JPWO2016103445A1 - 腐食環境診断システム、腐食防止システム、腐食環境診断方法及び腐食防止方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、診断対象である電子部品又はこの電子部品を有する電子装置が設置された室内の温度を測定する温度センサと、室内又は電子装置内の相対湿度を測定する湿度センサと、診断対象の腐食厚さを測定する腐食センサと、温度センサ及び湿度センサで測定された温度及び相対湿度を含む室内環境データ並びに腐食センサで測定された腐食厚さを含む腐食厚さデータを蓄積するデータベースと、を含む環境測定装置と、外気の過去の温度及び湿度を含む外気環境データが記録された外気環境データベースと、外気環境データベース及び環境測定装置のデータを受信可能な診断処理装置と、を備えた腐食環境診断システムであって、診断処理装置は、室内環境データと腐食厚さデータと外気環境データとに基づいて腐食厚さと相対湿度との関係に対応する腐食機構を決定し、診断対象の将来の腐食厚さを推定するものである。これにより、腐食性ガスが含まれる大気による腐食のメカニズムに基づいて、将来の腐食厚さを精度よく推定することができる。

Description

本発明は、腐食環境診断システム、腐食防止システム、腐食環境診断方法及び腐食防止方法に関する。

例えば、多数の電子装置が設置されているデータセンタ（その他に電話基地局、インフラ設備の制御装置機械室など）は、情報インフラとしての役割を担っている。さらに、グローバル化により、使用実績のない国・地域で装置を安定稼動させるためには、装置の設置環境の腐食性を短期間で診断することが要求されている。このうち新興国では、低緯度に位置しているため、相対湿度が高い上、腐食性ガスが多く発していることが推定される。ＡＳＨＲＡＥが報告しているように、データセンタでは、腐食性ガスのうち還元性硫黄（たとえば硫化水素）によりチップ部品（表面実装向けの小型の抵抗、コンデンサ、サーミスタなど）の電極材料が腐食する障害が多数発生している。

このような電子部品の腐食損傷を抑制するためには、設置環境の腐食性を診断し、電子部品の腐食による故障が起きる前に、空調設備を改善すること、当該電子部品を交換できるようにすることが望ましい。

設置環境の腐食性を診断する方法として、非特許文献１のＡＳＨＲＡＥでは、銀や銅の腐食厚さを測定し、腐食厚さと曝露期間から平均腐食進行度を求め、求めた平均腐食進行度から将来の腐食量を推定して環境の腐食性を診断する方法を採用している。銀や銅の腐食厚さは、一ヶ月間暴露した金属試験片を用いる方法、銀や銅を対象としたＱＣＭセンサ（Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ Ｓｅｎｓｏｒ：水晶振動子微量天秤センサ）や電気抵抗式センサを用いて高精度に連続測定する方法が提案されている。なお、ＡＳＨＲＡＥ（非特許文献１）では、電子装置の障害と相関のある銀の腐食厚さを、環境の診断基準として採用している。

一ヶ月間暴露した銀の腐食厚さで環境を診断する方法は、ＡＳＨＲＡＥのほかに、非特許文献２のＡＮＳＩ／ＩＳＡ ７１．０４でも採用されている。

一方、非特許文献３のＩＳＯ−１１８４４−１では、一年間暴露した銀などの腐食厚さで環境を診断している。大概の環境では、季節変動があるため、年間の腐食厚さで環境を診断するのが好ましい。

銅の腐食厚さに関しては、特許文献１及び２に記載されているように、腐食因子である温度、湿度及び腐食性ガスの影響を定式化して、銅の腐食厚さの予測する方法がある。

また、銀の腐食厚さに関しては、本発明者等が特許文献３に記載しているように、季節変動を加味し、腐食因子である温度、湿度及び腐食性ガスの影響を定式化して、銀の腐食厚さの予測する方法がある。温度、湿度及び腐食性ガスは、試験片を曝露する季節により大きく変動し、さらに電子装置の稼動状態によっても変動する。そこで、特許文献３においては、温度及び湿度の変動を考慮した精度のよい一年間の銀の腐食厚さを予測する方法（腐食性ガスである還元性硫黄は一定濃度と仮定）を開示している。

一方、非特許文献４に記載されているように、銀の腐食の相対湿度依存性は解明されていないことが明らかになっている。

本発明者は、非特許文献５において、硫化水素と二酸化窒素等とが含まれる大気による銀の腐食のメカニズム及びその腐食予測方法を提案している。

特開２０１２−１８９３５６号公報 特開２０１１−５８９０７号公報 特開２０１０−３８８３８号公報

ＡＳＨＲＡＥ ＴＣ９．９，"２０１１ Ｇａｓｅｏｕｓ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ Ｆｏｒ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｅｒｓ" ＡＮＳＩ／ＩＳＡ ７１．０４−２０１３，Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｔｒｉａｎｇｌｅ Ｐａｒｋ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ． ＩＳＯ１１８４４−１，２００６，Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ Ａｌｌｏｙｓ−ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｗ Ｃｏｒｒｏｓｉｖｉｔｙ Ｉｎｄｏｏｒ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ−Ｐａｒｔ１：Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｄｏｏｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｖｉｔｙ．Ｇｅｎｅｖｅ，Ｓｕｉｓｓｅ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ． Ｃｒａｉｇ Ｈｉｌｌｍａｎ：Ｓｉｌｖｅｒ ａｎｄ Ｓｕｌｆｕｒ：Ｃａｓｅ Ｓｔｕｄｉｅｓ，Ｐｈｙｓｉｃｓ，ａｎｄ Ｐｏｓｓｉｂｌｅ Ｓｏｌｕｓｉｏｎｓ，ＳＭＴＡ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２００７ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ 南谷：銀の大気腐食メカニズムの解明と腐食予測方法の提案：材料と環境２０１４講演予稿集、ｐｐ．３４５−３４８、２０１４年４月３０日発行

温度及び湿度の変動を考慮して（腐食性ガスである還元性硫黄は一定濃度と仮定）、精度よく一年間の銀の腐食厚さを予測できれば、その年間の銀の腐食厚さから装置の設置環境の腐食性を診断することができる。

特許文献３に開示した設置環境の腐食性診断方法では、銀の腐食が腐食性ガス、温度及び相対湿度に依存する予測式を採用している。ここで、各種の設置環境で環境の腐食性を評価したところ、予測式と実測値とが一致しないという結果が得られた。すなわち、銀の腐食が相対湿度に依存しない実測結果が得られたため、上記予測式を採用することができなかった。上記予測式では、あらゆる電子装置の設置環境で、銀の腐食厚さを予測できないという課題がある。

また、非特許文献４には、銀の腐食が、相対湿度に依存する結果と、相対湿度に依存しない結果とが示されている。この文献においては、銀の腐食厚さに及ぼす相対湿度の依存性が不明であるという課題がある。

非特許文献５は、硫化水素と二酸化窒素等とが含まれる大気による銀の腐食のメカニズム及びその腐食予測方法の提案にとどまっており、具体的にどのような構成で将来の腐食厚さを推定するかは明確にしていない。

