JPS62130348A - 腐食検出装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、腐食検出装置、特定すれば、補強コンクリー
ト構造中の鋼鉄の腐食を測定する技術に関するものであ
る。

従来の技術 ］ンクリート内、の鋼鉄の腐食は鋼鉄表面における陽極
、すなわち腐食領域及び陰極（不動態）領域の成長を意
味する電気化学的工程により進行する。

したがって、コンクリート中には異なった電位及び対応
する電流の領域の分布が確立される。電位及び電流密度
の効果的な測定は、補強構造体内で発生した腐食の進行
度の完全な評価に利用することができる。近年、コンク
リート構造を検査する場合、腐食電流密度によってこれ
を行うことは極めて困難であるが、電位測定については
容易に実施されている。したがって、電位測定による腐
食の測定は可能であるが、腐食の度合いまでは測定でき
ないのが実情である。

発明が解決しようとする問題点 上記のような電位測定法は主として埋設パイプラインに
おける腐食を発見するために用いられてきた。この方法
は、補強コンクリート構造についてブリッジデツキにお
ける腐食検査を行うために開発されたものである。電位
測定の一般的方法論は、基礎電気化学の原理に基づくも
のであるが、電位値間及び腐食の危険性との相関性は経
験的に定められるものである。それは供試構造、及びこ
れを組入れたブリッジデツキにおいて実施された多数の
測定から引き出されるものである。ブリッジデツキにつ
いては、しばしば「ファン　デベール」基準（“Ｖａｎ
　Ｄｅｖｅｅｒ″ｃｒｉｔｅｒｉａ）と称される値がこ
れを満足するものとして用いられ、構造要素はその電位
を決定すべく用いられる半電池の電位（Ｅ）を発生させ
、これを検出することにより特定される。

すなわち、Ｅ＜−３５０ｍＶで腐食の確率は９５％より
大、Ｅ＜−２００ｍＶ　で約５０％（７）９食、Ｅ＞　
　３５０ｍＶでおおむね腐食、Ｅ＞−２００ｍＶで腐食
は５％より小と見込まれる。

永年にわたり、ブリッジ構造の他の部分及びブリッジ構
造以外の構造物（例えば、家屋、２階建以上のオフィス
等の建造物、駐車場、水泳用プール、冷却塔、オイルス
タンド等）において問題を生じてはきたが、電位測定法
は通常、電位対腐食の良好な相関性を提供するものとし
て比較的広汎に用いられてきた。これは構造表面におけ
る電位測定がその被検構造の破壊をもたらさないからで
ある。しかしながら、異なった位置において測定された
電位は価値ある情報を提供するとしても、そのような測
定によって被検構造または被検部分を横切る等電位輪郭
線、すなわち“マツプ”を提供することはできないもの
である。これは概してそのようなデータを提供するため
の半電池からなる単純で効果的な測定装置が存在しなか
ったからである。（それは、半電池及びこれと一対にな
って完全な電池を完成する別の半電池となる被検構造自
体とによって発生する出力電位を測定するものであるこ
とが理解されよう。） したがって、本発明の目的は、従来技術の不利益を克服
した装置を提供することである。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明の第１の様相によれば、構造内の電位差を測定す
るために過飽和電解液を収容する部分を有する本体と、
被検構造と接触する表面を提供する吸収剤からなり、前
記電解液収容部の境界面の少くとも一部を形成する部分
及び前記本体内に突入して電解液中に浸漬される電極か
らなる半電池が構成される。

本発明の第２の様相によれば、構造中の電位差を測定す
るために過飽和電解液を収容するための本体と、前記本
体中に突入した電極及び前記本体内に突入して前記電極
と液絡すると共に、前記本体の外表面を提供する多孔質
プラグを備えた半電池が構成される。これにより半電池
は被検構造と接触してその内部の電位差を測定すること
ができる。

