JP4363646B2 - Corrosion environment evaluation method using corrosion environment sensor - Google Patents
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Description
本発明は、鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により腐食し変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを実際の環境下で腐食させ、その腐食した腐食環境センサの色を表す表色データから腐食環境を評価する腐食環境評価方法に関する。 The present invention corrodes a corrosive environment sensor consisting of a plurality of types of metal pieces that corrode and discolor due to corrosion factors in the atmosphere involved in corrosion of steel structures in an actual environment, and changes the color of the corroded corrosive environment sensor. The present invention relates to a corrosive environment evaluation method for evaluating a corrosive environment from expressed color data.
鋼構造物の損傷のうちの多くを占める腐食や疲労は、供用時間の経過と共に発生頻度は上がる。近年の腐食損傷事例の増加につれて、維持管理の重要性が広く認識され始め、効率的な予防保全のためにも、供用中の鋼構造物に対する腐食劣化予測やライフ・サイクル・コストをも考慮した最適な予防方法が求められている。 Corrosion and fatigue, which account for much of the damage to steel structures, increase in frequency with the passage of service time. As the number of corrosion damage cases has increased in recent years, the importance of maintenance management has been widely recognized, and for the purpose of efficient preventive maintenance, the corrosion deterioration prediction and life cycle cost for steel structures in service are also considered. There is a need for optimal prevention methods.
鋼構造物の腐食の進行の程度を評価する技術として、特許文献１には、鋼構造物の腐食部分を腐食したカラーサンプルと共に撮影して、画像処理によって鋼構造物の腐食の進行の程度を評価する技術が提案されている。
特許文献２には、電気・電子機器に採用されている金属材料の大気中での暴露日数に対する腐食減量を用いて腐食環境の程度を示す環境評価点を算定し、金属材料の寿命を診断する技術が記載されている。
As a technique for evaluating the degree of progress of corrosion of a steel structure, Patent Document 1 discloses photographing the corroded portion of the steel structure together with a corroded color sample, and the degree of progress of corrosion of the steel structure by image processing. Techniques for evaluation have been proposed.
In Patent Document 2, an environmental evaluation point indicating the degree of corrosive environment is calculated by using the weight loss of corrosion with respect to the number of exposure days in the atmosphere of the metal material used in electric / electronic equipment, and the life of the metal material is diagnosed. The technology is described.
大気中に置かれた鋼構造物の腐食の原因は、大気中に含まれる水分（結露、雨水）、飛来塩分、種々の大気汚染物質（ＳＯ2 ，ＳＯ3 ，ＮＯ，ＮＯ2 ，Ｈ2 Ｓ，ＮＨ3 など）、気温などの複合されたものであるが、これら因子の単独分析では腐食との対応は困難である。また、合理的な防蝕設計を行うためにも、付着塩分量、大気汚染物質、温度、湿度などの腐食因子と腐食状態（部位，程度，速度）との定量的な関係を明らかにする必要があるとされている。大気中の鋼構造物の腐食に関しては、対象表面が乾燥するため、電気化学的モニタリング手法は容易ではない。鋼材の暴露試験では、長い時間と多くのコストがかかる。 Cause corrosion of steel structures placed in the atmosphere, the moisture contained in the atmosphere (dew, rain), airborne salt, various air pollutants (SO 2, SO 3, NO , NO 2, H 2 S , NH 3, etc.), temperature, etc., but it is difficult to cope with corrosion by single analysis of these factors. It is also necessary to clarify the quantitative relationship between the corrosion factors (part, degree, speed) such as the amount of attached salt, air pollutants, temperature, and humidity in order to make a rational corrosion protection design. It is said that there is. Regarding the corrosion of steel structures in the atmosphere, the electrochemical monitoring method is not easy because the target surface dries. Steel exposure tests are time consuming and costly.
そこで、鋼材よりも短時間で腐食因子から腐食状況を知ることのできる複数種類の金属片を用いることで、腐食環境を評価することができることに着目して、本願出願人は、金属の腐食による状態変化を利用することで鋼構造物の腐食因子を容易に特定することのできる腐食環境センサを提案した（特願２００３−３５７５６０号）。
特許文献１の技術は鋼構造物の外観に現れる腐食の程度を評価する技術であるから、鋼構造物の腐食があまり進行してない構築初期の状態では適用できないという問題がある。また、従来の技術では腐食環境を短期間で簡単に評価するのが難しい。また、鋼構造物の設置後腐食が発生しない段階では適用できないので、鋼構造物を設置する予定の場所の腐食環境を予め評価することができない。 Since the technique of Patent Document 1 is a technique for evaluating the degree of corrosion appearing in the appearance of a steel structure, there is a problem that it cannot be applied in the initial stage of construction in which the corrosion of the steel structure has not progressed much. Moreover, it is difficult to easily evaluate the corrosive environment in a short period of time with the conventional technology. Moreover, since it cannot apply in the stage which does not generate | occur | produce corrosion after installation of a steel structure, the corrosive environment of the place where the steel structure is planned to be installed cannot be evaluated in advance.
さらに、前記の腐食環境センサが腐食環境下で腐食する際に、複数種類の腐食因子が関与しており、腐食環境センサの複数種類の金属片の個々の腐食態様も多様であるため、腐食環境センサの腐食状態から、腐食環境を精度よく評価する技術は難しい技術であり、未だ提案されていない。
本発明の目的は、腐食環境センサの複数種類の金属片の腐食状態を測色手段で測定して表色データを作成し、その表色データに基づいて腐食環境を評価できる評価方法を提供することである。
Furthermore, when the corrosive environment sensor corrodes in a corrosive environment, multiple types of corrosive factors are involved, and the various corrosion modes of the multiple types of metal pieces of the corrosive environmental sensor are also diverse. A technique for accurately evaluating the corrosive environment from the corrosion state of the sensor is a difficult technique and has not yet been proposed.
An object of the present invention is to provide an evaluation method capable of measuring the corrosion state of a plurality of types of metal pieces of a corrosive environment sensor by a colorimetric means to create color data and evaluating the corrosive environment based on the color data. That is.
請求項１の腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境下で腐食させる腐食工程と、次に腐食した腐食環境センサの表面を測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成するデータ作成工程と、腐食環境センサと同種の新規の腐食環境センサを実験的に複数種の腐食因子で夫々腐食させた複数種の腐食環境マスターであって腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた複数種の腐食環境マスターを作成し、この複数種の腐食環境マスターを測色手段で測定して明度と色相と彩度に関する表色マスターデータを作成するマスターデータ作成工程と、次に腐食環境センサから得た表色データと前記表色マスターデータとを用いて腐食環境センサの金属片の種類別に且つ腐食因子の濃度別に色差を演算し、これら色差に基づいて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価する評価工程とを備えたことを特徴とするものである。尚、腐食環境センサは、鋼材に比較して腐食されやすい腐食速度の大きな複数種類の金属片を含むものとする。 According to the method for evaluating a corrosive environment using a corrosive environment sensor according to claim 1, a corrosive environment sensor composed of a plurality of types of metal pieces that are discolored by corrosive factors in the atmosphere involved in corrosion of steel structures is corroded in the same environment as the steel structures. A corrosive process to be performed, a data creating process for measuring the surface of the corroded corrosive environment sensor with a colorimetric means, and creating color data for lightness, hue and saturation, and a new corrosive sensor similar to the corrosive environmental sensor. A plurality of types of corrosive environment masters obtained by corroding environmental sensors experimentally with a plurality of types of corrosive factors, each of which is corroded with a number of corrosive factors for each corrosive factor, are created. and master data creating step of creating color master data relating to brightness and hue and saturation plural kinds of corrosive environment master measured by colorimetric means, then the color specification data obtained from the corrosive environment sensor wherein An evaluation step of the color difference calculated by concentration and corrosion factors by type of metal pieces corrosive environment sensor with a color master data, evaluates the steel structures installed in which location of corrosive environments on the basis of these color difference It is characterized by comprising. The corrosive environment sensor includes a plurality of types of metal pieces that are easily corroded and have a high corrosion rate compared to steel materials.
