JP6081876B2 - Life evaluation method for plated parts - Google Patents

Life evaluation method for plated parts Download PDF

Info

Publication number
JP6081876B2
JP6081876B2 JP2013135927A JP2013135927A JP6081876B2 JP 6081876 B2 JP6081876 B2 JP 6081876B2 JP 2013135927 A JP2013135927 A JP 2013135927A JP 2013135927 A JP2013135927 A JP 2013135927A JP 6081876 B2 JP6081876 B2 JP 6081876B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating
film thickness
film
thickness
plating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013135927A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015010915A (en
Inventor
東 康弘
康弘 東
孝 澤田
孝 澤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2013135927A priority Critical patent/JP6081876B2/en
Publication of JP2015010915A publication Critical patent/JP2015010915A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6081876B2 publication Critical patent/JP6081876B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Description

本発明は、金属めっきが施された部材の寿命を評価するめっき部材の寿命評価方法に関する。   The present invention relates to a plating member life evaluation method for evaluating the life of a member plated with metal.

金属は、屋外やプラント内などの構造材料として、屋外の環境中で多く使用されている。このような金属材料を用いて構成された部材や構造体の寿命を評価するには、実際に使われている部材や構造体、もしくは、実際に使われる部材や構造体と同じ材料で構成された試験体を実際に使用される環境に暴露し、注目する金属の経年による減少量を測定することにより得る腐食速度を指標とすることが多い。   Metal is often used in outdoor environments as a structural material for outdoors and plants. In order to evaluate the life of a member or structure made of such a metal material, it is made of the same material as the member or structure that is actually used, or the member or structure that is actually used. In many cases, the corrosion rate obtained by exposing the test specimen to the environment in which it is actually used and measuring the amount of decrease in the metal of interest over time is used as an index.

例えば、金属素地に金属めっきが施されためっき部材からなる金属構造体では、次に示すようにしている。まず、形成した金属めっき膜の膜厚を予め測定し、この金属構造体と同じ材料で構成された試験体を、対象とする環境に一定期間暴露する。この暴露の後、残存した金属めっき膜の膜厚を測定し、膜厚の差分、すなわち腐食減量(膜厚表記)を期間で除して腐食速度を得る。膜厚の単位がμm、期間が年で与えられれば、腐食速度の単位はμm/年となる。初期めっき膜厚を基準とした腐食減量(膜厚表記)の値を1年ごとに求め、腐食減量(膜厚表記)または腐食速度の経年変化を追えば、残存した金属めっき膜の膜厚がある一定値以下となる期間を推定できる。この推定期間をもって、金属構造体の一部または全体の寿命として評価することができる。例えば、残存めっき膜厚が初期めっき膜厚の10分の1以下となる期間を寿命とすることがある。   For example, a metal structure made of a plated member obtained by performing metal plating on a metal substrate is configured as follows. First, the thickness of the formed metal plating film is measured in advance, and a test body made of the same material as the metal structure is exposed to the target environment for a certain period. After this exposure, the film thickness of the remaining metal plating film is measured, and the difference in film thickness, that is, the corrosion weight loss (film thickness notation) is divided by the period to obtain the corrosion rate. If the unit of film thickness is μm and the period is given in years, the unit of corrosion rate is μm / year. If the value of corrosion weight loss (film thickness notation) is determined every year based on the initial plating film thickness, and the corrosion weight loss (film thickness notation) or corrosion rate is followed over time, the film thickness of the remaining metal plating film will be It is possible to estimate a period during which the value is below a certain value. With this estimated period, it can be evaluated as the lifetime of a part or the whole of the metal structure. For example, a period in which the remaining plating film thickness is 1/10 or less of the initial plating film thickness may be defined as the lifetime.

上述したようなめっき部材からなる金属構造体の寿命評価方法は、金属構造体と同一の金属めっき膜を有する試験体を用いる必要がある。しかしながら、過去に建造され、現に使用されている既設構造体においては、時間を遡って建造初期における金属めっき膜の膜厚を測定することは不可能である。このような状態では、既設の金属構造体と同一の金属めっき膜を有す試験体を準備できるかどうかが、寿命を評価する上では重要となる。このため、一般には、既設の金属構造体で採用された製品規格に基づいて試験体を準備することになる。この場合、既設の金属構造体の初期めっき膜厚は、該当する製品規格より計算し得ると捉えられる。例えば、溶融亜鉛めっきの規格である「JIS H8641」に定める2種55では、亜鉛の付着量として550g/m3を規定しており、これに従えば、平均膜厚は76μmとなる。 The life evaluation method for a metal structure made of a plated member as described above needs to use a test body having the same metal plating film as the metal structure. However, it is impossible to measure the film thickness of the metal plating film in the early stage of construction in the existing structure that has been constructed in the past and is currently used. In such a state, whether or not a test body having the same metal plating film as an existing metal structure can be prepared is important in evaluating the life. For this reason, generally, a test body is prepared based on the product standard adopted with the existing metal structure. In this case, it is considered that the initial plating film thickness of the existing metal structure can be calculated from the corresponding product standard. For example, in Type 55 55 defined in “JIS H8641” which is a standard for hot dip galvanizing, 550 g / m 3 is defined as the amount of zinc adhered, and according to this, the average film thickness is 76 μm.

