JP4870013B2 - 腐食量測定センサ - Google Patents

Description

本発明は、構造物の腐食劣化に対する耐久性を評価する技術に関するものであり、さらに詳しくは、構造物の腐食量を連続的に測定するための、腐食量測定センサに関するものである。

これまで、様々な腐食量を予測する技術が考えられてきた。例えば、非特許文献１には、重量測定法（Corrosion Coupons and
Weight Loss Analysis）の詳細が記載されている。この手法は、腐食評価を行おうとする構造物と同じ鋼材により製作した試験片を架台などに設置し、必要時間暴露して腐食させた後にこれを回収する。その後、表面さびを除去し重量測定を行ない、腐食損耗による重量減を測定する。

多くの暴露試験の場合、時間的な変化を捉えた腐食試験をする必要があり、数多くの試験片を必要とする。さらに、腐食試験結果のバラツキを考慮すると一般的には同一条件で３枚以上の試験片が必要で、これも多くの試験体数を要す要因となる。一般的に１枚当たりの試験片は３００ｇで、通常５０枚程度は暴露することとなる。したがって、試験片の総重量は１５ｋｇでスペースも２ｍ^２程度は必要で、このために必要となる架台やその他設備もかなり大掛かりとなる。これ加え、試験片の設置、回収、調査にも多くの労力を要する。

また、非特許文献２では、電気抵抗測定法（Electric Resistance Method）と、電気化学測定法の一つである線形分極抵抗法（LPR法）を用いた腐食速度の測定技術について説明されている。

電気抵抗測定法の原理は、腐食により試験片の断面減少が生じ、これにともない金属抵抗が増大する特徴を利用している。しかし、金属試験片は一般的な抵抗は比抵抗で9.7×10^-6Ωcmと極めて小さい。このため電気的に抵抗変化を捉えることは困難を伴う。したがって、試験片断面積を極小にして試験片の全抵抗を大きくする必要がある。そのため棒状では長さ50ｍｍ程度で径を1.0ｍｍ程度以下、板状では面積を１cm×1cmで板厚を0.2mm程度以下に加工する必要がある。したがって極太丸棒や試験面積の広い試験片を用いたい場合には腐食試験は困難となる。

また、線形分極抵抗法は、電気化学的理論に基づき測定される分極抵抗、すなわち腐食反応抵抗を測定して、これを腐食速度に換算する手法である。この方法では、瞬間的な腐食速度は得られても、長い期間蓄積された腐食量を得ることはできない。また、瞬間的な腐食速度を積算しても、実際の腐食重量との対比すれは必ずしも一致しないことがある。電気化学測定法は、分極抵抗と腐食速度が逆比例するという電気化学理論を用いて、分極抵抗を連続測定し、これの積分値から腐食量を予測する方法であるが、理論値と測定値との間には条件毎に換算係数を事前に求めておく必要があり、その為の実験が別途必要で、多くの期間と手間を要す。
Corrosion Coupons and Weight Loss Analysis＜ＵＲＬ：http://www.alspi.com/cpnintro.htm＞ プラントエンジニア、pp31-33、Vol.31、12月号、1999

従来、重量法による腐食量測定が一般的であったが、試験片毎のばらつきが存在し、また、腐食の時間推移を把握するために多くの試験体数を要し、コストも大であった。本発明の目的は、構造物と同じ腐食環境化で、腐食量を精度良く長期間にわたり計測することができる腐食量測定センサを得ることを目的としている。

この目的を達成するために、本発明によれば、腐食雰囲気に暴露される暴露材と、前記暴露材に弾性曲げを生じさせた状態で、前記暴露材を支持する支持材を有し、前記暴露材の弾性曲げは一定の曲率に維持され、前記暴露材と前記支持材との間に密閉空間が形成され、前記密閉空間内において、前記暴露材の内面には、曲げ歪を検出するひずみゲージが貼付され、前記支持材が前記暴露材よりも大きい曲げ剛性を有することを特徴とする、腐食量測定センサが提供される。

この腐食量測定センサにあっては、前記支持材は、前記暴露材の表面を押して弾性曲げを生じさせる押圧部材を有していても良い。また、前記支持材は、腐食雰囲気に暴露されないようにカバーされていても良い。また、前記支持材と前記暴露材が板形状であり、前記支持材の板厚に対する前記暴露材の板厚の比が０．５以下であっても良い。

