KR20110031243A - 옥외 구조물 및 옥외 구조물 구성 부재의 열화 추정 방법 - Google Patents

Abstract

풍력 발전 장치 등의 구조물인 타워(102)가 부식 센서(11A)를 설치하여 이루어지는 동시에, 상기 부식 센서(11A)는, 그 기판(12)이, 구조물인 예를 들어 풍력 발전 장치의 각 구성 부재(예를 들어, 발전기 등)의 재료와 동일한 재료(13A …)로 이루어지는 동시에, 부식 센서(11A)의 기판(12)의 표면에 절연부(14)를 통해 설치되는 복수의 도전부(15)를 덮는 동시에, 상기 구조물의 타워(102)의 외표면에 걸쳐, 상기 구성 부재(예를 들어, 발전기 등)에 도포한 도막(16A)과 동일한 도막(16A)을 도포하여 이루어진다.

Description

옥외 구조물 및 옥외 구조물 구성 부재의 열화 추정 방법{OUTDOOR STRUCTURE AND METHOD OF ESTIMATING DETERIORATION OF COMPONENT MEMBER OF OUTDOOR STRUCTURE}

본 발명은 염해(鹽害)의 경시 변화를 항상 감시하면서, 염해를 미연에 방지할 수 있는 옥외 구조물에 관한 것이다.

예를 들어, 풍차 등의 옥외 구조물은, 해상이나 연안에서 설치하므로, 풍차의 내부에 설치한 변압기, 제어반 등이 염해에 의해 부식되는 것이 우려되고 있다.

그로 인해, 장치 내부의 재질, 도장에 입각한 염해 예측이 필요해지고 있다.

그 평가 방법으로서 JISZ2371 「염수 분무 시험 방법」및 JISK5621 「복합 사이클 시험」등이 확립되어 있다(비특허 문헌 1, 2).

또한, 최근 염해 부식량을 예측하는 센서로서 부식 센서의 제안이 있다(특허 문헌 1).

이 부식 센서에 대해 설명하면, 2개의 이종(異種) 금속(기판과 도전부)을 서로 절연부로 절연한 상태로 하고, 양자의 단부를 환경에 노출시키면, 그 환경에 따라서 양 금속간을 수막이 연결하므로 부식 전류가 흐른다. 이 전류는 활성인 금속의 부식 속도에 대응하므로, 그 부식 센서로 사용되고 있다.

이 센서는,「대기 부식 모니터」(Atmospheric Corrosion Monitor) 혹은 ACM형 부식 센서라 칭해지고 있다.

이 센서의 일례를 도 17, 도 18 및 도 19에 도시한다. 이들 도면에 도시하는 바와 같이, ACM형 부식 센서(이하,「부식 센서」라 함)(110)는, 두께 0.8㎜의 탄소 강판을 64㎜×64㎜로 잘라내어, 기판(111)으로 하였다. 이 위에 후막 IC용 정밀 스크린 인쇄기를 사용하여 절연 페이스트(두께 30 내지 35㎛)의 절연부(112)를 도포하고, 경화시켰다.

계속해서, 도전 페이스트(두께 30 내지 40㎛, 필러 : Ag)를, 기판(111)과의 절연이 유지되도록 절연부(112)의 패턴 상에 적층 인쇄하고, 경화시켜 도전부(113)로 하고, 부식 센서를 구성하고 있다(비특허 문헌 3).

그리고 도 19에 도시하는 바와 같이, 습도나 해염(海鹽)(염화물 이온 등) 등의 수막(114)에 의해, 도전부(113)와 기판(111)이 단락되어, Fe-Ag의 갈바닉쌍의 부식 전류를 전류계(115)에 의해 계측하고 있다. 또한, 부호 116a, 116b는 단자이다.

또한, 상기 ACM형 부식 센서를 사용한, 태양광 발전 시스템 부재의 염해 부식량 예측법이 제안되고, 습도와 측정 전류치 및 해염 부착량의 관계도로부터, 부착 해염량을 추정하는 것이 제안되어 있다(비특허 문헌 4).

특허 문헌 1: 일본 특허 출원 공개 제2008-157647호 공보

JISZ2371 JISK5621 http://www.nims.go.jp/mdss/corrosion/ACM/ACM1.htm 마쯔시따 덴끼 고교 기보(2002년 12월) p79-85

그러나 JISZ2371 규격 및 JISK5621 규격 시험에 있어서는, 시험 환경이 실제의 환경과 일치하고 있지 않으므로, 시험 정밀도가 나쁘다고 하는 문제가 있다.

또한, ACM형 부식 센서를 사용하여, 부식 전류로부터 부식의 정도를 추정할 수는 있지만, 옥외 구성체를 구성하는 각 구성 부재의 대부분의 소재는 도장이 실시되어 있으므로, 그 개개의 도장의 도막의 상황(도막의 종류나 도막의 두께 등)에 따른 부식의 정도를 적절하게 판단할 수 없다고 하는 문제가 있다.

즉, 옥외 구조체인 예를 들어 풍차 등에 있어서는, 내부의 발열을 방지하기 위해 외기를 도입하고 있고, 그 외기에 해염이 동반되는 경우를 고려한 현장의 환경에 따른 부재나 부품의 메인터넌스의 시기를 적확하게 파악하는 것이 갈망되고 있다.

