JPH04218756A

JPH04218756A - 塗膜劣化診断方法

Info

Publication number: JPH04218756A
Application number: JP9276091A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kondo; 武近藤; Sumio Yamamoto; 澄夫山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1992-08-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は塗膜の劣化度合を客観的
に判断するようにした塗膜劣化診断方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】例えば変圧器や配電盤など屋外に配置さ
れる機器は、防蝕及び美観のために塗装がなされるが、
その塗膜は紫外線や水分などの影響を受けて経時的に劣
化して行く。このような塗膜の劣化を放置すれば、最終
的には下地金属の腐蝕による塗膜の剥落や錆の発生に至
るから、機器の保全のためには適当な時期に再塗装して
新たな塗膜を形成する必要がある。その再塗装の時期は
、早すぎれば経済的に無駄が生じ、逆に遅すぎれば下地
の腐蝕に至ってかえってその修復に手間取るからやはり
経済的な負担が多くなったり、機器の保全に悪影響を及
ぼす。そこで、従来より、この種の機器では、塗膜の劣
化度合を定期的に診断し、適切な再塗装の時期を判断す
るようにしている。

【０００４】この種の診断は、できるだけ客観的になさ
れて誰が行っても常に適切な判断が下されることが望ま
しい。この点に配慮した従来の一般的な塗膜劣化診断方
法としては、次のようなものがあった。はがれ、割れ、
膨れ、錆等の各種の劣化状況についてその劣化度合が段
階的に異なる種々の見本写真を予め多数準備しておき、
診断すべき実際の塗膜とこれらの見本写真とを作業者が
対比観察する。

【０００５】そして、各種の劣化状況について実際の塗
膜の状態がいずれの段階の見本写真と一致するかを作業
者が見きわめると共に、各種の劣化状況・劣化度合につ
いて予め定められている評点を付し、これらを順次加算
する。そして、その合計点が基準値に達すれば、塗り替
えあるいは補修塗装の時期に至ったと判断するのである
。

【０００６】また、今一歩進歩した感がある次のような
方法もある。これは塗膜の劣化度合によってそのインピ
ーダンスが変化することを利用するもので、例えば本出
願人の出願に係る特開昭６２−１０２１４８号公報に詳
述されている。この種の方法を使って実際に採用されて
いる塗膜の診断手順の概略を述べれば次の通りである。まず、現場にインピーダンス測定計を搬入し、そのプロ
ーブを塗膜の表面に宛い、そのプローブと下地金属との
間に特定周波数の電圧を印加し、流れる電流及び電圧に
基づき測定される塗膜のインピーダンスを計器から読取
り書取っておく。

【０００７】そして、次にこの様にして記録された周波
数についての抵抗性・容量性の各測定インピーダンスの
値が、予め作成された表のどの欄に該当するかをその表
を見て照合し、これに基づき劣化度合を判断するのであ
る。なお、この場合のインピーダンス測定周波数は、２
００Ｈｚ，５００Ｈｚ，１ＫＨｚ程度が一般的であった
。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
塗膜と見本写真とを対比観察する前者の方法では、見本
写真と一致するか否かの判断自体が観察者の主観により
左右され易いため、誰でも常に適切な診断ができるとい
う保証がない。このため、診断結果が軽んじられる傾向
にあり、適切な時期に再塗装や補修塗装が行われないこ
とがあった。また、この方法では、多くの見本写真との
対比観察や評点の合計作業等が必要で、これらが面倒で
、計算ミスが発生する可能性もある。

【０００９】一方、後者のインピーダンス測定計を使用
する方法は、やはり計器の読取り等に主観が入る余地が
あり、その測定値を評価基準と照合する作業も煩わしい
ものであった。また、この従来の方法では、塗膜の適切
な塗り替え時期などを明確に教えるものではなく、測定
値を処理する方法に関して改善の余地が十分に残されて
いた。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、その目的は、塗膜インピーダンスの測定結果から、塗
膜の劣化度合を有効に診断することができる塗膜劣化診
断方法を提供するにある。

