JP2015099083A - 酸露点腐食評価装置及び酸露点腐食評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防食用のコーティング層の酸露点腐食による損傷状態をリアルタイム且つ精度よく評価する。【解決手段】本発明の酸露点腐食評価装置（１０）は、腐食液を含む恒温層（２０）内でコーティング層（１２）の酸露点腐食を評価する装置に関し、施工面（１６）に互いに電気的に隔離された電極（３２ａ、３２ｂ）を有する結露センサ（２８）と、前記電極に所定電位を印加する直流電源（４０）と、電極間を流れる電流値検出部（４２）と、前記検出された電流値に基づいて、コーティング層の損傷状態を判定する判定部（２６）とを備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、腐食液を含む恒温層内において、金属材料表面に施工されるコーティング層の酸露点腐食による劣化を評価する酸露点腐食評価装置、及び、酸露点腐食評価方法の技術分野に関する。

石炭、重油、ごみ等を燃料とするボイラ等では、排ガスにＳＯ_３、ＨＣｌ等の腐食性成分が含まれるため、煙道等の排ガスが通る部位には、温度変化に伴って腐食成分を含む凝縮水が結露し、酸露点腐食が生じる。このような酸露点腐食は金属材料等からなる煙道配管に減肉を生じさせ、進行状況によっては破断に至るなど重大な損傷につながる。そのため、これらの設備において、酸露点腐食はメンテナンス計画を立てる際に考慮すべき重要項目の一つとして認識されている。

酸露点腐食の評価方法としては、従来から一定温度の腐食液に評価対象物を浸漬して腐食状態を評価する浸漬法、評価対象物に腐食液を噴霧して腐食状態を評価する噴霧法、周辺温度を所定サイクルで変化させることによって評価対象物に腐食液を結露させて腐食状態を評価する熱サイクル試験法などの手法が知られている。
例えば特許文献１では浸漬法を用いた酸露点腐食の評価方法の一例が開示されている。また特許文献２では、火力発電プラントのガス経路等に使用される部品について酸露点腐食を評価する際に、温度範囲によって浸漬法と噴霧法とを使い分けることで寿命推定を行う方法が開示されている。また特許文献３には、腐食性評価試験に使用されるモニタリングプローブの一例が開示されている。

特開２０００−４６７２４号公報 特開平１１−１８３３６０号公報 特開２００６−２５８６０１号公報

酸露点腐食による減肉を抑制する対策の一つとして、防食用のコーティング層を施工することが知られている。この種のコーティング層は酸露点腐食の進行を遅らせることができるものの、コーティング層自体も酸露点腐食を受けるため、時間経過に伴ってその機能が劣化する。特に、酸露点腐食によってコーティング層に損傷が生じると、コーティング層の防食機能が著しく低下してしまう。そのため、上述したメンテナンス計画の立案の差異には、コーティング層の酸露点腐食による損傷評価も重要なファクターとなる。

酸露点によるコーティング層の損傷状態は、単純な金属材料等における減肉に加え、施工面からの剥離、割れ、施工面との隙間への凝縮水の侵入等のように様々なパターンが存在する。そのため、コーティング層の損傷評価を行うためには、施工面側（金属材料自体）の評価方法である特許文献１乃至３をそのまま適用しただけでは、十分な評価を得ることが難しいという問題点がある。

また従来の評価方法では、評価対象物を所定期間、腐食状態に置いた後に腐食状態を評価するため、試験期間中のどのタイミングで損傷が発生したのかをリアルタイムに評価することが難しかった。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、防食用のコーティング層の酸露点腐食による損傷状態をリアルタイム且つ精度よく評価可能な酸露点腐食評価装置及び酸露点腐食評価方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る酸露点腐食評価装置は上記課題を解決するために、腐食液を含む恒温層内において、母材表面に施工されるコーティング層の酸露点腐食を評価する酸露点腐食評価装置であって、互いに電気的に隔離され、且つ、所定電圧が印加される第１の電極及び第２の電極を有する面上に前記コーティング層が施工された結露センサと、前記第１の電極及び前記第２の電極間を流れる電流値を検出する電流値検出部と、前記電流値検出部によって検出された電流値に基づいて、前記コーティング層の損傷状態を判定する判定部とを備えることを特徴とする。