本発明の目的は、腐食性ガスが含まれる大気による腐食のメカニズムに基づいて、将来の腐食厚さを精度よく推定することにある。

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、診断対象である電子部品又はこの電子部品を有する電子装置が設置された室内の温度を測定する温度センサと、室内又は電子装置内の相対湿度を測定する湿度センサと、診断対象の腐食厚さを測定する腐食センサと、温度センサ及び湿度センサで測定された温度及び相対湿度を含む室内環境データ並びに腐食センサで測定された腐食厚さを含む腐食厚さデータを蓄積するデータベースと、を含む環境測定装置と、外気の過去の温度及び湿度を含む外気環境データが記録された外気環境データベースと、外気環境データベース及び環境測定装置のデータを受信可能な診断処理装置と、を備えた腐食環境診断システムであって、診断処理装置は、室内環境データと腐食厚さデータと外気環境データとに基づいて腐食厚さと相対湿度との関係に対応する腐食機構を決定し、診断対象の将来の腐食厚さを推定するものである。

本発明によれば、腐食性ガスが含まれる大気による腐食のメカニズムに基づいて、将来の腐食厚さを精度よく推定することができる。

本発明の実施例の腐食環境診断システムを示す構成図である。 実施例の腐食環境診断システムにおける処理工程を示すフローチャートである。 図１の環境分類部３０における処理工程を示すフローチャートである。 Ｈ_２Ｓ−ＮＯ_２系の銀の腐食機構を分類して示す概念図である。 図１の環境推定部３２における処理工程を示すフローチャートである。 図１の被害推定部３４における腐食厚さの推定の処理工程を示すフローチャートである。 図１の環境分類部３０における処理工程の他の例を示すフローチャートである。 硫化水素が多い条件であって腐食速度が相対湿度に依存する場合におけるそれぞれの経時変化を示すグラフである。 硫化水素が少ない条件であって腐食速度が相対湿度に依存しない場合におけるそれぞれの経時変化を示すグラフである。 図６の変形実施例を示すフローチャートである。 各種の環境を有する施設に対応する腐食ガスデータベースを示す全体構成図である。 図１０の下水処理場に対応する腐食ガスデータベースの例を示すグラフである。 図１０の地熱発電所に対応する腐食ガスデータベースの例を示すグラフである。 図１０の製鉄所に対応する腐食ガスデータベースの内容を示す図である。 本発明の防食方法を示すフローチャートである。 Ｈ_２Ｓ−ＮＯ_２系における銀の腐食厚さの経時変化の例を示すグラフである。 温度のみの制御による腐食防止の可能性を示すグラフである。 温度及び湿度を制御した場合の腐食防止の可能性を示すグラフである。 腐食性ガスの発生箇所が既知の場合における診断対象である電子部品及び腐食性ガスセンサの配置を示す平面図である。 腐食性ガスの発生箇所が既知の場合における腐食環境診断の処理工程を示すフローチャートである。 腐食性ガスの発生箇所が未知の場合における診断対象である電子部品及び腐食性ガスセンサの配置を示す平面図である。 腐食性ガスの発生箇所が未知の場合における腐食環境診断の処理工程を示すフローチャートである。 相対湿度の経時変化の例を示すグラフである。 硫化水素が多い条件であって夏季における腐食厚さの予測と実際との違いを示すグラフである。 硫化水素が少ない条件であって夏季における腐食厚さの予測と実際との違いを示すグラフである。 硫化水素が少ない条件であって冬季における腐食厚さの予測と実際との違いを示すグラフである。

本発明は、屋内環境、主に電気電子装置が設置されている環境を対象に、当該設置環境中に存在する腐食性ガスによる腐食度合いを測定することにより、当該設置環境の電気電子装置に対する腐食性を長期間にわたり、精度良く評価する腐食環境診断システムに関する。

以下、実施例について図面を用いて説明する。

図１は、腐食環境診断システム１の構成図である。

腐食診断システム１は、環境測定装置２と、診断処理装置４と、外気環境データベース６と、診断結果出力装置８と、で構成されている。

環境測定装置２は、電子装置３内、または電子装置３内と同等の環境である室内に設置され、電子装置３内には診断対象となる電子部品が設けられている。なお、「室内」とは、電子装置３が設置されている部屋の内部をいう。

以下では、例として、環境測定装置２が電子装置３内に設置され、電子装置３内に診断対象となる電子部品が設けられている場合について説明する。

環境測定装置２は、電子装置３内の温度（以下、「内部温度」という。）を測定する温度センサ１２と、電子装置３内の相対湿度（以下、「内部相対湿度」という。）を測定する湿度センサ１４と、電子装置３内の腐食性ガス濃度（以下、「内部ガス濃度」という。）を測定するガスセンサ１６と、電子装置３内の金属の腐食厚さを測定する腐食センサ１８と、各センサのデータを記録するデータベース２２と、を備えている。温度センサ１２、湿度センサ１４及びガスセンサ１６は、一定間隔で内部温度、内部相対湿度及び内部ガス濃度を測定し、データをデータベース２２に送るように構成されている。

ここで、硫化水素を検出するガスセンサ１６としては、定電位電解式のセンサ、半導体ガスセンサ、電気化学式のガスセンサ等を用いることができる。また、二酸化窒素を検出するガスセンサ１６としては、電気化学式のガスセンサ等を用いることができる。

腐食センサ１８は、電気抵抗式センサ、水晶振動子微量天秤センサなど、ナノメータ以下の分解能を有する高精度腐食センサが好ましい。例えば、電気抵抗式腐食センサは、腐食により基板上に腐食測定用電極の断面積が減少すると、電気抵抗が増加することを利用して、腐食厚さを一定間隔で測定してデータをデータベースに送るように構成されている。また、水晶振動子微量天秤センサは、腐食により基板上に腐食測定用電極の重量が増加すると、共振振動数が低下することを利用して、腐食厚さを一定間隔で測定してデータをデータベース２２に送るように構成されている。ここで例示した腐食センサは、連続測定ができる点でも望ましい。

環境測定装置２による測定結果は、診断処理装置４で処理される。診断処理装置４は、図示しない他の電子装置またはパソコンなどの情報処理端末に組み込まれている。

外気環境データベース６には、電子装置３が設置されている建屋の外部である外気の温度（以下、「外部温度」という。）の履歴及び電子装置３の外部の絶対湿度（以下、「外部絶対湿度」という。）又は相対湿度（以下、「外部相対湿度」という。）の履歴を含むデータが保存されている。温度のデータとして、外部温度及び内部温度だけでなく、電子装置３の外部（室内）の温度も保存することが望ましい。なお、外気環境データベース６には、気象庁で公開されている気象統計情報のうち、電子装置３にもっとも近い測定ポイントの情報を利用してもよい。