【００１１】［発明の構成］

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の塗膜劣化診断方
法は、下地金属の表面に形成された塗膜の劣化度合を、
その塗膜のインピーダンスを測定することに基づいて診
断する方法において、前記塗膜を構成する塗料種に関す
る初期インピーダンス値と、塗膜形成後の経過年数と、
測定されたインピーダンス値とから塗膜の劣化度合を診
断するところに特徴を有するものである。

【００１３】

【作用】塗膜のインピーダンスは、抵抗とコンデンサと
の並列回路からなる等価回路にて表すことができ、塗膜
が劣化していくことにより、抵抗値が小さくなっていき
インピーダンスが変化するのである。本発明者等は、塗
膜インピーダンスは、低周波数域にあって、時間経過に
対して顕著に変化し、しかもそのインピーダンス値の対
数は、時間経過に対して直線的に低下する関係にあるこ
とを見出したのである。

【００１４】従って、かかる相関関係を考慮することに
より、塗膜の塗料種に関する初期インピーダンスを予め
例えば実験的に求めておけば、その初期インピーダンス
値と、塗膜形成後の経過年数と、測定されたインピーダ
ンス値とから、塗膜の劣化度合を精度良く診断すること
ができ、ひいては、塗膜の適切な塗り替え時期などを明
確に判断することができるのである。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
して説明する。まず、本実施例にて使用する塗膜インピ
ーダンスを測定し、さらにその測定データを処理して塗
膜の劣化度を診断するための装置について、図１を参照
して簡単に述べる。

【００１６】即ち、１はいわゆるラップトップ形あるい
はブック形と称されるパーソナルコンピュータであり、
本体ケース（図示せず）内に、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、Ｒ
ＡＭ４、ＦＤＤ（フロッピーディスクドライブ）５など
を内蔵すると共に、液晶形のディスプレイ６及びキーボ
ード７を備える一般的な構成である。そして、このパー
ソナルコンピュータ１１の拡張スロット内には、Ｄ／Ａ
変換機能及びＡ／Ｄ変換機能を備えるＩ／Ｆボード８が
挿入されている。

【００１７】一方、劣化診断を行おうとする塗膜９の表
面にはプローブ１０が宛がわれる。このプローブ１０は
、各種の構造のものが知られているので（例えば特開昭
６１−１０８９５４号）詳しく図示はしないが、基本的
には本体容器内に導電性ゲルを浸み込ませたスポンジ状
電極を収納すると共に、その本体容器の開口部周辺に永
久磁石を備えた構成で、永久磁石と下地金属１１との間
に作用する吸引力によってスポンジ状電極を塗膜９の表
面に密着させるようになっている。

【００１８】プローブ１０から導出されたリード線と、
下地金属に接続したリード線とはプリアンプ１２に接続
される。このプリアンプ１２は、塗膜９を通じてプロー
ブ１０に流れる電流を測定する機能を果たし、プローブ
１０と下地金属１１との間に電圧を印加したときに塗膜
９を通じて流れる電流に応じた電圧信号を前記パーソナ
ルコンピュータ１のＩ／Ｆボード８に与えるようになっ
ている。尚、プリアンプ１２は、塗膜９の劣化の度合い
に応じて測定レンジを切替え得るようになっており、本
実施例では、インピーダンスにして０．１ＭΩ〜１００
ＭΩ（電流にして０．０１μＡ〜１０μＡ）の範囲が測
定可能である。

【００１９】そして、前記Ｉ／Ｆボード８は、プローブ
１０と下地金属１１との間に異なる複数の周波数を含む
電圧を印加する機能を果たし、予めフロッピーディスク
内に記憶されていたデジタル情報に基づき、Ｉ／Ｆボー
ド８のＤ／Ａ変換機能によって生成・合成された所定波
形の電圧を出力するようになっている。本実施例では、
印加される所定の合成電圧波形は、０．０１Ｈｚ〜１Ｈ
ｚの範囲の低周波数を含み、パワースペクトルＰが、

