JP2019074334A

JP2019074334A - 埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びにそれに用いる測定用プローブ

Info

Publication number: JP2019074334A
Application number: JP2017198632A
Authority: JP
Inventors: 雅彦清塚; Masahiko Kiyozuka; 朝倉　祝治; Shukuji Asakura; 祝治朝倉
Original assignee: Venture Acad Kk; VENTURE ACADEMIA KK; Yokohama City
Current assignee: Venture Acad Kk; VENTURE ACADEMIA KK; Yokohama City
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: JP6866268B2

Abstract

【課題】より簡便な方法により、少ない費用と労力の負担で客観的かつ正確に埋設金属構造物の腐食状態を推定できるとともに、埋設金属構造物の耐用期間を予察することが可能な埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びにそれに用いる測定用プローブを提供する。【解決手段】埋設金属構造物２と同じ材質で、埋設した状態で電圧が測定可能な埋設用試験体４を埋設金属構造物に対して所定の位置に埋設するとともに、埋設用試験体と同じ材質で電圧が測定可能な基準用試験体５を腐食しない状態に置き、埋設用試験体と基準用試験体を同じ温度及び印加電流の条件下で、埋設用試験体及び基準用試験体各々の電圧を測定し、得られた各々の電圧のデータから埋設用試験体の厚みを推定することにより、埋設用試験体の腐食状態を推定するとともに腐食の進行を予察し、これをもとに土壌中に埋設された埋設金属構造物の腐食状態を推定するとともに腐食の進行を予察する。【選択図】図１

Description

本発明は、埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びにそれに用いる測定用プローブに関するものである。

近年、上水道管やガス管等の金属製配管において、腐食が原因と考えられる事故が頻繁に発生している。このような事故は、昭和４０年代の高度経済成長期に敷設した多くの金属製配管が耐用期間を迎え、老朽管が急激に増加していることが原因であると考えられる。さらに、上記金属製配管の他、金属製タンク類等の埋設金属構造物についても同様の問題がある。

そのため、土壌中に埋設されている上記金属製配管をはじめとする埋設金属構造物の腐食の状態及び耐用期間をより正確に診断することが重要になっており、これまでに種々の診断方法が提案されている。

これらの提案としては、例えば、埋設されている土壌環境に注目して鋼製地中埋設物の腐食診断を行うことが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、この提案では、土壌環境と鋼製地中埋設物の腐食との関係は必ずしも明瞭ではなく、客観的な鋼製地中埋設物の耐用期間を判断することは困難であった。なお、この点に関しては、埋設金属製水道管の腐食評価として一般的に行われている土壌腐食性についてのＡＮＳＩ（米国規格協会規格）に基づく評価においても同様である。

埋設金属構造物の腐食現象は、単に地質の性質のみによって一義的に定まるものでなく、腐食環境の履歴、水分の分布、設置構造等、多様な要因に左右されると考えられる。しかも、土壌調査では、埋設金属構造物の周囲を実際に掘削して土壌の状態を調べる必要があることから、多大な費用と労力が必要となる。そして、特許文献１をはじめとする従来の方法では、埋設金属構造物の外面腐食速度に重大な影響を与える土壌環境の不均一性についての評価はなしえず、妥当性を欠くものであった。

このような状況から、他の方法として、埋設金属構造物と同じ材質の金属の試験体を金属構造物の近傍に埋設し、定期的に地中から掘り出して、試験体の重量の減少量から埋設金属構造物の腐食量を診断する方法が提案されている。この方法は、試験体の重量の減少量が直接埋設金属構造物の腐食量として推定できるため、耐用期間を客観的に判断できる点で優れた方法である。

特開２００３−２６２５８０号公報

しながら、この方法においては、測定のために埋設した試験体を掘り出す必要があり、掘り出し後の試験体の重量測定等、作業が煩雑であるという点や、また、一度掘り出した試験体は、重量測定後に再度埋め戻して使用することができないため、予め想定した測定回数に応じた複数の試験体を埋設する必要があり、多大な時間と労力、さらに莫大な費用を要するという点において改良の余地があった。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、より簡便な方法により、少ない費用と労力の負担で客観的かつ正確に埋設金属構造物の腐食状態を推定できるとともに、埋設金属構造物の耐用期間を予察することが可能な埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びにそれに用いる測定用プローブを提供することを課題としている。