診断処理装置４は、図１に示すように、環境分類部３０と、環境推定部３２と、被害推定部３４と、環境診断部３６と、で構成されている。環境分類部３０は、環境測定装置２のガスセンサ１６による測定結果から電子装置３の設置環境で発生する腐食機構を決定し、分類した腐食機構を環境推定部３２に出力するように構成されている。環境推定部３２は、環境測定装置２による測定結果と、外気環境データベース６のデータとから内部温度及び電子装置３の内部相対湿度を推定し、推定結果を被害推定部３４に出力するように構成されている。被害推定部３４は、環境推定部３２の推定結果に基づいて、将来の腐食厚さを推定し、推定結果を環境診断部３６に出力するように構成されている。環境診断部３６は、環境分類部３０で分類した腐食機構と、被害推定部３４の推定結果とに基づいて環境の腐食性を診断し、診断結果を診断結果出力装置８に出力するように構成されている。診断結果出力装置８は、診断結果を、図示していない情報処理端末の表示画面に出力するように構成されている。

このように構成された腐食環境診断システム１の動作について、図２を参照して説明する。

図２は、腐食環境診断システム１の処理フローである。

本図においては、まず、環境測定装置２に設置した温度センサ１２、湿度センサ１４、ガスセンサ１６及び腐食センサ１８により、電子装置３内の環境を測定する（Ｓ１）。つぎに、診断処理装置４の環境分類部３０にて腐食機構を決定する（Ｓ２）。つぎに、診断処理装置４の環境推定部３２にて内部温度及び内部相対湿度を推定する（Ｓ３）。つぎに、診断処理装置４の被害推定部３４にて腐食厚さを推定する（Ｓ４）。つぎに、診断処理装置４の腐食診断部３６にて腐食寿命を診断する（Ｓ５）。そして、最後に、診断結果出力装置８にて結果を出力する（Ｓ６）。

ステップ１（Ｓ１）における測定期間は、１乃至３ヶ月間とすることが望ましい。高精度測定の場合は、３ヶ月以上が望ましい。簡易測定の場合は、１週間程度でもよい。測定期間は、腐食損傷に大きく影響を及ぼす相対湿度の高い時期が好ましい。予定した測定期間を超えて測定したデータは、データベース２２に逐次蓄積する。たとえば３ヶ月を超えて測定した場合は、その超えた分の測定データも診断処理装置４で処理されるため、診断結果の精度が向上することが期待できる。

ここでは一例として、腐食センサの電極材料として銀を採用して腐食厚さを推定する。その理由としては、銀は、銅よりも腐食しやすく、短期に腐食が進行するためである。また他の理由としては、データセンタでは還元性硫黄（たとえば硫化水素）によりチップ部品（表面実装向けの小型の抵抗、コンデンサ、サーミスタなど）の電極材料が腐食する障害が発生しており、データセンタでの腐食障害の発生と銀の腐食厚さとの間には相関関係があり、ＡＳＨＲＡＥでは銀の腐食厚さを診断基準として採用されているためである。なお、ＡＳＨＲＡＥでは、腐食障害の発生と銅の腐食厚さとの間には相関関係があまり認められなかったことも報告されている。

ステップ２（Ｓ２）については、図３を参照して説明する。

図３は、診断処理装置４の環境分類部３０の処理工程である。

まず、ガスセンサ１６により、硫化水素濃度［Ｈ_２Ｓ］及び二酸化窒素濃度［ＮＯ_２］を測定した場合、測定した硫化水素濃度と二酸化窒素濃度との比率に従って、腐食機構を決定し、さらに腐食機構に基づく腐食速度を算出する。

本発明者は、銀の腐食機構が硫化水素濃度と二酸化窒素濃度との比率に依存し、この比率により腐食に及ぼす相対湿度の依存性が変化することを見出し、腐食機構ごとの腐食速度を定式化した（非特許文献５）。硫化水素濃度と二酸化窒素濃度との比率に関して、（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高いより高い場合、（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、及び（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合に場合分けをした。以下、図４と併せて詳細を説明する。

図４は、上記の場合分けに加え、腐食機構を図示したものである。

（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合（２［Ｈ_２Ｓ］＞［ＮＯ_２］）
硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合の腐食機構は、一部の硫化水素と全ての二酸化窒素との化学反応で生成した硫黄ガスによる相対湿度に依存しない腐食と、余剰した腐食性の高い硫化水素による相対湿度に依存する腐食とが重畳した腐食反応である。

硫化水素は、金属表面に形成された水膜に溶解してＨＳ⁻に解離する。さらに、ＨＳ⁻は、銀表面に吸着し、アノード溶解したＡｇ^＋と結合してＡｇ_２Ｓを生成する。カソード反応は、溶存酸素の還元反応（１／２Ｏ_２＋Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻＝２ＯＨ⁻）、またはＮＯ_２ガスの溶解で生成したＮＯ_３ ⁻の還元反応（ＮＯ_３ ⁻＋４Ｈ^＋＋３ｅ⁻＝ＮＯ＋Ｈ_２Ｏ）である。したがって、水膜が形成される高湿度環境では、水膜中に溶解した余剰硫化水素による電気化学反応は、相対湿度に依存する。このため、全体の腐食は、余剰した硫化水素による相対湿度に依存する反応が支配的になり、その腐食速度は相対湿度に依存する。

（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合（２［Ｈ_２Ｓ］＝［ＮＯ_２］）
硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合の腐食機構は、全ての硫化水素と全ての二酸化窒素との化学反応で生成した硫黄ガスによる腐食が主体であり、その腐食速度は相対湿度に依存しない。

（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合（２［Ｈ_２Ｓ］＜［ＮＯ_２］）
硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合の腐食機構は、全ての硫化水素と一部の二酸化窒素との化学反応（８Ｈ_２Ｓ＋１６ＮＯ_２＝Ｓ_８＋１６ＨＮＯ_２）で生成した硫黄ガスによる腐食が主体である。生成された硫黄ガスＳ_８による銀の腐食（１６Ａｇ＋Ｓ_８＝８Ａｇ_２Ｓ）は相対湿度に依存せず、硫黄ガスＳ_８は同じ濃度のＨ_２Ｓに比べて銀に対する腐食性が強い。それに加え、余剰の二酸化窒素による電気化学反応による腐食が併行して進行する。水膜が形成される高湿度環境では、水膜中に溶解した二酸化窒素による電気化学反応は、相対湿度に依存するが、硫化水素や硫黄ガスによる腐食反応に比べて腐食性が著しく弱い。このため、全体の腐食は硫黄ガスによる腐食が主体であり、その腐食速度は相対湿度に依存しない。

以上のように、診断処理装置４の環境分類部３０の処理工程では、硫化水素濃度と二酸化窒素濃度との比率に対して、（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合、（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、及び（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合に場合分けをして、各場合の腐腐食機構を決定した。なお、大気中に存在するＳＯ_２は、銀の腐食に影響を及ぼさないため、ここでは除外している。