【
００２０】

【数１】

【００２１】から

【００２２】

【数２】

【００２３】の間に存在するようにしている。パワース
ペクトルＰがＰ＝１／ｆとなるように合成した電圧波形
の一例を図２に示す。また、ここでは、この電圧波形を
構成する各周波数成分の位相はランダム化してあってピ
ーク電圧を極力抑えるようにしてある。

【００２４】また、Ｉ／Ｆボード８のＤ／Ａ変換とＡ／
Ｄ変換とのタイミングは、毎回同一となるように構成さ
れており、これにて、印加される電圧の位相角とプリア
ンプ１２の電流測定位相角とは同一に保たれるようにな
っている。さらに、パーソナルコンピュータ１のＲＡＭ
４には、予め求められたＩ／Ｆボード８からの出力電圧
波形のスペクトルデータが記憶されるようになっている
。これにより、パーソナルコンピュータ１は、前記プリ
アンプ１２にて測定された電流測定結果から、機械語に
よるＦＦＴ（高速フーリエ変換）プログラム等を利用し
て、各周波数に対する塗膜インピーダンスを算出するよ
うになっている。

【００２５】さらに、後述するように、パーソナルコン
ピュータ１は、算出された塗膜インピーダンスから、塗
膜の劣化度合及び余寿命を診断する機能を果たすように
なっている。この場合、塗膜インピーダンスは、抵抗と
コンデンサとの並列回路からなる等価回路にて表すこと
ができ、塗膜９が劣化することに伴い、その抵抗値が小
さくなってインピーダンスが変化することを利用して、
塗膜９の劣化度合を診断することができるのである。尚、塗膜の劣化度合及び余寿命の診断には、算出された
インピーダンスのうち、０．０１Ｈｚ〜１Ｈｚの低周波
数範囲における特定の周波数に対するインピーダンスを
用いるようになっている。

【００２６】次に、上記構成の塗膜劣化診断装置にて塗
膜９のインピーダンスの測定及び塗膜９の劣化診断を行
う手順について説明する。まず、劣化診断を行う現場に
パーソナルコンピュータ１、プリアンプ１２及びプロー
ブ１０を持ち込み、プローブ１０を塗膜９の表面に宛っ
てプリアンプ１２と共に図１に示すように接続する。そ
して、ＦＤＤ５内にある測定プログラムを実行させる。

【００２７】このプログラムの実行の結果、プローブ１
０と下地金属１１との間に電圧が印加され、その時に塗
膜９に流れる電流がプリアンプ１２によって検出され、
その電流に応じた電圧信号がパーソナルコンピュータ１
のＩ／Ｆボード８に与えられるため、その電圧信号がＩ
／Ｆボード８のＡ／Ｄ変換機能によってデジタル信号に
変換される。そして、このＩ／Ｆボード８から与えられ
るデータに基づいて、ＣＰＵ２は、各周波数に対する塗
膜インピーダンスを算出し、その結果をＦＤＤ５におい
てフロッピーディスクに書き込む。

【００２８】この様な塗膜インピーダンスの測定は塗膜
９の複数箇所について行われる。尚、この測定に併せて
パーソナルコンピュータ１のキーボード７から、測定時
の塗膜９の種類、塗膜９の膜厚、プローブ１０の面積等
の測定データを入力しておき、これも同時にフロッピー
ディスクに記録させておく。

【００２９】さて、上述したような塗膜インピーダンス
の測定が終了したら、次に診断プログラムをフロッピー
ディスクから読み出して実行させる。この診断プログラ
ムの実行手順は図３のフローチャートに示した通りであ
り、以下これについて説明する。

