JP7411459B2 - 腐食管理システム - Google Patents

Description

本発明は、腐食管理システムに関する。

例えば、配管などのようなプラント機器やインフラ機器の一部は、保温材や埋設土壌などの外部環境によって覆われており、配管などの状態を、直接、目視で、確認することができない。このため、配管などを検査するためには、これらの外部環境を除去し、配管などの腐食状態を検査する、又は、センサを設置し、配管などの腐食状態を判定する、必要がある。特に、センサには、腐食環境の腐食性に関するパラメータ（以下「環境因子」と称する場合がある。）を監視するものや、配管などの腐食量を、直接、測定するものがある。

こうした本技術分野の背景技術として、特開２００７－２７８８４３号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、外面が所定の材質で被覆され、地中に埋設された鋼製の地下埋設鋼構造物の腐食を診断する腐食診断装置であって、地下埋設鋼構造物と地下埋設鋼構造物に接続された接地電極との間の電気化学インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、地下埋設鋼構造物が埋設されている周辺の電気的な腐食環境を測定する電気的腐食環境測定手段と、インピーダンス測定手段及び電気的腐食環境測定手段により得られる結果に基づいて、地下埋設鋼構造物の腐食状態を判定する判定手段とを有する腐食診断装置が記載されている（要約参照）。

また、こうした本技術分野の背景技術として、特開２０１９－０５６６８１号公報（特許文献２）がある。特許文献２には、対象物の近傍における溶液の電位を測定する電位センサと、測定された電位を時系列で記憶する記憶部と、記憶された時系列の電位に応じて、対象物の腐食の進展に伴って変化する対象物の将来の形態を決定する決定部と、を有し、実際に対象物で起こっている腐食の進展状況を把握する腐食予測システムが記載されている（要約参照）。

特開２００７－２７８８４３号公報 特開２０１９－０５６６８１号公報

特許文献１には、地下埋設鋼構造物の腐食状態を判定する判定手段を有する腐食診断装置が記載されている。また、特許文献２には、対象物の腐食の進展に伴って変化する対象物の将来の形態を決定する決定部を有する腐食予測システムが記載されている。そして、特許文献１に記載される腐食診断装置及び特許文献２に記載される腐食予測システムは、全面腐食の検出に関するものである。

全面腐食は、基本的に配管などの使用開始と同時に、進展する。これに対して、孔食やすきま腐食に代表される局部腐食は、一定の腐食潜伏期間を有する。

特許文献１及び特許文献２には、局部腐食の検出に関する腐食管理システムは記載されず、特許文献１に記載される腐食診断装置及び特許文献２に記載される腐食予測システムは、局部腐食の検出には、使用されない可能性がある。

そこで、本発明は、局部腐食を検出するため、腐食潜伏期間と腐食進展期間とを区分し、局部腐食の腐食発生時期を特定し、例えば、配管などの余寿命を、高精度に予測、管理する腐食管理システムを提供する。

上記した課題を解決するため、本発明の腐食管理システムは、監視対象物の腐食環境の環境因子を監視する抵抗成分監視センサを有し、抵抗成分監視センサが監視する環境因子は、監視対象物の腐食環境の電気的な抵抗成分となる水分に関する成分又は電気抵抗に関する成分であり、監視対象物の腐食環境の環境因子を監視する駆動力成分監視センサを有し、駆動力成分監視センサが監視する環境因子は、監視対象物の腐食環境の腐食を進展させる駆動力成分となる酸性度に関する成分又は酸化力に関する成分であり、抵抗成分監視センサと駆動力成分監視センサとが出力するデータを記録するデータ記録装置と、データ記録装置のデータを使用し、抵抗成分の環境因子及び駆動力成分の環境因子が所定の閾値に達した場合に局部腐食の発生ありと判定し、局部腐食の腐食発生時期を特定し、局部腐食の腐食発生時期を特定した後も、継続して同一の抵抗成分の環境因子及び駆動力成分の環境因子を監視し、再度、同一の抵抗成分の環境因子及び駆動力成分の環境因子が所定の閾値に達した場合に局部腐食の進展ありと判定し、局部腐食の発生あり及び局部腐食の進展ありの判定結果を受け、監視対象物の腐食量の時間変化である局部腐食の腐食進展速度を設定し、局部腐食の発生あり及び局部腐食の進展ありの判定結果並びに腐食進展速度に基づいて、監視対象物の局部腐食が腐食許容限界値に達するか否かの腐食リスクを判定する腐食リスク判定装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、局部腐食を検出するため、腐食潜伏期間と腐食進展期間とを区分し、局部腐食の腐食発生時期を特定し、例えば、配管などの余寿命を、高精度に予測、管理する腐食管理システムを提供することができる。

なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により、明らかにされる。

実施例１に記載する腐食管理システム１００を模式的に説明する説明図である。 実施例１に記載する腐食リスクの判定手順を説明するフロー図である。 実施例１に記載する監視対象物（配管）１０１の腐食量の時間変化を説明する説明図である。 実施例１に記載する保守実施後の再判定を説明するフロー図である。 実施例１に記載する、（Ａ）時間に対する電気伝導度の測定結果を、（Ｂ）時間に対するｐＨの測定結果を、説明する説明図である。 実施例２に記載する腐食管理システム２００を模式的に説明する説明図である。 実施例２に記載する腐食リスクの判定手順を説明するフロー図である。 実施例２に記載する時間に対する材料電位の測定結果を説明する説明図である。 実施例３に記載する腐食管理システム３００を模式的に説明する説明図である。 実施例３に記載する腐食リスクの判定手順を説明するフロー図である。 実施例３に記載する時間に対する腐食電流及び含水率の測定結果を説明する説明図である。 実施例４に記載する腐食管理システム４００を模式的に説明する説明図である。 実施例４に記載する腐食リスクの判定手順を説明するフロー図である。 実施例４に記載する時間に対する電流密度の測定結果を説明する説明図である。

以下、図面を使用して、本発明の実施例を説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。

まず、実施例１に記載する腐食管理システム１００を模式的に説明する。

図１は、実施例１に記載する腐食管理システム１００を模式的に説明する説明図である。

実施例１に記載する腐食管理システム１００は、例えば、配管などの監視対象物１０１の内面側（内部）に流通する、例えば、海水などの腐食環境（監視対象環境）１０２の腐食性を判定し、監視対象物１０１の局部腐食を検出し（監視対象物１０１の腐食状態を判定し）、監視対象物１０１の余寿命を予測、管理するシステムである。

そして、腐食管理システム１００は、腐食環境１０２の電気的な抵抗成分を監視するセンサであり、腐食発生を捉える抵抗成分監視センサ１０３と、腐食環境１０２の腐食を進展させる駆動力成分を監視するセンサであり、腐食進展を捉える駆動力成分監視センサ１０４と、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とが出力するデータを記録するデータ記録装置１０５と、データ記録装置１０５のデータを使用し、監視対象物１０１の腐食リスクを判定する腐食リスク判定装置１０６と、を有する。

実施例１では、監視対象物１０１は、金属（オーステナイト系ステンレス鋼：ＳＵＳ３１６Ｌ）性の配管である。なお、以下、監視対象物１０１を、配管１０１として、説明する。

そして、配管１０１の内部に、局部腐食を検出するため、複数個の、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とが、複数個所に設置される。なお、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とは、例えば、配管１０１の同じ座１０７の内部など、近い位置に、センサセットとして、設置されることが好ましい。

つまり、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とは、同じ地点における、抵抗成分及び駆動力成分を監視（測定）することにより、その同じ地点における、腐食環境１０２の腐食性を監視する。

抵抗成分監視センサ１０３は、腐食環境１０２が有する、電気的な抵抗成分となる環境因子を測定するものである。測定対象となる環境因子は、例えば、電気伝導度、水分量、湿度、含水率、電気抵抗率などであり、腐食環境１０２が電気伝導パスとなる際の抵抗成分となる環境因子である。なお、抵抗成分としては、湿度や含水率や水分量などの水分に関する成分や、電気伝導度や電気抵抗率などの電気抵抗に関する成分がある。

駆動力成分監視センサ１０４は、腐食環境１０２が有する、腐食を進展させる駆動力成分となる環境因子を測定するものである。測定対象となる環境因子は、例えば、ｐＨ（水素イオン濃度）や酸相当量などの腐食環境１０２の酸性度を示す環境因子や、ＯＲＰ（酸化還元電位）などの腐食環境１０２の酸化力を示す環境因子である。なお、駆動力成分としては、ｐＨや酸相当量などの酸性度に関する成分や、ＯＲＰなどの酸化力に関する成分がある。

また、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とは、配管１０１に対して、所定の間隔（例えば、１ｍ間隔など）を有し、位置分解能を有するように、複数箇所に、設置されることが好ましい。センサ（１０３や１０４）が設置されていない部分（センサとセンサとの間の部分）の環境因子は、腐食リスク判定装置１０６により予測する。例えば、センサとセンサとの間の部分の環境因子は、線形的に変化すると予測し、センサとセンサとの間の部分の環境因子を予測する。

また、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とが、環境因子を測定する間隔は、例えば、１０秒間隔などと短いことが好ましいが、日常検査など１日間隔であっても、環境変動（腐食環境１０２の腐食性の変化）を捉えることができれば、問題はない。

データ記録装置１０５は、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とが測定するデータを記録する。なお、データ記録装置１０５は、例えば、ポテンショスタットなどの電気化学測定装置であってもよい。