即ち、本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びにそれに用いる測定用プローブは以下のことを特徴としている。

第１に、土壌に埋設された埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法であって、埋設金属構造物と同じ材質で、埋設した状態で電流を印加して電圧が測定可能な埋設用試験体を、前記埋設金属構造物に対して所定の位置に埋設するとともに、前記埋設用試験体と同じ材質で電流を印加して電圧が測定可能な基準用試験体を腐食しない状態に置き、前記埋設用試験体と前記基準用試験体を同じ温度及び印加電流の条件下で、前記埋設用試験体及び前記基準用試験体各々の電圧を測定し、得られた各々の前記電圧のデータから前記埋設用試験体の厚みを推定することにより、前記埋設用試験体の腐食状態を推定するとともに腐食の進行を予察し、これをもとに土壌中に埋設された埋設金属構造物の腐食状態を推定するとともに腐食の進行を予察することを特徴とする埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法である。

第２に、前記第１の発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法において、前記埋設金属構造物に被覆、表面処理が施されていた場合に、前記埋設用試験体と前記基準用試験体に同様の被覆、表面処理を施しておくことが好ましい。

第３に、前記第１又は第２の発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法において、前記埋設金属構造物と、前記埋設用試験体及び前記基準用試験体を電気的に接続して、各々を同じ電位にすることが好ましい。

第４に、前記第１から第３の発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法において、前記埋設用試験体及び前記基準用試験体について得られた電圧データをデータ送信装置により無線で送信し、データ受信装置により前記電圧データを受信して蓄積し、蓄積した電圧データから得られる推定した前記埋設用試験体と前記基準用試験体の厚みを比較することが好ましい。

第５に、前記第１から第４の発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法に用いる測定用プローブであって、絶縁体からなる絶縁ベース部と、埋設金属構造物と同じ材質の埋設用試験体及び基準用試験体とを備え、埋設用試験体と基準用試験体は、各々に対して同等の電流が印加可能に直列に接続され、かつ埋設用試験体と基準用試験体各々の電圧が測定可能に電圧計に接続されており、埋設用試験体の少なくとも一部が絶縁ベース部の表面に露出するとともに、基準用試験体全体が絶縁ベース部の内部に封入されていることを特徴とする測定用プローブである。

本発明の埋設金属構造物の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びにそれに用いる測定用プローブによれば、より簡便な方法により、少ない費用と労力の負担で客観的かつ正確に埋設金属構造物の腐食状態を推定できるとともに、埋設金属構造物の耐用期間を予察することが可能な埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びにそれに用いる測定用プローブを提供することができる。

本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法の一実施形態を示す概略説明図である。本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法に用いる測定用プローブの一実施形態の概略断面図である。図２に示す実施形態の測定用プローブの実物写真であり、（Ａ）は正面写真、（Ｂ）は側面写真である。＜検証１−１＞における、時間に対する実測用試験体と埋設用試験体の推定厚み変化を示すグラフである。＜検証１−２＞における、測定用プローブの測定時温度に対する時間毎の推定厚みを示すグラフである。＜検証２−１＞における、時間に対する実測用試験体と埋設用試験体の推定厚み変化を示すグラフである。

本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びにそれに用いる測定用プローブについて図面に基づいて以下に詳述する。図１は、本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法の一実施形態を示す概略説明図であり、図２は、本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法に用いる測定用プローブの一実施形態の概略断面図、図３は、図２に示す実施形態の測定用プローブの実物写真である。

本実施形態の埋設金属構造物２の腐食状態の推定及び予察方法は、埋設金属構造物２と同じ材質で、埋設した状態で電気抵抗値が測定可能な埋設用試験体４を埋設金属構造物２に対して所定の位置に埋設するとともに、埋設用試験体４と同じ材質で電気抵抗値が測定可能な基準用試験体５を腐食しない状態に置き、埋設用試験体４と基準用試験体５を同じ温度及び印加電流の条件下で、埋設用試験体４及び基準用試験体５各々の電圧を測定し、得られた各々の電圧のデータから埋設用試験体４の厚みを推定して、その減少量から埋設金属構造物２の腐食状態の推定及び予察をすることを特徴としている。