본 발명은 상기 문제에 비추어, 설치 환경에 따른 부식의 정도를 적확하게 판단할 수 있는 옥외 구조물 및 옥외 구조물 구성 부재의 열화 추정 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 발명은, 외기 환경에 노출되는 구조물의 외표면의 적어도 1개소 이상에, 부식 전류를 검지하는 부식 센서를 구비하여 이루어지고, 상기 부식 센서의 기판이, 구조물의 각 구성 부재와 동일한 소재로 이루어지는 동시에, 부식 센서의 기판의 표면에 절연부를 통해 설치되는 복수의 도전부를 덮는 동시에, 상기 구조물의 표면에 걸쳐, 상기 구성 부재에 도포한 도막과 동일한 도막을 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 부식 센서에, 자외선 램프로부터 자외선을 조사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제3 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 부식 센서가, 구조물의 외표면에 수평 상태로 설치된 유발 형상의 오목부에 설치되고, 상기 도막이, 복수의 도전부를 덮는 동시에 유발 형상 표면과 구조물 표면에 걸쳐 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제4 발명은, 제1 내지 제3 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 옥외 구조물이 풍력 발전 장치인 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제5 발명은, 외기 환경에 노출되는 구조물의 외표면의 적어도 1개소 이상에, 부식 전류를 검지하는 부식 센서를 구비하여 이루어지고, 상기 부식 센서의 기판이, 구조물의 각 구성 부재와 동일한 소재로 이루어지는 동시에, 부식 센서의 기판의 표면에 절연부를 통해 설치되는 복수의 도전부를 덮는 동시에, 상기 구조물의 표면에 걸쳐, 상기 구성 부재에 도포한 도막과 동일한 도막을 도포하고, 경시 변화의 열화에 의해 각 구성 부재의 열화 정도를 추정하는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물 구성 부재의 열화 추정 방법에 있다.

제6 발명은, 제5 발명에 있어서, 열화 가속 시험에 의해 열화를 사전에 추정하는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물 구성 부재의 열화 추정 방법에 있다.

제7 발명은, 외기 환경에 노출되는 구조물의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 염해 정보의 부식 전류를 검지하는 부식 센서를 사용하여, 부식 전류에 의한 구조물의 구성 부재의 수명을 감시하는 방법이며, 상기 부식 센서의 기판이, 구조물의 각 구성 부재와 동일한 소재로 이루어지는 동시에, 부식 센서의 기판의 표면에 절연부를 통해 설치되는 복수의 도전부를 덮는 동시에, 상기 구조물의 표면에 걸쳐, 상기 구성 부재에 도포한 도막과 동일한 도막을 도포하여 이루어지는 제1 부식 센서와, 제1 부식 센서에 있어서, 상기 도막을 도포하고 있지 않은 제2 부식 센서를 사용하고, 제1 부식 센서에 의해, 부식 전류가 검지될 때까지의 수명 시간에 있어서의 부식 전기량을 계측하고, 제2 부식 센서에 의해, 부식 전류의 적산 전기량을 계측하고, 제2 부식 센서에 의한 총 전기량이, 상기 수명 시간에 있어서의 부식 전기량의 값을 초과하였을 때에, 경고를 발하는 것을 특징으로 하는 부식 전류에 의한 옥외 구조물의 구성 부재의 수명 감시 방법에 있다.

제8 발명은, 제7 발명에 있어서, 제2 부식 센서에 의해, 부식 전류의 총 전기량을 계측할 때에, 일정 전류치 이상의 높은 전류가 검출된 경우에는, 빗물에 의한 젖음 시간이라 판단하여, 이 빗물에 의한 젖음 시간의 전기량을 총 전기량으로부터 제외하는 것을 특징으로 하는 부식 전류에 의한 옥외 구조물의 구성 부재의 수명 감시 방법에 있다.

제9 발명은, 제7 발명에 있어서, 제2 부식 센서에 의해, 부식 전류의 적산 전기량을 계측할 때에, 일정 전류치 이상의 높은 전류가 검출된 경우에는, 빗물에 의한 젖음 시간이라 판단하여, 이 빗물에 의한 젖음 시간의 전기량을 총 전기량으로부터 제외하는 동시에, 구조체의 제습을 행하는 것을 특징으로 하는 부식 전류에 의한 옥외 구조물의 구성 부재의 수명 감시 방법에 있다.

제10 발명은, 외기 환경에 노출되는 구조물의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 염해의 기인이 되는 이온 정보를 검지하는 이온 계측 장치를 구비하여 이루어지고, 상기 이온 계측 장치가, 빗물을 일시적으로 포집하는 빗물 회수실과, 상기 빗물 회수실에 설치되고, 이온 분석하는 이온 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제11 발명은, 외기 환경에 노출되는 구조물의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 염해의 기인이 되는 이온 정보를 검지하는 이온 계측 장치를 구비하여 이루어지고, 상기 이온 계측 장치가, 빗물을 일시적으로 포집하는 빗물 회수실과, 상기 빗물 회수실에 설치되고, 이온 분석하는 이온 크로마토그래프를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제12 발명은, 외기 환경에 노출되는 구조물의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 염해의 기인이 되는 이온 정보를 검지하는 이온 계측 장치를 구비하여 이루어지고, 상기 이온 계측 장치가, 레이저 계측에 의해 이온을 계측하는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제13 발명은, 제10 내지 제12 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 빗물 회수실의 상부에 설치되고, 유발 형상의 중심의 오목부에 부식성 인자를 포함하는 빗물을 포집하는 유발 형상부와, 오목부에 연통된 구멍으로부터, 낙하 빗물을 상기 빗물 회수실 내에 낙하시키는 빗물 포집부를 갖는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제14 발명은, 제13 발명에 있어서, 상기 유발 형상부의 유발 형상 표면에, 구조물의 각 구성 재료의 표면에 도포된 도막과 동일한 도막을 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

제15 발명은, 제10 내지 제14 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 옥외 구조물이 풍력 발전 장치인 것을 특징으로 하는 옥외 구조물에 있다.