http://www.aen-mekki.or.jp/faq/014.html、一般社団法人日本溶融亜鉛鍍金協会。http://www.aen-mekki.or.jp/faq/014.html, Japan Association of Hot Dip Galvanizing. 宮田恵守、半田隆夫、「亜鉛めっき鋼板大気腐食量の経年特性」、第53回材料と環境討論会予稿集、C−203、2006年。Miyata Keimori and Handa Takao, “Aging Characteristics of Atmospheric Corrosion of Galvanized Steel Sheet”, Proc. 53rd Materials and Environmental Discussion, C-203, 2006. http://www.horiba.com/jp/scientific/products-jp/x-ray-fluorescence-analysis/details/mesa-portable-8946/、株式会社堀場製作所。http://www.horiba.com/jp/scientific/products-jp/x-ray-fluorescence-analysis/details/mesa-portable-8946/, HORIBA, Ltd. 東康弘、中江保一、河合潤、篠塚功、半田隆夫、澤田孝、「ハンドヘルド蛍光X線分析計による通信線路構造物材料の評価」、第46回X線分析討論会予稿集、日本分析化学会、2010年。Yasuhiro Higashi, Hoichi Nakae, Jun Kawai, Isao Shinozuka, Takao Handa, Takashi Sawada, "Evaluation of Communication Line Structure Materials Using Handheld X-ray Fluorescence Analyzer", Proceedings of the 46th X-ray Analysis Discussion Meeting, Japan Analytical Chemistry Meeting, 2010.

しかしながら、実際の初期めっき膜厚は、一般には、製品規格で計算される膜厚より厚い。例えば、上述した2種55が採用された部材のめっき膜厚を電磁式膜厚計で測定してみると、平均膜厚が100μmを超えることが往々にしてあり、付着量の規定から推定される膜厚より厚い。これは、単に、製造設計上、安全をみて、規定以上の付着量のめっきが施されているためである。例えば、2種55についていえば、550g/m3以上となっていれば規定を満たしていることになる。めっき膜厚は、規定を満たす範囲で、製造業者によって異なる。また、同じ製造業者で、めっき浴やめっき槽が同一であっても、めっきが施される部材の熱容量や形状によってめっき膜厚は異なる。従って、規定のみから金属構造体の初期のめっき膜厚を計算することは、著しく精度を欠く。試験体の膜厚は、電磁式膜厚計で測定することは可能であるものの、金属構造体の初期のめっき膜厚と同一である保証はない。 However, the actual initial plating film thickness is generally thicker than the film thickness calculated by the product standard. For example, when the plating film thickness of a member adopting the above-described type 2 55 is measured with an electromagnetic film thickness meter, the average film thickness often exceeds 100 μm, which is estimated from the regulation of the adhesion amount. Thicker than the film thickness. This is simply due to the fact that, in terms of manufacturing design, plating with an adhesion amount exceeding a specified amount is applied for safety. For example, for Type 55, if it is 550 g / m 3 or more, the regulation is satisfied. The plating film thickness varies depending on the manufacturer as long as it satisfies the regulations. Moreover, even if the same manufacturer has the same plating bath and plating tank, the plating film thickness varies depending on the heat capacity and shape of the member to be plated. Therefore, calculating the initial plating film thickness of the metal structure from the definition alone is extremely inaccurate. Although the film thickness of the test body can be measured with an electromagnetic film thickness meter, there is no guarantee that it is the same as the initial plating film thickness of the metal structure.

また、金属構造体を模した試験体ではなく、金属構造体自体を試験対象として寿命評価を行える方が、当然ながら有用である。ただし、この場合も、初期めっき膜厚を基準とした寿命評価が望まれる。   In addition, it is naturally useful to be able to perform the life evaluation using the metal structure itself as a test object, not the test body imitating the metal structure. In this case, however, life evaluation based on the initial plating film thickness is desired.

上述したように、規定のみから既設の金属構造体の初期のめっき膜厚を推定することは困難である。また、初期めっき膜厚を測定することが不可能な既設金属構造体の場合、既設金属構造体と同じ材料で構成された試験体を用いて、残存めっき膜厚が初期膜厚のある一定値以下となる期間を用いて、金属構造体の寿命評価を行う方法は適用できない。このように、現状では、めっき部材を用いた既設金属構造体の寿命を評価することが容易ではないという問題がある。   As described above, it is difficult to estimate the initial plating film thickness of the existing metal structure only from the regulations. In addition, in the case of an existing metal structure where it is impossible to measure the initial plating film thickness, the residual plating film thickness is a constant value with the initial film thickness using a test body made of the same material as the existing metal structure. A method for evaluating the life of a metal structure using the following period is not applicable. Thus, at present, there is a problem that it is not easy to evaluate the lifetime of an existing metal structure using a plating member.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、めっき部材を用いた既設金属構造体の寿命が、より簡便に評価できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to more easily evaluate the life of an existing metal structure using a plated member.

本発明に係るめっき部材の寿命評価方法は、めっき膜が形成された金属構造体からなるめっき部材の建造時より設定した時間経過した時点t1におけるめっき膜の厚さを測定して第1膜厚d1を得る第1膜厚測定ステップと、時点t1より後の時点t2におけるめっき部材のめっき膜の厚さを測定して第2膜厚d2を得る第2膜厚測定ステップと、めっき膜の材質により決定される定数bを用い、d0=(d12 b−d21 b)/(t2 b−t1 b)により建造時のめっき部材のめっき膜の厚さである初期膜厚d0を推定する初期膜厚推定ステップと、a=(d1−d2)/(t2 b−t1 b)により、めっき部材のめっき膜の建造時より1年後の膜厚減量aを推定する初年度膜厚減量推定ステップと、tL={(0.9d0)/a}1/bにより、建造時からのめっき部材の寿命tLを推定する寿命推定ステップとを備える。 The plating member life evaluation method according to the present invention measures the thickness of the plating film at a time point t 1 after a set time has elapsed since the construction of the plating member made of the metal structure on which the plating film is formed. A first film thickness measuring step for obtaining a thickness d 1 ; and a second film thickness measuring step for obtaining a second film thickness d 2 by measuring the thickness of the plating film of the plating member at time t 2 after time t 1. The constant b determined by the material of the plating film is used, and d 0 = (d 1 t 2 b −d 2 t 1 b ) / (t 2 b −t 1 b ) The initial film thickness estimation step for estimating the initial film thickness d 0 , which is the thickness, and a = (d 1 −d 2 ) / (t 2 b −t 1 b ) The first-year film thickness reduction estimation step for estimating the film thickness reduction a after the year, and t L = {(0.9d 0 ) / a} 1 / b A life estimation step for estimating the life t L of the plated member from the time of construction.