ステップ３（Ｓ３）について、図５を参照して説明する。

図５は、診断処理装置４の環境推定部３２の処理工程を示したものである。

本図においては、環境推定部３２の入力情報としては、温度センサ１２、湿度センサ１４及び外気環境データベース６からのデータがある。

まず、温度について、内部温度と外部温度との温度差ΔＴを算出する。温度差ΔＴは、例えば１〜３ヶ月間における内部温度と外部温度との温度差ΔＴの平均値から求める。さらに、離散フーリエ解析により内部温度の周波数特性を抽出する。内部温度は、外部温度と電子装置の稼動による発熱の影響を受ける。例えば毎日稼動・停止する電子装置３の内部温度は、外部温度の変動と共に、稼動・停止により１日周期の特徴を有する。また、平日に稼動・停止し、週末に停止する電子装置３では、１日周期の特徴と共に１週間周期の特徴を有する。通常、電子装置３は、１週間を超える周期の特徴を有することは少ないが、フーリエ解析により、いずれの周期の周波数特性も取得できる。

求めた周波数特性を外気環境データベース６に保存されている測定期間より過去の外部温度に、上記で求めた温度差ΔＴと周波数特性を加味することにより、将来の内部温度の推定ができる。

次に、内部相対湿度の推定について説明する。

電子装置３の外部の水分（絶対湿度）は、直ちに電子装置３の内部に移行するため、外部絶対湿度と内部絶対湿度とはほぼ一致する。したがって、外気環境データベースから得られる外部絶対湿度と、測定した内部温度と内部相対湿度を用いて算出した内部絶対湿度とを比較して同等であることを確認できれば、過去の外部絶対湿度から、絶対湿度−温度−相対湿度の換算式（例えばＤ．Ｓｏｎｎｔａｇ，Ｚ．Ｍｅｔｅｏｒｏｌ．７０，３４０，１９９０）を用いて、将来の内部相対湿度の推定ができる。

以上のように、環境測定部３２では、測定期間と同時期の外部温度及び外部絶対湿度と内部温度及び内部相対湿度との対応関係を求め、その対応関係と過去の外部温度及び外部絶対湿度とに基づいて、将来の内部温度及び内部相対湿度を推定することができる。

ステップ４（Ｓ４）の被害推定部３４の腐食に関する処理について、図６を参照して説明する。

図６は、被害推定部３４の処理工程を示したものである。被害推定部３４には、ステップ１（Ｓ１）で測定した腐食厚さ、ステップ２（Ｓ２）で決定した腐食機構、並びにステップ３（Ｓ３）で推定した内部温度及び内部相対湿度が入力される。

次に、内部温度及び内部相対湿度と腐食厚さとの相関関係を求める。ステップ２（Ｓ２）では、硫化水素濃度と二酸化窒素濃度の比率に対して、（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合、（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、及び（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合に場合分けをして、各場合の腐食機構を決定した。Ｈ_２Ｓ−ＮＯ_２系の銀の腐食機構についてまとめた結果を示す。

（ａ）Ｈ_２Ｓは、ＮＯ_２により酸化されてＳ_８を生成する。銀は、Ｓ_８により硫化銀を生成する。Ｓ_８による硫化反応は、相対湿度に依存しない。

（ｂ）Ｈ_２Ｓ濃度がＮＯ_２濃度に比べて１／２より高い場合、ＮＯ_２は化学反応で全て消費されるが、Ｈ_２Ｓは余剰する。一方、Ｈ_２Ｓ濃度が１／２より高い場合は、ＮＯ_２が余剰する。

（ｃ）余剰したＨ_２Ｓ、またはＮＯ_２は、相対湿度に依存して銀表面に形成される水膜に溶解する。溶解したＨ_２Ｓ、またはＮＯ_２は、電気化学反応に寄与して銀の腐食を促進させる。

（ｄ）ＳＯ_２は、銀の腐食に影響を及ぼさない。

本発明者は、ここで見出した腐食機構に基づき各腐食機構に対する腐食速度を以下に示す実験式で定式化した。

（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合、腐食厚さＸ（ｎｍ）として、下記式（１）が示されている。

Ｘ＝｛Ａ［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍ＋Ｂ［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ} ^ｎ・ｅｘｐ（Ｃ・ＲＨ）・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ）｝・ｔ …（１）
ここで、Ａ、Ｂ及びＣは係数、ｎは指数、［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍはＮＯ_２と反応するＨ_２Ｓ濃度、［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ}は余剰したＨ_２Ｓ濃度、Ｔは温度、ＲＨは相対湿度、Ｅは活性化エネルギー、Ｒは気体定数、ｔは時間を表す。

つぎに、腐食厚さ（ｎｍ）の近似式を検討する。

銀の腐食厚さＸは時間に比例することから、腐食センサ１８の測定期間ｔ_ＣＳでの腐食厚さＸ_ＣＳは、単位時間ｔ_ＵＴの腐食厚さＸ_ＵＴの積算値として下記式（２）で与えられる。

Ｘ_ＣＳ＝ΣＸ_ＵＴ＝Ａ［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍΣ｛ｔ_ＵＴ｝＋Ｂ［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ} ^ｎ・Σ｛ｅｘｐ（Ｃ・ＲＨ）・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ）・ｔ_ＵＴ｝ …（２）
ここで、温度及び相対湿度は、環境推定部３２で推定するため、上記式（２）のＢ［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ} ^ｎ・Σ｛ｅｘｐ（Ｃ・ＲＨ）・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ）・ｔ_ＵＴ｝の項は、ばらつきを含むことが想定される。そこで、係数Ｂ［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ} ^ｎは、確定値を用いずに、下記式（３）に示すように環境データを用いて推定してもよい。

Ｂ［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ} ^ｎ＝〔Ｘ_ＣＳ−Ａ［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍΣ｛ｔ_ＵＴ｝〕／Σ｛ｅｘｐ（Ｃ・ＲＨ）・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ）・ｔ_ＵＴ｝ …（３）
このように腐食性ガス係数Ｂ［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ} ^ｎは、設置環境ごとに固有の値であり、上記式（３）に測定した内部温度、内部相対湿度、腐食厚さ及び測定期間を代入することにより決定できる。

上記式（１）は、簡易的に下記式（４）で表すこともできる。

Ｘ＝Ｂ’［Ｈ_２Ｓ］・ｅｘｐ（Ｃ’・ＲＨ）・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ）・ｔ …（４）
ここで、Ｂ’及びＣ’は係数である。環境測定装置２の各センサの測定の単位時間ｔ_ＵＴでの腐食厚さＸ_ＵＴは、温度Ｔ、相対湿度ＲＨの環境において下記式（５）で与えられる。

Ｘ_ＵＴ＝Ｂ’［Ｈ_２Ｓ］・ｅｘｐ（Ｃ’・ＲＨ）・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ）・ｔ_ＵＴ …（５）
銀の腐食厚さＸは時間に比例することから、腐食センサ１８の測定期間ｔ_ＣＳでの腐食厚さＸ_ＣＳは、単位時間ｔ_ＵＴの腐食量の積算値として下記式（６）で与えられる。