上記本発明の埋設金属構造物２の腐食状態の推定及び予察方法の原理は、金属の腐食の進行により電気抵抗値が変化すること、また、金属の腐食の進行による電気抵抗値の変化に伴い、一定の印加電流の条件下における電圧値も変化することを基本原理としている。そして、埋設金属構造物２と同じ材質の埋設用試験体４を埋設金属構造物２が埋設されている土壌１中に埋設することにより、埋設用試験体４表面の腐食状態が埋設金属構造物２表面の腐食状態と符合することを前提として、定期的或いは連続的に埋設用試験体４の電気抵抗、即ち電圧を測定するとともに、腐食しない状態に置いた埋設用試験体４と同じ材質、同じ形状の基準用試験体５の電気抵抗、即ち電圧を埋設用試験体４と同じ条件下で測定して、各々の電圧から埋設用試験体４の厚みを推定する。これにより、埋設用試験体４の厚み減少量を腐食量と推定し、また、その経時的変化から埋設用試験体４の腐食の進行を予察することが可能となる。そして、この厚み減少量のデータをもとに土壌１中に埋設された埋設金属構造物２の腐食状態を推定するとともに腐食の進行を予察することができる。

本発明の埋設金属構造物２の腐食状態の推定及び予察方法は、一般的に地中に埋設されている基材が導電性を有する金属製の構造物であれば適用が可能であり、具体的には、上水道管やガス管等の金属製配管、金属製タンク類等を挙げることができる。また、適用可能な材質としては、例えば、鋼、鋳鉄、銅、亜鉛、アルミニウム及びこれらを含む合金、また、ポリエチレンスリーブが設けられたり、基材に塗装等の表面処理がなされた金属又は合金、複合材料等からなる埋設金属構造物２に対して適用が可能である。これらの中でも、鋳鉄製構造物や炭素鋼製構造物が好適な評価対象として挙げられる。

本実施形態の埋設金属構造物２の腐食状態の推定及び予察方法では、まず、埋設金属構造物２に対して所定の位置に、この埋設金属構造物２と同じ材質の埋設用試験体４を埋設する。また、埋設用試験体４と同じ材質、形状の基準用試験体５を準備する。即ち、埋設用試験体と基準用試験体とは同じ材質である。なお、埋設金属構造物２の基材表面にポリエチレンスリーブの配設、塗装等被覆や、その他の表面処理がなされたもの、また、複数の材質による複合材料である場合には、その構成と同じ材質構成の埋設用試験体及び基準用試験体を用いるのが好ましい。

埋設用試験体４の埋設場所は、埋設金属構造物２が埋設されている土質と同様の土質の場所であり、水分量や温度が共通する場所であれば特に限定されないが、通常、例えば、埋設金属構造物２の表面から２０〜５０ｃｍ程度の範囲の位置が考慮される。また、埋設金属構造物２に対する埋設用試験体４の埋設場所位置は、金属構造物の断面に対して上下左右の何れの位置でもよいが、土質水分量のばらつきによる誤差発生防止の観点から断面に対して左右の位置が好ましい。

また、埋設金属構造物と、埋設用試験体及び基準用試験体を電気的に接続することが好ましい。これにより各々が同じ電位となり、より正確な埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察を行うことができる。また、例えば、埋設金属構造物に電気防食が施されている場合には、埋設用試験体及び基準用試験体を電気的に接続されていると電気防食の有効性を判断することもできる。

本実施形態の埋設用試験体４及び基準用試験体５の電圧の測定においては、各々を同条件で行うことができれば特に限定されるものではないが、埋設用試験体４と基準用試験体５の各々に同じ値の電流を印加した状態で、各々の所定の間隔における電圧を測定する必要がある。