上記めっき部材の寿命評価方法において、第1膜厚測定ステップおよび第2膜厚測定ステップのめっき膜の厚さ測定では、めっき膜の上に形成されている腐食層を除去する除去ステップと、腐食層が除去された状態を蛍光X線分析装置を用いて確認する確認ステップと、腐食層の除去が確認されてからめっき膜の厚さを蛍光X線分析装置を用いて測定する測定ステップとを備えるようにすればよい。なお、めっき膜が亜鉛めっきから構成されている場合、定数bは、0.7である。   In the plating member life evaluation method, in the plating film thickness measurement in the first film thickness measurement step and the second film thickness measurement step, a removal step of removing the corrosion layer formed on the plating film, and corrosion A confirmation step for confirming the state of removal of the layer using a fluorescent X-ray analyzer, and a measurement step for measuring the thickness of the plating film using the fluorescent X-ray analyzer after the removal of the corrosion layer is confirmed. What is necessary is just to prepare. When the plating film is made of galvanizing, the constant b is 0.7.

以上説明したことにより、本発明によれば、めっき部材を用いた既設金属構造体の寿命が、より簡便に評価できるようになるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that the lifetime of an existing metal structure using a plated member can be more easily evaluated.

図1は、本発明の実施の形態におけるめっき部材の寿命評価方法を説明するフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for evaluating the life of a plated member according to an embodiment of the present invention. 図2は、建築物に用いられる金属構造体の表面の状態を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the state of the surface of a metal structure used in a building. 図3は、めっき膜の膜厚測定に先だって実施する腐食生成物(腐食層)の除去について説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the removal of corrosion products (corrosion layer) performed prior to the measurement of the thickness of the plating film. 図4は、腐食層の除去を含めた実施例における寿命評価方法について説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining the life evaluation method in the embodiment including the removal of the corrosion layer.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態におけるめっき部材の寿命評価方法を説明するフローチャートである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for evaluating the life of a plated member according to an embodiment of the present invention.

この評価方法は、まず、ステップS101で、めっき膜が形成された金属構造体からなるめっき部材の建造時より設定した時間経過した時点t1におけるめっき膜の厚さを測定して第1膜厚d1を得る(第1膜厚測定ステップ)。次に、ステップS102で、時点t1より後の時点t2におけるめっき部材のめっき膜の厚さを測定して第2膜厚d2を得る(第2膜厚測定ステップ)。 In this evaluation method, first, in step S101, the thickness of the plating film is measured at a time point t 1 after a set time has elapsed since the construction of the plating member made of the metal structure on which the plating film is formed. obtain d 1 (first film thickness measuring step). Next, in step S102, by measuring the thickness of the plated film of the plated member at time t 2 after the time t 1 to obtain a second thickness d 2 (second film thickness measuring step).

金属構造体は、例えば、鉄鋼から構成された構造体であり、めっきは、亜鉛めっきである。また、めっき膜の膜厚測定は、例えば、よく知られた電磁誘導式膜厚計により行えばよい。電磁誘導式膜厚計によれば、例えば、磁性を有する鉄鋼の上にある磁性を持たない亜鉛めっき膜の厚さが測定できる。電気亜鉛めっきであれば、ほぼ正確な膜厚が得られる。めっき膜の膜厚測定は、蛍光X線膜厚計により測定してもよい。めっき膜厚は、複数回の測定を行い、これらの結果の平均値を用いることが望ましい。   A metal structure is a structure comprised from steel, for example, and plating is galvanization. Moreover, the film thickness measurement of a plating film may be performed with a well-known electromagnetic induction type film thickness meter, for example. According to the electromagnetic induction type film thickness meter, for example, the thickness of a non-magnetic galvanized film on steel having magnetism can be measured. If it is electrogalvanizing, an almost accurate film thickness can be obtained. The film thickness of the plating film may be measured with a fluorescent X-ray film thickness meter. It is desirable to measure the plating film thickness a plurality of times and use the average value of these results.

また、時点t1と時点t2との間隔は、例えば、1年とすればよい。めっき部材が用いられている環境により、めっき膜の減少(変化)量は異なる。従って、膜厚の測定結果によりめっき膜の減少量が判断可能となる程度に、時点t1と時点t2との間隔が設定されていればよい。なお、本来の寿命評価という目的に対し、寿命に匹敵するような長い間隔は好ましくなく、時点t1と時点t2との間隔は、可能な範囲で短い方がよい。 Further, the interval between the time point t 1 and the time point t 2 may be, for example, one year. The amount of reduction (change) in the plating film varies depending on the environment in which the plating member is used. Therefore, the interval between the time point t 1 and the time point t 2 may be set to such an extent that the reduction amount of the plating film can be determined from the measurement result of the film thickness. It should be noted that a long interval comparable to the lifetime is not preferable for the purpose of the original lifetime evaluation, and the interval between the time point t 1 and the time point t 2 is preferably as short as possible.