Ｘ_ＣＳ＝ΣＸ_ＵＴ＝Ｂ’［Ｈ_２Ｓ］・Σ｛ｅｘｐ（Ｃ’・ＲＨ）・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ）・ｔ_ＵＴ｝ …（６）
なお、Ｂ’［Ｈ_２Ｓ］は、上記式（６）より、下記式（７）として与えられる。

Ｂ’［Ｈ_２Ｓ］＝Ｘ_ＣＳ／Σ｛ｅｘｐ（Ｃ’・ＲＨ）・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ）・ｔ_ＵＴ｝ …（７）
このように、腐食性ガス係数Ｂ’［Ｈ_２Ｓ］は、設置環境ごとに固有の値であり、上記式（５）に測定した内部温度、内部相対湿度、腐食厚さ及び測定期間を代入することにより決定できる。

実際に計算機を用いて推定する場合は、あらかじめ仮の腐食性ガス係数を仮定して推定した積算腐食厚さと腐食センサ１８の測定期間ｔ_ＣＳでの腐食厚さＸ_ＣＳが等しくなるように、腐食性ガス係数を設定する方法を採用してもよい。ここでは、腐食性ガス係数の季節変動を考慮していないが、ある一定の期間で測定して腐食性ガス係数の季節変動を考慮すれば、より精度の高い推定ができる。決定した腐食性ガス係数とステップ３（Ｓ３）で推定した内部温度及び内部相対湿度の値を上記式（２）または（６）に代入することで積算腐食厚さを推定することができる。

（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、及び（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合
硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合及び１／２未満の場合における腐食機構は、全ての硫化水素と全ての二酸化窒素との化学反応で生成した硫黄ガスによる腐食が主体であり、その腐食速度は相対湿度に依存しない。腐食厚さＸ（ｎｍ）として、下記式（８）が示されている。

Ｘ＝Ｄ［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍ・ｔ …（８）
ここで、Ｄは係数、［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍはＮＯ_２と反応するＨ_２Ｓ濃度を表す。腐食厚さは、相対湿度の依存性はなく、温度の依存性も小さく無視できる。銀の腐食厚さＸは時間に比例することから、腐食センサ１８の測定期間ｔ_ＣＳでの腐食厚さＸ_ＣＳは、下記式（９）で与えられる。

Ｘ_ＣＳ＝Ｄ［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍ・ｔ_ＵＴ …（９）
なお、Ｄ［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍは、上記式（９）より、下記式（１０）として与えられる。

Ｄ［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍ＝Ｘ_ＣＳ／ｔ_ＵＴ …（１０）
このように、腐食性ガス係数Ｄ［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍは、電子装置の設置環境ごとに固有の値であり、上記式（９）に測定した腐食厚さ及び測定期間を代入することにより決定できる。

ステップ５（Ｓ５）において、腐食診断部３６には、ステップ４（Ｓ４）で推定した腐食厚さと、腐食データベース４０に保存されている腐食許容値との比が入力される。腐食診断部３６は、これから腐食積算被害率を求め、腐食積算被害率が１に達した時点を腐食寿命として求める。腐食データベース４０に腐食許容値がない場合は、例えばＩＳＯ１１８４４−１に示されている金属の腐食量に基づき、その環境の腐食性を分類し、診断することもできる。

実施例２の腐食環境診断システム１のステップ２（Ｓ２）「環境分類部３０で腐食機構の決定」について、図７を参照して説明する。

図７は、診断処理装置４の環境分類部３０の処理工程である。

実施例１においては、ガスセンサ１６により、硫化水素濃度及び二酸化窒素濃度を測定し、硫化水素濃度と二酸化窒素濃度との比率に依存する腐食機構を決定し、さらに腐食機構に基づく腐食速度を求める。

これに対して、本実施例においては、腐食センサ１８、温度センサ１２及び湿度センサ１４により設定期間に記録された室内湿度データ及び腐食厚さデータを用い、腐食厚さデータの相対湿度依存性の程度から腐食機構を決定する。腐食厚さデータの相対湿度依存性の有無を調べることにより、ガスセンサ１６を用いなくても、（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合、（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、及び（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合に、その環境の分類をすることができる。

対象環境での腐食厚さデータが相対湿度に依存する場合は、（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合に対応する。一方、対象環境での腐食厚さデータが相対湿度に依存しない場合は、（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、または（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合に対応する。

（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合、腐食厚さＸ（ｎｍ）として、実施例１において簡易的な関係式として示す上記式（４）〜（７）を採用する。ここで、ステップ３（Ｓ３）で推定した内部温度及び内部相対湿度の値と、決定した腐食性ガス係数とを上記式（６）に代入し、積算腐食厚さを精度よく推定する。

（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合及び１／２未満の場合、腐食厚さＸ（ｎｍ）として、実施例１において簡易的な関係式として示す上記式（８）〜（１０）を採用する。ここで、決定した腐食性ガス係数を上記式（９）に代入し、積算腐食厚さを精度よく推定する。

ステップ５（Ｓ５）において、腐食診断部３６には、ステップ４（Ｓ４）で推定した腐食厚さと、腐食データベース４０に保存されている腐食許容値との比が入力される。腐食診断部３６は、これから腐食積算被害率をもとめ、腐食積算被害率が１に達した時点を腐食寿命として求める。腐食データベース４０に腐食許容値がない場合は、例えばＩＳＯ１１８４４−１に示されている金属の腐食量に基づき、その環境の腐食性を分類し、診断することもできる。

図８Ａは、硫化水素が多い条件であって腐食速度が相対湿度に依存する場合におけるそれぞれの経時変化を示すグラフである。ここで、腐食速度は、単位時間当たりの腐食厚さの変化量である。

本図に示すように、例えば、１日の相対湿度変化及び腐食厚さを調べると、相対湿度の上昇と共に腐食厚さが増える傾向がある。この特徴が得られた場合は、（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合に分類される。なお、本図から、相対湿度が概ね６０％以上の場合に腐食速度が高くなり、相対湿度が６０％未満の場合に腐食速度が低くなる傾向があることがわかる。よって、腐食の進行を抑制するためには、相対湿度を６０％以下とすることが望ましい。

一方、相対湿度が増加しても腐食厚さが変化しない場合は、（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合にその環境を分類できる。

図８Ｂは、この状態を示したものであり、硫化水素が少ない条件であって腐食速度が相対湿度に依存しない場合におけるそれぞれの経時変化を示すグラフである。

本図に示すように、腐食速度は、相対湿度によらず一定である。

なお、図８Ａ及び８Ｂについては、図４の記載及びその説明に対応するものである。

実施例３の腐食環境診断システム１のステップ２（Ｓ２）「環境分類部３０で腐食機構の決定」では、硫化水素濃度と二酸化窒素濃度との比率に対して、（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合、（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、及び（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合に場合分けをして、各場合の腐食機構を決定した。本発明者は、各腐食機構に対する腐食速度を以下に示す実験式で定式化した。