【００３０】ステップＳ１：測定データの読み込みまず
フロッピーディスク内に記録された測定データが読み出
され、測定時の塗膜９の膜厚、プローブ１０の面積等が
確認のためにディスプレイ６に表示される。誤っていれ
ば修正する。こののち、確認操作を行うと、ディスプレ
イ６は初期条件入力画面となる。

【００３１】ステップＳ２：初期条件入力ここでは、塗
膜の劣化状態を診断するための塗料種、使用年数即ち塗
膜９形成後の経過年数、外観状態、設置環境等について
、それら表すコードをキーボード７から入力する。尚、
この場合、塗料種は、フタル酸系、エポキシ・ウレタン
系、その他、の３種類のなかから選択されるようになっ
ている。

【００３２】ステップＳ３：スムージングインピーダン
ス測定データのスムージングを行う。これは、現場で測
定されたインピーダンスデータは必ずしも各周波数に対
してインピーダンスが一様に変化していないことがある
ため、データのスムージングにより測定精度を向上させ
るためである。

【００３３】ステップＳ４：データ解析まず、スムージ
ングしたインピーダンスデータをもとに例えば０．１Ｈ
ｚの塗膜インピーダンスＺ１　を求め、適正な測定条件
であるか否かの確認のために各周波数ｆに対する塗膜イ
ンピーダンスＺ及びＣｘ（容量成分）のグラフを作成・
表示する。

【００３４】ここで、塗膜インピーダンスＺは、抵抗と
コンデンサとの並列回路からなる回路と等価と考えられ
、塗膜９が正常の状態では、抵抗成分がいわば無限大と
なるのに対し、塗膜９が劣化してくると、抵抗成分が減
少するため、特に低周波数域にてインピーダンスＺが低
下する。従って、上記作成されたグラフにより、おおよ
その塗膜９の劣化状態が把握できるのである。

【００３５】また、周波数ｆと容量成分Ｃｘとの関係の
グラフを作成することにより、下地金属１１が腐蝕の状
態をも判断することができる。即ち、正常時は、周波数
ｆに対してＣｘは一定値となるが、下地金属１１の腐蝕
により、いわゆる電気二重層の容量が増大するのである
。

【００３６】ステップＳ５：解析繰返しとミスデータの
判別塗膜インピーダンスＺの測定は１台の機器について複数
箇所で行われるから、その測定箇所数だけ上述のデータ
解析を繰り返すと共に、各測定点での０．１Ｈｚの塗膜
インピーダンスＺ１　の平均値及び分散を計算し、ｔ分
布法により異常データを測定ミス等に起因するミスデー
タとして除外する。

【００３７】ステップＳ６：寿命推定線図の作成本発明
者等の実験・研究によれば、０．０１Ｈｚ〜１Ｈｚの範
囲の周波数範囲において、塗膜インピーダンスＺは時間
経過に対して顕著に変化し、しかもその塗膜インピーダ
ンスＺの対数　ｌｏｇＺは、時間経過に対して直線的に
低下する関係にあることを見出したのである。

【００３８】そして、診断プログラムにあっては、ステ
ップＳ２にて入力される塗料種に対応する初期インピー
ダンスＺ０　が既知データとして予め記憶されるように
なっている。また、ステップＳ２にて使用年数が入力さ
れている。

【００３９】従って、初期インピーダンス値Ｚ０　，使
用年数及び測定された塗膜インピーダンス値Ｚ１　から
、図４に示すように初期インピーダンスＺ０　の対数　
ｌｏｇＺ０　と、測定された塗膜インピーダンスＺ１　
の対数　ｌｏｇＺ１　とを直線Ｌで結ぶことにより、寿
命推定線図を描くことができる。ここで余寿命ｔｒは、
測定時点ｔ１から直線Ｌの延長線が寿命ラインＲと交差
する点までの時間をいう。また、寿命ラインＲは、予め
塗膜の暴露試験或いは促進試験を行っておき、塗膜の劣
化の程度や下地金属の発錆の程度とその時の塗膜インピ
ーダンスＺとに基づき予め決定しておくことができる。なお、寿命推定線図は、図５に示すように推定精度を考
慮して時間軸をｔの二乗にて表してもよい。