본 발명에 따르면, 해염, 빗물 등의 부식성 인자의 작용에 의한 경시 변화에 의해, 각 구성 재료에 도포한 것과 동일한 도막에 균열 등이 발생되어, 열화부가 형성되고, 빗물이 침입하고, 부식 전류가 흘러, 이에 의해 각 구성 부재의 도막의 열화 정도를 판단할 수 있다. 이 결과, 옥외 구조물의 구성 부재의 개개의 재료에 따른 소재, 도료의 평가를 개별적으로 행할 수 있다.

또한, 해염, 빗물 등의 부식성 인자의 작용에 의한 경시 변화를 부식 전류의 총 전기량에 의해, 각 구성 부재의 열화의 정도를 신속하게 판단할 수 있다. 이에 의해 열화 억제를 위한 대책을 강구할 수 있다.

또한, 해염, 빗물 등의 부식성 인자의 작용에 의한 경시 변화를, 옥외 구조물의 설치 장소의 현장에 있어서, 신속하게 이온 분석할 수 있다. 또한, 각 구성 재료에 도포한 것과 동일한 도막을 도포함으로써, 각 구성 부재의 열화의 정도를 개별적으로 판단할 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 관한 부식 센서의 개략도이다.
도 2는 부식시에 있어서의 개략도이다.
도 3은 제1 실시예에 관한 부식 센서의 평면도이다.
도 4는 옥외 구조물의 일례인 풍력 발전 장치의 개략도이다.
도 5는 제2 실시예에 관한 부식 센서의 개략도이다.
도 6은 제2 실시예에 관한 다른 부식 센서의 개략도이다.
도 7a는 제3 실시예에 관한 제1 부식 센서의 평면도이다.
도 7b는 제3 실시예에 관한 제2 부식 센서의 평면도이다.
도 8은 제3 실시예에 관한 제2 부식 센서의 개략도이다.
도 9는 제3 실시예에 관한 제2 부식 센서의 부식시에 있어서의 개략도이다.
도 10은 옥외 구조물의 일례인 풍력 발전 장치의 개략도이다.
도 11은 옥외 구조물의 일례인 다른 풍력 발전 장치의 개략도이다.
도 12는 제4 실시예에 관한 이온 계측 장치의 개략도이다.
도 13은 제4 실시예에 관한 옥외 구조물의 일례인 풍력 발전 장치의 개략도이다.
도 14는 제5 실시예에 관한 이온 계측 장치의 개략도이다.
도 15는 제5 실시예에 관한 옥외 구조물의 일례인 풍력 발전 장치의 개략도이다.
도 16은 제6 실시예에 관한 이온 계측 장치의 개략도이다.
도 17은 종래 기술에 관한 부식 센서의 평면도이다.
도 18은 종래 기술에 관한 부식 센서의 개략도이다.
도 19는 종래 기술의 부식시에 있어서의 개략도이다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 실시예에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다.

제1 실시예

본 발명에 의한 제1 실시예에 관한 옥외 구조물에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 제1 실시예에 관한 부식 센서의 개략도이다. 도 2는 부식시에 있어서의 개략도이다. 도 3은 제1 실시예에 관한 부식 센서의 평면도이다. 도 4는 옥외 구조물의 일례인 풍력 발전 장치의 개략도이다.

이들 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 관한 부식 센서(11A)는, 그 기판(12)이, 구조물인 예를 들어 풍력 발전 장치(100A)(도 4 참조)의 각 구성 부재[예를 들어, 발전기(104)]의 재료와 동일한 재료(13A, 13B …)로 이루어지는 동시에, 부식 센서(11)의 기판(12)의 표면에 절연부(14)를 통해 설치되는 복수의 도전부(15)를 덮는 동시에, 상기 풍력 발전 장치(100)의 타워(102)의 외표면(102a)에 걸쳐, 상기 구성 부재[예를 들어, 발전기(104)]에 도포한 도막(16A)과 동일한 도막(16A)을 도포하여 이루어지는 것이다. 여기서, 상기 도전부(15)는 기판(12)의 도막 상에 서로 소정 간격을 두고 복수 설치되고, 대략 직선 형상으로 되어 있다.

여기서, 도 4에 도시하는 풍력 발전 장치(100A)에 대해 설명한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 풍력 발전 장치(100A)는, 예를 들어 지상부(101)에 설치된 타워(102)와, 타워(102)의 상단부에 설치된 너셀(103)을 구비하고 있다. 너셀(103)은, 요(yaw) 방향으로 선회 가능하고, 도시하지 않은 너셀 선회 기구에 의해 원하는 방향을 향할 수 있다. 너셀(103)에는, 발전기(104)와 증속기(105)가 탑재되어 있다. 발전기(104)의 로터는, 증속기(105)를 통해 풍차 로터(106)의 주축(107)에 접합되어 있다. 풍차 로터(106)는, 주축(107)에 접속된 허브(108)와, 허브(108)에 장착된 날개(109)를 구비하고 있다.

여기서, 본 실시예에 있어서는, 발전기(104)의 재료를 부호 13A, 그 도막을 16A로 하고, 증속기(105)의 재료를 13B, 그 도막을 16B로 하고 있다.

이러한 부식 센서(11A-1)의 구체적인 풍력 발전 장치에의 설치의 일례를 도 4에 도시한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 부식 센서(11A-1)는, 타워(102)의 표면에 설치되고, 그 표면을 덮도록, 예를 들어 발전기(104A)의 도막(16A)을 도포하고 있다.

또한, 부식 센서(11A-2)는, 타워(102)의 표면에 설치되고, 그 표면을 덮도록, 예를 들어 증속기(105)의 도막(16B)을 도포하고 있다.