まず、鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境下で腐食させ、次に腐食した腐食環境センサの表面を測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成する。 First, a corrosive environment sensor consisting of multiple types of metal pieces that change color due to corrosion factors in the atmosphere involved in the corrosion of the steel structure is corroded in the same environment as the steel structure, and then the surface of the corroded corrosive environment sensor is Measurement is performed by the colorimetric means, and color specification data relating to brightness, hue, and saturation is created .
腐食環境センサと同種の新規の腐食環境センサを実験的に複数種の腐食因子で夫々腐食させた複数種の腐食環境マスターを作成し、この複数種の腐食環境マスターを測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色マスターデータを作成する。この表色マスターデータと、実際に腐食させた腐食環境センサから得た表色データとを用いて、腐食環境センサの金属片の種類別に且つ腐食因子の濃度別に色差が演算されるので、この色差に基づいて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価することができる。
複数種類の金属片からなる腐食環境センサには複数の腐食因子の影響が反映されるため、表色マスターデータには複数の腐食因子の影響が含まれるから、前記のようにして、鋼構造物の設置場所の腐食環境における腐食因子の影響も評価することができる。
A plurality of types of corrosive environment masters were created by experimentally corroding a new corrosive environment sensor of the same type as the corrosive environment sensor with multiple types of corrosion factors, and these multiple types of corrosive environment masters were measured using colorimetric means. , to create a color specification master data about the brightness and the hue and saturation. And the color specification master data, by using the actual corroded colorimetric data obtained from the corrosive environment sensor was, since the color difference is calculated for each concentration of and corrosion factors by type of metal pieces corrosive environment sensors, the color difference The corrosive environment where the steel structure is installed can be evaluated based on the above.
Since the corrosion environment sensor consisting of multiple types of metal pieces reflects the effects of multiple corrosion factors, the color master data includes the effects of multiple corrosion factors. The influence of the corrosion factor on the corrosive environment of the installation site can also be evaluated.
腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた複数種の腐食環境マスターを作成し、この複数種の腐食環境マスターから表色マスターデータを作成するため、豊富な表色マスターデータを用いて腐食環境を評価する精度を高めることができる。 Order to create a plurality of density more corrosive environment master corroded corrosion factor for each corrosion factors, to create a color specification master data from the plurality of types of corrosive environments master, using a rich color specification master data Therefore, the accuracy of evaluating the corrosive environment can be improved.
請求項２の腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、請求項１の発明において、前記測色手段として、分光型測色計を用いることを特徴とする。
分光型測色計により、明度（Ｌ＊）と、色相と彩度を示す色度（ａ＊，ｂ＊）の表色データを得ることができるので、腐食による色変化を精度よく表色データに反映させることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a corrosive environment evaluation method using a spectroscopic colorimeter as the colorimetric means.
The spectrophotometer can obtain color data of lightness (L *) and chromaticity (a *, b *) indicating hue and saturation. Can be reflected.
請求項３の腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、請求項１又は２の発明において、前記マスターデータ作成工程における複数種の腐食因子は、少なくとも、塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物を含むことを特徴とする。少なくとも、主要な腐食因子である塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物についての表色マスターデータを作成するため、腐食環境における塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物の影響を評価することができる。 The method for evaluating a corrosive environment using the corrosive environment sensor according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2 , wherein the plurality of types of corrosion factors in the master data creation step include at least salt, sulfur oxide, and nitrogen oxide. It is characterized by. At least, since color master data for salinity, sulfur oxides, and nitrogen oxides, which are major corrosion factors, is created, the influence of salinity, sulfur oxides, and nitrogen oxides in a corrosive environment can be evaluated.
請求項１の発明によれば、腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境で腐食させ、その腐食した腐食環境センサを測色手段で測定して明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、その表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価するため、鋼構造物を構築した場所又は構築予定場所の腐食環境を評価することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the corrosive environment sensor is corroded in the same environment as the steel structure, and the corrosive corrosive environment sensor is measured by the colorimetric means, and the color data relating to the brightness, hue, and saturation is created. Since the color environment data is used to evaluate the corrosive environment at the place where the steel structure is installed, the corrosive environment at the place where the steel structure is constructed or the place where the steel structure is planned to be constructed can be evaluated.
腐食環境センサは、鋼材に比較して腐食されやすく腐食速度の大きな複数種類の金属片を含むので、鋼構造物と同じ環境に短期間おくだけで腐食するから、短期間で腐食環境の評価を行うことができる。しかも、腐食させた腐食環境センサを測色手段で測色して明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、この表色データに基づいて鋼構造物の設置されいる場所の腐食環境を評価するため、精度よく腐食環境を評価することができる。 Corrosion environment sensors include multiple types of metal pieces that are more likely to be corroded and have a higher corrosion rate than steel materials, so they can be corroded in the same environment as steel structures for a short period of time. It can be carried out. In addition, the corrosive corrosive environment sensor is measured by colorimetric means to create color data for brightness, hue, and saturation, and based on this color data, the corrosive environment at the place where the steel structure is installed is determined. Since the evaluation is performed, the corrosive environment can be accurately evaluated.
即ち、表色マスターデータと、実際に腐食させた腐食環境センサから得た表色データとを用いて腐食環境センサの金属片の種類別に且つ腐食因子の濃度別に色差を演算し、これらの色差に基づいて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価するため、精度よく腐食環境を評価することができる。しかも、表色マスターデータには複数の腐食因子の影響が含まれるから、鋼構造物の設置場所の腐食環境における腐食因子の影響も評価することができる。 That is, using the color master data and the color data obtained from the corrosive environment sensor actually corroded , the color difference is calculated according to the type of the metal piece of the corrosive environment sensor and the concentration of the corrosion factor. to evaluate the location of the corrosive environment which is installed in the steel structure based, it can be evaluated accurately corrosive environment. In addition, since the color master data includes the influence of a plurality of corrosion factors, the influence of the corrosion factors in the corrosive environment at the installation site of the steel structure can also be evaluated.
腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた複数種の腐食環境マスターを作成し、この複数種の腐食環境マスターを測色手段で測定して明度と色相と彩度に関する表色マスターデータを作成するため、豊富な表色マスターデータを用いて腐食環境を評価する精度を高めることができる。 Rot every food factors create multiple concentrations of a plurality of types of corrosive environments master corroded by corrosive agents, color master regarding brightness and hue and saturation of the plurality of types of corrosive environments master measured by colorimetric means Since the data is created, it is possible to improve the accuracy of evaluating the corrosive environment using abundant color master data.
請求項２の発明によれば、前記測色手段として分光型測色計を用いるため、腐食環境センサの腐食による色変化を精度よく表色データに反映させることができる。
請求項３の発明によれば、少なくとも、主要な腐食因子である塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物についての表色マスターデータを作成するため、腐食環境における塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物の影響を評価することができる。
According to the second aspect of the present invention, since a spectroscopic colorimeter is used as the colorimetric means, the color change due to corrosion of the corrosive environment sensor can be accurately reflected in the colorimetric data.
According to the invention of claim 3 , in order to create color master data for at least salinity, sulfur oxides and nitrogen oxides which are the main corrosion factors, the salinity, sulfur oxides and nitrogen oxides in the corrosive environment are created. The impact can be evaluated.
本発明に係る腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境下で腐食させる腐食工程と、次に腐食した腐食環境センサの表面を測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成するデータ作成工程と、次に腐食環境センサから得た表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価する評価工程とを備えたことを特徴とするものである。 The corrosive environment evaluation method using the corrosive environment sensor according to the present invention corrodes a corrosive environment sensor composed of a plurality of types of metal pieces, which are discolored by corrosion factors in the atmosphere involved in the corrosion of the steel structure, in the same environment as the steel structure. A data creation process for measuring the surface of the corrosive environment sensor to be corroded, and measuring the surface of the corroded corrosive environment sensor with colorimetric means, and creating color data relating to brightness, hue and saturation, and then a table obtained from the corrosive environment sensor. And an evaluation process for evaluating the corrosive environment of the place where the steel structure is installed using color data.