この態様によれば、コーティング層の施工面に、互いに電気的に隔離された第１の電極と第２の電極を備え、所定電圧が印加される。このとき、コーティング層に酸露点腐食により損傷が生じると、第１の電極及び第２の電極間の施工面が露出する。すると、該露出した施工面に凝縮水が結露することにより、第１の電極及び第２の電極間に電流が流れ、電流値検出部によって検出される。判定部は、このように損傷に応じて生じた電流値に基づいて損傷状態を検出することにより、コーティング層に生じた酸露点腐食による影響を精度よく評価することができる。特に、判定基準となる電流値は、第１の電極及び第２の電極間を流れる電流値によって決定されるので、施工面の損傷状態をリアルタイムに反映している。そのため、従来の評価方法では困難だった損傷の発生タイミングについても、精度のよい測定が可能となる。

前記第２の電極は、前記第１の電極と絶縁領域を介して電気的に隔離されており、且つ、前記第１の電極を少なくとも部分的に囲むように形成されていてもよい。
この態様によれば、第２の電極は、第１の電極を少なくとも部分的に囲むように形成することによって、第１の電極及び第２の電極によって囲まれる領域（すなわち、損傷評価が可能な領域）を施工面の広い範囲に設けることができる。そのため、コーティング層の広い領域に亘って効率的に損傷状態を評価できる。

また、前記コーティング層の施工面において、前記第１の電極及び前記第２の電極からなる導電領域が、前記絶縁領域に比べて広くなるように形成されていてもよい。
この態様によれば、実機ではコーティング層の施工面が金属領域であることに鑑みて、評価時の施工面における導電領域を絶縁領域より広くなるように形成することで、より実機に近い状況で精度のよい評価を行うことができる。

また、前記恒温槽内の雰囲気温度を調整する第１の温度調節器と、前記コーティング層の施工面の温度を調整する第２の温度調節器とを備えてもよい。
この態様によれば、第１の温度調節器によって恒温槽内の雰囲気温度を調整すると共に、第２の温度調節器によってコーティング層の施工面の温度を調整することによって、実機に施工されるコーティング層と近い状況を恒温槽内で再現することができるので、精度のよい評価を行うことができる。

また、前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記コーティング層の施工面上に複数設けられており、前記判定部は、前記第１の電極及び前記第２の電極の各々間において、前記電流値検出部によって検出された電流値に基づいて、前記コーティング層の損傷状態を判定してもよい。
この態様によれば、第１の電極及び第２の電極をコーティング層の施工面上に複数設けることにより、コーティング層の広い範囲に亘って効率的に評価を行うことができる。

また、前記所定電圧を印加する前記第１の電極及び前記第２の電極を順次切り替えながら選択する切替部を備えてもよい。
この態様によれば、施工面上に複数設けられた第１の電極及び第２の電極を切替部によって順次切り替えることで、コーティング層の広い範囲に亘って効率的に評価を行うことができる。特に、このような切替操作を自動的に行うことで、施工面上に多数の電極を配置して、詳細な損傷評価を行う場合であっても、少ない負担で、精度のよい評価を実施できる。

本発明の一態様に係る酸露点腐食評価方法は上記課題を解決するために、腐食液を含む恒温層内において、母材表面に施工されるコーティング層の酸露点腐食を評価する酸露点腐食評価方法であって、互いに電気的に隔離された第１の電極及び第２の電極を有する結露センサに、前記コーティング層を施工する施工工程と、前記第１の電極及び前記第２の電極間に所定電圧を印加し、前記第１の電極及び前記第２の電極間を流れる電流値を検出する電流値検出工程と、前記検出された電流値に基づいて、前記コーティング層の損傷状態を判定する判定工程とを備えることを特徴とする。