埋設用試験体４と基準用試験体５に印加する電流の大きさは、埋設用試験体４及び基準用試験体５の大きさや材質、測定環境に応じて適宜決定することができるが、通常、１〜１０Ａ、好ましくは２〜５Ａ、より好ましくは３Ａである。印加電流を上記条件とすることにより、安全かつ正確に電圧を測定することができる。また、電流を印加した状態で測定する電圧については、埋設用試験体４と基準用試験体５各々について所定の同一の間隔で測定すること、また、電圧、即ち電気抵抗値が測定時の温度によって変化することから、同一温度条件下で測定することが非常に重要である。

上記の電圧の測定条件を簡便に設定することが可能な測定用プローブ３として、図２、３に示す実施形態の測定用プローブ３を用いるのが好ましい。本実施形態の測定用プローブ３は、絶縁体からなる絶縁ベース部６と、埋設金属構造物２と同じ材質の埋設用試験体４及び基準用試験体５とを備えている。そして、埋設用試験体４と基準用試験体５は、各々に同等の電流が印加可能に直列に接続されている。そして、埋設用試験体４と基準用試験体５各々は電圧計８に接続されている。また、埋設用試験体４の少なくとも一部が絶縁ベース部６の表面に露出するとともに、基準用試験体５全体が絶縁ベース部６の内部に封入されている。

図２、図３に示す実施形態の測定用プローブ３では、同じ形状、即ち、各々の長さ、幅、厚さが同一の２本の埋設用試験体４と１本の基準用試験体５を備えており、２本の埋設用試験体４が基準用試験体５を挟む形で直列に接続されている。そして、埋設用試験体４の片面は絶縁体の絶縁ベース部６の表面に露出しており、基準用試験体５は絶縁ベース部６の内部に封入されている。即ち、測定用プローブ３を埋設金属構造物２に対して所定の位置に埋設した場合、埋設用試験体４の露出した片面は土と接触するため時間の経過とともに腐食し、絶縁ベース部６に封入された基準用試験体５は外部から遮断された環境下にあるため腐食はしない。絶縁ベース部６の材質は、高い印加電流に対しても確実に絶縁できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、プラスチック、セラミック、ガラス等を挙げることができる。これらの中でも加工性等の観点からプラスチックを好適に用いることができる。

また、埋設用試験体４と基準用試験体５を直列に接続した回路において、両端には電流印加用のケーブル７１が接続され、他端は地表面まで引き出されて安定化電源７等の安定した電流の供給が可能な機器に接続されており、所定の電流の印加により埋設用試験体４及び基準用試験体５に等しい電流が流れるようになっている。また、埋設用試験体４と基準用試験体５の各々には、電圧測定用のケーブル８１〜８３が接続されており、各々のケーブル８１〜８３の他端は地表面まで引き出されて電圧計８ａ〜８ｃに接続されている。これにより、埋設用試験体４及び基準用試験体５を同じ温度及び等しい電流を印加した状態で各々の正確な電圧を逐次測定することが可能となる。

本実施形態の測定用プローブ３を埋設する時期に関しては、埋設金属構造物２の正確な腐食状態のシミュレーションを行う観点からは、新規の埋設金属構造物２の埋設時に同時に埋設するのが望ましいが、既設の埋設金属構造物２に対して所定の位置に埋設することもできる。

また、本実施形態の測定用プローブ３を用いた埋設金属構造物２の腐食状態の推定及び予察方法においては、埋設用試験体４及び基準用試験体５について得られた電圧データをデータ送信装置により無線で送信し、データ受信装置により受信した電圧データを蓄積し、蓄積した電圧データから得られる推定した埋設用試験体４と前記基準用試験体５の厚みを比較することができる。