次に、実施例１に係る腐食環境評価システムと腐食環境評価方法について説明する。
図１は腐食環境センサ１を示し、この腐食環境センサ１は、腐食感度に優れる５種類の金属片１ａ〜１ｅ（Ｍｇ片１ａ，Ａｌ片１ｂ，Ｃｕ片１ｃ，Ａｇ片１ｄ，Ｆｅ片１ｅ）からなる腐食環境センサ１を示す。これら金属片１ａ〜１ｅは、絶縁性の合成樹脂製の基板２に形成した浅い凹部に夫々装着して固定され、この腐食環境センサ１が新品の状態では、５種類の金属片１ａ〜１ｅと基板２の表面は気密性の封止膜で覆われており、基板２の背面には腐食環境センサ１を鋼構造物に装着するための永久磁石片（図示略）が固定されている。尚、前記の金属片１ａ〜１ｅをセンサ片と言う場合もある。
Next, a corrosive environment evaluation system and a corrosive environment evaluation method according to Example 1 will be described.
FIG. 1 shows a corrosive environment sensor 1. The corrosive environment sensor 1 has five kinds of metal pieces 1a to 1e (Mg piece 1a, Al piece 1b, Cu piece 1c, Ag piece 1d, Fe piece 1e) having excellent corrosion sensitivity. A corrosive environment sensor 1 is shown. These metal pieces 1a to 1e are respectively mounted and fixed in shallow concave portions formed on the insulating synthetic resin substrate 2, and when the corrosive environment sensor 1 is new, five kinds of metal pieces 1a to 1e and The surface of the substrate 2 is covered with an airtight sealing film, and a permanent magnet piece (not shown) for mounting the corrosive environment sensor 1 on the steel structure is fixed to the back surface of the substrate 2. The metal pieces 1a to 1e may be referred to as sensor pieces.
図１の腐食環境センサ１を橋桁などの鋼構造物にセットし、前記の封止膜を除去して所定期間（例えば、１ケ月〜６ケ月）大気中に暴露状態に保持すると、５種類のセンサ片１ａ〜１ｅが夫々大気中の腐食因子と接触して腐食し、各センサ片１ａ〜１ｅ特有の状態に腐食し変色する。図２は、そのように腐食させた後の腐食環境センサ１を模式的に図示したものである。 When the corrosive environment sensor 1 of FIG. 1 is set on a steel structure such as a bridge girder, the sealing film is removed, and it is kept exposed to the atmosphere for a predetermined period (for example, 1 month to 6 months). Each of the sensor pieces 1a to 1e comes into contact with a corrosive factor in the atmosphere to corrode, and corrodes and discolors to a state peculiar to the sensor pieces 1a to 1e. FIG. 2 schematically shows the corrosive environment sensor 1 after such corrosion.
次に、５種類のセンサ片１ａ〜１ｅの初期状態と腐食による変色について簡単に説明する。Ｍｇ片１ａは、初期には銀色であるが、水と反応しやすく、灰色を経て黒色に変化する。Ａｌ片１ｂは、初期には銀色であるが、塩素イオンと反応して塩化物を生成し、徐々に白色に変化していく。Ｃｕ片１ｃは初期には銅色であるが、水と反応して酸化すると茶色の酸化物を生成し、また、塩素イオンと反応して塩化物を生成する場合、硫黄酸化物と水と反応して硫化物を生成する場合には、赤黒色に変化していく。 Next, the initial state of the five types of sensor pieces 1a to 1e and the discoloration due to corrosion will be briefly described. The Mg piece 1a is initially silver, but easily reacts with water, and changes from gray to black. The Al piece 1b is initially silver-colored, but reacts with chlorine ions to produce chloride, and gradually turns white. The Cu piece 1c is initially copper-colored, but reacts with water to oxidize to produce a brown oxide, and when it reacts with chlorine ions to produce chloride, the sulfur oxide reacts with water. When sulfides are produced, the color changes to red and black.
Ａｇ片１ｄは初期には銀色であるが、硫黄酸化物と水と反応して硫化物を生成する場合には、灰色を経て黒色に変化していく。Ｆｅ片１ｅは初期には鉄色であるが、水と反応して酸化物を生成する場合は薄茶色に変化していき、塩素イオンと反応して塩化物を生成する場合には黒色に変化していく。 The Ag piece 1d is initially silver-colored, but when it reacts with sulfur oxides and water to produce a sulfide, it changes from gray to black. The Fe piece 1e is initially iron-colored, but when it reacts with water to produce an oxide, it turns light brown, and when it reacts with chlorine ions to produce chloride, it turns black. I will do it.
この腐食環境評価システム１０は、６種類の腐食環境マスター（湿度用腐食環境マスター１１ａ、塩水用腐食環境マスター１１ｂ、硫黄酸化物用腐食環境マスター１１ｃ、窒素酸化物用腐食環境マスター１１ｄ、硫化水素用腐食環境マスター１１ｅ、アンモニア用腐食環境マスター１１ｆ）と、複数組の新しい腐食環境センサ１と、腐食環境マスターや腐食させ回収した腐食環境センサ１から表色マスターデータや表色データを作成する分光型測色計１２と、分光型測色計１２で作成したデータをコンピュータ１４に入力するインタフェース１３と、コンピュータ１４（コンピュータ本体、ディスプレイ、キーボード、マウスを含む）などを有する。 This corrosive environment evaluation system 10 includes six kinds of corrosive environment masters (humidity corrosive environment master 11a, salt water corrosive environment master 11b, sulfur oxide corrosive environment master 11c, nitrogen oxide corrosive environment master 11d, and hydrogen sulfide. Corrosion environment master 11e, ammonia corrosion environment master 11f), a plurality of new corrosion environment sensors 1, and a spectroscopic type for creating color master data and color data from the corrosive environment master and the corrosive environment sensor 1 recovered by corrosion. It has a colorimeter 12, an interface 13 for inputting data created by the spectroscopic colorimeter 12 to a computer 14, a computer 14 (including a computer main body, a display, a keyboard, a mouse), and the like.
湿度用腐食環境マスター１１ａは、４つの腐食環境センサ１を異なる４種類の湿度（２０，４０，６０，８０％ＲＨ）の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。塩水用腐食環境マスター１１ｂは、４つの腐食環境センサ１を異なる４種類の濃度（１０，２０，３０，４０％）の塩水噴霧環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。硫黄酸化物用腐食環境マスター１１ｃは、３つの腐食環境センサ１を異なる３種類の濃度（0.02,0.04,0.06ｐｐｍ、湿度８０％ＲＨ）の硫黄酸化物（ＳＯ2 とＳＯ3 の１：１の混合ガス）の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。 The humidity corrosive environment master 11a is obtained by corroding the four corrosive environment sensors 1 in two different humidity environments (20, 40, 60, 80% RH) for two months. The salt water corrosive environment master 11b is obtained by corroding the four corrosive environment sensors 1 in two different concentrations (10, 20, 30, 40%) of salt water spray environments for two months. The corrosive environment master 11c for sulfur oxides has three corrosive environment sensors 1 of sulfur oxides (SO 2 and SO 3 of 1: 1) with three different concentrations (0.02, 0.04, 0.06ppm, humidity 80% RH). Corrosion was maintained for 2 months in a mixed gas environment.
窒素酸化物用腐食環境マスター１１ｄは、３つの腐食環境センサ１を異なる３種類の濃度（0.02,0.04,0.06ｐｐｍ、湿度８０％ＲＨ）の窒素酸化物（ＮＯとＮＯ2 の１：１の混合ガス）の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。硫化水素用腐食環境マスター１１ｅは、３つの腐食環境センサ１を異なる３種類の濃度（0.01,0.02,0.03ｐｐｍ、湿度８０％ＲＨ）の硫化水素の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。アンモニア用腐食環境マスター１１ｆは、３つの腐食環境センサ１を異なる３種類の濃度（0.01,0.02,0.03ｐｐｍ、湿度８０％ＲＨ）の硫化水素の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。 Nitrogen oxide corrosive environment master 11d uses three different corrosive environment sensors 1 for nitrogen oxides of different concentrations (0.02, 0.04, 0.06ppm, humidity 80% RH) (a 1: 1 mixture of NO and NO 2 ). Gas) and kept corroded for 2 months in an environment of gas. Corrosion environment master 11e for hydrogen sulfide corrodes three corrosion environment sensors 1 by holding them in an environment of hydrogen sulfide of three different concentrations (0.01, 0.02, 0.03 ppm, humidity 80% RH) for two months. Is. Corrosion environment master 11f for ammonia is obtained by corroding three corrosion environment sensors 1 in two different concentrations (0.01, 0.02, 0.03 ppm, humidity 80% RH) of hydrogen sulfide for two months. It is.
