されている。このような配管は、道路の下などに埋設された
本支管（外管）を介して各建物の敷地内へ内管として引き込まれ、建物内部へ至る。そのような配管において腐食が発生した場合、その腐食部分から水漏れやガス漏れといった問題が発生するため、そのような問題を避けるために様々な防食方法が行われており、また配管の腐食の有無を検査する方法も提案されている。但し、配管が道路の下などの地中に埋設されている場合、建物の地下の地中に埋設されている場合、建物内部のコンクリート中及び建物の地下に埋設されている場合等には、配管を掘り出すこと無しに配管の腐食の有無を検査することが要求される。

配管の腐食診断方法の一つとして、配管が埋設されている土壌の環境を調べることで、埋設されている塗覆装管の腐食可能性を調べる方法がある。例えば、上述のように建物の外部から建物の敷地内に引き込まれた塗覆装管のうちの建物内の金属露出配管は、建物を形作っているコンクリート中の鉄筋と接触することがある。この場合、コンクリートの中は強いアルカリ性のため、その中の鉄筋は約−２００ｍＶ（飽和硫酸銅電極基準。以下の電位も同じ基準とする）の電位を示す。他方で、その金属露出配管の敷地内の土壌などの媒質中に埋設された部分（一般にはプラスチックライニング管）は周囲の環境に応じて、その塗覆装欠陥部において約−５００ｍＶ〜−７００ｍＶの電位を示す。従って、コンクリート中の鉄筋に接触する部位と埋設部位との間には約３００ｍＶ〜５００ｍＶの電位差を有するマクロセル（電池）が形成され、腐食電流が流れることで、土壌中の塗覆装管が腐食することがある。そのような場合、土壌中に擬似欠陥部（鋼製のテストピースなど）を埋設し、その擬似欠陥部と配管（鉄筋）との間に流れるマクロセル電流値を参照することで、その土壌に埋設される塗覆装管の腐食可能性の大小を調べることができる。

また、配管の接地抵抗を測定し、その抵抗値がある閾値以下であれば配管と建物（鉄筋）とが導電状態にあると推定し、この場合にマクロセル腐食が発生していると判定する腐食診断方法もあった。

ところが、上記の従来の腐食診断方法では、配管と鉄筋とが導電状態にあると判断されても、実際には配管が腐食しているとは必ずしも限らないことがある。例えば、配管がプラスチックライニング管のような塗覆装が施された配管では、塗覆装自体には欠陥がないことが多い。このような場合、配管と鉄筋とが導電状態であっても配管に腐食は発生しない。また、たとえ塗覆装に欠陥が存在したとしても、配管と鉄筋との間に絶縁性のある継手等がある場合には、マクロセル腐食は発生しない。

さらに、上記の従来の腐食診断方法が適用できるのは、配管の接地抵抗の抵抗値のオーダーが建物の接地抵抗の抵抗値のオーダーよりも大きい場合に制約される。

このように、従来の腐食診断方法は、適用条件が制約されていた上に、配管における塗覆装の欠陥の有無を考慮することなく、配管と鉄筋との導通状態を診断してマクロセル腐食を推測するものであるため、配管の腐食の有無を適切に判断できないものであった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、建物に取り付けられた配管の地下埋設部分における腐食状態を適切に診断することが可能な埋設管腐食診断システムおよび埋設管腐食診断方法を提供する点にある。

本発明に係る配管腐食状態診断システムの特徴構成は、建物内から地下に渡って配設される導電性の配管の地下埋設部分における腐食状態を診断する配管腐食状態診断システムであって、地面に接続される接地電極と前記配管の地上部分に接続される配管電極との間に、電圧を印加可能な電源手段と、前記配管電極と前記地面との間の配管地面電位差を測定可能な配管地面電位差測定手段と、前記配管電極を挟んで前記配管の地下埋設部分の反対側における配管電流を測定する配管電流測定手段と、前記配管に対して配管電流を流すための配管電位差を付与可能な配管電位差付与手段と、前記配管地面電位差測定手段および前記配管電流測定手段による測定結果、ならびに前記配管電位差付与手段によって付与された配管電位差に基づいて、腐食状態を判定する判定手段とを備えた点にある。