腐食リスク判定装置１０６は、データ記録装置１０５に記録されるデータを使用し、配管１０１の腐食リスクを判定する。

次に、実施例１に記載する腐食リスクの判定手順を説明する。

図２は、実施例１に記載する腐食リスクの判定手順を説明するフロー図である。

実施例１では、抵抗成分監視センサ１０３は、電気伝導度を監視し、駆動力成分監視センサ１０４は、ｐＨを監視する。なお、実施例１では、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とは、単一の環境因子を測定するが、更に腐食リスクを高精度に判定するためには、複数の環境因子を測定することが好ましい。

以下、実施例１に記載する腐食リスクの判定手順を、順次、説明する。

（１）抵抗成分監視センサ１０３は、電気伝導度を測定する（Ｓ１０１）。

（２）駆動力成分監視センサ１０４は、ｐＨを測定する（Ｓ１０２）。

（３）腐食リスク判定装置１０６は、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とが測定し、データ記録装置１０５に記録されるデータを使用し、腐食リスクを判定する。

（３－１）まず、腐食リスク判定装置１０６は、腐食発生の有無を判定する（Ｓ１０３）。実施例１では、電気伝導度、及び、ｐＨに基づいて、腐食発生の有無を判定する。

腐食発生の有無の判定には、配管１０１の、材料種（実施例１ではＳＵＳ３１６Ｌ）、溶接有無などの施工形態（実施例１では溶接無）、配管１０１に流通する流体の種類（実施例１では海水）を、基礎情報として、使用する。そして、測定する環境因子が、所定の閾値を越えるか否か（所定の閾値に達するか否か）により判定する。

電気伝導度に関する閾値は、電気伝導度に関連する海水の塩濃度と腐食発生との相関関係を、実験などにより事前に把握し、設定する。実施例１では、電気伝導度に関する閾値を、５０ｍＳ／ｃｍと設定した。

ｐＨに関する閾値は、材料種により決定される脱不動態化ｐＨを、腐食発生の閾値として設定する。実施例１では、ｐＨに関する閾値を、ＳＵＳ３１６Ｌの脱不動態化ｐＨである４と設定した。

このように、電気伝導度が５０ｍＳ／ｃｍに達し、ｐＨが４に達した場合に、腐食発生「有」と判定する。つまり、同じ地点における、局部的な（一つのセンサセットが設置される位置の）、抵抗成分の環境因子及び駆動力成分の環境因子が、所定の閾値を越えるか否か（所定の閾値に達するか否か）により、局部的な、腐食発生の有無を判定する。

なお、腐食発生の有無の判定に使用する環境因子は、電気伝導度やｐＨに限定されるものではなく、局部腐食を発生させる環境因子であればよい。また、腐食発生の有無の判定には、実験室における実験結果が使用され、蓄積される腐食発生に関連する運転データや、運転データを、例えば、機械学習やシミュレーションなどにより、数理的に解析する解析データなどを、使用してもよい。

（３－２）次に、腐食リスク判定装置１０６は、腐食進展の有無を判定する（Ｓ１０４）。実施例１では、電気伝導度、及び、ｐＨに基づいて、腐食進展の有無を判定する。

腐食進展の有無の判定にも、配管１０１の、材料種（実施例１ではＳＵＳ３１６Ｌ）、溶接有無などの施工形態（実施例１では溶接無）、配管１０１に流通する流体の種類（実施例１では海水）を、基礎情報として、使用する。そして、測定する環境因子が、所定の閾値を越えるか否か（所定の閾値に達するか否か）により判定する。

電気伝導度に関する閾値は、電気伝導度に関連する海水の塩濃度と腐食発生との相関関係を、実験などにより事前に把握し、設定する。実施例１では、電気伝導度に関する閾値を、５０ｍＳ／ｃｍと設定した。

ｐＨに関する閾値は、実験などにより事前に把握し、設定する。実施例１では、ｐＨに関する閾値を、８と設定した。

このように、腐食発生後、再度、電気伝導度が５０ｍＳ／ｃｍに達し、腐食発生後、再度、ｐＨが８に達した場合に、腐食進展「有」と判定する。つまり、同じ地点における、局部的な、抵抗成分の環境因子及び駆動力成分の環境因子が、再度、所定の閾値を越えるか否か（所定の閾値に達するか否か）により、局部的な、腐食進展の有無を判定する。

なお、腐食進展の有無の判定に使用する環境因子は、電気伝導度やｐＨに限定されるものではなく、局部腐食を進展させる環境因子であればよい。また、腐食進展の有無の判定には、実験室における実験結果が使用され、蓄積される腐食進展に関連する運転データや、運転データを、例えば、機械学習やシミュレーションなどにより、数理的に解析する解析データなどを、使用してもよい。

特に、腐食進展の有無の判定には、配管１０１が、再不動態化し、局部腐食が停止するか否かが重要であり、実験などにより把握される実験結果（実施例１ではｐＨ８）が使用される。