分光型測色計１２は、物体の色を明度（Ｌ＊）と、色相と彩度を表す色度（a*,b* ）を数値化した表色データ（Ｌ＊，a*,b* ）に変換する機能を有するものである。尚、この明細書と図面において、表色データ（Ｌ＊，a*,b* ）を（Ｌ，ａ，ｂ）と記載し、色差「ΔＥ＊ａ＊ｂ＊」を「ΔＥａｂ」と簡略的に記載する（図４〜図１６参照）。 The spectrophotometer 12 is a colorimetric data (L *, a *, b *) in which the color of an object is converted into lightness (L *) and chromaticity (a *, b *) representing hue and saturation is digitized. ). In this specification and drawings, the color data (L *, a *, b *) is described as (L, a, b), and the color difference “ΔE * a * b *” is simply expressed as “ΔEab”. (See FIGS. 4 to 16).
４つの湿度用腐食環境マスター１１ａを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図４に示すようになる。４つの塩水用表色マスター１１ｂを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図５に示すようになる。硫黄酸化物用表色マスター１１ｃを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図６に示すようになる。 The data structure of the color specification master data obtained by measuring the four corrosive environment masters for humidity 11a with the spectroscopic colorimeter 12 is as shown in FIG. The data structure of color master data obtained by measuring the four color masters 11b for salt water with the spectrophotometer 12 is as shown in FIG. The data structure of the color master data obtained by measuring the sulfur oxide color master 11c with the spectroscopic colorimeter 12 is as shown in FIG.
窒素酸化物用表色マスター１１ｄを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図７に示すようになる。硫化水素用表色マスター１１ｅを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図８に示すようになる。アンモニア用表色マスター１１ｆを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図９に示すようになる。 The data structure of the color master data obtained by measuring the nitrogen oxide color master 11d with the spectrophotometer 12 is as shown in FIG. The data structure of the color specification master data obtained by measuring the color specification master 11e for hydrogen sulfide with the spectroscopic colorimeter 12 is as shown in FIG. The data structure of the color master data obtained by measuring the ammonia color master 11f with the spectrophotometer 12 is as shown in FIG.
図４〜図９に示す表色マスターデータは、測定するごとに分光型測色計１２からインターフェース１３を介してコンピュータ１４に格納される。次に、何れかの場所に設置された道路橋や鉄橋の橋桁（鋼構造物）の腐食環境を検知し、橋桁の寿命予測を行う場合には、新規の腐食環境センサ１を前記の橋桁に固定し橋桁と同じ環境下に２ケ月間放置し腐食させてから回収する。 The color master data shown in FIGS. 4 to 9 is stored in the computer 14 from the spectrophotometer 12 via the interface 13 every time it is measured. Next, when detecting the corrosive environment of a bridge girder (steel structure) of a road bridge or an iron bridge installed at any location and predicting the life of the bridge girder, the new corrosive environment sensor 1 is used for the bridge girder. It is fixed and left in the same environment as the bridge girder for 2 months to be corroded and collected.
次に、腐食環境評価システム１０により腐食環境を評価する腐食環境評価方法について、図１７、図１８に基づいて説明する。尚、前記の説明と重複する内容については簡単に説明する。図１７において、Ｐｉ（ｉ＝１，２，・・）は各工程を示す。
最初に、工程Ｐ１において、複数組の腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆの製作の準備のため、所要枚数の腐食環境センサ１を準備する。本実施例の場合、６種類のマスター用に計２０枚の腐食環境センサ１を準備する。
Next, a corrosive environment evaluation method for evaluating the corrosive environment by the corrosive environment evaluation system 10 will be described with reference to FIGS. The contents overlapping with the above description will be briefly described. In FIG. 17, Pi (i = 1, 2,...) Indicates each step.
First, in process P1, the required number of corrosive environment sensors 1 are prepared in preparation for the production of a plurality of sets of corrosive environment masters 11a to 11f. In the case of the present embodiment, a total of 20 corrosive environment sensors 1 are prepared for six types of masters.
次に、工程Ｐ２において、腐食環境マスターの製作のための腐食実験を行って、前述したとおりの腐食因子別（湿度、塩水、硫黄酸化物、窒素酸化物、硫化水素、アンモニア）の濃度別の腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆを製作する。
次に、工程Ｐ３において、腐食因子別、濃度別の複数組の腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆを分光型測色計１２で順次測定し、腐食因子別、濃度別の表色マスターデータ（図４〜図９参照）を作成し、その表色マスターデータをコンピュータ１４のハードディスクに格納する。
Next, in the process P2, a corrosion experiment for the production of the corrosive environment master is performed, and according to the concentration of each of the corrosion factors (humidity, salt water, sulfur oxide, nitrogen oxide, hydrogen sulfide, ammonia) as described above. The corrosive environment masters 11a to 11f are manufactured.
Next, in step P3, a plurality of sets of corrosion environment masters 11a to 11f for each corrosion factor and each concentration are sequentially measured by the spectroscopic colorimeter 12, and color master data for each corrosion factor and each concentration (FIG. 4 to FIG. 4). 9) and the color specification master data is stored in the hard disk of the computer 14.
次に、工程Ｐ４において、１又は複数組の新規の腐食環境センサ１を前記特定の橋桁（鋼構造物）に設置して橋桁と同じ腐食環境下に１〜６月程度の所定期間（本実施例では、例えば２ケ月間）腐食させる。尚、この工程Ｐ４は工程Ｐ１，Ｐ２と並行的に実施してもよい。次に、工程Ｐ５において、前記所定期間の経過後に橋桁から腐食環境センサ１を回収する。 Next, in process P4, one or a plurality of sets of new corrosive environment sensors 1 are installed on the specific bridge girder (steel structure), and a predetermined period of about 1 to 6 months (this implementation) In the example, it is corroded (for example, for 2 months). In addition, you may implement this process P4 in parallel with process P1, P2. Next, in step P5, the corrosive environment sensor 1 is recovered from the bridge girder after the lapse of the predetermined period.
次に、工程Ｐ６において、回収した実施腐食環境センサ１の５枚のセンサ片１ａ〜１ｅを測色計１２で測定し、図１０に示すような表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）を作成し、コンピュータ１４のハードディスクに格納する。次に、工程Ｐ７において、コンピュータに予め格納した腐食環境評価制御プログラムにより、図４〜図９の表色マスターデータと図１０の表色データを処理することにより、前記の橋桁が設置されている腐食環境を評価する評価演算処理を実行する。 Next, in the process P6, the five sensor pieces 1a to 1e of the collected implementation corrosion environment sensor 1 are measured by the colorimeter 12, and the colorimetric data (L, a, b) as shown in FIG. 10 is created. And stored in the hard disk of the computer 14. Next, in step P7, the bridge girder is installed by processing the color master data of FIGS. 4 to 9 and the color data of FIG. 10 with a corrosion environment evaluation control program stored in advance in a computer. An evaluation calculation process for evaluating the corrosive environment is executed.
この工程Ｐ７においてコンピュータ１４により実行される腐食環境評価演算処理について図１８のフローチャートに基づいて説明する。尚、図１８においてＳｉ（ｉ＝１，２，・・・）は各ステップを示すものである。 The corrosive environment evaluation calculation process executed by the computer 14 in this process P7 will be described based on the flowchart of FIG. In FIG. 18, Si (i = 1, 2,...) Indicates each step.
この処理の開始後、最初のＳ１では、図４の湿度用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の回収した腐食環境センサの表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）を読み出し、図１１に示すようなデータ構造の色差ΔＥａｂ（hm) が演算される。尚、（hm) は「湿度」を示す添え字である。また、前記表色マスターデータと表色データについて、明度Ｌの差分をΔＬ、色度ａ，ｂの差分をΔａ，Δｂとしたとき、色差ΔＥａｂは次式で演算される。
ΔＥａｂ＝［ΔＬ2 ＋Δａ2 ＋Δｂ2 ］1/2
After the start of this process, in the first S1, the humidity color master data (L, a, b) shown in FIG. 4 and the collected color data (L, a, b) of the corrosive environment sensor shown in FIG. 10 are read out. The color difference ΔEab (hm) of the data structure as shown in FIG. 11 is calculated. (Hm) is a subscript indicating “humidity”. Further, regarding the color master data and the color data, when the difference in brightness L is ΔL and the difference in chromaticity a and b is Δa and Δb, the color difference ΔEab is calculated by the following equation.