本構成の配管腐食状態診断システムであれば、配管電流測定手段が、配管の地上部分に接続される配管電極を挟んで配管の地下埋設部分の反対側における配管電流を測定することが可能なように配置されているので、電源手段が地面に接続される接地電極と配管電極との間に電圧を印加しているときは、当該電圧値と配管電流とから建物配管接地抵抗を測定することができ、一方、電源手段が接地電極と配管電極との間の電圧印加を中断するとともに配管電位差付与手段が配管に対して配管電位差を付与しているときは、そのときの電圧値と配管電流値とから配管側接地抵抗を測定することができる。このように、建物配管接地抵抗、および配管側接地抵抗をそれぞれ独立して測定することにより、配管と建物との電気接続状態、および配管の地下埋設部分の絶縁性を判定することが可能となるので、これらの結果より、建物に取り付けられた配管の地下埋設部分における腐食状態を適切に診断することが可能となる。

本発明の配管腐食状態診断システムでは、前記建物および前記配管を流れる建物配管電流を測定する建物配管電流測定手段を備え、前記判定手段は、前記配管地面電位差測定手段および前記建物配管電流測定手段による測定結果、ならびに前記配管電位差付与手段によって付与された配管電位差および前記配管電流測定手段による測定結果に基づいて、前記腐食状態を判定することも可能である。

本構成の配管腐食状態診断システムは、建物配管電流測定手段を備えており、より簡易にシステムを構築することができる。

本発明の配管腐食状態診断システムでは、前記判定手段は、前記腐食状態を判定する際に、所定の腐食の確率要素を考慮して判定を実行することも可能である。

本構成の配管腐食状態診断システムであれば、配管側接地抵抗の抵抗値等の実測値だけでなく、例えば、配管の外部観察によって経験的に導き出される所定の腐食の確率要素も考慮しながら判定を行うので、実際の腐食診断の現状に即した配管の腐食程度の判定が可能となる。

本発明の配管腐食状態診断システムでは、前記配管地面電位差測定手段は、前記接地電極とは別の前記地面に接続された第２接地電極であることも可能である。

本構成の配管腐食状態診断システムであれば、配管地面電位差測定手段を、接地電極とは別の地面に接続された第２接地電極としていることにより、接地電極と地面との間で起こる電位差降下を排除することができるので、建物配管接地抵抗の測定時における建物と地面との電位差をより正確に測定することが可能となり、この結果、配管の腐食状態の診断の精度を向上させることができる。

本発明に係る配管腐食状態診断方法の特徴構成は、建物内から地下に渡って配設される導電性の配管の地下埋設部分における腐食状態を診断する配管腐食状態診断方法であって、前記建物と前記配管との接触部における建物配管接地抵抗を測定し、前記建物と前記配管とが電気接続状態にあるか否かを判定する第１判定ステップと、前記第１判定ステップにおいて前記建物と前記配管とが電気接続状態にあると判定した場合、前記配管に配管電位差を付与して前記配管の地下埋設部分における配管側接地抵抗を測定し、前記配管の地下埋設部分が腐食状態にあるか否かを判定する第２判定ステップとを包含する点にある。

本構成の配管腐食状態診断方法であれば、建物配管接地抵抗を測定し、建物と配管とが電気接続状態にあるか否かの判定（第１判定ステップ）を行い、第１判定ステップにおいて建物と配管とが電気接続状態にあると判定した場合に、配管側接地抵抗を測定し、配管の地下埋設部分が腐食状態にあるか否かの判定（第２判定ステップ）を行うことができる。このように、建物配管接地抵抗、および配管側接地抵抗をそれぞれ独立して測定することにより、配管と建物との電気接続状態、および配管の地下埋設部分の絶縁性を判定することが可能となるので、これらの結果より、建物に取り付けられた配管の地下埋設部分における腐食状態を適切に診断することが可能となる。

本発明の配管腐食状態診断方法では、前記第２判定ステップにおいて、前記配管側接地抵抗の大きさによって、前記腐食状態の程度を判定することも可能である。

本構成の配管腐食状態診断方法であれば、配管側接地抵抗の大きさによって、配管の腐食状態の程度を判定することができるので、建物に取り付けられた配管の地下埋設部分における腐食状態をより詳細に診断することが可能となる。

本発明の配管腐食状態診断方法では、前記第２判定ステップで測定する前記配管側接地抵抗が所定の閾値より小さい場合、前記配管の地下埋設部分の近傍にプローブ電極を設置すると共に前記プローブ電極と前記配管とをリード線で接続し、前記リード線に流れるプローブ電流を測定し、前記プローブ電流の大きさによって、前記腐食状態の程度を判定する第３判定ステップを包含することも可能である。