그리고 외기에 노출된 결과, 해염, 빗물 등의 부식성 인자(19)의 작용에 의한 경시 변화에 의해, 도막(16A 또는 16B)에 균열 등이 발생하여, 열화부(20)가 형성된다. 이 열화부(20)로부터, 빗물이 침입하여 도전부(15)와 기판(12)이 단락되고, 부식 전류가 흘러, 전류계(18)의 계측에 의해 열화를 판단할 수 있다. 부호 17a, 17b는 단자를 도시한다.

이와 같이, 부식 전류가 검지될 때까지의 기간에 있어서, 구조체인 풍력 발전 장치(100A)의 구성 부재의 개개의 재료에 따른 소재, 도료의 평가를 개별적으로 행할 수 있다. 따라서, 각 구성 부재에 대응한 도막(16A, 16B …)을 도포한 센서를 준비함으로써, 각 구성 부재의 각 도막(16A, 16B …)의 열화의 정도를 판단할 수 있다.

그 결과, 구조물의 건축 계획이나, 그 메인터넌스 작업의 계획을 구축할 수 있다.

또한, 본 발명의 옥외 구조물 구성 부재의 열화 추정 방법은, 상기 부식 센서(11A)를 사용하여, 상기 재료(13A)에 도포한 도막(16A)과 동일한 도막(16A)을 도포하고, 경시 변화의 열화에 의해 각 구성 부재의 열화 정도를 추정하는 것이다.

이 추정 결과에 의해, 구조물의 건축 계획이나, 그 메인터넌스 작업의 계획을 구축할 수 있다.

제2 실시예

본 발명에 의한 제2 실시예에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 도 5는 제2 실시예에 관한 부식 센서의 개략도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 관한 부식 센서(11B)는, 도막(16A)이 도포된 표면에, 자외선 조사부(50)로부터의 자외선을 조사하여, 가속 시험을 행하는 것이다.

일반적으로 도료는 자외선을 조사하면, 수지의 유기 결합의 네트워크가 차단되어 열화가 가속되게 된다. 이에 의해, 도막의 열화의 정도를 판단할 수 있다.

이것은 통상의 도료의 열화 가속 시험은, 해염 등의 외적인 원인이 없는 환경에서의 자외선의 폭로 시험인 것에 대해, 본 발명에 의한 열화 가속 시험은, 그 외부 구조물이 설치된 현장에 있어서, 실제의 환경에 따른 열화 가속 시험을 행할 수 있으므로, 보다 고정밀도의 판단을 행할 수 있게 된다.

도 6은 다른 열화 가속 시험의 일례이며, 구조물의 수평 부분에 설치된 유발체(31)의 유발 형상부(32)에 설치되고, 상기 도막(16A)이, 복수의 도전부(15)를 덮는 동시에 유발 형상부(32)의 표면과 구조물 표면에 걸쳐 도포되어 이루어지는 것이다.

이 결과, 유발 형상의 오목부 근방에는 항상 부식성 인자(19)가 쌓인 상태(특히, 해염 성분의 Na 이온, Mg 이온 등이 농축된 상태로 됨)로 되므로, 도막(16A)에 대해 보다 부식이 진행되게 된다.

이에 의해, 도막(16A)의 열화가 가속되게 된다.

따라서, 각 구성 부재에 대응한 도막(16A, 16B …)을 도포한 센서를 준비함으로써, 각 구성 부재의 각 도막(16A, 16B …)의 열화의 정도를 판단할 수 있다.

이상은, 본 발명의 옥외 구조물로서, 예를 들어 풍력 발전 장치를 사용하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 해안 등의 염해 대책이 필요한, 예를 들어 교량 설비나 태양 전지 설비 등에도 적용할 수 있다. 또한, 차량, 선박 등의 이동체의 염해 대책에 적용할 수도 있다.

제3 실시예

본 발명에 의한 제3 실시예에 관한 옥외 구조물의 구성 부재의 수명 감시 방법에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

제3 실시예에서는, 제1 실시예에 있어서 설명한 부식 센서를 사용하고 있고, 전술한 도 1 내지 도 3에 도시하는 것과 마찬가지이므로, 그 설명은 생략한다. 여기서, 도 7a는 제3 실시예에 관한 제1 부식 센서의 평면도이고, 도 7a에 있어서, 제1 부식 센서의 부호를 11-1로 하고 있다.

도 7b는 본 실시예에 관한 제2 부식 센서의 평면도이다. 도 8은 실시예에 관한 제2 부식 센서의 개략도이다. 도 9는 제2 부식 센서의 부식시에 있어서의 개략도이다. 도 10 및 도 11은 옥외 구조물의 일례인 풍력 발전 장치의 개략도이다.

이들 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 관한 제1 부식 센서(11-1)는, 그 기판(12)이, 구조물인 예를 들어 풍력 발전 장치의 각 구성 부재[예를 들어, 발전기(104)]의 재료와 동일한 재료(13A, 13B …)로 이루어지는 동시에, 부식 센서(11)의 기판(12)의 표면에 절연부(14)를 통해 설치되는 복수의 도전부(15)를 덮는 동시에, 상기 풍력 발전 장치의 타워(102)의 외표면(102a)에 걸쳐, 상기 구성 부재[예를 들어, 발전기(104)]에 도포한 도막(16A)과 동일한 도막(16A)을 도포하여 이루어지는 것이다.

이에 대해, 본 실시예의 제2 부식 센서(11-2)는, 도 7a 내지 도 9에 도시하는 바와 같이, 제1 부식 센서(11-1)에 있어서, 도막(16A)을 도포하고 있지 않은, 종래 기술에 관한 센서를 사용하고 있다.

이러한 제1 부식 센서(11-1)와 제2 부식 센서(11-2)의 구체적인 풍력 발전 장치(100B)에의 설치의 일례를 도 10에 도시한다.