ΔEab = [ΔL 2 + Δa 2 + Δb 2 ] 1/2
このように演算された湿度用の色差ΔＥａｂのデータの構造は、図１１のようになる。 ある色と別の色とが類似した色になる程、色差ΔＥａｂの値が小さくなることから、次に、Ｓ２において、図１１の色差ΔＥａｂのデータにおいて、各センサ片１ａ〜１ｅ別に最小の色差ΔＥａｂを抽出し、５つの最小の色差ΔＥａｂに対応する５つの湿度Ｈ１〜Ｈ５を演算し、湿度評価値Ｈｍを湿度Ｈ１〜Ｈ５の平均値として求め、ハードディスクに格納する。こうして、前記の橋桁が設置されている環境の湿度の程度が数値化される。 The data structure of the color difference ΔEab for humidity calculated in this way is as shown in FIG. Since the value of the color difference ΔEab becomes smaller as a certain color and another color become more similar, next, in S2, in the data of the color difference ΔEab in FIG. 11, the smallest color difference for each sensor piece 1a to 1e. ΔEab is extracted, five humidity H1 to H5 corresponding to the five smallest color differences ΔEab are calculated, and the humidity evaluation value Hm is obtained as an average value of the humidity H1 to H5 and stored in the hard disk. Thus, the degree of humidity in the environment where the bridge girder is installed is quantified.
次に、Ｓ３においては、図５の塩水用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の回収した腐食環境センサの表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とから、Ｓ１と同様に、図１２に示すように色差ΔＥａｂ(CL)を演算する。尚、(CL)は「塩水」を示す添え字である。
次に、Ｓ４において、図１２の色差ΔＥａｂのデータにおいて、各センサ片１ａ〜１ｅ別に最小の色差ΔＥａｂを抽出し、５つの最小の色差ΔＥａｂに対応する５つの塩水濃度CL1 〜CL5 を演算し、塩水濃度評価値CLm を塩水濃度CL1 〜CL5 の平均値として求め、ハードディスクに格納する。こうして、前記の橋桁が設置されている腐食環境の塩分濃度の程度が数値化される。
Next, in S3, it is the same as S1 from the salt water color master data (L, a, b) in FIG. 5 and the collected color data (L, a, b) of the corrosive environment sensor in FIG. Then, the color difference ΔEab (CL) is calculated as shown in FIG. (CL) is a subscript indicating “salt water”.
Next, in S4, in the data of the color difference ΔEab in FIG. 12, the minimum color difference ΔEab is extracted for each sensor piece 1a to 1e, and five salt water concentrations CL1 to CL5 corresponding to the five minimum color differences ΔEab are calculated. The salt water concentration evaluation value CLm is obtained as an average value of the salt water concentrations CL1 to CL5 and stored in the hard disk. Thus, the degree of salinity in the corrosive environment where the bridge girder is installed is quantified.
次に、Ｓ５において、上記と同様にして、図６の硫黄酸化物用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とから硫黄酸化物についての色差ΔＥａｂ（ｓ）（図１３参照）と硫黄酸化物濃度評価値ＳＯｍが演算される。尚、（ｓ）は「硫黄酸化物」を示す添え字である。図７の窒素酸化物用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とから窒素酸化物についての色差ΔＥａｂ（ｎ）（図１４参照）と窒素酸化物濃度評価値ＮＯｍが演算される。尚、（ｎ）は「窒素酸化物」を示す添え字である。 Next, in S5, in the same manner as described above, the sulfur oxide color data master data (L, a, b) for FIG. 6 and the color data (L, a, b) for FIG. A color difference ΔEab (s) (see FIG. 13) and a sulfur oxide concentration evaluation value SOm are calculated. Note that (s) is a subscript indicating “sulfur oxide”. The color difference ΔEab (n) for nitrogen oxides from the color data master data for nitrogen oxide (L, a, b) in FIG. 7 and the color data (L, a, b) in FIG. 10 (see FIG. 14). And the nitrogen oxide concentration evaluation value NOm are calculated. Note that (n) is a subscript indicating “nitrogen oxide”.
図８の硫化水素用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とから硫化水素についての色差ΔＥａｂ（ｈｓ）（図１５参照）と硫化水素濃度評価値ＨＳｍが演算される。尚、（ｈｓ）は「硫化水素」を示す添え字である。図９のアンモニア用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とからアンモニアについての色差ΔＥａｂ（ｎｈ）（図１６参照）とアンモニア濃度評価値ＮＨが演算される。尚、（ｎｈ）は「アンモニア」を示す添え字である。 The color difference ΔEab (hs) (see FIG. 15) and sulfide for hydrogen sulfide from the color specification master data (L, a, b) for hydrogen sulfide in FIG. 8 and the color specification data (L, a, b) in FIG. A hydrogen concentration evaluation value HSm is calculated. Here, (hs) is a subscript indicating “hydrogen sulfide”. Color difference ΔEab (nh) (see FIG. 16) and ammonia concentration evaluation for ammonia from the color specification master data (L, a, b) for ammonia in FIG. 9 and the color specification data (L, a, b) in FIG. The value NH is calculated. (Nh) is a subscript indicating “ammonia”.
以上説明した腐食環境評価方法においては、腐食環境センサ１を鋼構造物（橋桁）と同じ環境で腐食させ、その腐食した腐食環境センサ１を分光型測色計１２で測定して明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、その表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価するため、鋼構造物を構築した場所の腐食環境を評価することが可能となる。しかも、鋼構造物の設置予定場所に、腐食環境センサ１を設置することにより、設置予定場所の腐食環境を評価することも可能である。 In the corrosive environment evaluation method described above, the corrosive environment sensor 1 is corroded in the same environment as the steel structure (bridge girder), and the corroded corrosive environment sensor 1 is measured with the spectroscopic colorimeter 12 to obtain the brightness and hue. It is possible to evaluate the corrosive environment at the place where the steel structure is built because the color data related to saturation is created and the corrosive environment at the place where the steel structure is installed is evaluated using the color data. It becomes. Moreover, the corrosive environment at the planned installation location can be evaluated by installing the corrosive environment sensor 1 at the planned installation location of the steel structure.
腐食環境センサ１は、鋼材に比較して腐食しやすい５種類のセンサ片１ａ〜１ｅ（Ｍｇ片，Ａｌ片，Ｃｕ片，Ａｇ片，Ｆｅ片）を含むので、鋼構造物と同じ環境に数ケ月の短期間おくだけで腐食するから、短期間で腐食環境の評価を行うことができる。しかも、腐食させた腐食環境センサ１を分光型測色計１２で測色して明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、この表色データに基づいて鋼構造物の設置された場所の腐食環境を評価するため、精度よく腐食環境を評価することができる。 Since the corrosive environment sensor 1 includes five types of sensor pieces 1a to 1e (Mg pieces, Al pieces, Cu pieces, Ag pieces, Fe pieces) that are more easily corroded than steel materials, the corrosion environment sensor 1 has several in the same environment as the steel structure. Corrosion environment can be evaluated in a short period of time because corrosion occurs only after a short period of months. In addition, the corrosive corrosive environment sensor 1 is color-measured by the spectroscopic colorimeter 12 to create color data relating to lightness, hue, and saturation, and the location where the steel structure is installed based on the color data Therefore, the corrosive environment can be accurately evaluated.