（１）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２より高い場合、腐食厚さＸ（ｎｍ）として、式（１１）が示されている。

Ｘ＝１３．８［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍ＋ｅｘｐ（３０．９４）・［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ} ^０．４１・ｅｘｐ（４．４７・ＲＨ／１００）・ｅｘｐ（−８３１００／ＲＴ）・ｔ …（１１）
ここで、［Ｈ_２Ｓ］_{ｅ−ｃｈｅｍ}はＮＯ_２と反応するＨ_２Ｓ濃度、［Ｈ_２Ｓ］_２は余剰したＨ_２Ｓ濃度、Ｔは温度、ＲＨは相対湿度、Ｒは気体定数を表す。

（２）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合、及び（３）硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２未満の場合
硫化水素濃度が二酸化窒素濃度の１／２の場合及び１／２未満の場合の腐食機構は、全ての硫化水素と全ての二酸化窒素との化学反応で生成した硫黄ガスによる腐食が主体であり、その腐食速度は相対湿度に依存しない。腐食厚さＸ（ｎｍ）として、式（１２）が示されている。

Ｘ＝１３．８［Ｈ_２Ｓ］_ｃｈｅｍ・ｔ …（１２）
上記式（１１）及び（１２）は、Ｒｉｃｅ（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２８，２７５，１９８１）５５件、Ａｂｂｏｔｔ（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｐａｒｔｓ， Ｈｙｂｒｉｄｓ，ａｎｄ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ ＰＨＰ−１０，２４，１９７４）７件、平本（マテリアルライフ，１１，１０９，１９９９）１０件、志賀（古河レビュー，７６−１１，９３，１９８５）３８件のデータから求めた実験式である。

（変形実施例）
図９は、図６の変形実施例を示すフローチャートである。

本図においては、腐食厚さと積算腐食厚さとの和から得られた腐食ガス係数を腐食ガスデータベース１０１に記録し、蓄積している。

図１０は、各種の環境を有する施設に対応する腐食ガスデータベースを示す全体構成図である。

本図に示す腐食ガスデータベース１０１は、クラウドコンピューティング（クラウド）を想定したデータベースの概念を示している。

図１１は、図１０の下水処理場に対応する腐食ガスデータベースの例を示すグラフである。

本図は、下水処理場の稼働率及びその付近の所定の位置における硫化水素濃度（Ｈ_２Ｓ濃度）の経時変化から、各時刻における稼働率と硫化水素濃度との関係（下水処理場１）をグラフ化する過程を示したものである。ここで、点線で示す直線は、硫化水素濃度が比較的低い下水処理場２の例である。いずれの場合も、稼働率と硫化水素濃度とは正比例の関係となっている。

図１２は、図１０の地熱発電所に対応する腐食ガスデータベースの例を示すグラフである。

本図は、図１１と同様にして、各時刻における稼働率と硫化水素濃度との関係（地熱発電所１）をグラフ化する過程を示したものである。点線で示す直線は、硫化水素濃度が比較的低い地熱発電所２の例である。いずれの場合も、稼働率と硫化水素濃度とは一次関数で表される関係となっているが、稼働率が０の場合においても硫化水素濃度が０となっていない。これは、地熱発電所の場合、近くに温泉や火山があることが多く、施設の稼働とは関係なく、周囲から硫化水素が発生し続けるためである。

図１３は、図１０の製鉄所に対応する腐食ガスデータベースの内容を示す図である。

本図においては、腐食ガスデータベースとして、構造データ、環境データ及び運転データに分類されたデータが保存されている。

図１４は、本発明の防食方法を示すフローチャートである。

本図においては、電子装置が設置されている部屋の内部（室内）の温度及び湿度を制御することにより、電子装置内の金属の腐食を抑制する。

具体的には、電子装置が設置されている部屋の温度及び湿度を調整する空気調和装置（エアコン）を用い、金属の腐食を抑制し得るエアコン設定値１０３を入力し、エアコン設定値１０３が設置基準（エアコンの制御の許容範囲）に適合するか否かを判定する。エアコン設定値１０３が不適合の場合は、フィルタによる腐食性ガスの除去等の対策を検討する。

一方、エアコン設定値１０３が設置基準に適合する場合は、算出した腐食性ガス係数又は腐食ガスデータベース１０１のデータを用いて積算腐食厚さを算出し、腐食積算被害率を算出する。そして、腐食積算被害率を許容値と比較し、エアコンの制御だけで十分か否かを判定する。エアコンの制御だけで不十分である場合は、フィルタによる腐食性ガスの除去等の対策を実施する。ここで、判定基準として用いた上記の許容値は、ＩＳＯ１１８４４−１のデータを利用してもよい。また、フィルタによる対策は、主として硫化水素の除去である。これに加え、二酸化窒素の除去も実施することが望ましい。

図１５は、Ｈ_２Ｓ−ＮＯ_２系における銀の腐食厚さの経時変化の例を示すグラフである。 本発明の方法により算出した推定値と実測値とを合わせて示している。

本図から、推定値と実測値とがほぼ一致していることがわかる。

図１６は、温度のみの制御による腐食防止の可能性を示すグラフである。横軸に内部温度、縦軸にＨ_２Ｓ−ＮＯ_２系における銀の腐食厚さをとっている。

本図から、内部温度を高くすることにより腐食を抑制することができることがわかる。内部温度を上げることにより内部相対湿度が低下するためである。

図１７は、温度及び湿度を制御した場合の腐食防止の可能性を示すグラフである。横軸に内部相対湿度、縦軸にＨ_２Ｓ−ＮＯ_２系における銀の腐食厚さをとっている。

本図から、内部相対湿度を低くすることにより腐食を抑制することができることがわかる。また、内部温度が低くし、かつ、内部相対湿度を低くすることが望ましいことがわかる。通常、室内の絶対湿度は外気の絶対湿度と等しくなるため、内部相対湿度は外気の絶対湿度に依存するが、本図から、エアコンを用いて内部温度を下げるだけでなく、除湿して室内の絶対湿度を下げることにより、腐食を効果的に抑制することができることがわかる。

Ｈ_２Ｓ−ＮＯ_２系における銀の腐食厚さを考慮した電子装置の腐食防止の具体例としては、温度範囲が１８〜２８℃、相対湿度の上限値が６０％、絶対湿度が７〜１３ｇ／ｍ^３という環境条件がある。

図１８は、腐食性ガスの発生箇所が既知の場合における診断対象である電子部品及び腐食センサの配置を示す平面図である。

本図においては、空調機１８１、検査対象であるＩＴ機器１８３（電子装置）及び腐食センサ１８５が室内に設置されている。空調機１８１は、換気機能を有し、給気口を有するため、この給気口が腐食性ガスについての既知の発生箇所となっている。また、腐食センサ１８５がＩＴ機器１８３から離れた位置に設置されているため、ＩＴ機器１８３の近傍における正確な腐食ガス濃度は不明である。そこで、次に示す腐食環境診断の処理工程によりＩＴ機器１８３の近傍における腐食ガス濃度を算出する。