여기서, 도 10에 도시하는 풍력 발전 장치(100B)는, 도 4의 풍력 발전 장치(100A)와 그 구성은 동일하므로, 동일 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명은 생략한다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 부식 센서(11-1A, 11-1B) 및 제2 부식 센서(11-2)는, 타워(102)의 표면에 근접하여 설치되어 있다.

그리고 외기에 노출된 결과, 해염, 빗물 등의 부식성 인자(19)의 작용에 의한 경시 변화에 의해, 도막(16A 또는 16B)에 균열 등이 발생하여, 도 2에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 도막(16A)에 열화부(20)가 형성된다. 이 열화부(20)로부터, 빗물이 침입하여 도전부(15)와 기판(12)이 단락되고, 부식 전류가 흘러, 전류계(18)의 계측에 의해 열화를 판단할 수 있다.

그리고 제1 부식 센서(11-1A)에 의해, 재료(13A)로 한 기판(12)에 부식 전류가 검지될 때까지의 수명 시간(tmax)에 있어서의 부식 전기량(쿨롱 : Cmax)을 계측해 둔다. 이에 의해, 도막(16A)에 의해 재료(13A)의 발전기(104)에 있어서의 부식 수명을 예측할 수 있다. 이 시험은, 미리 행하는 것이며, 예를 들어 자외선 조사 수단을 사용한 가속 열화 시험에 의해 이것을 구하도록 해도 좋다.

그리고 제2 부식 센서(11-2)를 사용하여, 경시 변화에 의한 부식 전류의 적산 전기량(쿨롱)을 계측하고, 제2 부식 센서(11-2)에 의한 총 전기량(X)이, 상기 수명 시간(tmax)에 있어서의 부식 전기량(쿨롱 : Cmax)의 값을 초과하였을 때에, 수명이라고 판단하여, 소정의 경고를 발하고, 그 대책을 행하도록 하면 된다.

소정의 경고라 함은, 예를 들어 환기 계통의 전환, 염해 방지 필터 등의 사용, 장치 내부의 제습을 행하는 지령 등이다.

예를 들어, 해염을 부착하는 것을 감시하는 경우에는, 해염의 유입이 있는 경우에, 공기 도입 수단의 폐쇄나 개구 비율의 저감의 지시나, 염해 필터에의 전환 지시를 행하도록 하면 된다.

또한 부식 전류의 적산치를 감시하는 경우에는, 부식 가능성이 있는 경우에, 부품 교환이나 메인터넌스 빈도의 조정 등의 필요한 지시를 행한다.

이에 의해, 예를 들어 풍력 발전 장치에 있어서의 각 구성 부재의 수명을 감시할 수 있다.

또한, 제2 부식 센서(11-2)에 의해, 부식 전류의 총 전기량(X)을 계측할 때에, 일정 전류치(예를 들어, 1㎂) 이상의 높은 전류가 검출된 경우에는, 빗물에 의한 젖음 시간이라 판단하여, 이 빗물에 의한 젖음 시간의 전기량을 총 전기량으로부터 제외하도록 하면 된다.

이것은, 통상은 1㎂ 미만의 해염 등의 부식 전류가 계측된 경우, 그 부식 전류는 해염 등의 부착에 기인한 것이 된다. 그것에 대해, 1㎂ 이상은 높은 전류치이므로, 이것을 적산으로부터 제외한다.

이와 같이, 해염 부착의 판단에 있어서는, 빗물의 젖음에 의한 높은 전류치를 적산 전기량으로부터 제외함으로써, 해염 부착량의 확실한 판단이 가능해진다.

또한, 이 빗물에 의한 젖음의 판단이 있었던 경우에는, 옥외 구조물에 대해, 젖음에 의한 부식 요인이 높은 것으로 된다고 판단하여, 옥외 구조물의 제습을 행하도록 하면 된다.

이 젖음의 감시의 경우에는, 젖음이 있다고 판단하면, 공기 도입 수단의 폐쇄나 개구 비율의 저감의 지시나, 장치 내부의 제습 지시를 행하도록 하면 된다.

젖음이 없는 경우에는, 통상의 환기 지시를 행하도록 하면 된다.

예를 들어, 도 11에 도시하는 풍력 발전 장치(100C)에 있어서는, 그 도 11의 공기 도입 통로의 발출 확대 모식도에 도시하는 바와 같이, 너셀(103) 내부의 방열을 위해, 외부로부터 외기(120)를 도입하는 공기 도입부(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

이 공기 도입시에, 단순한 개구부 통로(121)나 중성 필터(122)를 개재 장착한 중성 필터 통로(123)를 통해, 공기를 내부에 도입하고 있는 경우에는, 빗물에 수반하여 해염도 동반되는 것을 예측할 수 있다.

이로 인해, 해염 대책으로서, 도 11의 통로의 발출 확대 모식도에 도시하는 바와 같이, 해염 필터(124)를 개재 장착한 해염 필터 통로(125)로 유로를 전환하여, 내부의 부식을 미연에 방지하도록 하고 있다. 도 11 중, 부호 126, 127은 전환부이다.

여기서, 해염 입자의 입경은, 일반적으로 1.0㎛ 이하와 5㎛ 부근의 2개의 피크를 갖는 것으로, 전체의 70％ 정도를 2.0 내지 7.0㎛의 입경 범위에 있어서, 용이하게 여과재에 의해 포집할 수 있다.