次に、ステップS103で、めっき膜の材質により決定される定数bを用い、「d0=(d12 b−d21 b)/(t2 b−t1 b)・・・(1)」により建造時のめっき部材のめっき膜の厚さである初期膜厚d0を推定する(初期膜厚推定ステップ)。めっき膜が亜鉛めっきより構成されている場合、定数bは、0.7となる。次いで、ステップS104で、「a=(d1−d2)/(t2 b−t1 b)・・・(2)」により、めっき部材のめっき膜の建造時より1年後の膜厚減量aを推定する(初年度膜厚減量ステップ)。膜厚減量aは、めっき部材の建造初年度で減少しためっき膜の膜厚である。 Next, in step S103, a constant b determined by the material of the plated film is used, and “d 0 = (d 1 t 2 b −d 2 t 1 b ) / (t 2 b −t 1 b ). The initial film thickness d 0 which is the thickness of the plating film of the plating member at the time of construction is estimated by (1) ”(initial film thickness estimation step). When the plating film is made of galvanizing, the constant b is 0.7. Next, in step S104, the film thickness after one year from the time of construction of the plating film of the plating member by “a = (d 1 −d 2 ) / (t 2 b −t 1 b ) (2)”. The weight loss a is estimated (first year film thickness reduction step). The film thickness reduction a is the film thickness of the plating film decreased in the first year of construction of the plating member.

最後に、ステップS105で、「tL={(0.9d0)/a}1/b・・・(3)」により、建造時からのめっき部材の寿命tLを推定する(寿命推定ステップ)。 Finally, in step S105, the lifetime t L of the plated member from the time of construction is estimated by “t L = {(0.9d 0 ) / a} 1 / b (3)” (life estimation step) ).

上述した各式を用いた推定(各式の計算)は、コンピュータを用いて実施すればよい。コンピュータは、CPU(Central Processing Unit;中央演算処理装置)と主記憶装置と外部記憶装置とネットワーク接続装置となどを備え、主記憶装置に展開されたプログラムによりCPUが動作し、外部記憶装置に記憶された測定値や定数などをもとに、上述した推定のための計算が実現される。   What is necessary is just to implement estimation (calculation of each formula) using each formula mentioned above using a computer. The computer includes a central processing unit (CPU), a main storage device, an external storage device, a network connection device, and the like. The CPU is operated by a program developed in the main storage device and is stored in the external storage device. The above-described calculation for estimation is realized based on the measured values and constants.

次に、式(1),(2),(3)による寿命推定について、より詳細に説明する。   Next, the life estimation by the equations (1), (2), and (3) will be described in more detail.

鋼材などに形成されているめっき膜は、腐食などにより減少していく。このめっき膜の減少の量(膜厚減量)をΔdとし、めっき部材の建造時から初年度におけるめっき膜の減量をaとし、めっき部材の使用開始から経過した時間(単位は年)をtとすると、「Δd=atb・・・(4)」」が成立することが経験的に知られている(非特許文献2参照)。式(4)において、bは定数である。亜鉛めっきの場合、bは約0.7の値を取る。複数の測定結果より得られる複数の式(4)を用いることで、対象とするめっき材料におけるbの値が求められる。 The plating film formed on steel or the like decreases due to corrosion or the like. The amount of reduction of the plating film (thickness reduction) is Δd, the reduction of the plating film in the first year from the construction of the plating member is a, and the time (unit is year) elapsed from the start of use of the plating member is t. Then, it is empirically known that “Δd = at b (4)” is established (see Non-Patent Document 2). In Formula (4), b is a constant. In the case of galvanization, b takes a value of about 0.7. By using a plurality of equations (4) obtained from a plurality of measurement results, the value of b in the target plating material is obtained.

めっき部材の建造時点を0とし、これより経過した時点をt1とし、時点t1から一定の期間経過した時点をt2とする。また、時点t1で測定されためっき膜の膜厚をd1とし、時点t2で測定されためっき膜の膜厚をd2とする。これらを式(4)に適用すると、前述した式(1)および式(2)が得られる。 The construction time of the plating member and 0, the time has elapsed from this and t 1, the time of the elapse of a predetermined period of time from time t 1 to t 2. Further, the thickness of the plating film measured at time t 1 is d 1, and the thickness of the plating film measured at time t 2 is d 2 . When these are applied to the equation (4), the above-described equations (1) and (2) are obtained.

次に、経年変化の後に残存するめっき膜厚が、建造時の初期膜厚のある一定値となる期間をめっき部材の寿命として評価する考えによれば、残存するめっき膜厚が推定初期膜厚d0のある一定値となる時点をめっき部材の寿命とすることができる。この一定値を0.1とすると、式(4)より、寿命tLは、「Δd=0.9d0=atL b・・・(5)」から計算できる。この式(5)より、前述した式(3)が得られる。 Next, according to the idea of evaluating the period when the plating film thickness remaining after aging is a certain value of the initial film thickness at the time of construction as the lifetime of the plating member, the remaining plating film thickness is the estimated initial film thickness. The point in time at which d 0 reaches a certain value can be the life of the plated member. When this constant value is 0.1, the life t L can be calculated from “Δd = 0.9d 0 = at L b (5)” from the equation (4). From this equation (5), the above-described equation (3) is obtained.