具体的には、例えば、埋設用試験体４と基準用試験体５の各々に接続された電圧測定用のケーブルの他端をデータ送信可能な送信装置が内蔵された電圧計８に接続し、測定した電圧データを送信して、受信可能な受信装置で受信してデータを蓄積、解析することにより実現することができる。送信装置としては、Buluetooth（登録商標）等の短距離間データ通信用機器や無線ＬＡＮ用の通信機器等を例示することができる。また、受信装置としては、パーソナルコンピュータやスマートフォン、タブレット等のモバイル機器を例示することができる。このように、測定した電圧データを送信可能にすることにより、複数の測定箇所のデータを離れた場所で一括して受信でき、効率的に解析することが可能となる。また、電源装置及び送信装置にタイマーを接続することにより、自動でデータの送信、蓄積を可能とすることができ、より効率的に解析することが可能となる。

本実施形態の埋設金属構造物２の腐食状態の推定及び予察方法では、上記実施形態の測定用プローブ３等を用いて得られた電圧データから、仮想的な埋設用試験体４の推定厚みを算出して基準用試験体５の推定厚みと比較する。そして、その埋設用試験体４の推定厚み減少量を腐食による減少量と推定する。具体的には、各時間毎の測定用プローブ３における埋設用試験体４と基準用試験体５の測定電圧及び埋設用試験体の初期の厚みを下記式（１）に代入することにより、各時間経過後毎の埋設用試験体４の厚みを推定することができる。

時間t=0における埋設用試験体４の測定電圧：V₁(t=0)
時間tにおける埋設用試験体４の測定電圧：V₁(t)
時間t=0における基準用試験体５の測定電圧：V_r(t=0)
時間tにおける基準用試験体５の測定電圧：V_r(t)
時間t=0における埋設用試験体４の厚み：δ(t=0)
時間tにおける埋設用試験体４の厚み：δ(t)

以下に、本実施形態の測定用プローブを用いた埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法の検証について詳述する。

＜検証１−１＞
検証１として、まず、一般的に金属配管に用いられる鋳鉄（ＦＣＤ４５０）製で、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み１．０ｍｍの実測用試験体と、図２、図３に示す構成の測定用プローブを準備した。測定用プローブの埋設用試験体と基準用試験体は、実測用試験体と同様の材質及び寸法のものを用い、電圧測定用のケーブルは各々８０ｍｍの間隔で接続した。

次に、上記実測用試験体と測定用プローブを塩化第二鉄溶液の浴槽に浸漬して強制的に腐食を進行させ、浸漬時間毎の上記実測用試験体の重量変化量から算出した厚みと、測定用プローブによる電流３Ａ印加時の電圧を測定した。

次に、測定用プローブの電圧値と埋設用試験体の初期の厚みを上記式（１）に代入して各腐食時間の埋設用試験体の推定厚みを算出して実測用試験体の厚みと比較した。その結果を表１に示す。

表１に示すデータをもとに、浸漬時間に対する実測用試験体と埋設用試験体の推定厚み変化を図４のグラフに示す。図４に示すグラフから、実測用試験体と埋設用試験体の厚み変化の傾きが一致していることから相互に非常に強い相関関係が認められ、本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定が正確であることがわかる。また、この傾きに基いて時間軸を未来方向に延長することにより、埋設金属構造物の未来の腐食進行状態を予察することができる。

＜検証１−２＞
上記の埋設金属構造物の腐食量の予察は、ある時点までの測定結果から得られた埋設用試験体の厚みの変化量と、予察する未来の時間から定量的に求めることが望ましく、例えば、以下の方法により求めることができる。

まず、複数の抵抗値の測定結果から、各々の時点での埋設用試験体の厚みを求め、それらのデータから経過時間当たりの埋設用試験体の腐食変化量（平均値ｋ：（ｍｍ／分））を求める。表２に、＜検証１−１＞で得た表１のデータから求めた時間当たりの埋設用試験体の腐食変化量ｋの値を示す。

この場合の腐食変化量は０．００４〜０．００５の間で安定しており、その平均値は０．００４４ｍｍ／分であった。

次に、上記の過去のデータから得られた腐食変化量ｋ（平均値）を下記式（２）に代入することにより、埋設金属構造物の未来の腐食量を予察することができる。
Ｍ＝ｋｔ^ｎ（２）

上記式（２）において、Ｍは埋設金属構造物の腐食量、ｔは時間、ｋは埋設用試験体の腐食変化量、ｎは変数（ｎ≒０．５）を表している。なお、変数ｎは埋設用試験体の腐食量を埋設金属構造物の腐食量に変換するための変数である。