また、この腐食量測定センサにあっては、前記支持材が弾性体であり、前記暴露材と前記支持部材との間で作用する力が変化することにより、前記暴露材の弾性曲げが一定の曲率に維持されても良い。この場合、前記支持材は、腐食雰囲気に暴露されることが可能となっていても良い。ここで，弾性体とは完全弾性体，弾塑性体をも含む。

また本発明によれば、腐食雰囲気に暴露される暴露材と、前記暴露材を弾性曲げを生じさせた状態で支持する支持材を有し、前記支持材と前記暴露材が板形状であり、前記暴露材と前記支持材の両方にひずみゲージが貼付され、前記支持材の板厚に対する前記暴露材の板厚の比が０．５以下の範囲では前記暴露材側のひずみゲージで検出される値に基づいて腐食量を測定し、前記支持材の板厚に対する前記暴露材の板厚の比が０．５を越える範囲では前記支持材側のひずみゲージで検出される値に基づいて腐食量を測定することを特徴とする、腐食量測定センサが提供される。
また本発明によれば、腐食雰囲気に暴露される暴露材と、前記暴露材を弾性曲げを生じさせた状態で支持する支持材を有し、前記暴露材と前記支持部材との間に、平板状の中間材が配置されていることを特徴とする、腐食量測定センサが提供される。

なお、本発明の腐食量測定センサは、更に、温度補正ゲージを有していても良い。

本発明によれば、構造物と同じ腐食環境下で、少ない数の腐食量測定センサを用いて腐食量の時間推移を精度良く、長期間にわたり計測することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる腐食量測定センサ１の概略的な説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

この腐食量測定センサ１は、平板状の暴露材１０と支持材１１を有しており、暴露材１０と支持材１１を重ね合わせて、暴露材１０の両端部を支持材１１の両端部に貼り付けた構成になっている。暴露材１０と支持材１１は、いずれも例えば矩形状である。

暴露材１０は弾性材料であり、例えば構造物の腐食劣化を検査する場合であれば、暴露材１０は、腐食の検査対象である構造物の構成部材と同じ材料で構成される。暴露材１０は、例えば鋼等の金属材料からなる。一方、支持材１１は、暴露材１０に比べて十分に大きい剛性を有しており、暴露材１０が弾性体であるのに対して、支持材１１は実質的に剛体と見なすことができる。暴露材１０も、例えば鋼等の金属材料からなるが、暴露材１０に対して支持材１１が実質的に剛体と見なされるために、支持材１１は、暴露材１０よりも大きい曲げ剛性を有する，すなわちより大きい弾性率を有するか、あるいは、より大きい厚さを有している。例えば、支持材１１と暴露材１０が同じ材料で弾性率が等しい場合、支持材１１の板厚に対する暴露材１０の板厚の比が０．５以下であれば、暴露材１０に対して、支持材１１は実質的に剛体と見なすことができる。

図示のように、暴露材１０の中央を湾曲させ、暴露材１０に弾性曲げを生じさせた状態で、暴露材１０の両端部が支持材１１の両端部に貼り付けられている。これにより、腐食量測定センサ１の内部には、密閉空間１２が形成されている。ここで密閉空間は，完全な密閉状態としても良いが，大気圧と内部圧が等しくなる程度の微小なすき間あるいは開口があるこことが望ましい。

この密閉空間１２内において、暴露材１０の内面には歪ゲージ１５が取り付けてある。上述のように暴露材１０に弾性曲げが発生していることにより、暴露材１０の外面には、引っ張りとなる曲げ歪が発生し、暴露材１０の内面には、圧縮となる曲げ歪が発生している。歪ゲージ１５は、暴露材１０の内面において圧縮となる曲げ歪を検出する。

歪ゲージ１５の検出信号は、リード線１６によって、外部に配置されたブリッジ回路１７に入力されている。ブリッジ回路１７では、歪ゲージ１５で検出される抵抗値の変化に基いて、暴露材１０の内面に生じている圧縮の曲げ歪が検出される。なお図１では、暴露材１０におけるリード線１６の引き出し部分を開口させて記載している。ここでブリッジ回路１７とは，歪ゲージの抵抗変化を電圧変化に変換するブリッジ回路だけではなく，電圧変化を増幅するアンプ機能，電圧をデジタル化，表示する機能，また外部出力させる機能，等も含むものである。