그리고 해염 필터로서는, 강한 흡수력을 갖는 염분 흡수층과, 발수성을 갖는 층 등으로부터 적층되어, 높은 습도 조건에 있어서 조해(潮解)한 경우에 있어서도, 액상화된 염분은 발수성을 갖는 층에서 막 형상으로 확산되는 일이 없고, 액적으로 되어, 압력 손실의 상승을 억제할 수 있는 것이다. 이와 동시에 염분 흡수층에 의해 빠르게 흡수·유지되므로 하류측(내부측)으로의 재비산이 방지되어 있다.

이와 같이, 본 발명의 옥외 구조물의 구성 부재의 수명을 감시하는 방법은, 상기 각 구성 부재에 대응한 제1 부식 센서(11-1)를 사용하여, 재료(13A …) 등에 도포한 도막(16A …) 등과 동일한 도막(16A …) 등을 도포하여, 경시 변화의 열화에 의해 각 구성 부재의 열화 정도를 판단해 두고, 이것을 바탕으로 하여, 각 부재의 열화를 감시할 수 있게 된다.

또한, 젖음이 감시된 경우에는, 빗물과 동반되는 해염의 도입을 방지하기 위해, 도 11에 도시하는 바와 같이, 전환부(126, 127)를 전환하여, 해염 필터(124)를 갖는 해염 필터 통로(125)로 전환함으로써 염해를 방지할 수 있다.

또한, 필터가 없는 경우에는, 통로를 폐쇄 또는 공기 도입량을 경감하여, 최대한 염해를 방지하도록 해도 좋다.

이에 의해, 구조물 내부의 염해를 방지할 수 있는 동시에, 그 건축 계획이나, 그 메인터넌스 작업의 계획을 구축할 수 있다.

이상은, 본 발명의 옥외 구조물로서, 예를 들어 풍력 발전 장치를 사용하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 해안 등의 염해 대책이 필요한, 예를 들어 교량 설비나 태양 전지 설비 등에도 적용할 수 있다. 또한, 차량, 선박 등의 이동체의 염해 대책에 적용할 수도 있다.

제4 실시예

본 발명에 의한 제4 실시예에 관한 옥외 구조물에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

도 12는 제4 실시예에 관한 이온 계측 장치의 개략도이다. 도 13은 옥외 구조물의 일례인 풍력 발전 장치의 개략도이다.

이들 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 관한 이온 계측 장치(20A)는, 외기 환경에 노출되는 구조물(예를 들어, 풍력 발전 장치)의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 예를 들어 염해의 기인이 되는 이온 정보를 검지하는 것이며, 부식성 인자를 포함하는 빗물(21) 등을 일시적으로 포집하는 빗물 회수실(22)과, 상기 빗물 회수실(22)에 설치되고, 이온 분석하는 이온 전극(23)을 구비하는 것이다. 여기서, 상기 빗물 회수실(22)의 저부는 이온 전극(23)에 부식성 인자를 포함하는 빗물(21)이 집합되도록 테이퍼 형상으로 되어 있다. 또한, 부호 24는 이온 전극으로부터의 이온 정보를 계측하는 이온 미터이다.

본 실시예에 있어서는, 또한 빗물 등을 포집하는 빗물 포집부(30)가 빗물 회수실(22)의 상부에 설치되어 있다.

상기 빗물 포집부(30)는, 상기 빗물 회수실(22)의 상부에 설치되고, 유발 형상의 저부(34)에 부식성 인자를 포함하는 빗물(21)을 포집하는 유발 형상부(32)와, 저부(34)에 연통된 구멍(35)으로부터, 낙하 빗물(36)을 상기 빗물 회수실(22) 내에 낙하시키는 것이다.

여기서, 이온 계측의 경우는, 일정 기간마다, 또는 빗물시 등에 적절하게 설정하도록 하면 된다.

또한, 계측시에 있어서, 수분이 없는 경우에는, 유발 형상부(32)의 표면에 순수(純水)를 분무하여, 회수하도록 하면 된다.

이온 전극(23)에서는, 낙하한 부식성 인자를 포함하는 낙하 빗물(36) 중의 이온 정보(양이온, 음이온)를 계측하는 것이다.

여기서, 부식성 인자를 포함하는 낙하 빗물(36) 중의 이온 정보로서는, 양이온으로서는, Fe 이온, Cu 이온, Al 이온, Na 이온, Mg 이온, Cr 이온, Ni 이온 등을 들 수 있다.

또한, 음이온으로서는, Cl 이온, OH 이온, SO₄ 이온, SO₃ 이온 등을 들 수 있다.

또한, 이온 전극에 의한 이온 계측 대신에, 이온 크로마토그래프를 사용하여, 이온 성분을 칼럼 분리하여 크로마토그램으로서 분석하도록 해도 된다.

여기서, 도 13에 도시하는 풍력 발전 장치(100D)는, 도 4의 풍력 발전 장치(100A)와 그 구성은 동일하므로, 동일 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명은 생략한다.

상기 이온 계측 장치의 구체적인 설치 상황을 도 13에 도시한다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 이온 계측 장치(20A)는 타워(102)의 수평 지지부(37)를 통해 수평으로 설치되어 있다.

그리고 외기에 노출된 결과, 해염, 빗물 등의 부식성 인자를 포함하는 빗물(21)이 낙하 빗물(36)로 되어 빗물 회수실(22)에 침입하고, 이온 전극(23)에 의해, 그 이온 정보를 이온 미터(24)에 의해 검지하도록 하고 있다.

이에 의해, 경시 변화의 상황을 항상 적확하게 파악할 수 있다.

즉, 빗물 포집부(30)에 있어서, 부식성 인자를 포함하는 빗물(21)을 모아, 구멍(33)으로부터 빗물 회수실(22) 내에 회수하므로, 빗물과 함께, 분진이나 해염 등의 부식 인자를 효율적으로 회수할 수 있다.