この態様に係る酸露点腐食評価方法は上述の酸露点腐食評価装置（上記各種態様を含む）によって好適に実施することができる。

前記判定工程は、前記検出された電流値の時系列変化に基づいて、前記コーティング層の損傷状態を判定してもよい。
また、前記第１の電極及び前記第２の電極は前記施工面上に複数設けられており、前記判定工程は、それぞれの前記第１の電極及び前記第２の電極について損傷状態を判定すると共に、前記損傷が有ると判定された前記第１の電極及び前記第２の電極の分布に基づいて損傷パターンを判定してもよい。
これらの態様によれば、検出された電流値の時系列変化や損傷の分布に基づいて、コーティング層に生じた損傷の特性を判定することで、損傷状態の詳細な解析が可能となる。

本発明によれば、コーティング層の施工面に、互いに電気的に隔離された第１の電極と第２の電極を備え、所定電圧が印加される。このとき、コーティング層に酸露点腐食により損傷が生じると、第１の電極及び第２の電極間の施工面が露出する。すると、該露出した施工面に凝縮水が結露することにより、第１の電極及び第２の電極間に電流が流れ、電流値検出部によって検出される。判定部は、このように損傷に応じて生じた電流値に基づいて損傷状態を検出することにより、コーティング層に生じた酸露点腐食による影響を精度よく評価することができる。特に、判定基準となる電流値は、第１の電極及び第２の電極間を流れる電流値によって決定されるので、施工面の損傷状態をリアルタイムに反映している。そのため、従来の評価方法では困難だった損傷の発生タイミングについても、精度のよい測定が可能となる。

評価対象となるコーティング層の構成を示す断面図である。 酸露点腐食によるコーティング層の損傷状態のバリエーションを示す断面図である。 第１の実施形態に係る酸露点腐食評価装置の全体構成を示す模式図である。 第１の実施形態に係る酸露点腐食評価装置においてコーティング層が施工される結露センサの構成を側面及び下方から示す図である。 第１の実施形態に係る酸露点腐食評価装置を用いた試験手順を示すフロー図である。 第２の実施形態に係る酸露点腐食評価装置における露点センサの電極形状を示す図である。 第２の実施形態に係る酸露点腐食評価装置における損傷パターンの判別方法を示す模式図である。 第３の実施形態に係る酸露点腐食評価装置における結露センサの電極形状を平面的に示す模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は評価対象となるコーティング層１２の構成を示す断面図である。ここで、図１（ａ）は酸露点腐食が生じていない初期状態を示しており、図１（ｂ）は酸露点腐食が生じた後の損傷状態の一例を示している。本実施例では、石炭、重油、ごみ等を燃料とするボイラ等の煙道を形成する配管１４の内表面を施工面１６として、該配管１４を通るＳＯ_３、ＨＣｌ等を含む排ガスによる酸露点腐食を防止すべく、コーティング層１２が設けられている場合を例示する。

尚、本実施形態では、配管１４は金属材料（例えば炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼、Ｎｉ合金、Ｃｕ合金、Ａｌ合金、Ｔｉ等）からなり、コーティング層１２は例えば耐酸塗料、フッ素樹脂、ライニング材によって数μｍ〜数ｍｍの膜厚で形成される。配管１４はボイラの運転状態に応じて温度が３０℃〜２００℃の範囲で変動し、その温度変化に応じてコーティング層１２に酸露点腐食が発生する場合を想定している。

図２は、酸露点腐食によるコーティング層１２の損傷状態のバリエーションを示す断面図である。図２（ａ）は酸露点腐食によってコーティング層１２が「溶解」することによって、表面が不均一になる損傷パターンを示しており、図２（ｂ）はコーティング層１２の一部に亀裂が入ることにより「割れ」が発生する損傷パターンを示しており、図２（ｃ）はコーティング層１２の一部が施工面である金属材料（配管１４）の表面から「剥離」する損傷状態を示しており、図２（ｄ）はコーティング層１２と施工面である金属材料（配管１４）の表面との隙間１８に腐食成分を含む凝縮水が生成される損傷状態を示している。