以上に説明したように、実施の形態によれば、既設の建造物などに用いられている金属構造体であるめっき部材において、初期めっき膜厚が不明の場合でも、初期めっき膜厚を推定し、この推定値を用いて簡便に金属構造体の寿命が評価できるようになる。また、実施の形態によれば、試験体を用いることなく、既設のめっき部材自体を試験体として用いることも可能である。   As described above, according to the embodiment, in the plated member that is a metal structure used in an existing building or the like, the initial plated film thickness is estimated even when the initial plated film thickness is unknown. The lifetime of the metal structure can be easily evaluated using this estimated value. Further, according to the embodiment, it is possible to use the existing plated member itself as the test body without using the test body.

以下、実施例を用いてより詳細に説明する。   Hereinafter, it demonstrates in detail using an Example.

[実施例]
建築物に用いられる鋼材などの金属構造体は、図2の(a)に示すように、金属素地201の表面に金属めっき膜202を形成し、めっき部材として用いられていることが多い。よく知られているように、金属めっき膜202を形成することで、金属素地201を、この使用環境における腐食因子から保護することができる。
[Example]
As shown in FIG. 2A, metal structures such as steel materials used for buildings are often used as plating members by forming a metal plating film 202 on the surface of a metal substrate 201. As is well known, by forming the metal plating film 202, the metal substrate 201 can be protected from corrosion factors in this use environment.

ただし、使用環境で用いられることにより、時間の経過に伴い、初期には膜厚d0の金属めっき膜202は腐食し、図2の(b)に示すように、金属めっき膜202の表面側に腐食層203が形成された状態となる。この結果、金属めっき膜202は、膜厚d1(<d0)に薄くなる。屋外などの腐食が進行する環境中では、腐食層203が増加して金属めっき膜202は減少し、いずれは金属めっき膜202がなくなる。金属めっき膜202が薄くなれば、金属素地201を保護する機能が損なわれることになり、金属素地201が腐食する状態となる。従って、金属めっき膜202の膜厚がある一定値になるまでの期間を、めっき部材の寿命とすることができる。 However, the metal plating film 202 having a film thickness d 0 is initially corroded as time passes by being used in the use environment, and as shown in FIG. 2B, the surface side of the metal plating film 202 is corroded. Thus, the corrosion layer 203 is formed. As a result, the metal plating film 202 is thinned to a film thickness d 1 (<d 0 ). In an environment where corrosion proceeds, such as outdoors, the corrosion layer 203 increases and the metal plating film 202 decreases, and eventually the metal plating film 202 disappears. If the metal plating film 202 is thinned, the function of protecting the metal substrate 201 is impaired, and the metal substrate 201 is corroded. Therefore, the period until the film thickness of the metal plating film 202 reaches a certain value can be the life of the plating member.

腐食層203は、乾燥湿潤や風雨によって一部が損なわれることはあるが、時間が経過するにつれて堆積する。一般的には、腐食層203の堆積によって腐食の進行は時間が経過するにつれて遅くなるとされる。これが、式(4)におけるbが1より小さい理由といわれている。金属めっき膜202のめっき膜厚d1を測定するには、腐食層203を予め決まった方法で除去しておく必要がある。腐食層203の堆積による腐食進行の減速を考えると、第1膜厚d1を測定する部分と第2膜厚d2を測定する部分とは、異なる部分としなければならないが、局所の気象を考えた場合、これらは近接する部分とするのが望ましい。 The corrosive layer 203 is partially damaged by dry and wet weather or wind and rain, but accumulates over time. In general, the progress of corrosion is assumed to be delayed as time elapses due to the deposition of the corrosion layer 203. This is said to be the reason why b in Formula (4) is smaller than 1. In order to measure the plating film thickness d 1 of the metal plating film 202, it is necessary to remove the corrosion layer 203 by a predetermined method. Considering the slowing of the progress of corrosion due to the deposition of the corrosive layer 203, the part for measuring the first film thickness d 1 and the part for measuring the second film thickness d 2 must be different parts. When considered, it is desirable that these are adjacent parts.

また、膜厚を測定した部分のめっき部材の寿命評価にとどまらず、めっき部材から構成されている金属構造体全体の寿命評価を目的とする場合、当然、腐食が進みやすいと想定される部位を測定対象部分の1つに選定すべきである。具体的には、常に湿潤な環境に置かれやすい部位、例えば、水は存在し得るが陰影にあり乾燥しにくい部位を測定対象部分の1つに選定すべきである。   In addition, not only for the life evaluation of the plating member where the film thickness is measured, but also for the purpose of life evaluation of the entire metal structure composed of the plating member, of course, it is assumed that corrosion is likely to proceed. It should be selected as one of the parts to be measured. Specifically, a part that is always placed in a moist environment, for example, a part where water can exist but is shadowed and difficult to dry should be selected as one of the measurement target parts.

次に、めっき膜の膜厚測定に先だって実施する腐食生成物(腐食層)の除去について図3を用いて説明する。図3は、断面を模式的に示している。   Next, the removal of the corrosion product (corrosion layer) performed prior to the measurement of the thickness of the plating film will be described with reference to FIG. FIG. 3 schematically shows a cross section.

図3の(a)に示すように、金属素地301の表面にめっき膜302が形成され、めっき膜302の上に腐食層303が形成される。腐食層303の除去の方法としては、腐食層303の成分に応じた酸などの薬品を用いる場合があるが、腐食層303がめっき層302に比して脆い場合が多く、ブラシなどを用いて磨くことで十分に除去できる場合も多い。いずれの除去方法であっても、めっき層302の膜厚を測定する際には、腐食層303の厚さが加算されないよう、腐食層303除去の終点を見極める必要がある。   As shown in FIG. 3A, a plating film 302 is formed on the surface of the metal substrate 301, and a corrosion layer 303 is formed on the plating film 302. As a method of removing the corrosive layer 303, chemicals such as acids corresponding to the components of the corrosive layer 303 may be used. However, the corrosive layer 303 is often more fragile than the plating layer 302, and a brush or the like is used. In many cases, it can be removed sufficiently by polishing. In any removal method, when measuring the thickness of the plating layer 302, it is necessary to determine the end point of the removal of the corrosion layer 303 so that the thickness of the corrosion layer 303 is not added.