本構成の配管腐食状態診断方法であれば、配管側接地抵抗が所定の閾値より小さい場合に、配管の地下埋設部分の近傍にプローブ電極を設置すると共にこのプローブ電極と配管とをリード線で接続し、リード線に流れるプローブ電流を測定し、当該プローブ電流の大きさによって、腐食状態の程度を判定することができるので、建物に取り付けられた配管の地下埋設部分における腐食状態をより詳細に診断することが可能となる。

本発明の配管腐食状態診断方法では、前記腐食状態の程度の判定において、所定の腐食の確率要素を考慮して判定を実行することも可能である。

本構成の配管腐食状態診断方法であれば、配管側接地抵抗の抵抗値等の実測値だけでなく、例えば、環境条件（例えば、土壌の水分量、比抵抗等）によって決まる所定の腐食の確率要素も考慮しながら判定を行うので、実際の腐食診断の現状に即した配管の腐食程度の判定が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施の形態および図面に記載される構成に限定されるものではない。

［配管腐食診断システム］
図１は、本発明の配管腐食診断システム１００の構成を示す概略構成図である。また、
図７は、図１に示した構成に変更を加えた配管腐食診断システム１００の構成を示す概略構成図である。この配管腐食診断システム１００によれば、建物１０内から地下に渡って配設される導電性の配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食状態を診断することができる。また、本実施形態の地下埋設部分７ｂは、エルボ管に塗覆装が施された部分であり、この塗覆装に欠陥があると腐食が進行することになる。

配管腐食診断システム１００は、電源手段１、配管地面電位差測定手段２、配管電流測定手段３、配管電位差付与手段４、および判定手段５を備えている。また、上記構成要素に加えて、建物配管電流測定手段１７を備えることもできる。以下、配管腐食診断システム１００の各構成要素について、図１または図７を参照して詳しく説明する。

電源手段１は、地面Ｇに接続される接地電極６と配管７の地上部分７ａに接続される配管電極８との間に電圧を印加することが可能なように配置されている。電源手段１は、例えば、１ｋＨｚの交流電源を用いることができる。

配管地面電位差測定手段２は、配管電極８と地面Ｇとの間の配管地面電位差を測定可能に配置されている。配管地面電位差測定手段２は、例えば、公知の電圧計を用いることができる。なお、配管地面電位差の測定は、配管電極８と接地電極６との間で行ってもよいが、この場合に測定される見かけの配管地面電位差は、図２に示すように、接地電極６と地面Ｇとの間で起こる電位差降下を含んでしまうことになり、真の配管地面電位差を得ることができない。そこで、接地電極６とは別の地面に接続された第２接地電極９を設け、配管電極８と第２接地電極９との間の電位差を測定するようにすれば、配管地面電位差の測定において前記電位差降下を排除することができる。これにより、配管の腐食診断の精度を向上させることができる。

配管電流測定手段３は、配管電極８を挟んで配管７の地下埋設部分７ｂの反対側における配管電流を測定可能に配置されている。すなわち、配管電流測定手段３は、配管７と建物１０との接触部７ｃおよび配管電極８の間に取り付けられる。配管電流測定手段３は、例えば、公知のクランプ電流計を用いることができ、その場合、クランプ電流計に取り付けられた電流メータ１２により配管７に流れる電流を確認することができる。

配管電位差付与手段４は、配管７に対して配管電位差を付与可能に配置されている。本発明の実施形態では、配管電位差付与手段４は、接地電極６と配管電極８との間に電圧を印加する電源手段１と接続可能にされており、この電源手段１から電力を受けると配管７に配管電位差が付与することができるように構成されている。このような構成例としては、配管７に取り付けられた外磁コイルが挙げられる。すなわち、外磁コイルに電力（交流）が供給されると、電磁誘導によって配管７に電位差が発生する。なお、配管電位差付与手段４には電圧メータ１１が取り付けられており、この電圧メータ１１により配管７に付与された配管電位差（電圧）を確認することができる。

図７に示すように、建物配管電流測定手段１７は、建物１０に流される建物配管電流を測定可能に配置されている。建物配管電流とは、建物１０および配管７を流れる電流であって、配管７の地下埋設部分７ｂを通らない回路を流れる電流であり、この電流を測定することにより、後述する建物配管接地抵抗をより正確に求めることができる。建物配管電流測定手段１７は、例えば、電源手段１と配管電圧８との間に設けることができる。