尚、図２ではコーティング層１２の主な損傷状態として４つの態様を例示したが、他の損傷状態やこれらを組み合わせた態様についても、本発明の技術的思想を同様に適用可能であることは言うまでもない。

（第１の実施形態）
図３は第１の実施形態に係る酸露点腐食評価装置１０の全体構成を示す模式図である。酸露点腐食評価装置１０は、評価対象のコーティング層１２が施工される実機に近い環境を模擬的に再現するために、雰囲気温度を調節可能な恒温槽２０を有している。恒温槽２０には、排ガスに含まれる腐食成分を凝縮形成した腐食液２２が貯留されており、温度調節器２４によって内部の雰囲気温度が調節可能に構成されている。温度調節器２４の動作は制御装置２６からの制御信号に基づいて制御され、実機の動作に準じて雰囲気温度を変化させることで、恒温槽２０内に設置されたコーティング層１２に、腐食液を結露・乾燥させ、実機においてコーティング層１２に酸露点腐食が発生する状況を模擬的に再現する。
尚、温度調節器２４は、本発明に係る第１の温度調節器の一例である。

尚、本実施例では温度調節器２４で恒温槽１２を温度調節することによって実機の環境を再現しているが、これに加えて圧力や湿度などの他のパラメータを調節することによって、より実機に近い環境を再現するようにしてもよい。

評価対象となるコーティング層１２は、結露センサ２８の表面に施工された状態で、恒温槽２０内の雰囲気に曝されるように設置される。ここで図４は第１の実施形態に係る酸露点腐食評価装置１０においてコーティング層１２が施工される結露センサ２８の構成を側面及び下方から示す図である。

図４（ａ）に示すように、結露センサ２８は略円柱形状を有する本体部３０の一表面上に導電層３２が設けられており、該導電層３２上に評価対象であるコーティング層１２が施工されている。好ましくは、導電層３２は実機の煙道配管１４を構成する同材料を使用するとよい。また本体部３０は表面温度調節器３４によって、コーティング層１２が施工される表面温度を調整可能に構成されている（図３を参照）。図１に示すように、実機ではコーティング層１２は一面が配管内部を通る排ガス温度に曝されると同時に、他面は外部温度によって影響される配管１４の表面温度にも曝される。この酸露点腐食評価装置１０では、上述の温度調節器２４によって配管内の排ガス温度による影響を再現すると共に、表面温度調節器３４によって配管の表面温度による影響を再現することによって、実機状態に近づけることができる。
尚、表面温度調節器３４は、本発明に係る第２の温度調節器の一例である。

図４（ｂ）に示すように、コーティング層１２が施工される導電層３２は、絶縁領域３６によって複数の電極３２ａ及び３２ｂに分割されている。本実施例では特に、絶縁領域３６としてそれぞれ環状に形成された第１の絶縁体３６ａ及び第２の絶縁体３６ｂにより、同電装３２は同心配置される第１の電極３２ａ及び第２の電極３２ｂに分割されている。第１の電極３２ａ及び第２の電極３２ｂは、それぞれ本体部３０側に設けられたリード線３８に接続されており、直流電源４０から所定電位が印加される。これらのリード線３８上には電流検出器４２が設けられており、その電流検出値は制御装置２６によってモニタリングされる。
尚、絶縁領域３６は、アルミナ、ムライト等の絶縁性材料から構成されている。

図３に戻って、制御装置２６は酸露点腐食評価装置１０の制御ユニットであり、例えばコンピュータなどの電子演算機器によって構成される。制御装置２６では、上述した温度調節器２４，表面温度調節器３４による温度制御を行うと共に、直流電源４０による電圧印加、電流検出器４２による検出値の取得、及び、該取得した検出値に基づいた評価処理などの各種制御を行う。