支持材１１の外面は、腐食防止用のカバー２０で覆われている。これにより、支持材１１は腐食雰囲気に暴露されない状態となっている。一方、暴露材１０の外面は露出している。このため、暴露材１０の外面は、腐食雰囲気に暴露される状態である。

例えば構造物の腐食劣化を検査する場合、以上のように構成された腐食量測定センサ１を、腐食の検査対象である構造物の構成部材と同じ環境に設置する。これにより、暴露材１０は、検査対象である構成部材と同一の腐食雰囲気に暴露された状態となり、腐食の進行に伴って、暴露材１０の板厚は、徐々に薄くなっていく。

また、ブリッジ回路１７により、歪ゲージ１５で検出される抵抗値の変化に基いて、暴露材１０の内面に生じている圧縮の曲げ歪が検出される。腐食の進行に伴って、暴露材１０の内面に生じている圧縮の曲げ歪は徐々に減少していくので、この曲げ歪を検出することによって、暴露材１０の板厚を求め、腐食量を測定することができる。

ここで、図２、３は、腐食の進行に伴う、暴露材１０の内面に生じている圧縮の曲げ歪の変化を示す説明図である。図２は、暴露材１０の板厚がまだ厚い状態を示し、図３は、暴露材１０の板厚が薄くなった状態を示している。上述のように、暴露材１０は弾性曲げを有する状態で支持材１１に両端を支持されている。このため、腐食の進行によって暴露材１０の板厚が薄くなっても、暴露材１０の弾性曲げは常に一定の曲率に維持される。従って、図２、３において、暴露材１０の中立軸１０’は、等しい曲率である。

図２、３に示すように、暴露材１０の内部において、中立軸１０’より上方では、中立軸１０’と平行に引っ張りとなる曲げ応力σが作用し、中立軸１０’より下方では、中立軸１０’と平行に圧縮となる曲げ応力σが作用する。曲げ応力σは、中立軸１０’からの高さに比例するので、暴露材１０の内面に生じている圧縮の曲げ歪εも、中立軸１０’からの高さＨに比例する。

従って、腐食がまだ進行してなく、図２のように暴露材１０の板厚がまだ厚い状態では、中立軸１０’からの高さＨ（中立軸１０’から暴露材１０の内面までの距離、即ち、暴露材１０の半分）が比較的大きい。そのため、暴露材１０の内面に生じている圧縮の曲げ歪εも相対的に大きくなる。

一方、腐食が進行して、図３のように暴露材１０の板厚が薄くなると、中立軸１０’からの高さＨも比較的小さくなる。そのため、暴露材１０の内面に生じている圧縮の曲げ歪εも相対的に小さくなる。

このように、暴露材１０の内面に生じている圧縮の曲げ歪εは暴露材１０の板厚に比例する。このため、ブリッジ回路１７において、歪ゲージ１５で検出される曲げ歪ε抵抗値の変化に基いて、暴露材１０の板厚を求めれば、暴露材１０の腐食量を容易に測定できる。暴露材１０は、検査対象である構成部材と同一の腐食雰囲気に暴露されているので、暴露材１０の腐食量によって、検査対象である構成部材の腐食量を測定することが可能となる。従って、本発明の第１の実施の形態にかかる腐食量測定センサ１を用いることにより、構造物と同じ腐食環境下で、腐食量の時間推移を精度良く、長期間にわたり計測することが可能となる。

図４〜図９は、本発明の第１の実施の形態にかかる腐食量測定センサ１の変形例である。図４に示す腐食量測定センサ１は、更に、温度補正ゲージ２１を有している。図４に示す腐食量測定センサ１では、密閉空間１２内に温度補正ゲージ２１を内蔵させている。

腐食量測定センサ１は、構造物と同じ腐食環境下に設置されるため、外気の温度変化などの影響を受け、これにより、腐食量測定センサ１を構成する暴露材１０と支持材１１も膨張、収縮させられ、暴露材１０の内面に熱歪が発生する。内部に温度補正用の板片２１’を用意し、この板片２１’に温度補正ゲージ２１を貼り付けて，これを用いて、かかる熱歪の影響をキャンセルすることにより、外気の温度変化などの影響を受けずに、腐食量を正確に測定することができる。