判定手段５は、配管地面電位差測定手段２および配管電流測定手段３による測定結果、ならびに配管電位差付与手段４によって付与された配管電位差に基づいて、腐食状態を判定することができる。具体的には、まず、配管地面電位差測定手段２で測定された配管地面電位差と、そのとき配管電流測定手段３によって測定された配管電流とから建物配管接地抵抗が求められる。また、配管電位差付与手段４によって付与された配管電位差と、そのとき配管電流測定手段３によって測定された配管電流とから配管側接地抵抗が求められる。そして、この建物配管接地抵抗および配管側接地抵抗が判定手段５に送信され、これらの情報をもとに、判定手段５は、配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食状態を診断することができる。

図７のように、建物配管電流測定手段１７を設けて建物配管電流を測定する場合は、判定手段５は、配管地面電位差測定手段２および建物配管電流測定手段１７による測定結果、ならびに配管電位差付与手段４によって付与された配管電位差および配管電流測定手段３による測定結果に基づいて、腐食状態を判定することができる。具体的には、まず、配管地面電位差測定手段２で測定された配管地面電位差と、そのとき建物配管電流測定手段１７によって測定された建物配管電流とから建物配管接地抵抗が求められる。また、配管電位差付与手段４によって付与された配管電位差と、そのとき配管電流測定手段３によって測定された配管電流とから配管側接地抵抗が求められる。そして、この建物配管接地抵抗および配管側接地抵抗が判定手段５に送信され、これらの情報をもとに、判定手段５は、配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食状態を診断することができる。ここで、建物配管電流測定手段１７で測定した建物配管電流は、配管電流測定手段３で測定される配管電流と比べて、実際に流れる電流に比べてより近い値を示すので、建物配管接地抵抗をより正確に算出するには有効である。また、図７のように建物配管電流測定手段１７を設けた構成とすることで、より簡易にシステムを構築することが可能となる。

なお、判定手段５は、例えば、コンピュータで起動するソフトウェア、またはコンピュータに組み入れられたハードウェアとして実現することが可能である。判定手段５が実行する腐食状態の診断ロジックについては後に詳しく説明する。

上記の電源手段１、配管地面電位差測定手段２、電圧メータ１１、および電流メータ１２は、図１において一点鎖線で示すように１つの測定ユニット１３として構成することも可能である。また、上記の判定手段５を測定ユニット１３に含めて構成してもよい。図７の配管腐食診断システム１００においても同様に、電源手段１、配管地面電位差測定手段２、電圧メータ１１、電流メータ１２、および建物配管電流測定手段１７を１つの測定ユニット１３として構成することが可能である。

このように、本実施形態の配管腐食状態診断システム１００は、配管電流測定手段３が、配管７の地上部分７ａに接続される配管電極８を挟んで配管７の地下埋設部分７ｂの反対側における配管電流を測定することが可能なように配置されているので、電源手段１が地面に接続される接地電極６と配管電極８との間に電圧を印加しているときは、当該電圧値と配管電流（または、建物配管電流値）とから建物配管接地抵抗を測定することができ、一方、電源手段１が接地電極６と配管電極８との間の電圧印加を中断するとともに配管電位差付与手段４が配管７に対して配管電位差を付与しているときは、そのときの電圧値と配管電流値とから配管側接地抵抗を測定することができる。このように、建物配管接地抵抗、および配管側接地抵抗をそれぞれ独立して測定することにより、配管７と建物１０との電気接続状態、および配管７の地下埋設部分７ｂの絶縁性を判定することが可能となるので、これらの結果より、建物１０に取り付けられた配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食状態を適切に診断することが可能となる。

［配管の腐食状態の診断ロジック］
次に、本発明の配管腐食状態診断方法による診断ロジックについて説明する。本方法による診断ロジックには、第１診断ロジックと第２診断ロジックとがある。以下、これらの診断ロジックについて説明する。

＜第１診断ロジック＞
図３は、第１診断ロジックを説明する概略図である。また、図４は、第１診断ロジックを示したフローチャートである。この第１診断ロジックは、第１判定ステップおよび第２判定ステップの２つのステップで構成されている。以下、第１診断ロジックを各ステップ毎に説明する。