制御装置２６による温度制御は、温度調節器２４を制御することによって恒温槽２０内の雰囲気温度が酸露点以上になるように保持すると共に、表面温度調節器３４を制御することによって、コーティング層１２が施工された結露センサ２８の表面温度を酸露点の上下に変動するように熱サイクルをかける（雰囲気温度又は結露センサの表面温度を一定に保つ制御でもよいことは当然である）。これにより、コーティング層１２の表面には腐食成分を含んだ凝縮水が生成され、酸露点腐食が進行する。このような温度制御は、コーティング層１２が曝される環境が実機の状態に近づくように、温度調節器２４，表面温度調節器３４を適宜制御することによって行われる。

また制御装置２６による評価処理は、結露センサ２８の電極３２ａ及び３２ｂ間を流れる電流検出値に基づいて、コーティング層１２の損傷状態を判定することにより行われる。すなわち、この場合、制御装置２６は本発明に係る判定部の一例として機能する。初期状態では、第１の電極３２ａ及び第２の電極３２ｂは互いに電気的に隔離されているため、電流検出器４２の検出値は略ゼロになる。一方、コーティング層１２に酸露点腐食が進行すると、制御装置２６は、電流検出値の増加としてコーティング層１２の損傷状態を検知する。

本実施形態では、制御装置２６は基本的に電流検出値が略ゼロであるか否かに基づいて、コーティング層１２の損傷状態の有無を判定する。具体的に説明すると、コーティング層に損傷が存在しない場合には、コーティング層１２の施工面の第１の電極３２ａと第２の電極３２ｂに直流電源４０から所定電圧を印加しても、第１の電極３２ａと第２の電極３２ｂは互いに電気的に隔離されているので、電流検出値はゼロである。一方、コーティング層１２に酸露点腐食により損傷が生じると、第１の電極３２ａ及び第２の電極３２ｂが設けられた施工面が露出し、該露出した施工面に凝縮水が結露することにより、第１の電極及び第２の電極間に電流が流れるため、電流検出値が略ゼロ以外の値を示す。

このように制御装置２６は、電流検出値に基づいてコーティング層１２における損傷の有無を評価することができる。特に、評価基準となる電流値は、第１の電極３２ａ及び第２の電極３２ｂ間を流れる電流値によって決定されるので、施工面における損傷状態をリアルタイムに反映している。そのため、従来の評価方法では困難だった損傷の発生タイミングについても、精度のよい測定が可能となる。

上記説明では、制御装置２６によって損傷の有無のみを評価する場合について説明したが、これに加えて、電流検出値の振る舞いに基づいて、損傷状態をより詳しく評価してもよい。例えば、コーティング層１２に損傷が発生したことを示唆する電流検出値の上昇が検出されるまでの期間に基づいて腐食速度の評価を行ってもよい。
また電流検出値が略ゼロのままの場合でも、試験期間前後におけるコーティング層１２の膜厚変化に基づいて、腐食速度の評価を行ってもよい。

尚、本実施形態では実機と同じ条件に近づけるために、恒温槽２０に含まれる腐食液２２の溶液濃度や温度範囲を設定しているが、これらの条件を変化させることで、コーティング層１２への影響を評価するようにしてもよい。例えば、熱サイクル条件等を変えることで加速試験を行い、長期間に亘る酸露点腐食の影響を短期間で評価することも可能である。また、結露センサ２８に使用される絶縁体３６や導電層３２に使用される材料を実機とは他の材料に変更して、腐食への影響を評価することも可能である。

続いて、上述した構成を有する酸露点腐食評価装置１０を用いた試験手順を詳しく説明する。図５は第１の実施形態に係る酸露点腐食評価装置１０を用いた試験手順を示すフロー図である。