多孔質プラグは複合素子からなっている。

すなわち、多孔質プラグは木製部とスポンジ部とからな
り、スポンジ部が前記外表面を提供するものである。

木製部はスポンジ部を受は入れる中空室を有する。

本体は円筒形であり、多孔質プラグはその本体と実質上
同一の外径を有する円筒形とすることができる。

本体はマーカ手段を有し、これによって前記過飽和電解
液を形成する液体の注入レベルを支持することができる
。

マーカ手段はねじ溝により構成することができ、この場
合のねじ溝は前記電極のための絶縁支持体のねじ溝と係
合できるようになっている。

電極支持体は前記半電池の電気リード線のための通路を
有する。

木製部は本体の奥に向かう実質上円錐形のノーズ部を有
する。

電極は銅電極からなり、前記本体には過飽和電解液が収
容される。この電解液としては硫酸銅溶液を用いること
ができる。

本発明の第３の様相によれば、構造中の電位差を測定す
るために複数の半電池を含む装置が提供される。各半電
池は過飽和電解液を収容するための本体と、前記本体中
に突入した電極と、前記本体中に突入して前記電極と液
絡していると共に、前記本体の外表面を提供する多孔質
プラグとを備えている。これにより各半電池は被検構造
と接触してその内部の電位差を測定することができる。

前記複数の半電池を含む装置は、さらにそれら複数の半
電池を所定の間隔において保持するための支持機構と、
それら半電池を電気接続するための手段と、それら半電
池の出力を監視するための電子手段及びそれら半電池を
前記電子監視手段に接続するための手段を装備している
。

支持機構は摺動路を有するバーと、前記摺動路内におい
て各半電池を受は入れると共に、それらを把持するため
のクランプ機構および前記複数の半電池を電子手段に接
続する手段を含む電気ソケットコネクタを含んでいる。

装置には、さらに前記バーとの関連において、実質上平
行して互いに隔った位置に配置された別のバ一手段が装
備されている。これにより半電池を実質上平行した２列
において支持する支持構造が形成される。各バーはアル
ミニウムレールからなっており、各バーの摺動路は１方
向に開いており、他方のバーにおける摺動路は前記１方
向と対向して開いており、その結果、２本のバーのスペ
ーサ素子により一体に連結される。

バーは１方向に延びる摺動路を有するアルミニウムレー
ルからなり、さらに前記１方向に対向する方向に延びる
別の摺動路を有することにより２本のバーをスペーサ素
子により互いに連結することができる。

バーは１方向に延びる摺動路を有するアルミニウムレー
ルからなり、さらに前記１方向に対向する方向に延びる
別の摺動路を有することにより前記バーを、被検構造上
において移動させる機構に連結することができる。

装置は車輪付フレームを有することができる。

電子手段は電子データプロセッサ及びプリンタ、並びに
データ記憶手段を含んでいる。

データ記憶手段はこれに記憶したデータの連続的な解析
のため、分離することができる。

また、データ記憶手段は選択的に分離可能とし、メイン
フレームコンピュータと接続するためのインターフェイ
ス手段を含むことができる。

本発明の第４の様相によれば、構造中の腐食を判定する
ために埋設された腐食性要素を含む構造と、前記構造に
表面をあてがって構造中の電位差を測定し、これによっ
て埋設要素の表面化の腐食を判定するための前述した装
置からなる測定方式が提供される。

本発明の第５の様相によれば、構造中の腐食を判定する
ために前述した装置に腐食性要素を埋設した構造を適用
する段階と、前記複数の半電池の各々に過飽和電解液を
収容する段階と、前記半電池の前記表面を被検構造の表
面にあてがう段階と、各半電池の下における諸点の電位
差を測定し、かつこれを前記電子モニタ手段において監
視する段階、及び前記第１の点からこれと隔った一連の
他の諸点において前記諸段階を繰り返す段階からなる方
法が提供される。これにより構造表面を横切る電位差の
作図が行われる。

実　　施　　例 図を参照すると、第１図には半電池（１）が示されてお
り、これは液不透過性であって、電解液を収容する部分
と測定されるべき構造に接する表面を提供し、かつ胴体
部（２）の境界面の少くとも一部をなす吸収部（３）、
及び前記部分（３）から分離した自由端において終了す
る電極（４）を有する電解液収容体からなっている。

図示の実施例において、不透過性本体部（２）は一端に
おいてねじ込まれたねし栓（６）を有する円筒形透明プ
ラスチック管からなっており、前記ねじ栓（６）が電極
（４）を支持すると共に、その電極から引き出された電
気リード線（７）を有する。プラスチック管のねじ溝は
電解液が満たされたレベルを示すマーカをも兼用する。