腐食層303除去の終点を見極める方法としては、めっき層302表面における金属光沢をみる方法がある。また、腐食層303とめっき層302との密度の差がある場合には、超音波法などにより腐食層303の有無を確認することも考えられる。ここでは、腐食層303の下のめっき層302が十分に厚い場合を例に、携帯型の蛍光X線分析装置311を用い、腐食層303の除去状態を確認する。例えば、株式会社堀場製作所が販売するハンドヘルド型蛍光X線分析装置を用いればよい(非特許文献3参照)。   As a method for determining the end point of removal of the corrosive layer 303, there is a method of checking the metallic luster on the surface of the plating layer 302. In addition, when there is a difference in density between the corrosion layer 303 and the plating layer 302, it may be possible to confirm the presence or absence of the corrosion layer 303 by an ultrasonic method or the like. Here, the removal state of the corrosive layer 303 is confirmed using a portable fluorescent X-ray analyzer 311 in the case where the plating layer 302 under the corrosive layer 303 is sufficiently thick. For example, a handheld X-ray fluorescence analyzer sold by HORIBA, Ltd. may be used (see Non-Patent Document 3).

まず、図3の(a)に示すように、蛍光X線分析装置311から入射X線312をめっき膜302および腐食層303に照射し、蛍光X線313を検出し、亜鉛の蛍光X線強度を得る。株式会社堀場製作所のハンドヘルド型蛍光X線分析装置のある特定の機種を用いた測定では、亜鉛めっきの場合、めっき膜厚が32.5μm以上あれば、非常に厚い亜鉛めっき膜と比べて、亜鉛の蛍光X線強度は90%以上となる。   First, as shown in FIG. 3A, incident X-rays 312 are irradiated from the X-ray fluorescence analyzer 311 onto the plating film 302 and the corrosive layer 303, the X-ray fluorescence 313 is detected, and the X-ray fluorescence intensity of zinc is detected. Get. In the measurement using a specific model of HORIBA, Ltd. handheld fluorescent X-ray analyzer, if the plating film thickness is 32.5μm or more, the zinc film is zinc compared to the very thick zinc plating film. The fluorescent X-ray intensity is 90% or more.

よって、まず、図3の(b)に示すように、非常に厚い膜厚の参照用めっき膜306を金属素地305の表面に形成した参照めっき部材を用意し、参照用めっき膜306における亜鉛の蛍光X線強度を測定する。次いで、所定の方法で腐食層303の除去処理をした後、図3の(c)に示すように、めっき膜302における亜鉛の蛍光X線強度を測定する。この測定により、例えば、参照用めっき膜306の測定結果に対して90%以上の蛍光X線強度が得られれば、腐食層が十分に除去されたものと判定する(非特許文献4参照)。この後、蛍光X線分析装置311を用い、めっき膜302の膜厚を測定すればよい。   Therefore, first, as shown in FIG. 3B, a reference plating member in which a very thick reference plating film 306 is formed on the surface of the metal substrate 305 is prepared, and zinc in the reference plating film 306 is prepared. Measure fluorescence X-ray intensity. Next, after removing the corrosive layer 303 by a predetermined method, the fluorescent X-ray intensity of zinc in the plating film 302 is measured as shown in FIG. If, for example, a fluorescent X-ray intensity of 90% or more is obtained with respect to the measurement result of the reference plating film 306, it is determined that the corrosive layer has been sufficiently removed (see Non-Patent Document 4). Thereafter, the thickness of the plating film 302 may be measured using a fluorescent X-ray analyzer 311.

以上に説明した腐食層の除去を含めた実施例における寿命評価方法について、図4のフローチャートを用いて説明する。   The life evaluation method in the embodiment including the removal of the corrosion layer described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS401で、対象とするめっき部材のめっき膜表面に形成された腐食層の除去処理を所定の方法で行う。次に、ステップS402で、上述した方法により、除去処理をしたことによる除去の状態を確認する。この確認により、除去が十分であると判定されれば(ステップS403のy)、ステップS404に進み、めっき部材の建造時より設定した時間経過した時点t1におけるめっき膜の厚さを測定して第1膜厚d1を得る。一方、除去が十分ではないと判定された場合(ステップS403のn)、ステップS401に戻り、再度、除去処理を行う。当然ながら、上述した腐食層の除去処理,除去状態の確認などは、第1膜厚d1の測定直前に行う。 First, in step S401, the removal process of the corrosion layer formed on the plating film surface of the target plating member is performed by a predetermined method. Next, in step S402, the state of removal due to the removal process is confirmed by the method described above. If it is determined by this confirmation that the removal is sufficient (y in step S403), the process proceeds to step S404, and the thickness of the plating film at the time point t 1 after the set time has elapsed since the construction of the plating member is measured. A first film thickness d 1 is obtained. On the other hand, when it is determined that the removal is not sufficient (step S403: n), the process returns to step S401 and the removal process is performed again. Needless to say, the removal process of the corrosive layer and the confirmation of the removal state are performed immediately before the measurement of the first film thickness d 1 .