まず評価試験を行う前に、試験準備を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、露点センサ２８の動作確認（例えば電極の導通チェック）、試験対象であるコーティング層１２の露点センサ２８への施工、施工後のコーティング層１２の外観観察、コーティング層１２の膜厚及び重量の測定（初期値の取得）を行う。

試験準備が完了すると、試験を開始する（ステップＳ１０２）。具体的な試験方法については上述した通りであり、恒温槽２０内を所定条件に設定した後、露点センサ２８の電極３２に直流電源４０から所定電位を印加して電流検出器４２によって電流値を検出することにより、コーティング層１２における損傷の有無を評価する。このとき、損傷の有無に加えて、損傷発生時間や、第２の実施形態で後述する損傷モードや損傷拡大速度の評価を行ってもよい。

試験が終了すると、恒温槽２０から露点センサ２８を取り出し、試験前後における比較評価を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、コーティング層１２について外観観察、膜厚、重量、付着力の測定を行うことで、ステップＳ１０１の試験前に取得した初期値との比較を行ったり、腐食後の断面観察や反応生成物分析が行われる。

最後に、上記各ステップで得られた情報に基づいて、メンテナンス指針を策定する（ステップＳ１０４）。ここでは評価試験で得られた模擬的な環境下における酸露点腐食の影響を、実機に使用されているコーティング層１２に適用することで、将来の点検時期や寿命判定などのメンテナンス方針を検討する。具体的には、塗膜損傷発生時期の予測、損傷拡大速度を加味、実機での点検間隔決定、タッチアップ範囲及びコスト推定、メンテナンスコスト算出などを行うことができる。

以上説明したように本実施形態に係る酸露点腐食評価装置１０によれば、コーティング層１２の施工面に、互いに電気的に隔離された第１の電極３２ａと第２の電極３２ｂを備え、所定電圧が印加される。このとき、コーティング層１２に酸露点腐食により損傷が生じると、第１の電極及び第２の電極間の施工面が露出する。すると、該露出した施工面に凝縮水が結露することにより、第１の電極３２ａと第２の電極３２ｂ間に電流が流れ、電流値検出部４２によって検出される。制御装置２６は、このように損傷に応じて生じた電流値に基づいて損傷状態を検出することにより、コーティング層１２に生じた酸露点腐食による影響を精度よく評価することができる。特に、判定基準となる電流値は、第１の電極３２ａと第２の電極３２ｂ間を流れる電流値によって決定されるので、施工面の損傷状態をリアルタイムに反映している。そのため、従来の評価方法では困難だった損傷の発生タイミングについても、精度のよい測定が可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、上述の第１の実施形態に比べて、露点センサ２８における電極構造が異なっていることを特徴としている。ここで、図６（ａ）は第２の実施形態に係る酸露点腐食評価装置における露点センサ２８の電極形状を示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のａ−ａ断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
尚、以下の説明では第１の実施形態と同じ箇所には共通の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略することとする。

図６（ａ）に示すように、露点センサ２８のうちコーティング層１２が施工される施工面側には、絶縁層５０と該絶縁層５０上に形成される導電層５２とを備えた２層構造が形成されている。導電層５２は、略円筒状の絶縁層５４によって、内側の第１の電極５２ａと外側の第２の電極５２ｂとに分割されている。図６（ｂ）及び（ｃ）に示されているように、このように互いに電気的に絶縁された第１の電極５２ａ及び第２の電極５２ｂからなる一対の電極は、施工面１６の複数の位置に形成されている。
尚、絶縁層の材料としては、セラミックスやガイシ等が好ましい。

第１の電極５２ａ及び第２の電極５２ｂには、それぞれ本体部３０側から貫通するように設けられたリード線５６が接続されており、直流電源４０から所定の電位差が印加される。これらのリード線５６上には電流検出器４２が設けられており、その電流検出値が制御装置２６によってモニタリング可能に構成されている。本実施例では、このような構成を有する結露センサ２８の施工面１６上にコーティング層１２を形成し、恒温槽２０内に設置される。