多孔性物質からなる吸収部（３）は管（２）の下端を封
閉し、それ自体は電極（４）に向かって突出した円錐形
ノーズ（９）を有する木製プラグ（８）と、前記プラグ
（８）の中空突出部（１０）（破線で示す）内に緻密に
係合して受は入れられた通常の硬質海面体からなるスポ
ンジ（１１）との２部分から形成されている。スポンジ
（ｌｌ）は離脱可能であり、これが中空突出部（ＩＯ）
から除去されると、ゴムスリーブなどのような保護用さ
や内に収納することができる。このゴムスリーブはまた
、図に示す通り管（２）の基礎部となっているスポンジ
（１１）に押し被せることができる。

中空突出部（１０）は管（２）の先端に当接する肩部（
１２）を有し、これによってノーズ（９）は管（２）内
に突入する。

ノーズ（９）の下部、すなわちプラグ（８）の軸方向長
の中間には管（２）の内面に接する“０”リングが配置
され、液洩れを防止するシール部となっている。このプ
ラグ（８）は管（２）の壁体を貫通してこれにねじ込ま
れたプラスチック製（非導電性）ねじによりこの管に保
持される。管（２）及び吸収部（３）は図示の如く実質
上等しい外径を有する。

直立構造において電位を測定するための装置（１３）は
、第１図に示す複数の半電池（１）と、その半電池のた
めの支持機構（１４）と、半電池を接続するための電気
接続手段と、半電池により検出された電位を測定するた
めの電子手段及び半電池の配列をプリンタを含む電子手
段に接続するための手段（１７）を含むものである。

支持機構は断面が部分的にほぼＨ形状をなすアルミニウ
ムレール（１５）からなり、この“Ｈ”型の一対のリム
は互いにこの自由端が背反する方向に突出して第２〜５
図に示すように、半電池（１）を受は入れるための２本
の摺動路（１６）を形成するものである。レール（１５
）は８個の半電池（１）の各々から延びるリード線（７
）のための８個の電気ソケッ）（１７）を有する。すな
わち、装置は８個の半電池（１）を走査すべく設計され
ている。レールはさらに電池駆動される電子データ監視
手段（３０）と接続するための１２−ビンソケットコネ
クタ（１８）を有する。電気接ｔＩＥ線（Ｉａ）はレー
ル（１５）自体のために設けられている。

装置（１３）は第２〜４図に示すように、８個の半電池
を並列に装備するか、または第５図に示すように、−線
上に直列的に装備するようになっている。

第２〜４図の実施例において、２本のアルミニウムレー
ル（ＩＳｉはこれらの互いに対向した摺動路（１６）内
に受入れられた２本の互いに隔った平行渡し棒（２０）
により平行的に配置される。

補強コンクリート構造の等電位マツプを提供するため、
８個の半電池（１）の各々は硫酸銅の結晶（２１）を収
容している。電極を支持したプラグまたはキャップ（６
）はねじを緩めることにより各半電池の本体から除去さ
れ、注ぎ込まれる。各半電池には、蒸溜水または脱イオ
ン水が各管内のマーカ（ねじ溝（５））のレベルまで注
入され、その後でプラスチックキャップ（６）がねじ込
み装備される。

半電池（１）はそれぞれよく手で振られた後、直立して
放置され、なるべくならＩ晩をかけて吸収部（３）内に
この液を充満させる。半電池には、ここで水または硫酸
鋼の結晶、もしくはその両者を硫酸銅電解液の過飽和に
必要なだけ注ぎこまれる。

そして、半電池は使用する直前において木製プラグ（１
０）及びスポンジ（１１）を洗浄水に浸漬して洗浄して
おかなければならない。

半電池（１）は２本の支持棒（１５）（第２〜４図）ま
たは１本の支持板（第５図）のいずれかに装備される。

すなわち、これらの半電池は摺動路（１６）内に装備さ
れたクランプ機構（２３）における開口（２２）に貫通
して保持される。クランプ機構（２３）は調整可能な締
付ノブ（２４）を有し、これによって半電池（１）を前
記開口（２２）内に固定するものである。クランプ機構
（２３）の突出部は摺動路の全長に沿って摺動できるよ
うこれに嵌合する形状となっている。