（３－３）次に、腐食リスク判定装置１０６は、腐食進展速度を判定（設定）する（Ｓ１０５）。実施例１では、Ｓ１０３にて判定される腐食発生「有」の判定結果、及び、Ｓ１０４にて判定される腐食進展「有」の判定結果を受け、腐食進展速度を設定する。

腐食進展速度は、一つの配管１０１の基礎情報について、所定の腐食環境１０２の腐食性における、配管１０１の腐食量の時間変化を、実験などにより事前に把握し、設定する。

例えば、配管１０１の基礎情報として、材料種をＳＵＳ３１６Ｌ、施工形態を溶接無、配管１０１に流通する流体の種類を海水とする。そして、腐食環境１０２の腐食性を、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌの溶接無の配管１０１に、海水が流通する場合における、海水の塩濃度とする。つまり、所定の海水の塩濃度における、ＳＵＳ３１６Ｌの溶接無の配管１０１の腐食量の時間変化を把握する。これにより、腐食進展速度を設定することができる。

また、腐食進展速度の設定には、実験室における実験結果が使用され、蓄積される腐食進展速度に関連する運転データや、運転データを、例えば、機械学習やシミュレーションなどにより、数理的に解析する解析データなどを、使用してもよい。

このように、局部腐食は、腐食潜伏期間（腐食が発生するまでの期間）と腐食進展期間（腐食が進展する期間）とが切り替わる腐食発生時期が重要であり、腐食進展速度は、腐食環境１０２の腐食性に大きく影響される。

（３－４）最後に、腐食リスク判定装置１０６は、腐食リスクを判定する（Ｓ１０６）。実施例１では、Ｓ１０３にて判定される腐食発生「有」の判定結果、Ｓ１０４にて判定される腐食進展「有」の判定結果、Ｓ１０５にて設定される腐食進展速度を受け、腐食リスクを判定する。なお、腐食リスクの判定は、配管１０１が腐食許容限界値に到達するか否かを判定する。

そして、腐食リスクは、腐食発生時期、腐食進展速度、配管１０１の腐食しろなどの設計情報、配管１０１の使用時間などの運転情報、に基づいて、判定される。腐食リスクに基づいて、配管１０１の余寿命が予想される。これにより、配管１０１の交換時期などを提案することができる。

ここで、実施例１に記載する配管１０１の腐食量の時間変化を説明する。

図３は、実施例１に記載する配管１０１の腐食量の時間変化を説明する説明図である。

図３において、横軸は配管１０１の使用時間、縦軸は配管１０１の腐食量である。一般的に、全面腐食は、配管１０１の使用開始と同時に、全面的に、腐食が進展する。つまり、全面腐食には、腐食潜伏期間は存在しない。一方、局部腐食には、一定の腐食潜伏期間が存在する。実施例１では、配管１０１の使用開始から腐食発生「有」と判定されるまでの期間が、腐食潜伏期間に相当し、腐食発生時期以降の期間が、腐食進展期間に相当する。

図３に示すように、局部腐食は、全面腐食よりも、腐食進展速度が速い。つまり、局部腐食は、全面腐食よりも、配管１０１の設計情報や配管１０１の運転情報に基づいて設定される腐食許容限界値に、速く到達する可能性がある。

なお、例えば、配管１０１の基礎情報が同一であったとしても、配管１０１に流通する海水の塩濃度が変化すると、腐食進展速度（傾き）が変化する。つまり、配管１０１が腐食許容限界値に到達するまでの時間が変化する。つまり、実施例１では、局部腐食の腐食発生時期を特定し、配管１０１が腐食許容限界値に到達するまでの時間を、腐食環境１０２の腐食性に応じて、高精度に予測することができる。

また、配管１０１の設計情報や配管１０１の運転情報に応じて、配管１０１の腐食許容限界値も変化する。つまり、実施例１では、配管１０１の設計情報や配管１０１の運転情報に基づいて、配管１０１の腐食許容限界値を設定することにより、配管１０１が腐食許容限界値に到達するまでの時間を、高精度に予測することができる。

また、腐食発生の有無、腐食進展の有無、腐食進展速度の設定を分けることにより、腐食潜伏期間と腐食進展期間とを区分することができ、環境因子の影響を、高精度に予測することできる。

このように、腐食潜伏期間と腐食進展期間とを区分することにより、局部腐食の腐食発生時期を特定し、配管１０１の余寿命（配管１０１が腐食許容限界値に到達するまでの時間）を、高精度に予測することができる。

また、実施例１に記載する腐食管理システム１００は、配管１０１の余寿命（配管１０１の交換時期）と共に、交換用の配管１０１の手配期間、作業者の確保期間を含め、配管１０１の交換作業が完了するまでの期間尤度を示すことにより、配管１０１をトータル的に管理することができる。

また、腐食管理システム１００を使用し、配管１０１を監視し、配管１０１の腐食状態を診断（判定）し、配管１０１の保守時期（交換時期）などを提案することができる。このように、腐食管理システム１００は、監視、診断、保守をトータル的に実施する監視診断保守サービスを提供することができ、配管１０１を可能な限り安全に使用することができる。