制御装置２６による判定は、上記第１の実施形態と基本的に同じであり、コーティング層１２が正常である場合には、第１の電極５２ａ及び第２の電極５２ｂは互いに絶縁状態にあるため、電流検出器４２の電流検出値が略ゼロであるが、コーティング層１２に損傷が生じると、損傷箇所に露出した施工面１６上に腐食成分を含む凝縮液が付着することにより、第１の電極５２ａ及び第２の電極５２ｂ間が短絡し、電流検出器４２の検出値として観測される。

このように本実施形態では、導電層５２に形成された第１の電極５２ａ及び第２の電極５２ｂの対毎に直流電源４０から所定電位を印加して電流値を検出することで、コーティング層１２の損傷状態を評価する。このような第１の電極５２ａ及び第２の電極５２ｂからなる対は、図６（ｂ）に示すように施工面１６上に複数設けることによって、コーティング層の広い範囲に亘って損傷評価を行うことができ、詳細な損傷評価を行う場合には、多数設けることが好ましい。

このように施工面１６上に複数の第１の電極５２ａ及び第２の電極５２ｂを設けた場合、単なる損傷の有無に加えて、図２に示すような損傷パターンの判別も可能となる。ここで図７は、第２の実施形態に係る酸露点腐食評価装置１０における損傷パターンの判別方法を示す模式図である。尚、図７では各損傷パターンについて時系列的に損傷が検出された位置を黒塗りのシンボルで示すと共に、損傷が検出されない位置を白抜きのシンボルで示している。

図７（ａ）は、試験期間中にいずれの位置においても損傷が検出されなかった場合を示している。この場合、コーティング層１２は全面に渡って施工面１６が露出する程度まで損傷が進行していないものの、溶解による膜厚の減少が生じていると判別される（図２（ａ）に対応）。

図７（ｂ）は、施工面１６の端部近傍で観測された損傷が、試験期間の経過に従って、放射状に順に拡大する場合を示している。この場合、図２（ｂ）に示すように、コーティング層１２が施工面１６の端部から剥離しているパターンであると判別される。

図７（ｃ）は、施工面１６上の特定の位置で観測された損傷が、試験期間の経過に従って、線状に拡大する場合を示している。この場合、図２（ｃ）に示すように、コーティング層１２に亀裂が生じることによって「割れ」が発生していると判別される。

図７（ｄ）は、施工面１６上の特定の位置（端部近傍以外）で観測された損傷が、試験期間の経過に従って、放射状に順に拡大している。この場合、図２（ｄ）に示すように、コーティング層１２と施工面１６との間に凝縮水が浸入することにより、コーティング層に「浮き」が生じていると判別される。

このように本実施形態では、露点センサ２８の導電層５２に複数の電極対を設けることによって、その損傷パターンに基づいてコーティング層１２の損傷状態を詳細に判定評価することができる。

また第２の実施形態では、上述の第１の実施形態に比べて、コーティング層１２の施工面１６において、第１の電極５２ａ及び第２の電極５２ｂからなる導電領域が、絶縁領域（絶縁層５４が占める領域）に比べて広くなるように形成されている。これは、実機ではコーティング層１２の施工面１６が導電領域であることに鑑みたものであり、より実機に近い状況を作り出すためにおいても有利である。特に温度変化に伴う、コーティング層１２と施工面１６側との間の膨張差の影響を実機に近づけることができるので、より精度のよい評価が可能である。

（第３の実施形態）
図８は第３の実施形態に係る酸露点腐食評価装置１０における結露センサ２８の電極形状を平面的に示す模式図である。図８に示すように、本実施形態では、電気回路６０によって電圧を印加される電極は、コーティング層１２の施工面１６である結露センサ２８の導電層６６を、異なる径で同心に配置された複数の絶縁層６４ａ〜６４ｄによって、複数の電極６６ａ〜６６ｅに分割している。