半電池は第２〜５図に示すように、順次等しいピッチ“
Ａ″を有するように調整される。

第２〜４図の実施例において、半電池（１）のすべては
それらの電気リード線（７）により１つの支持機構（後
部１つが使用される）に接続される。すなわち、１つの
支持機構上の４個の半電池はそれぞれ交流電源ソケット
に接続され、他の支持機構の半電池もまた各交流電源ソ
ケットに接続される。

かくして、半電池（Ｉａ）はソケット（１７ａ）に接続
され、半電池（１ｂ）はソケット（１７ｂ）に接続され
、半電池（ｌｃ）はソケット（１７ｃ）にという具合に
順次半電池は対応するソケットに接続される。

第５図の実施例において、半電池（１）は直列に接続さ
れ、各半電池は各近接したソケットに接続される。すな
わち、半電池（１ａ）は第１のソケッ）（１７ａ）に接
続され、半電池（ｌｂ）は第２のソケット（１７ｂ）に
という具合である。

装置（１３）を検査中の構造上に下向きにあてがうこと
ができる場合、車輪付移送装置（１４）としてハンドル
（２５）と車輪（２６）及び半電池を支持する一方のレ
ール（ｉｓ）（第２〜４図）、または、単一のレール（
ｉｓ）（第５図）の摺動路（Ｉａ）の反対側の摺動路と
摺動、解放及び拘束可能なフレーム（２７）を有するも
のが構成される。　　゛ ハンドル（２５）はスイッチ（図示せず）及びこのスイ
ッチを装置に接続するための電気リード線を有する。

電子測定手段、すなわちマイクロプロセッサ（３０）は
ストラップ（つりかけひも）により装置（１３）を操作
するオペレータの首に吊り下げられる。装置を使用する
オペレータは構造の電位を測定するために装置を洗浄水
で予め湿らせた車輪（２６）上においてその面上を移動
させ、連続的な読み取り値を得るものである。

第１の実施例において、装置は第４図に示す半電池間の
ピッチ“Ａ”の２倍に当たる距離“Ｂ″だけ直前のもの
から隔った各読み出し位置間で移動する。この場合、第
２の“読み取り位置（２）”は破線で示す通りである。

第５図の実施例の操作において、連続した読み取り位置
間の距離“Ｂ”はピッチ（Ａ）に等しい。

かくして、第１の実施例は、読み取り位置間の距離が第
２実施例におけるものの２倍であるため、より早く表面
のカバーを行うことができる。また、第１の実施例を用
いれば、同一の面積が半分の時間でカバーされることに
なる。

装置は表面に対し下向きに配置することが不可欠な要件
ではない。半電池（１）は天井面に対し垂直上向きに適
用するか、または壁面や橋梁のオイルリグなどのような
傾斜、もしくは転置面に対しても等しく適用することが
できる。すべての実施例において、浸潤した孔スポンジ
（１１）は測定すべき表面と実質上１００％の強固な接
触領域を提供し、これらが前記表面の不規則性に適合で
きるようになっている。装置はこのようにして独立配置
され、河等かの姿勢において用いられることができる。

表面の走査において、オペレータ補助機構として、実施
例に応じて“Ａ”または“２Ａ″に等しい間隔に置いて
均一にグリッドを配置し、装置を読み取りの度にそのグ
リッド間隔だけ移動させることができる。

被検構造中の電位はその点の位置から半電池（１）の電
位と移動させ、電子手段（３０）より出力信号を発生す
るものである。

１産直列的な読み取りが行われ、かつ印字されると、そ
の印字出力は読み取り列として切断された後、裏打シー
トにあてがわれ、第７図に示すような均等電位マツプ（
２８）が形成される。このマツプにおいては、記録され
た負の電位が高ければ高いほど腐食の存在可能性が大き
いことを示している。