（第１判定ステップ）
この第１判定ステップでは、建物１０と配管７との接触部７ｃにおける建物配管接地抵抗を測定し、建物１０と配管７とが電気接続状態にあるか否かを判定する。電源手段１が接地電極６側に接続されると、配管電極８、配管７、建物１０、地面Ｇ、および接地電極６によって電気回路が形成される。交流電源である電源手段１は、接地電極６と配管電極８との間に電圧を印加するので、この電気回路には電流が流れる。配管電流測定手段３は、この電流を、配管７と建物１０との接触部７ｃおよび配管電極８の間において配管電流として計測する。建物配管電流測定手段１７を設けている場合は、前記配管電流の代わりに、電気回路に流れる電流を建物配管電流として計測する。配管地面電位差測定手段２は、配管電極８と地面Ｇとの間の配管地面電位差を測定する。なお、前述したように、この配管地面電位差測定手段２は、接地電極６と地面Ｇとの間で起こる電位差降下の影響を排除するために、第２接地電極９と配管電極８との間で配管地面電位差を測定している。配管地面電位差を配管電流（または、建物配管電流）で除すると建物配管接地抵抗Ｒ１が得られ（Ｓ１）、この値が判定手段５に送信される。判定手段５は、送信された建物配管接地抵抗Ｒ１と自身が格納している建物配管接地抵抗閾値（例えば、１０Ω）とを比較し、建物配管接地抵抗Ｒ１が建物配管接地抵抗閾値よりも大きい場合（Ｓ２；ＹＥＳ）、建物１０と配管７とは電気接続状態にないと判定し、よって、配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食（マクロセル腐食）はないと診断する（Ｓ３）。一方、建物配管接地抵抗Ｒ１が建物配管接地抵抗閾値よりも小さい場合（Ｓ２；ＮＯ）、建物１０と配管７とは電気接続状態にあると判定し、詳細な診断をするため、次の第２判定ステップに進行する。

（第２判定ステップ）
この第２判定ステップでは、配管７の地下埋設部分７ｂにおける配管側接地抵抗を測定し、配管７の地下埋設部分７ｂの絶縁性を判定する。スイッチ１４が切替えられて電源手段１が配管電位差付与手段４側に接続され、配管７に電位差が付与されると、配管７、建物１０、および地面Ｇによって形成される電気回路に電流が流れる。配管電流測定手段３は、この電流を、配管３と建物１０との接触部７ｃおよび配管電極８の間において配管電流として計測する。また、配管電位差付与手段４に取り付けられた電圧メータ１１によって、配管７に付与された配管電位差（電圧）が確認される。配管電位差を配管電流で除すると配管側接地抵抗Ｒ２が得られ（Ｓ４）、この値が判定手段５に送信される。判定手段５は、送信された配管側接地抵抗Ｒ２と自身が格納している配管側接地抵抗閾値（例えば、１０ｋΩ）とを比較し、配管側接地抵抗Ｒ２が配管側接地抵抗閾値よりも大きい場合（Ｓ５；ＹＥＳ）、配管７の地下埋設部分７ｂは絶縁されていると判定し、よって、配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食（マクロセル腐食）はないと診断する（Ｓ３）。一方、配管側接地抵抗Ｒ２が配管側接地抵抗閾値よりも小さい場合（Ｓ５；ＮＯ）、配管７の地下埋設部分７ｂは絶縁されていないと判定し、より詳細な診断をするため、次のステップ６に進行する。ステップ６では、配管側接地抵抗値と判定手段５が格納している第２配管側接地抵抗閾値（例えば、１００Ω）とを比較し、配管側接地抵抗Ｒ２が第２配管側接地抵抗閾値よりも大きい場合（Ｓ６；ＹＥＳ）、配管７の地下埋設部分７ｂの腐食速度は大きいと診断する（Ｓ７）。一方、配管側接地抵抗Ｒ２が第２配管側接地抵抗閾値よりも小さい場合（Ｓ６；ＮＯ）、配管７の地下埋設部分７ｂの腐食速度は小さいと診断する（Ｓ８）。なお、本実施形態では、上記腐食速度は配管７の減肉状態を表すパラメータとして解釈することができる。

このように第１診断ロジックによる配管腐食状態診断方法は、建物配管接地抵抗を測定し、建物１０と配管７とが電気接続状態にあるか否かの判定（第１判定ステップ）を行い、第１判定ステップにおいて建物１０と配管７とが電気接続状態にあると判定した場合に、配管側接地抵抗を測定し、配管７の地下埋設部分７ｂが腐食状態にあるか否かの判定（第２判定ステップ）を行っている。そして、建物配管接地抵抗、および配管側接地抵抗をそれぞれ独立して測定することにより、配管７と建物１０との電気接続状態、および配管７の地下埋設部分７ｂの絶縁性を判定することが可能となるので、これらの結果より、建物１０に取り付けられた配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食状態を適切に診断することが可能となる。また、配管側接地抵抗の大きさによって、配管７の腐食状態の程度をさらに判定することができるので、建物１０に取り付けられた配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食状態をより詳細に診断することが可能となる。