【００４０】ステップＳ７：劣化度及び塗替え時期の予
測検出された塗膜インピーダンスＺ１　の値がどの範囲に
あるかに基づき劣化度のランク付けがなされる。ここで
は、Ａ，Ｂ，Ｃの３段階に分けられ、ディスプレイ６に
、例えば図６に示すように、劣化度合のランク及び適切
な塗り替え時期の予測の表示がされる。Ｂランクの場合
には、上記寿命推定線図から得られる塗り替え年数（余
寿命ｔｒ）を表示する。

【００４１】ステップＳ８：劣化要因の推定この後、劣
化要因推定プログラムの起動操作がされた場合には、エ
キスパート推論が対話形式で実行される。このプログラ
ムでは、測定した機器の周辺の環境状態などをＹｅｓ，
Ｎｏにて入力することにより、塗膜インピーダンスＺ１
　の劣化要因が推定され、結果がディスプレイ６に表示
される。

【００４２】エキスパート推論終了後または劣化要因推
定プログラムが起動されない場合には、解析プログラム
が終了する。尚、劣化診断の結果や解析途中のグラフは
プリンタにも出力できるようになっている。

【００４３】このように本実施例では、上述の診断プロ
グラムに従って動作するＣＰＵ１２が塗膜インピーダン
スＺのデータに基づき解析作業を行って塗膜の劣化度を
判断し、またディスプレイ１６にその判断結果が表示さ
れるようになっている。これにより、誰が操作を行って
も塗膜の劣化度について常に適切な判断が可能であり、
しかもその作業を簡単・正確に行うことができるように
なるものである。

【００４４】そして、塗膜９を構成する塗料種に関する
初期インピーダンス値と、塗膜形成後の経過年数と、測
定されたインピーダンス値とから、塗膜９の劣化度合を
診断するようにしているので、従来の診断方法のような
塗膜の適切な塗り替え時期までは明確に判定されるもの
ではなかったものと異なり、塗膜インピーダンスの測定
結果から、塗膜９の劣化度合を有効に診断することがで
き、ひいては、塗膜９の適切な塗り替え時期などを明確
に判断することができるのである。

【００４５】尚、上記実施例では、塗膜劣化診断のため
の装置を、塗膜インピーダンスを測定する装置と劣化診
断を行う装置とを兼ね備えたものとしたが、塗膜インピ
ーダンス測定装置によりデータのみを得るようにし、そ
のデータを用いて別の装置にて劣化診断を行うようにし
ても良いなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更が可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の塗膜劣化診断方法によれば、塗膜を構成する塗料種に
関する初期インピーダンス値と、塗膜形成後の経過年数
と、測定されたインピーダンス値とから塗膜の劣化度合
を診断するようにしたので、塗膜インピーダンスの測定
結果から、塗膜の劣化度合を有効に診断することができ
るという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す塗膜劣化診断のための
装置の全体のブロック図

【図２】塗膜に印加される電圧波形の一例を示す波形図

【図３】診断プログラムのフローチャート

【図４】塗膜
の寿命推定線図

【図５】塗膜の寿命推定線図の異なる表示例

【図６】診
断結果の表示例を示す図

【符号の説明】

１はパーソナルコンピュータ、２はＣＰＵ、６はディス
プレイ、８はＩ／Ｆボード、９は塗膜、１０はプローブ
、１１は下地金属、１２はプリアンプを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　下地金属の表面に形成された塗膜の劣
化度合を、その塗膜のインピーダンスを測定することに
基づいて診断する方法において、前記塗膜を構成する塗
料種に関する初期インピーダンス値と、塗膜形成後の経
過年数と、測定されたインピーダンス値とから塗膜の劣
化度合を診断することを特徴とする塗膜劣化診断方法。