なお、本図においては、室内に腐食センサ１８５を設置したが、これに加え、又はこれの代わりに、腐食ガス濃度を測定するガスセンサを設置してもよい。

図１９は、腐食性ガスの発生箇所が既知の場合における腐食環境診断の処理工程を示すフローチャートである。

本図においては、設備空間、構造データ等を入力し（Ｓ１１）、設備環境の解析により腐食性ガス濃度、温湿度、流速等を算出する（Ｓ１２）。つぎに、センサ位置における環境の腐食性ガス濃度（腐食量）を算出する（Ｓ１３）。これに基づいて、検査対象の位置における環境の腐食性ガス濃度（腐食量）を算出する（Ｓ１４）。そして、発生位置における環境の腐食性ガス濃度（腐食量）を算出する（Ｓ１５）。

図２０は、腐食性ガスの発生箇所が未知の場合における診断対象である電子部品及び腐食センサの配置を示す平面図である。

本図においては、空調機１８１、検査対象であるＩＴ機器１８３（電子装置）及び複数の腐食センサ１８５が室内に設置されている。腐食性ガスの発生箇所は、特定されていない。また、腐食センサ１８５がＩＴ機器１８３から離れた位置に設置されているため、ＩＴ機器１８３の近傍における正確な腐食ガス濃度は不明である。そこで、次に示す腐食環境診断の処理工程によりＩＴ機器１８３の近傍における腐食ガス濃度を算出する。

なお、本図においては、室内に腐食センサ１８５を設置したが、これに加え、又はこれの代わりに、腐食ガス濃度を測定するガスセンサを設置してもよい。

図２１は、腐食性ガスの発生箇所が未知の場合における腐食環境診断の処理工程を示すフローチャートである。

本図においては、設備空間、構造データ等を入力する（Ｓ２１）。つぎに、センサ位置における環境の腐食性ガス濃度（腐食量）を算出する（Ｓ２２）。そして、設備環境の逆問題解析を行い（Ｓ２３）、腐食性ガスの発生位置を特定し、発生位置における環境の腐食性ガス濃度（腐食量）を算出する（Ｓ２４）。これに基づいて、検査対象の位置における環境の腐食性ガス濃度（腐食量）を算出する（Ｓ２５）。

図２２は、相対湿度の経時変化の例を示すグラフである。

本図に示すように、室内の相対湿度は、外気の絶対湿度に対応するため、１日の中でも昼夜の変動があり、夏冬といった季節の変動もある。

図２３は、硫化水素が多い条件であって夏季における腐食厚さの予測と実際との違いを示すグラフである。本図は、硫化水素が多い条件であるため、図８Ａのように腐食厚さが相対湿度に依存している。

夏季においては外気の絶対湿度が高いため、内部相対湿度も高くなる。硫化水素が多い場合、腐食厚さは、内部相対湿度が高いほど大きくなる、このため、夏季の実測データだけを用いてその後の腐食厚さを予測する場合、図２３に示すように実際よりも過大な予測となる傾向がある。

図２４は、硫化水素が少ない条件であって夏季における腐食厚さの予測と実際との違いを示すグラフである。本図は、硫化水素が少ない条件であるため、図８Ｂのように腐食厚さが相対湿度に依存しない。

硫化水素が少ない場合、腐食厚さは、内部相対湿度に依存しない。よって、夏季の実測データだけを用い、その後の腐食厚さを湿度依存性があると仮定して予測する場合、冬季における腐食速度を低く見積もることになる。このため、図２４に示すように実際よりも小さすぎる予測となる傾向がある。

図２５は、硫化水素が少ない条件であって冬季における腐食厚さの予測と実際との違いを示すグラフである。本図は、硫化水素が少ない条件であるため、図８Ｂのように腐食厚さが相対湿度に依存しない。

冬季の実測データだけを用い、その後の腐食厚さを湿度依存性があると仮定して予測する場合、夏季における腐食速度を高く見積もることになる。このため、図２５に示すように実際よりも大きすぎる予測となる傾向がある。

以下、本発明の効果についてまとめて説明する。

本発明によれば、将来の室内環境データを実情に合わせて推定できることから、診断対象の将来の腐食量を精度よく推定できる。すなわち、設定期間と同時期の外気環境データと室内環境データとの対応関係から、例えば外気環境データと室内環境データとの温度差、湿度差、及びそれらの周期的変化を求め、これらを過去の外気環境データに当てはめて、室内環境データの周期的変化及び外気環境データの影響を加味した将来の室内環境データを推定できる。

腐食量は温度及び湿度が因子となることから、将来の室内環境データを実情に合わせて精度よく推定できれば、将来の腐食量も精度よく推定することができる。特に、本発明によれば、環境中の硫化水素と二酸化窒素の濃度の比率により、腐食機構が異なることを見出し、腐食機構に基づき設定期間に記録された室内環境データと腐食厚さデータとの相関関係を求めることで、将来の腐食量を精度よく推定することが可能となる。

なお、設定期間は、１乃至３ヶ月が目安となるが、高精度推定には３ヶ月以上が望ましい。簡易推定には１週間程度でもよいが、この場合は高精度な腐食センサである電気抵抗式センサや水晶振動子微量天秤センサを用いるのが好ましい。また、外気環境データベースは、例えば気象庁の気象統計情報を利用することができる。

電子装置の設置環境が空調制御されている場合、室内の温度及び湿度は、空気調和装置において設定した温度及び湿度となる。この場合、腐食環境診断システムを、診断対象である電子部品を有する電子装置が設置された空調室内の温度を測定する温度センサと、室内の湿度を測定する湿度センサと、診断対象の腐食量を測定する腐食センサと、各センサで測定された室内の温度及び湿度からなる室内環境データと診断対象の腐食データとを設定期間記録し、その記録された室内環境データと腐食データとに基づいて診断対象の将来の腐食量を推定して劣化診断を行う診断処理装置と、空気調和装置において設定した温度及び湿度からなる空調データが記録された空調データベースと、を備え、診断処理装置を、設定期間に記録された室内環境データと腐食データとの相関関係を求め、室内環境データと空調データとの対応関係に基づいて、将来の室内環境データを推定し、その推定した室内環境データとその相関関係とから診断対象の将来の腐食量を推定するように構成することが望ましい。

これにより、外気環境データの場合と同様にして、空気調和装置において設定した温度及び湿度に合わせて将来の室内の温度及び湿度の変化を精度よく推定することができ、腐食量も精度よく推定することができる。また、電子装置の設置環境が空調制御されている場合は、上記腐食量の推定と同様に、空調データベースを備えることが望ましい。