次に、実施例１に記載する保守実施後の再判定を説明する。

図４は、実施例１に記載する保守実施後の再判定を説明するフロー図である。

配管１０１の腐食状態を診断し、この診断に基づき、配管１０１の保守（交換）を実施する（Ｓ１１１）。

配管１０１の保守（交換）を実施した場合、腐食リスクを高精度に予測するため、配管１０１の劣化状態（保守（交換）される配管１０１及び保守（交換）された配管１０１の状態）を計測する（Ｓ１１２）。例えば、保守（交換）される配管１０１の肉厚などを計測し、保守（交換）された配管１０１の減肉量などを計測する。

そして、保守（交換）により、配管１０１の設計情報や配管１０１の運転情報を適正に補正し（Ｓ１１３）、再度、腐食発生時期や腐食進展速度を判定する。つまり、配管１０１の設計情報や配管１０１の運転情報を、初期化することになる。

また、保守（交換）時に計測された配管１０１の減肉量などの腐食に関するパラメータを計測することができる場合には、計測された値を使用して、腐食進展速度の係数を補正することもできる。

なお、その後、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とが測定し、データ記録装置１０５に記録されるデータを使用し、腐食リスクを判定する。

つまり、腐食リスク判定装置１０６は、配管１０１の保守（交換）を実施した後に、再度、局部腐食の腐食発生時期を特定し、腐食進展速度を設定し、腐食リスクを判定する。

このように、腐食管理システム１００は、監視、診断、保守をトータル的に実施することができ、保守を実施した後、再度、更に高精度に、配管１０１の監視、診断、保守を実施することができる。

次に、実施例１に記載する、（Ａ）時間に対する電気伝導度の測定結果を、（Ｂ）時間に対するｐＨの測定結果を、説明する。

図５は、実施例１に記載する、（Ａ）時間に対する電気伝導度の測定結果を、（Ｂ）時間に対するｐＨの測定結果を、説明する説明図である。

図５は、配管１０１の基礎情報において、（Ａ）時間（日）に対する電気伝導度の変化と、（Ｂ）時間（日）に対するｐＨの変化とを、同時に測定した測定結果である。

測定開始後、約２００日で、電気伝導度は、５０ｍＳ／ｃｍに達し、測定開始後、約２００日で、ｐＨは、４に達した。これにより、腐食発生「有」と判定することができる。また、腐食発生後、約２７５日で、再度、電気伝導度が５０ｍＳ／ｃｍに達し、腐食発生後、約２３５日で、再度、ｐＨが８に達した。これにより、腐食進展「有」と判定することができる。

このように、継続して、電気伝導度、及び、ｐＨを測定することにより、腐食発生後の腐食進展の有無を判定することができる。

実施例１に記載する腐食管理システム１００は、腐食環境１０２の電気的な抵抗成分を監視する抵抗成分監視センサ１０３と、腐食環境１０２の腐食を進展させる駆動力成分を監視する駆動力成分監視センサ１０４と、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とが出力するデータを記録するデータ記録装置１０５と、データ記録装置１０５のデータを使用し、局部腐食の腐食発生時期を特定し、腐食進展速度を設定し、腐食リスクを判定する腐食リスク判定装置１０６と、を有する。

実施例１によれば、局部腐食を検出するため、腐食潜伏期間と腐食進展期間とを区分し、局部腐食の腐食発生時期を特定し、例えば、配管１０１が腐食許容限界値に到達するか否かの腐食リスクを判定し、配管１０１が腐食許容限界値に到達するまでの時間である配管１０１の余寿命を、高精度に予測する腐食管理システム１００を提供することができる。

次に、実施例２に記載する腐食管理システム２００を模式的に説明する。

図６は、実施例２に記載する腐食管理システム２００を模式的に説明する説明図である。

実施例２に記載する腐食管理システム２００は、実施例１に記載する腐食管理システム１００と比較して、配管１０１の同じ座１０７の内部に、材料の耐食性（又は、材料の腐食進展速度）を監視する対象腐食速度監視センサ１１１を追設する点が相違する。

対象腐食速度監視センサ１１１は、配管１０１と同じ材料であり、配管１０１の腐食量を疑似的に測定するセンサ、例えば、腐食量モニタリングクーポン（試験片）、腐食進展速度を設定するためのデータを測定するセンサ、例えば、配管１０１と同じ材料の腐食電流を測定するセンサ、配管１０１と同じ材料の電気化学における材料電位を測定するセンサなどである。なお、実施例２では、材料電位を測定するセンサを使用する。

実施例１では、Ｓ１０３にて判定される腐食発生「有」の判定結果、及び、Ｓ１０４にて判定される腐食進展「有」の判定結果を受け、腐食進展速度を設定し、腐食リスクを判定する。つまり、腐食環境１０２の腐食性に基づいて、腐食リスクを判定する。