複数の腐食因子別、濃度別の表色マスターデータと、実際に腐食させて回収した腐食環境センサ１から得た表色データとに基づいて、５種類のセンサ片１ａ〜１ｅについて、複数の腐食因子別、濃度別の色差ΔＥａｂを演算し、その色差ΔＥａｂの最小のものからセンサ片１ａ〜１ｅ別に腐食因子の濃度を算出し、複数のセンサ片１ａ〜１ｅからのデータで得た濃度の平均値から濃度評価値を算出するので、鋼構造物の設置された場所や設置予定場所の腐食環境を精度よく評価することができる。 On the basis of the color master data for a plurality of corrosive factors and concentrations, and the color data obtained from the corrosive environment sensor 1 actually collected and corroded, a plurality of corrosions are obtained for five types of sensor pieces 1a to 1e. The color difference ΔEab for each factor and density is calculated, the concentration of the corrosion factor is calculated for each sensor piece 1a to 1e from the smallest color difference ΔEab, and the average of the density obtained from the data from the plurality of sensor pieces 1a to 1e is calculated. Since the concentration evaluation value is calculated from the value, it is possible to accurately evaluate the corrosive environment at the place where the steel structure is installed or the place where the steel structure is planned to be installed.
しかも、表色マスターデータには複数の腐食因子の影響が含まれるから、鋼構造物の設置場所の腐食環境における複数の腐食因子の影響も確実に評価できる。即ち、少なくとも、主要な腐食因子である塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物についての表色マスターデータを作成するため、腐食環境における塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物の影響を評価することができる。 In addition, since the color master data includes the influence of a plurality of corrosion factors, the influence of the plurality of corrosion factors in the corrosive environment at the installation site of the steel structure can be reliably evaluated. That is, at least the main corrosive factors, salinity, sulfur oxide, and nitrogen oxide, are created, so that the influence of salinity, sulfur oxide, and nitrogen oxide in the corrosive environment can be evaluated. .
しかも、腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆを作成し、この腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆから表色マスターデータを作成するため、豊富な表色マスターデータを用いて腐食環境を評価する精度を高めることができる。また、分光型測色計１２を用いるため、腐食環境センサ１２の腐食による微妙な色変化を精度よく表色データに反映させることができる。 Moreover, corrosive environment masters 11a to 11f corroded with a plurality of corrosive factors for each corrosive factor are created, and color master data is created from the corrosive environment masters 11a to 11f. It can be used to improve the accuracy of evaluating corrosive environments. Moreover, since the spectroscopic colorimeter 12 is used, a subtle color change due to corrosion of the corrosive environment sensor 12 can be accurately reflected in the color data.
ここで、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）図１７の工程は一例に過ぎず、工程Ｐ１〜Ｐ３を工程Ｐ４〜Ｐ６と並行的に行い、工程Ｐ７の開始までに、工程Ｐ３の表色マスターデータをコンピュータに格納しておけばよい。
２）腐食環境センサに適用する金属の種類は、前記の５種類に限定されず、Ｚｎ，Ｐｂ，Ｓｎなどの金属片も含む腐食環境センサを採用してもよく、成分的に安定している種々の合金（例えばＳＵＳ、真鍮、青銅など）などの金属片も含む腐食環境センサを採用してもよい。
Here, the example which changes the said Example partially is demonstrated.
1) The process of FIG. 17 is merely an example, and processes P1 to P3 are performed in parallel with processes P4 to P6, and the color master data of process P3 may be stored in the computer before the start of process P7. .
2) The type of metal applied to the corrosive environment sensor is not limited to the above five types, and a corrosive environment sensor including a metal piece such as Zn, Pb, or Sn may be employed, and the components are stable. You may employ | adopt the corrosion environment sensor also containing metal pieces, such as various alloys (for example, SUS, brass, bronze etc.).
３）前記実施例では、腐食環境センサ１に含まれる５種類のセンサ片１ａ〜１ｅにおける表色マスターデータを全部活用して、腐食因子の濃度を演算する例について説明したが、腐食因子に対して腐食感度の鈍い１又は複数のセンサ片を無視した形で、２〜４種類のセンサ片における表色マスターデータと表色データを活用して腐食因子の濃度を演算するように構成してもよい。 3) In the above-described embodiment, the example in which the concentration of the corrosion factor is calculated using all the color master data in the five kinds of sensor pieces 1a to 1e included in the corrosion environment sensor 1 has been described. Even if one or a plurality of sensor pieces having a low corrosion sensitivity are ignored, the concentration of the corrosion factor is calculated using the color master data and the color data in 2 to 4 types of sensor pieces. Good.
４）前記実施例では、腐食環境センサ１に含まれる５種類のセンサ片１ａ〜１ｅにおける表色マスターデータを全部平等に活用して、腐食因子の濃度を演算する例について説明したが、腐食因子に対する腐食感度の高低に応じて重み付けする重み付け係数を予め設定しておき、その重み付け係数を用いて腐食因子の濃度を演算するように構成してもよい。 4) Although the said Example demonstrated the example which calculates the density | concentration of a corrosion factor using all the color specification master data in five types of sensor pieces 1a-1e contained in the corrosion environment sensor 1 equally, A weighting coefficient to be weighted according to the level of the corrosion sensitivity to the above may be set in advance, and the concentration of the corrosion factor may be calculated using the weighting coefficient.
５）前記実施例では、腐食環境マスターの製作の際に腐食期間を２ケ月として製作したが、この腐食期間は一例であり、これに限定されるものではない。また、腐食環境マスターの製作の際に同種の腐食因子の特定の濃度についてのみ長い腐食期間の間腐食させ、全部の濃度については短い期間腐食させた腐食環境マスターから、外挿法等を駆使して、表色マスターデータを作成するようにしてもよい。
６）その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能である。
5) In the above embodiment, the corrosion environment master was manufactured with a corrosion period of 2 months, but this corrosion period is an example, and the present invention is not limited to this. In addition, when manufacturing a corrosive environment master, only a specific concentration of the same type of corrosive factor is corroded for a long period of corrosion, and all concentrations are corroded for a short period of time using an extrapolation method, etc. Thus, the color specification master data may be created.
6) In addition, those skilled in the art can implement the present invention by adding various modifications to the embodiments without departing from the spirit of the present invention.
以下、本発明の実施例２について図面を参照して説明する。
先ず、実施例１において説明した腐食環境センサ１（図示略）を、橋桁等の既存の鋼構造物と同じ腐食環境下で約２ケ月間腐食させた場合における腐食環境センサ１のセンサ片の表面状態について定性的に説明する。
Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the surface of the sensor piece of the corrosive environment sensor 1 when the corrosive environment sensor 1 (not shown) described in the first embodiment is corroded for about two months in the same corrosive environment as an existing steel structure such as a bridge girder. The state will be described qualitatively.
実施例１の図２に示すように、回収後の腐食環境センサ１のセンサ片の表面状態は、大気中の腐食因子により化合物が生成されセンサ片の色彩が変化する。図１９に示すように、マグネシウム（Ｍｇ）は、水と反応しやすく、固体状の酸化物が生成し、銀色（原色）から肌色を経て白色に変色する。銀（Ａｇ）は、硫黄酸化物と水と反応して粉末状の硫化化合物を生成する場合には、銀色（原色）から灰色を経て黒色に変色する。 As shown in FIG. 2 of the first embodiment, the surface state of the sensor piece of the corrosive environment sensor 1 after recovery is generated by a compound due to a corrosive factor in the atmosphere, and the color of the sensor piece changes. As shown in FIG. 19, magnesium (Mg) easily reacts with water, a solid oxide is generated, and turns from silver (primary color) to white through skin color. When silver (Ag) reacts with sulfur oxides and water to produce a powdered sulfur compound, the color changes from silver (primary color) to gray through black.
アルミニウム（Ａｌ）は、塩素イオンと反応して粉末状の塩化物を生成し、銀色（原色）から白色に変色する。銅（Ｃｕ）は、水と反応して酸化物を生成する場合には、銅色（原色）から茶色に変色し、また、塩素イオンと反応して塩化物を生成する場合、硫化酸化物と水と反応して硫化物を生成する場合には、銅色（原色）から赤黒色に変色する。鉄（Ｆｅ）は、水と反応して固体状の酸化物を生成する場合は、鉄色（原色）から薄茶色に変色し、硫黄酸化物と反応して固体状の塩化化合物を生成する場合には、鉄色（原色）から黒色に変色する。 Aluminum (Al) reacts with chlorine ions to produce powdered chloride, which changes from silver (primary color) to white. When copper (Cu) reacts with water to produce an oxide, it turns from copper color (primary color) to brown, and when it reacts with chlorine ions to produce chloride, When reacting with water to produce sulfide, the color changes from copper color (primary color) to red black. When iron (Fe) reacts with water to produce a solid oxide, it changes from iron color (primary color) to light brown and reacts with sulfur oxide to produce a solid chloride compound. Change from iron color (primary color) to black.