なお、このように熱歪の影響をキャンセルさせる温度補正ゲージ２１は、必ずしも腐食量測定センサ１に内蔵させる必要は無い。例えば図５では、腐食量測定センサ１とは別に温度補正用の板片２１’を構造物と同じ腐食環境下に用意し、この板片２１’に温度補正ゲージ２１を取り付けている。かかる構成によっても、熱歪の影響をキャンセルして、外気の温度変化などの影響を受けずに、腐食量を正確に測定することができる。

図６に示す腐食量測定センサ１は、暴露材１０の内面を押して弾性曲げを生じさせる押圧部材２２を有している。図７は、図６に示す腐食量測定センサ１の平面図である。

この例では、押圧部材２２はねじであり、支持材１１の下面から押圧部材２２を取り付けることにより、押圧部材２２の先端によって、密閉空間１２内において暴露材１０の内面を外側に向けて押し出すことにより、強制的に支持材１１に弾性曲げを生じさせている。

このように、適当な押圧部材２２を用いて支持材１１に弾性曲げを生じさせ、歪ゲージ１５で曲げ歪の変化を検出することによっても、同様に腐食量を正確に測定することができる。

図８に示す腐食量測定センサ１は、支持材１１も弾性体であり、暴露材１０と支持部材１１との間で作用する力によって、暴露材１０に弾性曲げを生じさせている。この図８に示す腐食量測定センサ１では、暴露材１０の両端部において、支持材１１から暴露材１０に曲げモーメントＭが作用している。なお、当然に、支持材１１の両端部においても、暴露材１０から支持材１１に、大きさが同じ曲げモーメントＭが逆向きに作用している。この暴露材１０から受ける逆向きの曲げモーメントＭにより、支持材１１にも弾性曲げが生じている。

このように、暴露材１０と支持部材１１との間で曲げモーメントＭが作用し合うことにより、暴露材１０と支持部材１１には、いずれも弾性曲げが生じており、これによって、暴露材１０の内面中央部と支持部材１１の内面中央部との間に、２δの距離の隙間が発生している。なお、この例では、暴露材１０と支持部材１１は、互いに板厚が等しく、かつ、弾性率も等しい板で構成されている。このため、暴露材１０と支持部材１１に生じている弾性曲げは、対象形状である。

この図８の腐食量測定センサ１では、支持材１１の外面は、カバー２０で覆われておらず、暴露材１０と同様に、支持材１１の外面も、腐食雰囲気に暴露される状態である。

この図８の腐食量測定センサ１によれば、腐食雰囲気に暴露されることによって、暴露材１０と支持材１１が同様に腐食されていく。この腐食に伴って、暴露材１０と支持部材１１との間で作用しあう曲げモーメントＭも減少していくが、腐食の進行で板厚が薄くなることにより、暴露材１０と支持材１１の曲げ剛性も減少していく。この曲げモーメントＭの減少と曲げ剛性の減少が相殺されることにより、暴露材１０の弾性曲げを一定の曲率に維持することができる。こうして、歪ゲージ１５で検出される暴露材１０の板厚から、同様に腐食量を測定することができる。

図９に示す腐食量測定センサ１は、図８の腐食量測定センサ１の変形例であり、暴露材１０と支持部材１１との間に、平板状の中間材２５を配置している。この図９の腐食量測定センサ１によっても、暴露材１０と支持材１１が同様に腐食されることによって、暴露材１０と支持部材１１との間で作用しあう曲げモーメントＭの減少と、暴露材１０と支持材１１の曲げ剛性の減少が相殺され、暴露材１０の弾性曲げを一定の曲率に維持することができる。こうして、歪ゲージ１５で検出される暴露材１０の板厚から、同様に腐食量を測定することができる。

図１０は、これら図８、９の腐食量測定センサ１において、暴露材１０と支持部材１１の板厚ｔが減少していく場合の、ひずみ算出式（１）により計算したグラフである。計算条件は、暴露材１０と支持材１１の長さL＝50ｍｍ、板間隔δ＝1.41ｍｍとした条件でｔ＝0.184から0.0まで変化させた。

次に、図１１は、本発明の第２の実施の形態にかかる腐食量測定センサ２の概略的な説明図である。図１２は、腐食が進行した状態の腐食量測定センサ２の概略的な説明図である。