＜第２診断ロジック＞
図５は、第２診断ロジックを説明する概略図である。また、図６は、第２診断ロジックを示したフローチャートである。この第２診断ロジックは、第１判定ステップ、第２判定ステップ、および第３判定ステップの３つのステップで構成されている。以下、第２診断ロジックを各ステップ毎に説明する。

（第１判定ステップ）
第２診断ロジックにおける第１判定ステップは、第１診断ロジックにおける第１判定ステップと全く同一のステップである。従って、ここでは説明を省略する。

（第２判定ステップ）
第２診断ロジックにおける第２判定ステップは、第１診断ロジックにおける第２判定ステップのステップ５までを行うステップであり、これは第１診断ロジックと同様である。従って、ここでは説明を省略する。

（第３判定ステップ）
第３判定ステップは、第２判定ステップのステップ５において、配管側接地抵抗値が配管側接地抵抗閾値よりも小さいと判定され（Ｓ５；ＮＯ）、配管７の地下埋設部分７ｂは絶縁されていないと判定された場合に、より詳細な診断を行うステップである。第３判定ステップでは、配管７にリード線２０を介して接続されたプローブ電極１５を配管７の地下埋設部分７ｂの近傍の地面Ｇに設置する。このとき、プローブ電極１５、リード線２０、配管７、および地面Ｇによって電気回路が形成される。ここで、配管７と建物１０とが電気接続状態にあると、マクロセル作用により電気回路にプローブ電流Ｉが流れる。このプローブ電流Ｉを電流計１６により測定し（Ｓ６’）、その電流値の大きさにより腐食の程度を判定することができる。すなわち、測定したプローブ電流値Ｉと判定手段５が格納しているプローブ電流閾値（例えば、３ｍＡ）とを比較し、プローブ電流Ｉがプローブ電流閾値よりも小さい場合（Ｓ７’；ＹＥＳ）、配管７の地下埋設部分７ｂの腐食速度は小さいと診断する（Ｓ８’）。一方、プローブ電流Ｉがプローブ電流閾値よりも大きい場合（Ｓ７’；ＮＯ）、配管７の地下埋設部分７ｂの腐食速度は大きいと診断する（Ｓ９’）。なお、本実施形態でも、上記腐食速度は配管７の減肉状態を表すパラメータとして解釈することができる。

このように第２診断ロジックによる配管腐食状態診断方法は、配管側接地抵抗が所定の閾値より小さい場合に、配管７の地下埋設部分７ｂに流れるプローブ電流を測定し、当該プローブ電流の大きさによって、腐食状態の程度を判定している。これにより、建物１０に取り付けられた配管７の地下埋設部分７ｂにおける腐食状態をより詳細に診断することが可能となる。

＜腐食状態の程度の判定基準＞
以上のように、第１診断ロジックでは、配管側設置抵抗Ｒ２の抵抗値の大小から配管と建物（鉄筋）との導通状態の有無を調べている。また、第２診断ロジックでは、プローブ電流Ｉの電流値の大小から配管の埋設部分における絶縁性を評価している。そして、これらの結果から推定した腐食速度を「腐食状態の程度」に結び付けている。ところが、「腐食状態の程度」は、このような抵抗値や電流値等の電気物性値によってでなければ判定できないというものではない。例えば、工事現場において実際に作業員がその場で、腐食による配管の減肉深さや、配管の腐食面積等を測定することで、腐食状態の程度を直接視覚的かつ定量的に判定することもできる。

一方、電気物性値や直接測定値によって配管の腐食状態の程度を判定しても、実際に視覚的に認識される腐食状態の程度と一致しない場合もある。これは、腐食状態の程度は、数値によって一義的に決まるものではなく、環境条件（例えば、土壌の水分量、比抵抗等）によって決まるある確率をもって決定されるからである。従って、実測値だけでなく、このような確率要素も考慮しながら判定を行うことが、実際の腐食診断の現状に即したものであるということができる。そこで、このような確率要素を取り入れた配管の腐食状態の程度の判定基準について検討したところ、以下に例示する判定基準が腐食診断に利用可能であることが分かった。腐食状態の程度の新規な判定基準の例について、図８〜図１１を参照して説明する。

（判定基準例１）
図８は、本判定基準例１で使用する配管腐食診断システム２００の構成を示す概略構成図である。配管腐食診断システム２００は、先に説明した第１診断ロジックにおいて使用した配管腐食診断システム１００と実質的に同一である。また、図９は、本判定基準例１で使用する判定基準マップである。