本発明によれば、将来の腐食量を精度よく推定することができ、腐食性の程度に応じて迅速に防食対策を構築することができる。

１：腐食環境診断システム、２：環境測定装置、３：電子装置、４：診断処理装置、６：外気環境データベース、８：診断結果出力装置、１２：温度センサ、１４：湿度センサ、１６：ガスセンサ、１８：腐食センサ、２２：データベース、３０：環境分類部、３２：環境推定部、３４：被害推定部、３６：環境診断部、４０：腐食データベース、１０１：腐食ガスデータベース、１０３：エアコン設定値、１８１：空調機、１８３：ＩＴ機器、１８５：腐食センサ。

Claims (15)

1. 診断対象である電子部品又はこの電子部品を有する電子装置が設置された室内の温度を測定する温度センサと、前記室内又は前記電子装置内の相対湿度を測定する湿度センサと、前記診断対象の腐食厚さを測定する腐食センサと、前記温度センサ及び前記湿度センサで測定された前記温度及び前記相対湿度を含む室内環境データ並びに前記腐食センサで測定された前記腐食厚さを含む腐食厚さデータを蓄積するデータベースと、を含む環境測定装置と、
   外気の過去の温度及び湿度を含む外気環境データが記録された外気環境データベースと、
   前記外気環境データベース及び前記環境測定装置のデータを受信可能な診断処理装置と、を備え、
   前記診断処理装置は、前記室内環境データと前記腐食厚さデータと前記外気環境データとに基づいて前記腐食厚さと前記相対湿度との関係に対応する腐食機構を決定し、前記診断対象の将来の腐食厚さを推定する、腐食環境診断システム。
2. 前記腐食機構に関与する腐食性ガスは、硫化水素及び二酸化窒素である、請求項１記載の腐食環境診断システム。
3. 前記腐食機構は、前記室内の温度及び前記相対湿度に依存する場合及び依存しない場合である、請求項２記載の腐食環境診断システム。
4. 前記診断処理装置は、腐食速度を算出し、前記将来の腐食厚さを推定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の腐食環境診断システム。
5. 診断対象である電子部品又はこの電子部品を有する電子装置が設置された室内の温度を測定する温度センサと、前記室内又は前記電子装置内の相対湿度を測定する湿度センサと、前記診断対象の腐食厚さを測定する腐食センサと、前記室内の腐食性ガスの濃度を測定するガスセンサと、前記温度センサ及び前記湿度センサで測定された前記温度及び前記相対湿度を含む室内環境データ、前記腐食センサで測定された前記腐食厚さを含む腐食厚さデータ並びに前記ガスセンサで測定された前記腐食性ガスの濃度を蓄積するデータベースと、を含む環境測定装置と、
   外気の過去の温度及び湿度を含む外気環境データが記録された外気環境データベースと、
   前記外気環境データベース及び前記環境測定装置のデータを受信可能な診断処理装置と、を備え、
   前記腐食性ガスは、硫化水素及び二酸化窒素であり、
   前記診断処理装置は、前記ガスセンサで測定された硫化水素及び二酸化窒素の濃度の比率を算出し、前記比率から腐食機構を決定し、前記診断対象の将来の腐食厚さを推定する、腐食環境診断システム。
6. 前記診断処理装置は、腐食速度を算出し、前記将来の腐食厚さを推定する、請求項５記載の腐食環境診断システム。
7. 前記診断処理装置は、前記比率が１／２より高い場合は、前記腐食速度が前記室内の温度及び前記相対湿度に依存すると判定し、前記比率が１／２以下の場合は、前記腐食速度が前記室内の温度及び前記相対湿度に依存しないと判定する、請求項６記載の腐食環境診断システム。
8. 前記診断処理装置は、前記比率が１／２より高い場合は、前記腐食機構は、前記硫化水素と前記二酸化窒素の一部から硫黄を生成する化学反応と、前記硫化水素と空気中の酸素とが関与する電気化学反応と、が並行して進行するものであると仮定し、前記比率が１／２以下の場合は、前記腐食機構は、前記硫化水素と前記二酸化窒素の一部から硫黄を生成する化学反応が主反応であると仮定する、請求項５記載の腐食環境診断システム。
9. 前記腐食センサは、電気抵抗式センサ又は水晶振動子微量天秤センサである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の腐食環境診断システム。
10. 診断対象である電子部品又はこの電子部品を有する電子装置が設置された室内の温度を測定する温度センサと、前記室内又は前記電子装置内の相対湿度を測定する湿度センサと、前記診断対象の腐食厚さを測定する腐食センサと、前記温度センサ及び前記湿度センサで測定された前記温度及び前記相対湿度を含む室内環境データ並びに前記腐食センサで測定された前記腐食厚さを含む腐食厚さデータを蓄積するデータベースと、を含む環境測定装置と、
    前記室内の温度及び湿度を調整する空気調和装置と、
    前記空気調和装置の設定温度及び設定湿度を含む空調データが記録された空調データベースと、
    前記空調データベース及び前記環境測定装置のデータを受信可能な診断処理装置と、を備え、
    前記診断処理装置は、前記室内環境データと前記腐食厚さデータと前記空調データとに基づいて前記腐食厚さと前記相対湿度との関係に対応する腐食機構を決定し、前記診断対象の将来の腐食厚さを推定する、腐食環境診断システム。
11. 前記診断処理装置は、腐食速度を算出し、前記将来の腐食厚さを推定する、請求項１０記載の腐食環境診断システム。
12. 請求項１０又は１１に記載の腐食環境診断システムを用い、前記電子部品の腐食を防止するシステムであって、
    前記空気調和装置は、前記将来の腐食厚さを低減するように前記相対湿度を調整する、腐食防止システム。
13. 前記空気調和装置は、前記相対湿度を６０％以下に保つ、請求項１２記載の腐食防止システム。
14. 診断対象である電子部品又はこの電子部品を有する電子装置が設置された室内の温度を測定する温度センサと前記室内又は前記電子装置内の相対湿度を測定する湿度センサとで測定された前記温度及び前記相対湿度を含む室内環境データ、並びに前記診断対象の腐食厚さを測定する腐食センサで測定された前記腐食厚さを含む腐食厚さデータを蓄積し、
    前記室内環境データと前記腐食厚さデータと外気の過去の温度及び湿度を含む外気環境データが記録された外気環境データとに基づいて、前記腐食厚さと前記相対湿度との関係に対応する腐食機構を決定し、前記診断対象の将来の腐食厚さを推定する、腐食環境診断方法。
15. 診断対象である電子部品又はこの電子部品を有する電子装置が設置された室内の温度を測定する温度センサと前記室内又は前記電子装置内の相対湿度を測定する湿度センサとで測定された前記温度及び前記相対湿度を含む室内環境データ、並びに前記診断対象の腐食厚さを測定する腐食センサで測定された前記腐食厚さを含む腐食厚さデータを蓄積し、
    前記室内環境データと前記腐食厚さデータと外気の過去の温度及び湿度を含む外気環境データが記録された外気環境データとに基づいて、前記腐食厚さと前記相対湿度との関係に対応する腐食機構を決定し、前記診断対象の将来の腐食厚さを推定し、
    前記将来の腐食厚さを低減するように前記相対湿度を調整する、腐食防止方法。

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