かくして、装置が多数の半電池を有する場合には、二次
元領域内での三次元解析が実行され、この解析は腐食密
度の大きさを指示するものである。

換言すれば、電圧の読み取り値は被検構造の等電位輪郭
マツプを提供するものである。

マイクロプロセッサ（３０）はプリンタまたはディスプ
レイ装置、及び一旦スイッチが切られたならば、そのメ
モリーを消失するＲＡＭを有するものとして記述された
が、選択的にこのマイクロプロセッサにおいて、各半電
池から受は入れたデータのすべてをＥＰＲＯＭまたはバ
ッテリバックアップＲＡＭあるいは他の何等かの適当な
持久記憶手段にストアし、これらの記憶データを被検構
造から遠い位置にあるオリフィスなどのような遠隔ステ
ーションにおいて分離的に処理及び翻訳することができ
る。したがって、記憶は並列インターフェイスまたはデ
ータを処理し、かつ腐食可能性の印字マツプを提供する
メインフレームコンピュータと接続される直列孔による
集中記憶方式を利用することができる。

半電池は銀カロメル／塩化銀溶液または前述した硫酸Ｍ
／銅電極システム以外の他の何等かの電極システムにお
いて作用させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成された半電池の側面図、 第２図は本発明に従って構成された第１図の半電池を複
数個利用する装置の正面図、 第３図は第２図の装置の平面図、 第４図は第２図及び第３図の略平面図、第５図は本発明
に従って構成された第２実施例の略平面図、 第６図は装置の電子モニタ装置を示す斜視図、第７図は
第１図の装置を用いて印字された典型的なグラフを示す
図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）過飽和電解液を収容するための本体であっ
   て、前記電解液を収容するための部分と、被検構造に接
   触するための表面を提供する吸収体からなり少くとも部
   分的に前記電解液収容部の境界面を形成する部分とを有
   するもの、及び、 （ｂ）前記本体内に突入して前記電解液中に浸漬される
   電極 を含むことを特徴とする被検構造内の電位差を測定する
   ための半電池。
2. （２）（ｉ）複数の半電池であって、その各々が（ａ）
   過飽和電解液を収容するための本体と、（ｂ）前記本体
   内に突入した電極、及び、 （ｃ）前記本体内に突入して前記電極と液絡していると
   共に、前記本体の外表面を形 成することにより前記半電池が自然構造 と接触してその構造内の電位差を測定で きるようにするための多孔質プラグ からなる前記複数の半電池と、 （ｉｉ）前記複数の半電池を所定の間隔において保持す
   るための支持機構と、 （ｉｉｉ）前記半電池を電気的に接続するための手段と
   、 （ｉｖ）前記半電池の出力を監視するための電子モニタ
   手段、及び、 （ｖ）前記複数の半電池を前記電子モニタ手段に接続す
   るための手段 を備えたことを特徴とする被検構造内の電位差を測定す
   るための装置。
3. （３）（ｉ）埋設された腐食性要素を含む構造、並びに （ｉｉ）前記構造の表面に適応された電位差を測定し、
   かつ構造内における埋設要素の表面 下の腐食を判定するための装置 からなることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に
   記載した装置を用いて被検構造の腐食を測定する方式。
4. （４）（ｉ）埋設された腐食性要素を含む構造を特定し
   、 （ｉｉ）前記電位差測定装置を準備し、 （ｉｉｉ）前記複数の半電池の各々に過飽和電解液を充
   当し、 （ｉｖ）前記半電池における前記外表面を前記構造の表
   面にあてがい、 （ｖ）各半電池下の諸点の電位差を測定し、これを前記
   電子モニタ手段により監視し、さ らに、 （ｖｉ）前記最初の点から隔った一連の他の点において
   、前記測定段階（ｖ）を繰り返すことにより前記構造の
   表面を横切る電位差のグ ラフを形成する ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置を
   用いて構造内の腐食を測定する方法。
5. （５）（ｉ）複数の前記半電池と、 （ｉｉ）前記複数の半電池を所定の間隔において保持す
   るための支持機構と、 （ｉｉｉ）前記複数の半電池を電気的に接続するための
   手段と、 （ｉｖ）前記複数の半電池の出力を監視するための電子
   モニタ手段、及び、 （ｖ）前記複数の半電池を前記電子モニタ手段に接続す
   るための手段 を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
   載した半電池を用いて構造内の電位差を測定するための
   装置。