次に、前記腐食環境センサ１をＪＩＳ規格の５種の腐食試験によって腐食させることにより作成した腐食環境マスターについて説明する。
図２０に示すように、前記腐食試験は、大気中の主な腐食因子を想定して設定された５種の腐食条件について実施した。腐食試験（１）は、腐食環境センサ１を４５日間大気中に暴露する試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ａが得られる。腐食試験（２）は、腐食環境センサ１を５０℃、９５％の一定の高温高湿条件下に１４日放置する試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ｂが得られる。
Next, the corrosive environment master prepared by corroding the corrosive environment sensor 1 by five kinds of JIS standard corrosion tests will be described.
As shown in FIG. 20, the corrosion test was performed for five types of corrosion conditions set assuming main corrosion factors in the atmosphere. The corrosion test (1) is a test in which the corrosive environment sensor 1 is exposed to the atmosphere for 45 days, and the corrosive environment master 20a is obtained by this corrosion test. The corrosion test (2) is a test in which the corrosion environment sensor 1 is left for 14 days under a constant high temperature and high humidity condition of 50 ° C. and 95%, and the corrosion environment master 20b is obtained by this corrosion test.
腐食試験（３）は、腐食環境センサ１に５％の濃度の塩水を１００日間噴霧する試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ｃが得られる。腐食試験（４）は、腐食環境センサ１に塩水を２時間噴霧し後６０℃で４時間乾燥させて、その後５０℃、９５％の一定の高温高湿条件下に２時間放置させる一連の処理を１サイクルとして１１０回繰り返す複合サイクル試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ｄが得られる。 腐食試験（５）は、腐食環境センサ１を４０℃１０００ｐｐｍの亜硫酸ガス(SO2) 中に２日間放置する試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ｅが得られる。これらの５種の腐食試験は、鋼構造物が最も厳しい腐食環境下に設置されたことを想定した試験である。 The corrosion test (3) is a test in which 5% of salt water is sprayed on the corrosion environment sensor 1 for 100 days, and the corrosion environment master 20c is obtained by this corrosion test. Corrosion test (4) is a series of treatments in which salt water is sprayed on the corrosive environment sensor 1 for 2 hours, dried at 60 ° C. for 4 hours, and then left for 2 hours at a constant high temperature and high humidity of 50 ° C. and 95%. Is a combined cycle test that is repeated 110 times as one cycle, and the corrosion environment master 20d is obtained by this corrosion test. The corrosion test (5) is a test in which the corrosion environment sensor 1 is left in a sulfur dioxide gas (SO 2 ) at 40 ° C. and 1000 ppm for 2 days, and the corrosion environment master 20e is obtained by this corrosion test. These five types of corrosion tests are tests assuming that the steel structure is installed in the most severe corrosive environment.
上記試験結果から、マグネシウム片は塩分や水分（雨水・結露）、銀片は亜硫酸ガス、アルミニウム片は、塩分や水分（雨水・結露）、銅片は、あらゆる腐食因子、鉄片は塩分や水分（雨水・結露）によって腐食し易いことが判る。特に、銅はあらゆる腐食因子を含む大気環境において、腐食に対する感受性が最も高いことが判った。 From the above test results, magnesium pieces are salinity and moisture (rainwater / condensation), silver pieces are sulfurous acid gas, aluminum pieces are salty and moisture (rainwater / condensation), copper pieces are all corrosive factors, and iron pieces are salinity and moisture ( It can be seen that it is easily corroded by rainwater and condensation. In particular, copper has been found to be most susceptible to corrosion in an atmospheric environment that includes all corrosive factors.
図２１は、図２０に示す５種の腐食試験により作成した５種の腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅにおける各センサ片の表面の変色状態を模式的に図示したものである。これらの腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅと、別の実際の腐食環境下で腐食させた腐食環境センサ１とを目視にて対比することにより、その実際の腐食環境を概略的に評価することができる。例えば、ある腐食環境下の鋼構造物のフランジ下面に腐食環境センサ１を一定期間（１〜６ケ月）設置して腐食させた場合に、腐食環境センサ１のマグネシウム片が顕著に変色している場合、前記腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅを用いて、回収後の腐食環境センサ１のマグネシウム片の変色状態と腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅのマグネシウム片の変色状態とを照合して腐食因子を概略的に推定し、腐食環境を評価することができる。 FIG. 21 schematically shows the discolored state of the surface of each sensor piece in the five types of corrosive environment masters 20a to 20e created by the five types of corrosion tests shown in FIG. By visually comparing these corrosive environment masters 20a to 20e and the corrosive environment sensor 1 corroded in another actual corrosive environment, the actual corrosive environment can be roughly evaluated. For example, when the corrosion environment sensor 1 is installed on the lower surface of a flange of a steel structure under a certain corrosion environment and corroded for a certain period (1 to 6 months), the magnesium piece of the corrosion environment sensor 1 is significantly discolored. In this case, the corrosion factor is roughly determined by collating the discolored state of the magnesium piece of the corrosive environment sensor 1 after recovery with the discolored state of the magnesium piece of the corrosive environment master 20a to 20e using the corrosive environment masters 20a to 20e. Estimate and evaluate the corrosive environment.
次に、前記の腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅと、鋼構造物を設置する実際の腐食環境下において腐食させた腐食環境センサ１とを用いて腐食環境を評価する方法について、図２２の工程図に基づいて説明する。尚、図中のＰｉ（ｉ＝１０，１１，・・）は各ステップを示す。Ｐ１０、Ｐ１１は前述したように５種の腐食試験により腐食環境センサ１を腐食させて腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅを作成するステップである。 Next, a method for evaluating the corrosive environment using the corrosive environment masters 20a to 20e and the corrosive environment sensor 1 corroded in an actual corrosive environment where the steel structure is installed is shown in the process diagram of FIG. This will be explained based on. In the figure, Pi (i = 10, 11,...) Indicates each step. P10 and P11 are steps for preparing the corrosive environment masters 20a to 20e by corroding the corrosive environment sensor 1 by the five kinds of corrosion tests as described above.
次に、Ｐ１２において、、実施例１で説明したのと同様の腐食環境評価システム１０の分光型測色計１３により、腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅを測色してそれらの表色マスターデータ（Ｅ，ａ，ｂ）M を作成し、その表色マスターデータを腐食環境評価システム１０のコンピュータ１４のハードディスクに格納する。尚、表色マスターデータ（Ｅ，ａ，ｂ）M は明度Ｅ、色相と彩度を示す色度ａ，ｂのデータを含む。分光型測色計１３による計測条件は、照明受光光学系がｄ／８ ＳＣＩ／ＳＣＥ同時測定による拡散照明方式、測定径がΦ８ｍｍ、測定波長間隔が１０ｎｍである。尚、添字のＭはマスターを示す。 Next, in P12, the spectrophotometric colorimeter 13 of the corrosive environment evaluation system 10 similar to that described in Example 1 is used to measure the color of the corrosive environment masters 20a to 20e, and the color master data (E , A, b) M is created, and the color master data is stored in the hard disk of the computer 14 of the corrosive environment evaluation system 10. The color specification master data (E, a, b) M includes data of lightness E and chromaticity a, b indicating hue and saturation. The measurement conditions by the spectroscopic colorimeter 13 are that the illumination light receiving optical system is a diffused illumination system by d / 8 SCI / SCE simultaneous measurement, the measurement diameter is Φ8 mm, and the measurement wavelength interval is 10 nm. Note that the subscript M indicates the master.