一方、実施例２では、Ｓ１０３にて判定される腐食発生「有」の判定結果、及び、Ｓ１０４にて判定される腐食進展「有」の判定結果、Ｓ１０７にて測定される材料電位を受け、腐食リスクを判定する。つまり、配管１０１の腐食状態に基づいて、腐食リスクを判定する。このように、実施例２では、環境因子を監視すると共に、材料因子を監視することにより、腐食リスクを高精度に判定する。

そして、実施例２では、対象腐食速度監視センサ１１１を設置することにより、環境変動による配管１０１の腐食状態を直接判定する。つまり、環境因子の変化と材料因子の変化とを同時に捉え、配管１０１の腐食状態を判定することにより、腐食形態を高精度に予測することができる。

次に、実施例２に記載する腐食リスクの判定手順を説明する。

図７は、実施例２に記載する腐食リスクの判定手順を説明するフロー図である。

実施例２では、抵抗成分監視センサ１０３は、電気伝導度を監視し、駆動力成分監視センサ１０４は、ｐＨを監視し、対象腐食速度監視センサ１１１は、材料電位を監視する。

以下、実施例２に記載する腐食リスクの判定手順を、実施例１との相違を踏まえ、説明する。

（１）抵抗成分監視センサ１０３は、電気伝導度を測定する（Ｓ１０１）。

（２）駆動力成分監視センサ１０４は、ｐＨを測定する（Ｓ１０２）。

（３）対象腐食速度監視センサ１１１は、材料電位を測定する（Ｓ１０７）。つまり、材料電位を測定することにより、例えば、環境変動に対して、不動態皮膜などの材料の安定な皮膜が溶解し、活性溶解が開始され、局部腐食の腐食発生時期を特定することができる。

（４）腐食リスク判定装置１０６は、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４と対象腐食速度監視センサ１１１とが測定し、データ記録装置１０５に記録されるデータを使用し、腐食リスクを判定する。

（４－１）腐食リスク判定装置１０６は、Ｓ１０７にて測定される材料電位を受け、局部腐食の腐食発生時期を特定し、腐食進展速度を設定する（Ｓ１０５）。実施例２では、Ｓ１０３にて判定される腐食発生「有」の判定結果、Ｓ１０４にて判定される腐食進展「有」の判定結果、及び、局部腐食の腐食発生時期に基づいて、腐食進展速度を設定する。

（４－２）最後に、腐食リスク判定装置１０６は、腐食リスクを判定する（Ｓ１０６）。実施例２では、Ｓ１０３にて判定される腐食発生「有」の判定結果、Ｓ１０４にて判定される腐食進展「有」の判定結果、Ｓ１０５にて設定される腐食進展速度を受け、腐食リスクを判定する。このように、実施例２では、配管１０１の腐食状態に基づいて、腐食リスクを判定する。

このように、実施例２では、材料の耐食性を直接監視し、配管１０１に及ぼす環境因子の影響を、材料電位から定量的に判定し、腐食リスクを高精度に判定することができる。

次に、実施例２に記載する時間に対する材料電位の測定結果を説明する。

図８は、実施例２に記載する時間に対する材料電位の測定結果を説明する説明図である。

図８において、測定開始後、約２００日で、材料電位が上昇する。これは、環境変動に対して、不動態皮膜などの材料の安定な皮膜が溶解し、活性溶解が開始されたことを示すものである。また、図５においても、測定開始後、約２００日で、電気伝導度は、５０ｍＳ／ｃｍに達し、測定開始後、約２００日で、ｐＨは、４に達した。このように、電気伝導度及びｐＨの変化に対して、材料電位も変化する。

つまり、電気伝導度及びｐＨと共に、材料電位を監視し、局部腐食の腐食発生時期を特定する。

このように、実施例２では、電気伝導度及びｐＨと共に、材料電位を監視し、腐食潜伏期間と腐食進展期間とを区分し、局部腐食の腐食発生時期を特定し、腐食リスクを判定し、配管１０１の余寿命を、高精度に予測することができる。

次に、実施例３に記載する腐食管理システム３００を模式的に説明する。

図９は、実施例３に記載する腐食管理システム３００を模式的に説明する説明図である。

実施例３に記載する腐食管理システム３００は、実施例１に記載する腐食管理システム１００と比較して、実施例１は配管１０１の同じ座１０７の内部にセンサを設置するが、実施例３は配管１０１の外部（外面側）にセンサを設置する点が相違する。つまり、実施例３では、埋設土壌などの外部環境による配管１０１の外面側の腐食状態を判定する。

実施例３では、外部環境が腐食環境１０２であり、腐食管理システム３００は、抵抗成分監視センサ１０３と対象腐食速度監視センサ１１１とを有する。なお、実施例２では、抵抗成分監視センサ１０３は、埋設土壌の含水率を測定するセンサであり、対象腐食速度監視センサ１１１は、腐食電流を測定するセンサである。