図８に示す配管腐食診断システム２００は、第１診断ロジックと同様に、まず第１判定ステップにおいて建物配管接地抵抗Ｒ１を測定する。建物配管接地抵抗Ｒ１が１００Ω以上の場合、「腐食確率小」と診断する。建物配管接地抵抗Ｒ１が１００Ω未満の場合、第２判定ステップに進行する。

第２判定ステップでは、配管側接地抵抗Ｒ２を測定する。配管側接地抵抗Ｒ２が１０ｋΩ以上の場合、「腐食確率小」と診断し、維持管理とすることができる。配管側接地抵抗Ｒ２が５ｋΩ以上１０ｋΩ未満の場合、腐食確率が中程度であるとして「要改修１」と診断する。配管側接地抵抗Ｒ２が５ｋΩ未満の場合、腐食確率が高いとして「要改修２」と診断する。ここで、診断結果として表される「要改修１」および「要改修２」について説明すると、「要改修２」は「要改修１」よりも改修の優先度が高い状態にあることを意味する。これらの配管側接地抵抗Ｒ２による診断は、次に説明する図９の判定基準マップによってより詳細な検討が行われる。

第２判定ステップにおいて測定した配管側接地抵抗Ｒ２の抵抗値について、図９の判定基準マップとの照会が行われる。図９の判定基準マップは、横軸に配管側接地抵抗Ｒ２をとっている。また、縦軸は、外部観察によって経験的に得られた腐食の確率を示している。この判定基準マップによれば、配管側接地抵抗Ｒ２の抵抗値が小さくなるにつれて、配管が腐食している確率が大きくなる可能性が高くなることが示されている。測定者は、配管側接地抵抗Ｒ２の抵抗値を判定基準マップに適用し、この抵抗値における腐食の確率から、最終的に配管の腐食状態の程度を判定することができる。そして、このような判定基準を使用すれば、例えば、異なる二箇所において配管側接地抵抗Ｒ２の抵抗値が同じであっても、当該箇所の外部観察よって改修が必要か否か等の判定をより現実に即した態様で行うことが可能となる。

（判定基準例２）
図１０は、本判定基準例２における判定フローチャートである。また、図１１は、図１０の判定フローチャートにおいて、判定ステップ（Ｓ１５）で使用する腐食状態判定マップである。

本判定基準例２は、配管側接地抵抗Ｒ２を、配管の腐食による腐食面積と減肉深さとの関係から作成した腐食状態判定マップに照らし合わせ、総合的に配管の腐食状態の程度を判定するものである。

図１０の判定フローチャートに従って説明すると、まず、地中に埋設されている配管を回収（Ｓ１１）した後、被覆を取り外してから外部観察により異常があるか否かを判断する（Ｓ１２）。そして異常がないと判断した場合（Ｓ１２；ＮＯ）は、腐食なしとして調査を終了する（Ｓ１６）。異常があると判断した場合（Ｓ１２；ＹＥＳ）は、配管表面の腐食面積を測定し（Ｓ１３）、減肉量を測定する（Ｓ１４）。なお、このステップ１３とステップ１４との順序は、逆であってもよい。また、減肉量を測定する際は、より正確な測定結果を得るために、配管表面に対してブラスト処理等をしておくことが望ましい。次にステップ１３およびステップ１４で測定した腐食面積および減肉量を、図１１の腐食状態判定マップに適用する。この腐食状態判定マップでは、腐食状態の程度をランク１（程度小）、ランク２（程度中）、ランク３（程度大）の三段階に分類している。例えば、減肉深さが所定深さ値以上の場合を一律にランク３とし、減肉深さが所定深さ値以下の場合において、腐食面積が所定面積値以上となる場合をランク２、所定面積値未満となる場合をランク１としている。測定者は、予め測定しておいた配管側接地抵抗Ｒ２を、腐食状態判定マップに照らし合わせ、配管の腐食状態の程度を総合的に判定する。例えば、図１１において、要改修の目安となる配管側接地抵抗Ｒ２が５ｋΩ未満の測定サンプルは１０個あるが、このうちランク１に属する測定サンプルは３個であるので、配管側接地抵抗Ｒ２が５ｋΩ未満であっても腐食微小である可能性は３０％であると判定することができる。一方、問題がないとされる目安となる配管側接地抵抗Ｒ２が１０ｋΩ以上の測定サンプルはすべてがランク１に属しているため、腐食は微少であることがほぼ確実であり、改修の必要はなしと判定することができる。以上のようにして、調査は終了する（Ｓ１６）。