この腐食量測定センサ２では、先に図８で説明した腐食量測定センサ１と同様、暴露材１０と支持材１１がいずれも弾性体であり、暴露材１０と支持部材１１との間で作用する力によって、暴露材１０に弾性曲げを生じさせている。暴露材１０の両端部において、支持材１１から暴露材１０に曲げモーメントＭが作用している。また、支持材１１の両端部においても、暴露材１０から支持材１１に、大きさが同じ曲げモーメントＭが逆向きに作用している。

腐食量測定センサ２の内部に形成された密閉空間１２内において、暴露材１０内面の歪ゲージ１５に加えて、支持材１１の内面にもひずみゲージ３０が取り付けてある。支持材１１の外面は、腐食防止用のカバー２０で覆われている。これにより、支持材１１は腐食雰囲気に暴露されない状態となっている。一方、暴露材１０の外面は露出している。このため、暴露材１０の外面は、腐食雰囲気に暴露される状態である。

この腐食量測定センサ２において、暴露材１０および支持材１１の長さ：Ｌ、暴露材１０内面と支持材１１内面との間隔：ΔＬ、暴露材１０の板厚：ｔ１、支持材１１の板厚：ｔ２、暴露材１０内面の曲げ歪：ε１、支持材１１内面の曲げ歪：ε２とおけば、暴露材１０内面の曲げ歪ε１、支持材１１内面の曲げ歪ε２は、それぞれ、次の式（２）、（３）で概略計算できる。

図１３は、これら式（２）、（３）の係数αと係数βについて、板厚比ｔ１／ｔ２が０．０から１．０までの範囲で計算し、図示したものである。図中の◆は係数αの曲線を、■は係数βの曲線を示している。係数αは、板厚比ｔ１／ｔ２が０．５以下の範囲、つまり暴露材１０の板厚ｔ１が、支持材１１の板厚ｔ２の半分以下まで腐食して薄くなった範囲において、ｔ１の変化とほぼ直線関係となる。即ち、板厚比ｔ１／ｔ２が０．５以下の範囲では、暴露材１０に対して支持材１１を実質的に剛体と見なすことができ、暴露材１０の弾性曲げはほぼ一定の曲率に維持される。そのため、歪ゲージ１５で検出される抵抗値（暴露材１０内面の曲げ歪ε１）が板厚比ｔ１／ｔ２とほぼ比例するようになる。

一方、係数βは、板厚比が１．０以下で０．５以上の範囲、つまり暴露材１０の板厚ｔ１が、支持材１１の板厚ｔ２の半分になるまでの範囲において、ｔ１の変化とほぼ直線関係となる。即ち、板厚比ｔ１／ｔ２が０．５を超える範囲では、暴露材１０から支持材１１に作用する曲げモーメントＭが、暴露材１０の板厚ｔ１の減少と共に小さくなっていく。これに比例して、支持材１１に生じている弾性曲げの曲率も小さくなり、支持材１１内面の曲げ歪ε２が減少していく。そのため、歪ゲージ３０で検出される抵抗値（支持材１１内面の曲げ歪ε２）が板厚比ｔ１／ｔ２とほぼ比例するようになる。

なお、特に板厚比が１．０から減少していく初期の範囲では、支持材１１に生じている弾性曲げの曲率の減少の影響で、逆に、暴露材１０の弾性曲げの曲率は増加する。このため、板厚比が１．０から減少していく初期の範囲では、支持材１１内面の曲げ歪ε２が僅かに増加する傾向を示す。

図１４は、暴露材１０の板厚の初期値をt1＝0.184mm、支持材１１の板厚をt2＝0.75ｍｍとし、初期値として板厚比がt1/t2＝0.24の場合のグラフである。長さ：L＝50ｍｍ、板間隔ΔL＝2.82ｍｍとした条件である。暴露材１０の板厚が初期板厚から０まで減肉した場合について式（２）を用いて計算した例を示す。横軸は残存板厚t1で縦軸は暴露材１０の歪ε1である。

図１５は、上記と同じ条件で、式（2）を用いて計算したグラフである。横軸は残存板厚t1で縦軸は支持材１１の歪ε2である。

なお、これら図１３〜１５で示したように、本発明の第２の実施の形態にかかる腐食量測定センサ２においては、板厚比ｔ１／ｔ２が０．５以下の範囲では、暴露材１０内面の曲げ歪ε１が板厚比ｔ１／ｔ２とほぼ比例し、板厚比ｔ１／ｔ２が０．５を超える範囲では、支持材１１内面の曲げ歪ε２が板厚比ｔ１／ｔ２とほぼ比例するようになる。このため、板厚比ｔ１／ｔ２が０．５以下の範囲では、歪ゲージ１５で検出される抵抗値に基いて腐食量を測定し、板厚比ｔ１／ｔ２が０．５を超える範囲では、歪ゲージ３０で検出される抵抗値に基いて腐食量を測定することも考えられる。