表２のデータから得られた腐食変化量の平均値ｋ（０．００４４ｍｍ／分）及び、例として、１５０分（時間ｔ）を式２に代入すると、埋設用試験体の腐食量は０．６６ｍｍとなり、埋設用試験体の厚みは０．３４ｍｍとなった。

時間１５０分後の埋設用試験体の厚みを図４に示すグラフを用いて推測すると、埋設用試験体の厚みは０．０４ｍｍ前後、埋設金属構造物の厚みは０．０４１ｍｍであり、上記式（２）を用いて算出した埋設金属構造物の厚みとほぼ一致していることが確認された。

＜検証１−３＞
鋳鉄用の測定用プローブの測定時温度の違いによって、推定厚みに変化が生じるか否かの温度補償を確認した。測定用プローブを温度０℃、２２℃、４０℃、６０℃の各水道水の入った浴槽に浸漬した状態で、時間毎の推定厚みを算出した。その結果を表３及び図５に示す。

表３及び図５の結果から、温度の違いによる推定厚みの数値の変化は認められず、温度補償性が証明された。

＜検証１−４＞
実際に使用されている厚み１ｍｍの鋳鉄製（ＦＣＤ４５０）配管と、＜検証１−１＞で用いた測定用プローブと同様のものを、１０％塩水を含む土壌に埋設して、５０日後の金属配管の厚みと測定用プローブによる電流３Ａ印加時の電圧を測定して、その電圧値を上記数式（１）に代入して測定用プローブの埋設用試験体の推定厚みを算出した。

その結果、鋳鉄製配管の厚み変化は１．００ｍｍから０．９９６ｍｍであり、０．００４ｍｍの減少であったのに対して、測定用プローブの埋設用試験体の推定厚み変化は１．００ｍｍから０．９８７ｍｍであり、０．０１３ｍｍの減少であった。この結果から、本発明による埋設金属構造物の腐食状態の推定が可能であることが実証された。

＜検証２−１＞
検証２として、一般的に金属配管に用いられる炭素鋼製で、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み０．３ｍｍ及び０．５ｍｍの実測用試験体と、図２、図３に示す構成の測定用プローブを準備した。測定用プローブの埋設用試験体と基準用試験体は、実測用試験体と同様の材質及び寸法のものを用い、電圧測定用のケーブルは各々８０ｍｍの間隔で接続した。

次に、測定用プローブの電圧値と埋設用試験体の初期の厚みを上記式（１）に代入して各腐食時間の埋設用試験体の推定厚みを算出して、初期厚み０．３ｍｍ及び０．５ｍｍの実測用試験体と埋設用試験体の時間毎の推定厚みをプロットしてグラフにした。その結果を図６に示す。

図６に示すグラフから、実測用試験体と埋設用試験体の厚み変化の傾きが一致していることから相互に非常に強い相関関係が認められ、本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定が正確であることが実証された。また、この傾きに基いて時間軸を未来方向に延長することにより、未来の腐食進行状態を予察することができることが実証された。

＜検証２−２＞
炭素鋼用の測定用プローブの測定時温度の違いによって、測定される推定厚みに変化が生じるか否かの温度補償を確認した。測定用プローブを温度０℃、２２℃、２２．６℃、４０℃、６０℃、８０℃の各水道水の入った浴槽に浸漬した状態で、時間毎に測定状態１〜３の温度における推定厚みを算出した。なお、測定状態１は、厚み０．５ｍｍの炭素鋼用の測定用プローブの塩化第二鉄溶液浸漬時間３０分、測定状態２は６０分、測定状態３は９０分の推定厚みである。その結果を表４に示す。

表４の結果から、温度の違いによる推定厚みの数値の変化が認められないことから、測定用プローブによる測定の温度補償性が証明された。

＜検証２−３＞
実際に使用されている厚み０．５ｍｍの炭素鋼配管と、検証２−１で用いた試験体厚０．５ｍｍの測定用プローブと同じものを、１０％塩水を含む土壌に埋設して、３２日後の炭素鋼配管の厚みと、測定用プローブによる電流３Ａ印加時の電圧を測定して、その電圧値を上記数式（１）に代入し、測定用プローブの埋設用試験体の推定厚みを算出した。