このように本判定基準例２においては、腐食箇所の改修が必要か否か等の判定を行う際、配管側接地抵抗Ｒ２と外部観察とに基づいた総合的な判定基準を用いているので、より現実的な態様で判定結果を出すことが可能となる。

本発明の配管腐食状態診断システムおよび配管腐食状態診断方法は、ガスの埋設配管以外にも応用することが可能である。例えば、地中に埋設されている上下水道管、各種ケーブル管等、あるいは、建物の壁部に隠蔽されている各種配管について応用することも可能である。

本発明の配管腐食診断システムの構成を示す概略構成図 配管電極と地面との間の配管地面電位差を示すグラフ 第１診断ロジックを説明する概略図 第１診断ロジックを示したフローチャート 第２診断ロジックを説明する概略図 第２診断ロジックを示したフローチャート 図１に示した構成に変更を加えた配管腐食診断システムの構成を示す概略構成図 判定基準例１で使用する配管腐食診断システムの構成を示す概略構成図 判定基準例１で使用する判定基準マップ 判定基準例２における判定フローチャート 図１０の判定フローチャートにおいて、判定ステップで使用する腐食状態判定マップ

符号の説明

１ 電源手段
２ 配管地面電位差測定手段
３ 配管電流測定手段
４ 配管電位差付与手段
５ 判定手段
６ 接地電極
７ 配管
８ 配管電極
９ 第２接地電極
１０ 建物
１１ 電圧メータ
１２ 電流メータ
１３ 測定ユニット
１４ スイッチ
１７ 建物配管電流測定手段
１００ 配管腐食状態診断システム

Claims (8)

1. 建物内から地下に渡って配設される導電性の配管の地下埋設部分における腐食状態を診断する配管腐食状態診断システムであって、
   地面に接続される接地電極と前記配管の地上部分に接続される配管電極との間に、電圧を印加可能な電源手段と、
   前記配管電極と前記地面との間の配管地面電位差を測定可能な配管地面電位差測定手段と、
   前記配管電極を挟んで前記配管の地下埋設部分の反対側における配管電流を測定する配管電流測定手段と、
   前記配管に対して配管電流を流すための配管電位差を付与可能な配管電位差付与手段と、
   前記配管地面電位差測定手段および前記配管電流測定手段による測定結果、ならびに前記配管電位差付与手段によって付与された配管電位差に基づいて、腐食状態を判定する判定手段と
   を備えた配管腐食状態診断システム。
2. 前記建物および前記配管を流れる建物配管電流を測定する建物配管電流測定手段を備え、
   前記判定手段は、前記配管地面電位差測定手段および前記建物配管電流測定手段による測定結果、ならびに前記配管電位差付与手段によって付与された配管電位差および前記配管電流測定手段による測定結果に基づいて、前記腐食状態を判定する請求項１に記載の配管腐食状態診断システム。
3. 前記判定手段は、前記腐食状態を判定する際に、所定の腐食の確率要素を考慮して判定を実行する請求項１または２に記載の配管腐食状態診断システム。
4. 前記配管地面電位差測定手段は、前記接地電極とは別の前記地面に接続された第２接地電極である請求項１〜３の何れか一項に記載の配管腐食状態診断システム。
5. 建物内から地下に渡って配設される導電性の配管の地下埋設部分における腐食状態を診断する配管腐食状態診断方法であって、
   前記建物と前記配管との接触部における建物配管接地抵抗を測定し、前記建物と前記配管とが電気接続状態にあるか否かを判定する第１判定ステップと、
   前記第１判定ステップにおいて前記建物と前記配管とが電気接続状態にあると判定した場合、前記配管に配管電位差を付与して前記配管の地下埋設部分における配管側接地抵抗を測定し、前記配管の地下埋設部分が腐食状態にあるか否かを判定する第２判定ステップとを包含する配管腐食状態診断方法。
6. 前記第２判定ステップにおいて、前記配管側接地抵抗の大きさによって、前記腐食状態の程度を判定する請求項５に記載の配管腐食状態診断方法。
7. 前記第２判定ステップで測定する前記配管側接地抵抗が所定の閾値より小さい場合、前記配管の地下埋設部分の近傍にプローブ電極を設置すると共に前記プローブ電極と前記配管とをリード線で接続し、前記リード線に流れるプローブ電流を測定し、前記プローブ電流の大きさによって、前記腐食状態の程度を判定する第３判定ステップを包含する請求項５または６に記載の配管腐食状態診断方法。
8. 前記腐食状態の程度の判定において、所定の腐食の確率要素を考慮して判定を実行する請求項６または７に記載の配管腐食状態診断方法。

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