JP5314089B2 - 腐食速度推定装置および方法 - Google Patents
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Description
[腐食速度推定装置の構成]
まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態にかかる腐食速度推定装置10について説明する。図1は、腐食速度推定装置の構成を示すブロック図である。
この腐食速度推定装置10は、全体としてサーバ装置などのコンピュータからなり、入力された各種データに基づいて、任意の地点における金属に対する大気腐食の速度を推定する装置である。
腐食速度推定装置10には、主な機能部として、データ入力部11、データ蓄積部12、表示部13、および演算処理部14が設けられている。
表示部13は、LCDなどの画面表示装置からなり、演算処理部14からの指示に応じて、操作メニューや演算結果などの各種情報を画面表示する機能を有している。
演算処理部14で実現される主な処理部として、関数当てはめ部14Aと腐食速度推定部14Bがある。
次に、図2を参照して、本実施の形態にかかる腐食速度推定装置10の動作について説明する。図2は、腐食速度推定処理を示すフローチャートである。
腐食速度推定装置10は、推定点における腐食速度を推定する際、図2の腐食速度推定処理を実行する。
この際、関数当てはめ部14Aは、解析関数において、実測点と第1の観測点との距離を用いる。特に、複数の第1の観測点で得られた気象データを考慮する場合は、実測点と第1の観測点との距離に関する加重平均を、気温、降水量、および結露日数に適用する。
この際、腐食速度推定部14Bは、解析関数において、推定点と第2の観測点との距離を用いる。特に、複数の第2の観測点で得られた気象データを考慮する場合は、推定点と第2の観測点との距離に関する加重平均を、気温、降水量、および結露日数に適用する。
次に、数式を用いて、本実施の形態にかかる腐食速度推定処理の詳細について説明する。
本実施の形態では、材料を劣化させる要素として、主に大気環境が関係すると仮定している。要素については、海塩粒子(以下、粒子)量、結露、雨量、気温とした。
このうち、粒子量は、沿岸部に近い位置に設置されている材料ほど、その影響を受けやすいと言われており、腐食の進行を加速させる要因の一つとなっている。これについては、前述した非特許文献1における手法などの公知の手法により粒子量を観測・解析した結果を利活用すればよい。
いずれの観測量についても、統計的な見地から計測期間が1ヶ月間の場合を基本単位とした。
任意の地点pc(推定点または実測点)から観測点psまでの距離をds(pc)とすると、地点pcの緯度la(pc)・経度lo(pc)と観測点の緯度la(ps)・経度lo(ps)との距離はds(pc)は、次の式(2)で与えられる。
任意の地点pcでの月mにおける月平均気温Tav(pc,m)は、地点pcに近い、例えば3ヶ所の観測点psでの月mにおける月平均気温Tav(ps,m)の加重平均として、次の式(3)で与えられる。
任意の地点pcでの月mにおける月降水量Psu(pc,m)は、地点pcに近い、例えば3ヶ所の観測点psでの月mにおける月降水量Psu(ps,m)の加重平均として、次の式(4)で与えられる。
(D)月結露日数C(pc,m)単位:日
任意の地点pcでの月mにおける月結露日数C(pc,m)は、地点pcに近い、例えば3ヶ所の観測点psでの月mにおける月結露日数C(ps,m)の加重平均として、次の式(5)で与えられる。
腐食速度を推定するための解析関数については、次のように導出した。月単位での腐食速度R(pc,m)については、平均降水量Psu(pc,m)、結露日数C(pc,m)、平均気温Tav(pc,m)、平均粒子量Sav(pc,m)に関係するモデルとした。次に、腐食速度とこの4つのパラメータ間の関係については次のように与えた。まず、平均降水量と平均粒子量が増大した場合は、腐食速度は急速に早まるものと仮定し、指数関数に従うものとした。続いて、結露日数が多いほど、平均降水量が多いほど、腐食速度が増えるものとした。