一方、新しい１又は複数の腐食環境センサ１を既存の鋼構造物と同じ腐食環境に設置して所定期間（例えば、２ケ月間）腐食させ（Ｐ１３）、その後腐食させた腐食環境センサ１を回収する（Ｐ１４）。次のＰ１５においては、回収した腐食環境センサ１と、５種類の腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅとを目視にて対比し、腐食因子とその濃度の程度を推定する。次に、Ｐ１６において、回収した腐食環境センサ１を前記測色計１３により測色して表色データ（Ｅ，ａ，ｂ）S を作成し、その表色データ（Ｅ，ａ，ｂ）S を腐食環境評価システム１０のコンピュータ１４のハードディスクに格納する。尚、添字のＳは腐食環境センサを示す。 On the other hand, one or more new corrosive environment sensors 1 are installed in the same corrosive environment as the existing steel structure and corroded for a predetermined period (for example, two months) (P13), and then the corroded corrosive environment sensors 1 are recovered. (P14). In the next P15, the recovered corrosion environment sensor 1 is visually compared with the five types of corrosion environment masters 20a to 20e, and the degree of the corrosion factor and its concentration are estimated. Next, at P16, recovered corrosive environment sensor 1 by colorimetry by the colorimeter 13 Table color data (E, a, b) to create a S, the table color data (E, a, b) S Is stored in the hard disk of the computer 14 of the corrosive environment evaluation system 10. The suffix S indicates a corrosion environment sensor.
次に、Ｐ１７において、腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅの各々について、表色マスターデータ（Ｅ，ａ，ｂ）M と、腐食環境センサ１の表色データ（Ｅ，ａ，ｂ）S とから、前記実施例１と同様にして色差ΔＥａｂを演算する。色差ΔＥａｂの値が小さい程、２つの色が近似していることから、色差ΔＥａｂが小さい腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅを抽出し、腐食因子を推定し、腐食環境を評価することができる。 Next, in P17, for each of the corrosive environment masters 20a to 20e, the color data master data (E, a, b) M and the color data (E, a, b) S of the corrosive environment sensor 1 are used. The color difference ΔEab is calculated in the same manner as in the first embodiment. As the color difference ΔEab is smaller, the two colors are closer to each other. Therefore, the corrosion environment masters 20a to 20e having a smaller color difference ΔEab can be extracted, the corrosion factor can be estimated, and the corrosion environment can be evaluated.
本実施例の腐食環境評価方法によれば、腐食環境マスターを作成する場合に、ＪＩＳに規定された腐食試験により作成するため、信頼性に優れる腐食環境マスターを作成することができ、その結果、腐食環境を評価する信頼性を高めることができる。 According to the corrosive environment evaluation method of the present embodiment, when creating a corrosive environment master, since it is created by a corrosion test prescribed in JIS, a corrosive environment master having excellent reliability can be created. Reliability of evaluating corrosive environments can be increased.
次に、実施例２に関連する技術について説明する。
［１］図２３は、前記の腐食環境センサと同じ腐食環境センサ１に、前記とは異なる５種の腐食試験を施して、５つの腐食環境マスターを作成し、その５つの腐食環境マスターの表色データと、腐食前の腐食環境センサ１の表色データとを前記同様に作成し、それらの表色データから色差ΔＥａｂを求めたものである。尚、この色差ΔＥａｂは、腐食させたセンサではなく新規の腐食環境センサとの色差である点で前記と相違している。
Next, a technique related to the second embodiment will be described.
[1] FIG. 23 is a table showing five corrosive environment masters by performing five different corrosion tests on the corrosive environment sensor 1 that is the same as the corrosive environment sensor 1 and creating five corrosive environment masters. Color data and color data of the corrosion environment sensor 1 before corrosion are created in the same manner as described above, and the color difference ΔEab is obtained from the color data. The color difference ΔEab is different from the above in that it is not a corroded sensor but a color difference with a new corrosive environment sensor.
前記５種のＪＩＳ規格の腐食試験について説明すると、腐食試験（イ）は、腐食環境センサ１に所定濃度の塩水を５５０時間噴霧する試験であり、腐食試験（ロ）は、腐食環境センサ１を５０℃、７０〜８０％の一定の高温高湿条件下に１週間放置する試験であり、腐食試験（ハ）は、腐食環境センサ１を５０℃、７０〜８０％の一定の高温高湿条件下に１カ月放置する試験であり、腐食試験（ニ）は、腐食環境センサ１を５０℃、１００％の一定の高温高湿条件下に１４日間放置する試験であり、腐食試験（ホ）は、４０℃、８０％で１０００ｐｐｍの亜硫酸ガス中に１日放置する試験である。
図２３の色差ΔＥａｂに関して、その値が大きいものほど変色の度合いが大きいことを示し、図２４には、色差の程度と色差ΔＥａｂの値とを対応つけて示した。
The five kinds of JIS standard corrosion tests will be described. The corrosion test (b) is a test in which salt water of a predetermined concentration is sprayed on the corrosion environment sensor 1 for 550 hours, and the corrosion test (b) is performed on the corrosion environment sensor 1. It is a test that is allowed to stand for one week under a constant high temperature and high humidity condition of 50 ° C. and 70 to 80%. The corrosion test (c) is a test of the corrosion environment sensor 1 at a constant high temperature and high humidity condition of 50 ° C. and 70 to 80%. The corrosion test (d) is a test in which the corrosion environment sensor 1 is left for 14 days under a constant high temperature and high humidity condition of 50 ° C. and 100%. , 40 ° C., 80% and 1000 ppm sulfurous acid gas for 1 day.
For the color difference ΔEab in FIG. 23, the larger the value, the greater the degree of color change. In FIG. 24, the degree of color difference and the value of the color difference ΔEab are shown in association with each other.
［２］腐食環境センサ１の代わりに、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛、ステンレス鋼の金属片を採用した腐食環境センサも採用できる可能性がある。図２５は、その腐食環境センサについて前記図２０の（１）〜（５）と同様の腐食試験を施して腐食環境マスターを作成し、その表面の変色状態について説明したものである。 [2] Instead of the corrosive environment sensor 1, there is a possibility that a corrosive environment sensor using a metal piece of zinc, nickel, tin, lead, stainless steel may be employed. FIG. 25 illustrates a corrosion environment master for the corrosion environment sensor, which is subjected to the same corrosion test as in (1) to (5) of FIG.
１ 腐食環境センサ
１０ 腐食環境評価システム
１１ａ〜１１ｆ 腐食環境マスター
１２ 分光型測色計
１４ コンピュータ
２０ａ〜２０ｂ 腐食環境マスター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Corrosion environment sensor 10 Corrosion environment evaluation system 11a-11f Corrosion environment master 12 Spectroscopic colorimeter 14 Computer 20a-20b Corrosion environment master
Claims (3)
次に腐食した腐食環境センサの表面を測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成するデータ作成工程と、
前記腐食環境センサと同種の新規の腐食環境センサを実験的に複数種の腐食因子で夫々腐食させた複数種の腐食環境マスターであって腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた複数種の腐食環境マスターを作成し、この複数種の腐食環境マスターを測色手段で測定して明度と色相と彩度に関する表色マスターデータを作成するマスターデータ作成工程と、
次に腐食環境センサから得た表色データと前記表色マスターデータとを用いて腐食環境センサの金属片の種類別に且つ腐食因子の濃度別に色差を演算し、これら色差に基づいて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価する評価工程と、
を備えたことを特徴とする腐食環境センサによる腐食環境評価方法。 Corrosion process for corroding a corrosive environment sensor consisting of multiple types of metal pieces that change color due to corrosion factors in the atmosphere involved in corrosion of steel structures in the same environment as the steel structure,
Next, the surface of the corrosive corrosion environment sensor is measured with a colorimetric means, and a data creation process for creating color specification data relating to brightness, hue, and saturation,
A plurality of corrosive environment masters obtained by experimentally corroding a new corrosive environment sensor of the same type as the above corrosive environment sensor with a plurality of types of corrosive factors, each of which is corroded with a corrosive factor having a plurality of concentrations for each corrosive factor. A master data creation process for creating a plurality of types of corrosive environment masters, measuring the plurality of types of corrosive environment masters with a colorimetric means, and creating color master data regarding brightness, hue, and saturation,
Next, using the color data obtained from the corrosive environment sensor and the color master data , a color difference is calculated for each type of metal piece of the corrosive environment sensor and for each concentration of the corrosion factor, and based on these color differences, the steel structure is calculated . An evaluation process for evaluating the corrosive environment of the installation location;
A corrosive environment evaluation method using a corrosive environment sensor.
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