また、各電極６６ａ〜６６ｅには直流電源４０から所定電位を印加するためのリード線６８が接続されており、スイッチボックス７０によって任意の２本のリード線６８に対して、直流電源４０から電圧が印加されるように切り替え制御される。このような切り替え制御は、制御装置２６からの制御信号に基づいて行われ、所定期間毎に順次異なる２本のリード線６８に対して直流電源４０から電圧が印加されるように、自動的に切り替え制御することによって、少ない負担でコーティング層１２の広範囲に亘る損傷評価を行うことができる。

本発明は、腐食液を含む恒温層内において、母材の表面に形成されるコーティング層の酸露点腐食を評価する酸露点腐食評価装置、及び、酸露点腐食評価方法に利用可能である。

１０ 酸露点腐食評価装置
１２ コーティング層
１４ 煙道配管
１６ 施工面
２０ 恒温槽
２２ 腐食液
２４ 温度調節器
２６ 制御装置
２８ 結露センサ
３０ 本体部
３２ 導電層
３４ 表面温度調節器
３６ 絶縁領域
３８ リード線
４０ 直流電源
４２ 電流検出器
７０ スイッチボックス

Claims (9)

1. 腐食液を含む恒温層内において、母材表面に施工されるコーティング層の酸露点腐食を評価する酸露点腐食評価装置であって、
   互いに電気的に隔離され、且つ、所定電圧が印加される第１の電極及び第２の電極を有する面上に前記コーティング層が施工された結露センサと、
   前記第１の電極及び前記第２の電極間を流れる電流値を検出する電流値検出部と、
   前記電流値検出部によって検出された電流値に基づいて、前記コーティング層の損傷状態を判定する判定部と
   を備えることを特徴とする酸露点腐食評価装置。
2. 前記第２の電極は、前記第１の電極と絶縁領域を介して電気的に隔離されており、且つ、前記第１の電極を少なくとも部分的に囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の酸露点腐食評価装置。
3. 前記コーティング層の施工面において、前記第１の電極及び前記第２の電極からなる導電領域が、前記絶縁領域に比べて広くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の酸露点腐食評価装置。
4. 前記高温槽内の雰囲気温度を調整する第１の温度調節器と、
   前記コーティング層の施工面の温度を調整する第２の温度調節器と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の酸露点腐食評価装置。
5. 前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記コーティング層の施工面上に複数設けられており、
   前記判定部は、前記第１の電極及び前記第２の電極の各々間において、前記電流値検出部によって検出された電流値に基づいて、前記コーティング層の損傷状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の酸露点腐食評価装置。
6. 前記所定電圧を印加する前記第１の電極及び前記第２の電極を順次切り替えながら選択する切替部を備えることを特徴とする請求項５に記載の酸露点腐食評価装置。
7. 腐食液を含む恒温層内において、母材表面に施工されるコーティング層の酸露点腐食を評価する酸露点腐食評価方法であって、
   互いに電気的に隔離された第１の電極及び第２の電極を有する結露センサに、前記コーティング層を施工する施工工程と、
   前記第１の電極及び前記第２の電極間に所定電圧を印加し、前記第１の電極及び前記第２の電極間を流れる電流値を検出する電流値検出工程と、
   前記検出された電流値に基づいて、前記コーティング層の損傷状態を判定する判定工程と
   を備えることを特徴とする酸露点腐食評価方法。
8. 前記判定工程は、前記検出された電流値の時系列変化に基づいて、前記コーティング層の損傷状態を判定することを特徴とする請求項７に記載の酸露点腐食評価方法。
9. 前記第１の電極及び前記第２の電極は前記施工面上に複数設けられており、
   前記判定工程は、それぞれの前記第１の電極及び前記第２の電極について損傷状態を判定すると共に、前記損傷が有ると判定された前記第１の電極及び前記第２の電極の分布に基づいて損傷パターンを判定することを特徴とする請求項７に記載の酸露点腐食評価方法。

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