次に、実施例３に記載する腐食リスクの判定手順を説明する。

図１０は、実施例３に記載する腐食リスクの判定手順を説明するフロー図である。

実施例３では、抵抗成分監視センサ１０３は、含水率を監視し、対象腐食速度監視センサ１１１は、腐食電流を監視する。

以下、実施例３に記載する腐食リスクの判定手順を、実施例１との相違を踏まえ、説明する。

（１）抵抗成分監視センサ１０３は、含水率を測定する（Ｓ１０８）。

（２）対象腐食速度監視センサ１１１は、腐食電流を測定する（Ｓ１０９）。

（３）腐食リスク判定装置１０６は、実施例１と同様に、抵抗成分監視センサ１０３と対象腐食速度監視センサ１１１とが測定し、データ記録装置１０５に記録されるデータを使用し、腐食リスクを判定する（Ｓ１０６）。

なお、配管１０１に接する腐食環境１０２と対象腐食速度監視センサ１１１に接する腐食環境１０２とが同等でない場合がある。このため、この場合、腐食進展速度の設定に際しては、例えば、配管１０１と対象腐食速度監視センサ１１１との間の環境因子は、線形的に変化すると予測し、抵抗成分監視センサ１０３のデータを補正し、腐食進展速度を設定する。

次に、実施例３に記載する時間に対する腐食電流及び含水率の測定結果を説明する。

図１１は、実施例３に記載する時間に対する腐食電流及び含水率の測定結果を説明する説明図である。

図１１において、腐食電流は、含水率が増加する瞬間に、増加する（例えば、約２５時間後や約５０時間後）。腐食電流は、なだらかに減少する。つまり、この腐食電流及び含水率の瞬間的な変化（増加）を、腐食発生と捉えることができる。そして、その後の腐食電流を、腐食進展速度と捉えることができる。

なお、腐食電流及び含水率は、１分間隔で測定する。特に、腐食電流及び含水率は、短い間隔で測定することが好ましい。

このように、実施例３では、腐食電流及び含水率を監視し、腐食潜伏期間と腐食進展期間とを区分し、局部腐食の腐食発生時期を特定し、腐食リスクを判定し、配管１０１の余寿命を、高精度に予測することができる。

次に、実施例４に記載する腐食管理システム４００を模式的に説明する。

図１２は、実施例４に記載する腐食管理システム４００を模式的に説明する説明図である。

実施例４に記載する腐食管理システム４００は、予め、実験室にて実験データを取得し、その実験データに基づいて、腐食潜伏期間と腐食進展期間とを区分し、局部腐食の腐食発生時期を特定し、腐食リスクを判定し、配管１０１の余寿命を、高精度に予測する。

腐食管理システム４００は、測定容器１２１と、対象腐食速度監視センサ１１１と、配管１０１と同じ材料からなる試験片１１２と、データ記録装置１０５と、腐食リスク判定装置１０６と、を有する。そして、測定容器１２１には、腐食環境１０２を模擬する、例えば、海水を溜める。また、図示はしないが、例えば、抵抗成分監視センサ１０３と駆動力成分監視センサ１０４とが設置される。

腐食管理システム４００は配管１０１の余寿命を高精度に、また、単一的に予測することができるように、腐食環境１０２に影響する環境因子を明らかにするシステムである。

次に、実施例４に記載する腐食リスクの判定手順を、説明する。

図１３は、実施例４に記載する腐食リスクの判定手順を説明するフロー図である。

（１）実施例４では、電気抵抗度及びｐＨを設定する（Ｓ１０１及びＳ１０２）。つまり、測定容器１２１に、腐食環境１０２が模擬される、１種類の海水を溜める。

（２）この際の時間に対する材料電位及び腐食電流を測定する（Ｓ１１０）。つまり、一つの実験条件として、一つの電気伝導度及びｐＨの組み合わせを使用し、その際の材料電位又は／及び腐食電流の変化を測定し、この変化を記録する。実施例４では、特に、実験データとして、腐食電流の変化を測定する。

（３）例えば、測定される腐食電流に基づいて、一つの電気伝導度及びｐＨの組み合わせの際の、局部腐食の腐食発生時期を特定し、測定される腐食電流の変化に基づいて、腐食進展速度を算出する。

（４）そして、異なる電気抵抗度及びｐＨを設定し、つまり、測定容器１２１に、異なる種類の海水を溜め、その際の時間に対する材料電位又は／及び腐食電流を測定し、この電気伝導度及びｐＨの組み合わせの際の、局部腐食の腐食発生時期を特定し、測定される腐食電流の変化に基づいて、腐食進展速度を算出する。