このように、本実施の形態は、関数当てはめ部14Aで、任意の地点における気温、降水量、結露日数、および海塩粒子量から、予め定められたパラメータを用いて、当該地点における推定腐食速度を算出する解析関数に対して、実測点と第1の観測点との距離に基づき第1の観測点における気温、降水量、および結露日数を加重平均して求めた当該実測点における気温、降水量、および結露日数と、当該実測点における海塩粒子量と、当該実測点で計測した実測腐食速度とを適用することにより、パラメータとして実測腐食速度と推定腐食速度との誤差が最も少ない最適パラメータを特定し、腐食速度推定部14Bで、推定点と第2の観測点との距離に基づき第2の観測点における気温、降水量、および結露日数を加重平均して求めた当該推定点における気温、降水量、および結露日数と、当該推定点における海塩粒子量とから、最適パラメータを用いた解析関数に基づいて当該推定点における腐食速度を算出するようにしたものである。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
Claims (6)
- 任意の地点に位置する実測点で実測した実測腐食速度と、前記実測点の周辺に位置する複数の第1の観測点における気温、降水量、結露日数からなる気象データと、腐食速度の推定を行う推定点の周辺に位置する複数の第2の観測点における気温、降水量、および結露日数を含む気象データと、前記推定点および前記実測点における海塩粒子量と、前記実測点と前記第1の観測点の位置関係を示す位置データと、前記推定点と前記第2の観測点の位置関係を示す位置データとを記憶するデータ蓄積部と、
任意の地点における気温、降水量、結露日数、および海塩粒子量から、予め定められたパラメータを用いて、当該地点における推定腐食速度を算出する解析関数に対して、前記実測点と前記第1の観測点との距離に基づき前記第1の観測点における気温、降水量、および結露日数を加重平均して求めた当該実測点における気温、降水量、および結露日数と、前記実測点における海塩粒子量と、当該実測点で計測した実測腐食速度とを適用することにより、前記パラメータとして前記実測腐食速度と前記推定腐食速度との誤差が最も少ない最適パラメータを特定する関数当てはめ部と、
前記推定点と前記第2の観測点との距離に基づき前記第2の観測点における気温、降水量、および結露日数を加重平均して求めた当該推定点における気温、降水量、および結露日数と、当該推定点における海塩粒子量とから、前記最適パラメータを用いた前記解析関数に基づいて当該推定点における腐食速度を算出する腐食速度推定部と
を備えることを特徴とする腐食速度推定装置。 - 請求項1または請求項2に記載の腐食速度推定装置において、
前記関数当てはめ部は、前記解析関数に関する前記最適パラメータを特定する際、ロバスト関数を用いた非線形最小二乗法に基づいて、反復誤差がしきい値未満となるまで、前記各パラメータの値を変化させて前記腐食速度を反復計算するとともに、当該反復計算の回数に応じて、当該ロバスト関数内の係数を段階的に変化させることを特徴とする腐食速度推定装置。 - 任意の地点に位置する実測点で実測した実測海塩粒子量と、前記実測点の周辺に位置する複数の第1の観測点における風向および風速からなる気象データと、海塩粒子量の推定を行う推定点の周辺に位置する複数の第2の観測点における風向および風速からなる気象データと、前記実測点と前記第1の観測点の位置関係を示す位置データと、前記推定点と前記第2の観測点の位置関係を示す位置データとを記憶するデータ蓄積ステップと、
任意の地点における気温、降水量、結露日数、および海塩粒子量から、予め定められたパラメータを用いて、当該地点における推定腐食速度を算出する解析関数に対して、前記実測点と前記第1の観測点との距離に基づき前記第1の観測点における気温、降水量、および結露日数を加重平均して求めた当該実測点における気温、降水量、および結露日数と、前記実測点における海塩粒子量と、当該実測点で計測した実測腐食速度とを適用することにより、前記パラメータとして前記実測腐食速度と前記推定腐食速度との誤差が最も少ない最適パラメータを特定する関数当てはめステップと、
前記推定点と前記第2の観測点との距離に基づき前記第2の観測点における気温、降水量、および結露日数を加重平均して求めた当該推定点における気温、降水量、および結露日数と、当該推定点における海塩粒子量とから、前記最適パラメータを用いた前記解析関数に基づいて当該推定点における腐食速度を算出する腐食速度推定ステップと
を備えることを特徴とする腐食速度推定方法。 - 請求項4または請求項5のいずれか1つに記載の腐食速度推定方法において、
前記関数当てはめステップは、前記解析関数に関する前記最適パラメータを特定する際、ロバスト関数を用いた非線形最小二乗法に基づいて、反復誤差がしきい値未満となるまで、前記各パラメータの値を変化させて前記腐食速度を反復計算するとともに、当該反復計算の回数に応じて、当該ロバスト関数内の係数を段階的に変化させるステップを含むことを特徴とする腐食速度推定方法。
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