なお、上記係数α、βは、板厚比ｔ１／ｔ２が０〜１．０の全範囲に渡っては、腐食量と比例関係を示さない。しかし、図１３で示したように、上記係数α、βは、板厚比ｔ１／ｔ２と一定の関係にあることは分かっている。このため、腐食量測定センサ２においては、必ずしも図１１に示したように、暴露材１０内面と支持材１１内面の両方にひずみゲージを取り付ける必要はなく、暴露材１０内面と支持材１１内面のどちらか一方にひずみゲージを取り付けても良い。

以上では，暴露材１０，支持材１１が形状的に簡単なものであるから幾つかの仮定に基づいた歪計算式を用いて説明してきた。しかし，更に形状が複雑な円形の暴露材や支持材である場合には，計算式を導くことは難しい。このような場合には，有限要素法などによる構造解析を行い，暴露材や支持材に発生する歪を計算することができる。また，別の方法として実形状の腐食量測定センサを製作して実験により暴露材や支持材に発生する歪を計測することも有効となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、暴露材、支持材は、鋼、ステンレス、銅、アルミニウム、チタン、その他合金等の金属材料の他、樹脂、ゴム等も利用できる。また、曲げ歪を検出するひずみゲージは、必ずしも暴露材、支持材の内面に取り付けなくても良く、外面に取り付けることもできる。なお、暴露材１０の両端部を支持材１１の両端部に貼り付ける場合、接着剤や、溶接などが利用できる。

図１で説明した腐食量測定センサを以下の条件で製作した。
暴露材： 炭素鋼SS400 板厚ｔ１＝0.184mm、
支持材：炭素鋼SS400 板厚ｔ２＝0.75ｍｍ
暴露材、支持材に用いた鋼板の寸法：L＝50ｍｍ、幅B＝30ｍｍ
ひずみゲージ：共和電業製 ゲージ長５ｍｍ、２ｍリード線付き（商品番号：KFG-5-120-C1）
端部接着法：金属製接着材、ベロメタルジャパン株式会社製の商品名「ベロメタル冷間溶接システム」
板間隔ΔL＝2.82ｍｍ（金属スペーサーを用いて間隔を保持した。）

測定に際し、温度補正を実施した。温度補正ゲージとして、板厚0.184ｍｍの鋼板に上記と同じゲージを貼付し、表裏面全部を耐酸性の絶縁性テープで被覆した。ひずみ測定では、ブリッジ法により温度補正を行う回路を構成して連続測定をおこなった。測定間隔は0.５秒間隔である。

ビーカー内に硝酸5.0％溶液を約500ｍｌ程度入れ、この中に腐食量測定センサを浸漬し、ひずみ測定を実施した。同時に腐食板厚を測定する目的で、鋼板板厚0.368mmの腐食試験片４枚を準備し、同じ腐食液に同時に浸漬した。開始後、200秒、400秒、500秒後に腐食試験片１枚をそれぞれ取り出し、ポイントマイクロメーターで板厚を計測した。

図１６は、腐食量測定センサによって測定された歪測定値の時間的変化を示すグラフである。図１７、１８は、腐食試験後の腐食量測定センサを示している。また、それぞれの時間で引き上げた腐食試験片によって残存板厚と時間との関係は図１９のようになった。図１６の結果と図１９の結果を比較したところ表１のようになった。腐食量測定センサによる歪測定値から推定した残存板厚（残存板厚と推定値）と腐食試験片から測定した残存板厚（試験片値）は良く一致した。