（５）（４）を繰り返すことにより、局部腐食の腐食発生時期と腐食進展速度との関係を蓄積する。

なお、他の環境因子に関しても、同様の測定、特定、算出を繰り返し、局部腐食の腐食発生時期と腐食進展速度との関係を蓄積する。

そして、腐食リスクを判定する際には、実際に測定される電気抵抗度及びｐＨと、同一又は類似する実験データの組み合わせにおける局部腐食の腐食発生時期と腐食進展速度との関係を使用する。これにより、腐食リスクを判定し、配管１０１の余寿命を、高精度に予測することができる。

次に、実施例４に記載する時間に対する電流密度の測定結果を説明する。

図１４は、実施例４に記載する時間に対する電流密度の測定結果を説明する説明図であり、横軸が時間、縦軸が腐食電流から換算される電流密度である。

図１４に示すように、電流密度が上昇する時期を、腐食発生時期と特定することができ、電流密度が上昇した後、減少しない場合に、腐食進展と判定することができる。そして、電流密度に基づいて、ファラデーの法則などを使用し、腐食進展速度を算出することができる。

このように、実施例４では、実験データを使用し、予め、特定の環境因子における、局部腐食の腐食発生時期を特定し、腐食進展速度を算出することにより、腐食リスクを判定し、配管１０１の余寿命を、高精度に予測することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

１００、２００、３００、４００…腐食管理システム、
１０１…監視対象物（配管）、
１０２…腐食環境、
１０３…抵抗成分監視センサ、
１０４…駆動力成分監視センサ、
１０５…データ記録装置、
１０６…腐食リスク判定装置、
１０７…座
１１１…対象腐食速度監視センサ、
１１２…試験片
１２１…測定容器。

Claims (8)

1. 監視対象物の腐食環境の環境因子を監視する抵抗成分監視センサを有し、前記抵抗成分監視センサが監視する前記環境因子は、前記監視対象物の腐食環境の電気的な抵抗成分となる水分に関する成分又は電気抵抗に関する成分であり、
   前記監視対象物の腐食環境の環境因子を監視する駆動力成分監視センサを有し、前記駆動力成分監視センサが監視する前記環境因子は、前記監視対象物の腐食環境の腐食を進展させる駆動力成分となる酸性度に関する成分又は酸化力に関する成分であり、
   前記抵抗成分監視センサと前記駆動力成分監視センサとが出力するデータを記録するデータ記録装置と、
   前記データ記録装置のデータを使用し、前記抵抗成分の環境因子及び前記駆動力成分の環境因子が所定の閾値に達した場合に局部腐食の発生ありと判定し、前記局部腐食の腐食発生時期を特定し、前記局部腐食の腐食発生時期を特定した後も、継続して同一の前記抵抗成分の環境因子及び前記駆動力成分の環境因子を監視し、再度、同一の前記抵抗成分の環境因子及び前記駆動力成分の環境因子が所定の閾値に達した場合に前記局部腐食の進展ありと判定し、前記局部腐食の発生あり及び前記局部腐食の進展ありの判定結果を受け、前記監視対象物の腐食量の時間変化である前記局部腐食の腐食進展速度を設定し、前記局部腐食の発生あり及び前記局部腐食の進展ありの判定結果並びに前記腐食進展速度に基づいて、前記監視対象物の前記局部腐食が腐食許容限界値に達するか否かの腐食リスクを判定する腐食リスク判定装置と、
   を有することを特徴とする腐食管理システム。
2. 請求項１に記載する腐食管理システムであって、
   前記抵抗成分監視センサが、電気伝導度を測定するセンサであり、前記駆動力成分監視センサが、ｐＨを測定するセンサであることを特徴とする腐食管理システム。
3. 請求項１に記載する腐食管理システムであって、
   前記抵抗成分監視センサと前記駆動力成分監視センサとは、配管の複数個所に設置され、前記配管の同じ座の内部に、設置されることを特徴とする腐食管理システム。
4. 請求項２に記載する腐食管理システムであって、
   前記電気伝導度及び前記ｐＨに基づいて、腐食発生の有無及び腐食進展の有無を判定することを特徴とする腐食管理システム。
5. 請求項３に記載する腐食管理システムであって、
   前記配管に流通する流体の種類が、海水であることを特徴とする腐食管理システム。
6. 請求項３に記載する腐食管理システムであって、
   前記配管の同じ座の内部に、更に、材料の耐食性を監視する対象腐食速度監視センサを設置することを特徴とする腐食管理システム。
7. 請求項１に記載する腐食管理システムであって、
   局部腐食の腐食発生時期を、予め、実験室にて実験データを取得し、その実験データに基づいて、特定することを特徴とする腐食管理システム。
8. 請求項３に記載する腐食管理システムであって、
   前記腐食リスク判定装置は、前記配管の保守を実施した後に、再度、局部腐食の腐食発生時期を特定し、腐食進展速度を設定し、腐食リスクを判定することを特徴とする腐食管理システム。

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