以上のようにして腐食層を除去して時点t1における第1膜厚d1を得たら、時点t1より後の時点t2において、ステップS405で測定箇所を移動し、ステップS406で対象とするめっき部材のめっき膜表面に形成された腐食層の除去処理を所定の方法で行う。次に、ステップS407で、上述した方法により、除去処理をしたことによる除去の状態を確認する。この確認により、除去が十分であると判定されれば(ステップS408のy)、ステップS409に進み、時点t2におけるめっき膜の厚さを測定して第2膜厚d2を得る。一方、除去が十分ではないと判定された場合(ステップS408のn)、ステップS406に戻り、再度、除去処理を行う。当然ながら、上述した腐食層の除去処理,除去状態の確認などは、第2膜厚d2の測定直前に行う。 After obtaining the first thickness d 1 at time t 1 by removing the corrosion layer in the manner described above, at time t 2 after the time t 1, to move the measurement point in step S405, the target in step S406 The removal process of the corrosion layer formed on the plating film surface of the plating member to be performed is performed by a predetermined method. Next, in step S407, the state of removal due to the removal process is confirmed by the method described above. This check, if it is determined that the removal is sufficient (y in step S408), the process proceeds to step S409, the obtaining a second thickness d 2 by measuring the thickness of the plated film at the time t 2. On the other hand, when it is determined that the removal is not sufficient (step S408: n), the process returns to step S406 and the removal process is performed again. Of course, removal processing of the corrosion layer described above, etc. confirm the removal state, it performed immediately before measurement of the second film thickness d 2.

以上のようにして腐食層を除去して時点t2における第2膜厚d2を得たら、ステップS410でめっき膜の材質により決定される定数bを用い、d0=(d12 b−d21 b)/(t2 b−t1 b)により建造時のめっき部材のめっき膜の厚さである初期膜厚d0を推定する。次に、ステップS411で、a=(d1−d2)/(t2 b−t1 b)により、めっき部材のめっき膜の建造時より1年後の膜厚減量aを推定する。最後に、ステップS412で、tL={(0.9d0)/a}1/b・・・(3)により、建造時からのめっき部材の寿命tLを推定する。 When the corroded layer is removed as described above to obtain the second film thickness d 2 at time t 2 , d 0 = (d 1 t 2 b) using the constant b determined by the material of the plating film in step S410. -d 2 t 1 b) / (a t 2 b -t 1 b) estimating an initial film thickness d 0 is the thickness of the plated film of the plated members during construction. Next, in step S411, the film thickness reduction a after one year from the time of construction of the plating film of the plating member is estimated by a = (d 1 −d 2 ) / (t 2 b −t 1 b ). Finally, in step S412, the life t L of the plated member from the time of construction is estimated by t L = {(0.9d 0 ) / a} 1 / b (3).

なお、本例では触れていないが、塗装がある場合にも本発明は適用可能である。塗装がされている場合、塗装の下のめっき膜の膜厚の測定のためには、塗装を除去する(剥ぐ)必要がある。当然、塗装を除去して測定を行った後は、用いられている塗料か、この塗装の耐候性以上の耐候性を有する塗料あるいは他のコーティングで剥いだ塗装面の部分を補修しておく。   Although not mentioned in the present example, the present invention can also be applied when there is paint. When the paint is applied, it is necessary to remove (peel) the paint in order to measure the film thickness of the plating film under the paint. Of course, after the measurement is performed with the paint removed, the part of the painted surface that has been peeled off with the paint being used, the paint having a weather resistance higher than the weather resistance of this paint, or other coating is repaired.

以上に説明したように、本発明によれば、既設の金属構造体を構成しているめっき部材において、初期めっき膜厚が不明の場合でも、簡便に寿命を評価できるようになる。また、試験体を用いることなく、既設金属構造体自体を試験体として用いることも可能である。   As described above, according to the present invention, in the plated member constituting the existing metal structure, the lifetime can be easily evaluated even when the initial plating film thickness is unknown. Moreover, it is also possible to use the existing metal structure itself as a test body without using the test body.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述では、亜鉛めっきが施された鋼材を例に説明したが、これに限るものではなく、様々な金属に対して様々なめっき膜が形成されためっき部材に適用可能である。対象となるめっき部材のめっき膜における定数bを予め求めておけばよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and many modifications and combinations can be implemented by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious. For example, in the above description, the steel material on which galvanization is performed has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a plating member in which various plating films are formed on various metals. What is necessary is just to obtain | require previously the constant b in the plating film of the plating member used as object.

201…金属素地、202…金属めっき膜、203…腐食層。   201 ... Metal substrate, 202 ... Metal plating film, 203 ... Corrosion layer.

Claims (3)