本発明は、構造物などの腐食劣化の測定に適用できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる腐食量測定センサの概略的な説明図である。 腐食の進行に伴う、暴露材の内面に生じている圧縮の曲げ歪の変化を示す説明図であり、暴露材の板厚がまだ厚い状態を示している。 腐食の進行に伴う、暴露材の内面に生じている圧縮の曲げ歪の変化を示す説明図であり、暴露材の板厚が薄くなった状態を示している。 本発明の第１の実施の形態にかかる腐食量測定センサの変形例であり、温度補正ゲージを有している。 本発明の第１の実施の形態にかかる腐食量測定センサの変形例であり、腐食量測定センサとは別に温度補正ゲージを有している。 本発明の第１の実施の形態にかかる腐食量測定センサの変形例であり、暴露材の内面を押して弾性曲げを生じさせる押圧部材を有している。 図６に示す腐食量測定センサの平面図である。 本発明の第１の実施の形態にかかる腐食量測定センサの変形例であり、暴露材と支持部材との間で作用する力によって、暴露材に弾性曲げを生じさせている。 図８の腐食量測定センサの変形例であり、暴露材と支持部材との間に、平板状の中間材を配置している。 図８、９の腐食量測定センサにおいて、暴露材と支持部材の板厚ｔが減少していく場合の、ひずみ算出式（１）により計算したグラフである。 本発明の第２の実施の形態にかかる腐食量測定センサの概略的な説明図である。 図１２は、腐食が進行した状態の本発明の第２の実施の形態にかかる腐食量測定センサの概略的な説明図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる腐食量測定センサにおいて、係数αと係数βについて、板厚比ｔ１／ｔ２が０．０から１．０までの範囲で計算し、図示したグラフである。 暴露材の残存板厚と曲げ歪ε１の関係を示すグラフである。 暴露材の残存板厚と曲げ歪ε２の関係を示すグラフである。 実施例の腐食量測定センサによって測定された歪測定値の時間的変化を示すグラフである。 腐食試験後の腐食量測定センサを示す写真である。 腐食試験後の腐食量測定センサを示す写真である。 腐食試験片によって測定された残存板厚と腐食時間との関係示すグラフである。

符号の説明

１、２ 腐食量測定センサ
１０ 暴露材
１１ 支持材
１２ 密閉空間
１５ 歪ゲージ
１６ リード線
１７ ブリッジ回路
２０ カバー
２１ 温度補正ゲージ
２１’ 板片
２２ 押圧部材
２５ 中間材
３０ ひずみゲージ

Claims (9)

1. 腐食雰囲気に暴露される暴露材と、前記暴露材に弾性曲げを生じさせた状態で、前記暴露材を支持する支持材を有し、前記暴露材の弾性曲げは一定の曲率に維持され、前記暴露材と前記支持材との間に密閉空間が形成され、前記密閉空間内において、前記暴露材の内面には、曲げ歪を検出するひずみゲージが貼付され、前記支持材が前記暴露材よりも大きい曲げ剛性を有することを特徴とする、腐食量測定センサ。
2. 前記支持材は、前記暴露材の表面を押して弾性曲げを生じさせる押圧部材を有することを特徴とする、請求項１に記載の腐食量測定センサ。
3. 前記支持材は、腐食雰囲気に暴露されないようにカバーされていることを特徴とする、請求項１または２に記載の腐食量測定センサ。
4. 前記支持材と前記暴露材が板形状であり、前記支持材の板厚に対する前記暴露材の板厚の比が０．５以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の腐食量測定センサ。
5. 前記支持材が弾性体であり、前記暴露材と前記支持部材との間で作用する力が変化することにより、前記暴露材の弾性曲げが一定の曲率に維持されることを特徴とする、請求項１に記載の腐食量測定センサ。
6. 前記支持材は、腐食雰囲気に暴露されることが可能となっていることを特徴とする、請求項５に記載の腐食量測定センサ。
7. 腐食雰囲気に暴露される暴露材と、前記暴露材を弾性曲げを生じさせた状態で支持する支持材を有し、
   前記支持材と前記暴露材が板形状であり、前記暴露材と前記支持材の両方にひずみゲージが貼付され、前記支持材の板厚に対する前記暴露材の板厚の比が０．５以下の範囲では前記暴露材側のひずみゲージで検出される値に基づいて腐食量を測定し、前記支持材の板厚に対する前記暴露材の板厚の比が０．５を越える範囲では前記支持材側のひずみゲージで検出される値に基づいて腐食量を測定することを特徴とする、腐食量測定センサ。
8. 腐食雰囲気に暴露される暴露材と、前記暴露材を弾性曲げを生じさせた状態で支持する支持材を有し、
   前記暴露材と前記支持部材との間に、平板状の中間材が配置されていることを特徴とする、腐食量測定センサ。
9. 更に、温度補正ゲージを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の腐食量測定センサ。

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