그 결과, 경시 변화에 따른 대응이나, 메인터넌스 작업의 계획을 신속하게 구축할 수 있다.

제5 실시예

본 발명에 의한 제5 실시예에 관한 옥외 구조물에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

도 14는 제5 실시예에 관한 이온 계측 장치의 개략도이다. 도 15는 옥외 구조물의 일례인 풍력 발전 장치의 개략도이다. 도 15에 도시하는 풍력 발전 장치(100E)는, 도 4의 풍력 발전 장치(100A)와 그 구성은 동일하므로, 동일 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명은 생략한다.

본 실시예의 이온 계측 장치(20B)는, 제4 실시예의 이온 계측 장치(20A)에 있어서, 또한 유발 형상부(32)의 유발 형상 표면 및 구멍(33)에, 도막(16A)이 도포되어 있다.

이 도막은, 옥외 구조물인 예를 들어 풍력 발전 장치의 발전기에 도포한 도료를 도포하고 있다.

본 실시예에 있어서는, 풍력 발전 장치(100E)의 발전기(104)의 도막을 부호 16A로 하고, 증속기(105)의 도막을 16B로 하고 있다.

여기서, 상기 유발 형상부(32)의 재질은 철 이온을 검지하기 위해, 스테인리스제로 하고 있다.

상기 이온 계측 장치의 구체적인 설치 상황을 도 15에 도시한다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 이온 계측 장치[20B-1{도막(16A)} 및 20B-2{도막(16B)}]는, 타워(102)의 수평 지지부(37)를 통해 각각 수평으로 설치되어 있다.

그리고 경시 변화의 열화에 의해, 도막(16A 또는 16B) 중 어느 한쪽 또는 양쪽 등에 균열 등이 발생하여, 열화부가 형성되면, 이 열화부로부터 유발 형상 표면의 철 이온이 부식 인자를 포함하는 빗물(21)에 침출되고, 그 이온을 이온 전극(23)에서 계측함으로써 열화를 판단할 수 있다.

즉, 열화가 발생할 때까지는, 유발 형상부 및 구멍은 도막에 의해 보호되어 있으므로, 유발 형상부의 구성 재료인 철 이온의 검출은 없다. 그러나 열화가 발생하면 철 이온이 침출됨으로써, 그 도막의 열화를 판단할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 유발 형상부(32)를 스테인리스제로 하여, 철 이온을 검출하고 있지만, 본 발명에서는 이것에 한정되는 것은 아니고, 스테인리스제로 하지 않는 경우에는, 부식성 인자에 의해 계측되지 않는 특정한 이온을 포함하는 재료를 사용하여, 상기 도막(36A)을 도포하기 전에 하지층으로서 미리 도포해 두고, 열화에 의해 이 하지층으로부터 특정한 이온이 침출되도록 하여, 그 특정 이온을 이온 미터(24)에 의해 검출하도록 해도 된다.

이와 같이, 도료의 평가를 개별적으로 행할 수 있으므로, 각 구성 부재에 대응한 도막(16A, 16B …) 등을 도포한 이온 계측 장치를 준비함으로써, 각 구성 부재의 각 도막(16A, 16B …) 등의 열화의 정도를 판단할 수 있다.

그 결과, 구조물의 건축 계획이나, 그 메인터넌스 작업의 계획을 구축할 수 있다.

제6 실시예

본 발명에 의한 제6 실시예에 관한 옥외 구조물에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

도 16은 제6 실시예에 관한 이온 계측 장치의 개략도이다.

레이저에 의한 이온 계측 장치(20C)는, 빗물 포집부(30)의 빗물 회수실(22) 내에 레이저 광(41)을 조사하는 레이저 장치(40)와, 낙하 빗물(36)에 조사된 레이저 광(41)에 의해 발생하는 발광 정보를 미러(43) 및 렌즈(44)를 통해 분광기(45)에 도입하여, CCD(Charge Coupled Device) 카메라(46)에 의해 검출하고 있다.

또한, 도 16 중, 부호 42a, 42b는 석영 창, 47은 빔 댐퍼, 48은 밸브 및 49는 배수를 각각 도시한다.

여기서, 상기 레이저 장치(40)는 출력 100mJ 내지 1J 정도에서, 예를 들어 파장 1064㎚인 YAG의 펄스 레이저로 하고 있다.

이 레이저 발광법에 의해 구해지는 이온으로서는, 예를 들어 Na, Mg, K, Ca, Fe, Cl 등의 각 이온을 검출할 수 있다.

이에 의해, Fe 이온 등의 부식 성분의 검출이 신속하게 검지 가능해진다.

이상은, 본 발명의 옥외 구조물로서, 예를 들어 풍력 발전 장치를 사용하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 해안 등의 염해 대책이 필요한, 예를 들어 교량 설비나 태양 전지 설비 등에도 적용할 수 있다. 또한, 차량, 선박 등의 이동체의 염해 대책에 적용할 수도 있다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 관한 옥외 구조물은, 각 구성 부재의 재료에 도포한 도막과 동일한 도막을 도포하여, 그 경시 변화의 열화에 의해 각 구성 부재의 열화 정도를 추정할 수 있어, 예를 들어 풍력 발전 장치의 구성 부재의 열화의 판단에 사용하기 적합하다.