めっき膜が形成された金属構造体からなるめっき部材の建造時より設定した時間経過した時点t1におけるめっき膜の厚さを測定して第1膜厚d1を得る第1膜厚測定ステップと、
前記時点t1より後の時点t2における前記めっき部材のめっき膜の厚さを測定して第2膜厚d2を得る第2膜厚測定ステップと、
前記めっき膜の材質により決定される定数bを用い、d0=(d12 b−d21 b)/(t2 b−t1 b)により建造時の前記めっき部材のめっき膜の厚さである初期膜厚d0を推定する初期膜厚推定ステップと、
a=(d1−d2)/(t2 b−t1 b)により、前記めっき部材のめっき膜の建造時より1年後の膜厚減量aを推定する初年度膜厚減量推定ステップと、
L={(0.9d0)/a}1/bにより、建造時からの前記めっき部材の寿命tLを推定する寿命推定ステップと
を備えることを特徴とするめっき部材の寿命評価方法。
A first film thickness measurement step for measuring the thickness of the plating film at a time t 1 after a set time has elapsed since the construction of the plating member made of the metal structure on which the plating film is formed, and obtaining the first film thickness d 1 ; ,
A second film thickness measuring step of measuring a thickness of the plating film of the plating member at a time t 2 after the time t 1 to obtain a second film thickness d 2 ;
The constant b determined by the material of the plating film is used, and the plating film of the plating member at the time of construction according to d 0 = (d 1 t 2 b −d 2 t 1 b ) / (t 2 b −t 1 b ) An initial film thickness estimation step for estimating an initial film thickness d 0 which is a thickness of
a first-year film thickness reduction estimating step for estimating a film thickness reduction a after one year from the time of construction of the plating film of the plating member by a = (d 1 -d 2 ) / (t 2 b -t 1 b ); ,
a life estimation step of estimating a life t L of the plated member from the time of construction by t L = {(0.9d 0 ) / a} 1 / b .
請求項1記載のめっき部材の寿命評価方法において、
前記第1膜厚測定ステップおよび前記第2膜厚測定ステップのめっき膜の厚さ測定では、
前記めっき膜の上に形成されている腐食層を除去する除去ステップと、
腐食層が除去された状態を蛍光X線分析装置を用いて確認する確認ステップと、
腐食層の除去が確認されてからめっき膜の厚さを前記蛍光X線分析装置を用いて測定する測定ステップと
を備えることを特徴とするめっき部材の寿命評価方法。
In the life evaluation method of the plating member according to claim 1,
In the thickness measurement of the plating film in the first film thickness measurement step and the second film thickness measurement step,
A removing step of removing a corrosive layer formed on the plating film;
A confirmation step for confirming the state in which the corrosive layer has been removed using a fluorescent X-ray analyzer;
And a measuring step of measuring the thickness of the plating film using the fluorescent X-ray analyzer after the removal of the corrosive layer is confirmed.
請求項1または2記載のめっき部材の寿命評価方法において、
前記めっき膜は、亜鉛めっきから構成され、前記定数bは、0.7であることを特徴とするめっき部材の寿命評価方法。
In the lifetime evaluation method of the plating member according to claim 1 or 2,
The plated film life evaluation method, wherein the plating film is made of zinc plating, and the constant b is 0.7.
JP2013135927A 2013-06-28 2013-06-28 Life evaluation method for plated parts Active JP6081876B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013135927A JP6081876B2 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Life evaluation method for plated parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013135927A JP6081876B2 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Life evaluation method for plated parts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015010915A JP2015010915A (en) 2015-01-19
JP6081876B2 true JP6081876B2 (en) 2017-02-15

Family

ID=52304202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013135927A Active JP6081876B2 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Life evaluation method for plated parts

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6081876B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4706279B2 (en) * 2004-02-24 2011-06-22 Jfeスチール株式会社 Steel life prediction method and apparatus, and computer program
JP2011185795A (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Tokyo Electric Power Co Inc:The Method for estimation of corrosion quantity inside plating of steel pipe member

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015010915A (en) 2015-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6213426B2 (en) Corrosion resistance evaluation method and corrosion resistance evaluation apparatus for painted metal
Razin et al. Detecting and estimating the extent of automotive coating delamination and damage indexes after stone chipping using electrochemical impedance spectroscopy
JP5065107B2 (en) Method for evaluating coating film corrosion resistance of metal materials for ballast tanks
JP5206386B2 (en) Corrosion promotion test method and corrosion amount prediction method for organic coated steel for civil engineering
JP5510352B2 (en) Pre-corrosion cross-section prediction method for heavy anti-corrosion coated steel materials, strength deterioration prediction method for heavy anti-corrosion coating structures, management method for heavy anti-corrosion coating structures
Caldona et al. Surface electroanalytical approaches to organic polymeric coatings
JP6061393B2 (en) Degradation state evaluation apparatus, deterioration state evaluation method, and deterioration state evaluation program
JP6734705B2 (en) Measurement and estimation methods
Davis et al. Coating evaluation and validation of accelerated test conditions using an in-situ corrosion sensor
JP6081876B2 (en) Life evaluation method for plated parts
Kwan et al. Building diagnostic techniques and building diagnosis: the way forward
JP2011227004A (en) Method for testing corrosion acceleration of double anticorrosive coating steel material
JP4521066B2 (en) Prediction method of corrosion occurrence time of steel in concrete
JP2008051817A5 (en)
JP5077960B2 (en) Method for forming coating film on outdoor steel structure
Kurabayashi et al. Terahertz imaging through paint layers
JP2008122170A (en) Weatherable deterioration diagnosing method of facing member
Zajec et al. Corrosion monitoring of steel structure coating degradation
JP2019007851A (en) Method for predicting corrosion of weather-resistant steel and method for predicting corrosion of steel structure
JP2011169918A (en) Corrosion resistance evaluation method for metal material, metal material, and device for testing corrosion acceleration of metal material
Bedoya et al. Electrochemical impedance study for modeling the anticorrosive performance of coatings based on accelerated tests and outdoor exposures
Arya et al. Service life of reinforced concrete (RC) systems with cement-polymer-composite (CPC) coated steel rebars
JP5577768B2 (en) Corrosion diagnosis method for steel
Vesga et al. Use of the electrochemical impedance spectroscopy to evaluate the performance of a primer applied under different surface preparation methods
JP2002318227A (en) Method for estimating life of surface treated steel material, surface treated steel material, method for designing surface treated steel material and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150911

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160712

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6081876

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150