その結果、３２日後の金属管の厚みは０．４９ｍｍで０．０１ｍｍの減少であり、測定用プローブの埋設用試験体の推定厚みは０．４９で０．０１ｍｍの減少で、完全に一致していた。この結果から、本発明による埋設金属構造物の腐食状態の推定が可能かつ正確であることが実証された。

上記検証＜１−１＞〜＜１−４＞及び検証＜２−１＞〜＜２−３＞の結果から、本発明の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法並びに測定用プローブによれば、材質が相違する埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察が可能であることが証明された。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明、検証したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、測定用プローブの構成として、１本の基準用試験体を２本の埋設用試験体で挟むように直列に接続したが、１本の基準用試験体に対して１本の埋設用試験体を接続したり、３本以上の埋設用試験体を直列に接続することもできる。また、測定用プローブの大きさや形状に応じて、複数の基準用試験体を内設することもできる。

なお、同一箇所に多数の埋設用試験体を設置して、それらの腐食量の分散を調べると、分散が大きいほど局部腐食性が高いことが知られている。測定用プローブに多数の埋設用試験体を設置して腐食量の分散を測定することにより局部腐食性を評価することができる。

また、上記実施形態では、測定用プローブを円柱状の形状としたが、埋設金属構造物の長手方向に沿って埋設できるように板状の形状とし、長手方向に沿って複数の埋設用試験体を配設することもできる。

さらに、測定用プローブを埋設金属構造物の近傍とは異なる場所に埋設することにより、土壌の腐食性を評価することもできる。

１土壌
２埋設金属構造物
３測定用プローブ
４埋設用試験体
５基準用試験体
６絶縁ベース部
７安定化電源
８電圧計

Claims

土壌に埋設された埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法であって、
埋設金属構造物と同じ材質で、埋設した状態で電流を印加して電圧が測定可能な埋設用試験体を、前記埋設金属構造物に対して所定の位置に埋設するとともに、前記埋設用試験体と同じ材質で電流を印加して電圧が測定可能な基準用試験体を腐食しない状態に置き、
前記埋設用試験体と前記基準用試験体を同じ温度及び印加電流の条件下で、前記埋設用試験体及び前記基準用試験体各々の電圧を測定し、
得られた各々の前記電圧のデータから前記埋設用試験体の厚みを推定することにより、前記埋設用試験体の腐食状態を推定するとともに腐食の進行を予察し、これをもとに土壌中に埋設された埋設金属構造物の腐食状態を推定するとともに腐食の進行を予察することを特徴とする埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法。
前記埋設金属構造物に被覆、表面処理が施されていた場合に、前記埋設用試験体と前記基準用試験体に同様の被覆、表面処理を施しておくことを特徴とする請求項１に記載の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法。
前記埋設金属構造物と、前記埋設用試験体及び前記基準用試験体を電気的に接続して、各々を同じ電位にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法。
前記埋設用試験体及び前記基準用試験体について得られた電圧データをデータ送信装置により無線で送信し、データ受信装置により前記電圧データを受信して蓄積し、蓄積した電圧データから得られる推定した前記埋設用試験体と前記基準用試験体の厚みを比較することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法。
請求項１から４のいずれか一項に記載の埋設金属構造物の腐食状態の推定及び予察方法に用いる測定用プローブであって、
絶縁体からなる絶縁ベース部と、埋設金属構造物と同じ材質の埋設用試験体及び基準用試験体とを備え、
埋設用試験体と基準用試験体は、各々に対して同等の電流が印加可能に直列に接続され、かつ埋設用試験体と基準用試験体各々の電圧が測定可能に電圧計に接続されており、
埋設用試験体の少なくとも一部が絶縁ベース部の表面に露出するとともに、基準用試験体全体が絶縁ベース部の内部に封入されていることを特徴とする測定用プローブ。