11A, 11A-1, 11A-2, 11B : 부식 센서
12 : 기판
13A, 13B : 재료
14 : 절연부
15 : 도전부
16A, 16B : 도막
19 : 부식성 인자
20A, 20B, 20B-1, 20B-2 : 이온 계측 장치
20C : 레이저에 의한 이온 계측 장치
21 : 부식성 인자를 포함하는 빗물
22 : 빗물 회수실
23 : 이온 전극
30 : 빗물 포집부

Claims (15)

1. 외기 환경에 노출되는 구조물의 외표면의 적어도 1개소 이상에, 부식 전류를 검지하는 부식 센서를 구비하여 이루어지고,
   상기 부식 센서의 기판이, 구조물의 각 구성 부재와 동일한 소재로 이루어지는 동시에,
   부식 센서의 기판의 표면에 절연부를 통해 설치되는 복수의 도전부를 덮는 동시에, 상기 구조물의 표면에 걸쳐, 상기 구성 부재에 도포한 도막과 동일한 도막을 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
2. 제1항에 있어서, 상기 부식 센서에, 자외선 램프로부터 자외선을 조사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
3. 제1항에 있어서, 상기 부식 센서가, 구조물의 외표면에 수평 상태로 설치된 유발 형상의 오목부에 설치되고,
   상기 도막이, 복수의 도전부를 덮는 동시에 유발 형상 표면과 구조물 표면에 걸쳐 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 옥외 구조물이 풍력 발전 장치인 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
5. 외기 환경에 노출되는 구조물의 외표면의 적어도 1개소 이상에, 부식 전류를 검지하는 부식 센서를 구비하여 이루어지고,
   상기 부식 센서의 기판이, 구조물의 각 구성 부재와 동일한 소재로 이루어지는 동시에,
   부식 센서의 기판의 표면에 절연부를 통해 설치되는 복수의 도전부를 덮는 동시에, 상기 구조물의 표면에 걸쳐, 상기 구성 부재에 도포한 도막과 동일한 도막을 도포하고, 경시 변화의 열화에 의해 각 구성 부재의 열화 정도를 추정하는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물 구성 부재의 열화 추정 방법.
6. 제5항에 있어서, 열화 가속 시험에 의해 열화를 사전에 추정하는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물 구성 부재의 열화 추정 방법.
7. 외기 환경에 노출되는 구조물의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 염해 정보의 부식 전류를 검지하는 부식 센서를 사용하여, 부식 전류에 의한 구조물의 구성 부재의 수명을 감시하는 방법이며,
   상기 부식 센서의 기판이, 구조물의 각 구성 부재와 동일한 소재로 이루어지는 동시에,
   부식 센서의 기판의 표면에 절연부를 통해 설치되는 복수의 도전부를 덮는 동시에, 상기 구조물의 표면에 걸쳐, 상기 구성 부재에 도포한 도막과 동일한 도막을 도포하여 이루어지는 제1 부식 센서와,
   제1 부식 센서에 있어서, 상기 도막을 도포하고 있지 않은 제2 부식 센서를 사용하고,
   제1 부식 센서에 의해, 부식 전류가 검지될 때까지의 수명 시간에 있어서의 부식 전기량을 계측하고,
   제2 부식 센서에 의해, 부식 전류의 적산 전기량을 계측하고,
   제2 부식 센서에 의한 총 전기량이, 상기 수명 시간에 있어서의 부식 전기량의 값을 초과하였을 때에, 경고를 발하는 것을 특징으로 하는, 부식 전류에 의한 옥외 구조물의 구성 부재의 수명 감시 방법.
8. 제7항에 있어서, 제2 부식 센서에 의해, 부식 전류의 총 전기량을 계측할 때에,
   일정 전류치 이상의 높은 전류가 검출된 경우에는, 빗물에 의한 젖음 시간이라 판단하여, 이 빗물에 의한 젖음 시간의 전기량을 총 전기량으로부터 제외하는 것을 특징으로 하는, 부식 전류에 의한 옥외 구조물의 구성 부재의 수명 감시 방법.
9. 제7항에 있어서, 제2 부식 센서에 의해, 부식 전류의 적산 전기량을 계측할 때에,
   일정 전류치 이상의 높은 전류가 검출된 경우에는, 빗물에 의한 젖음 시간이라 판단하여, 이 빗물에 의한 젖음 시간의 전기량을 총 전기량으로부터 제외하는 동시에,
   구조체의 제습을 행하는 것을 특징으로 하는, 부식 전류에 의한 옥외 구조물의 구성 부재의 수명 감시 방법.
10. 외기 환경에 노출되는 구조물의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 염해의 기인이 되는 이온 정보를 검지하는 이온 계측 장치를 구비하여 이루어지고,
    상기 이온 계측 장치가,
    빗물을 일시적으로 포집하는 빗물 회수실과,
    상기 빗물 회수실에 설치되고, 이온 분석하는 이온 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
11. 외기 환경에 노출되는 구조물의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 염해의 기인이 되는 이온 정보를 검지하는 이온 계측 장치를 구비하여 이루어지고,
    상기 이온 계측 장치가,
    빗물을 일시적으로 포집하는 빗물 회수실과,
    상기 빗물 회수실에 설치되고, 이온 분석하는 이온 크로마토그래프를 구비하는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
12. 외기 환경에 노출되는 구조물의 적어도 1개소 이상에 설치되고, 염해의 기인이 되는 이온 정보를 검지하는 이온 계측 장치를 구비하여 이루어지고,
    상기 이온 계측 장치가, 레이저 계측에 의해 이온을 계측하는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빗물 회수실의 상부에 설치되고,
    유발 형상의 중심의 오목부에 부식성 인자를 포함하는 빗물을 포집하는 유발 형상부와, 오목부에 연통된 구멍으로부터, 낙하 빗물을 상기 빗물 회수실 내에 낙하시키는 빗물 포집부를 갖는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
14. 제13항에 있어서, 상기 유발 형상부의 유발 형상 표면에, 구조물의 각 구성 재료의 표면에 도포된 도막과 동일한 도막을 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.
15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 옥외 구조물이 풍력 발전 장치인 것을 특징으로 하는, 옥외 구조물.

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