(57)【要約】【課題】設置環境に応じた腐食の度合いを的確に判断することができる屋外構造物及び屋外構造物構成部材の劣化推定方法を提供する。【解決手段】風力発電装置等の構造物であるタワー１０２に腐食センサ１１Ａを設置してなると共に、該腐食センサ１１Ａは、その基板１２が、構造物である例えば風力発電装置の各構成部材（例えば発電機等）の材料と同一の材料１３Ａ…からなると共に、腐食センサ１１Ａの基板１２の表面に絶縁部１４を介して設けられる複数の導電部１５を覆うと共に、前記構造物のタワー１０２の外表面に亙って、前記構成部材（例えば発電機等）に塗布した塗膜１６Ａと同一の塗膜１６Ａを塗布してなる。【選択図】        図１−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気環境に晒される構造物の外表面の少なくとも一箇所以上に、腐食電流を検知する腐食センサを備えてなり、
前記腐食センサの基板が、構造物の各構成部材と同一の素材からなると共に、
腐食センサの基板の表面に絶縁部を介して設けられる複数の導電部を覆うと共に、前記構造物の表面に亙って、前記構成部材に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布してなることを特徴とする屋外構造物。
【請求項２】
請求項１において、
前記腐食センサに、紫外線ランプから紫外線を照射してなることを特徴とする屋外構造物。
【請求項３】
請求項１において、
前記腐食センサが、構造物の外表面に水平状態に設置されたすり鉢状の窪み部に設置され、
前記塗膜が、複数の導電部を覆うと共にすり鉢状表面と構造物表面とに亙って塗布してなることを特徴とする屋外構造物。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記屋外構造物が風力発電装置であることを特徴とする屋外構造物。
【請求項５】
外気環境に晒される構造物の外表面の少なくとも一箇所以上に、腐食電流を検知する腐食センサを備えてなり、
前記腐食センサの基板が、構造物の各構成部材と同一の素材からなると共に、
腐食センサの基板の表面に絶縁部を介して設けられる複数の導電部を覆うと共に、前記構造物の表面に亙って、前記構成部材に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布し、経時変化の劣化により各構成部材の劣化度合いを推定することを特徴とする屋外構造物構成部材の劣化推定方法。
【請求項６】
請求項５において、
劣化加速試験により劣化を事前に推定することを特徴とする屋外構造物構成部材の劣化推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩害の経時変化を常に監視しつつ、塩害を未然に防ぐことができる屋外構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば風車等の屋外構造物は、海上や沿岸で設置するので、風車の内部に設けたトランス、制御盤等が塩害により腐食することが懸念されている。
そのため、装置内部の材質、塗装に即した塩害予測が必要となってきている。
【０００３】
その評価方法としてＪＩＳＺ２３７１「塩水噴霧試験方法」及びＪＩＳＫ５６２１「複合サイクル試験」等が確立されている（非特許文献１、２）。
【０００４】
また、近年塩害腐食量を予測するセンサとして腐食センサの提案がある（特許文献２）。
【０００５】
この腐食センサについて説明すると、二つの異種金属（基板と導電部）を互いに絶縁部で絶縁した状態とし、両者の端部を環境へ露出すると、その環境に応じて両金属間を水膜が連結するので腐食電流が流れる。この電流は卑な金属の腐食速度に対応するので、その腐食センサと用いられている。
【０００６】
このセンサは、「大気腐食モニタ」(Atmospheric Corrosion Monitor)あるいはＡＣＭ型腐食センサと称されている。
このセンサの一例を図６及び図７−１、７−２に示す。これらの図面に示すように、ＡＣＭ型腐食センサ（以下、「腐食センサ」という。）１１０は、厚さ０．８ｍｍの炭素鋼板を６４ｍｍ×６４ｍｍに切り出し、基板１１１とした。この上に、厚膜ＩＣ用精密スクリーン印刷機を用いて絶縁ペースト（厚さ３０〜３５μｍ）の絶縁部１１２を塗布し、硬化させた。
続いて、導電ペースト（厚さ３０〜４０μｍ、フィラー：Ａｇ）を、基板１１１との絶緑が保たれるように、絶縁部１１２のパターン上に積層印刷し、硬化させて導電部１１３とし、腐食センサを構成している（非特許文献３）。
そして、図７−２に示すように、湿度や海塩（塩化物イオン等）等の水膜１１４により、導電部１１３と基板１１１とが短絡して、Ｆｅ−Ａｇのガルバニック対の腐食電流を電流計１１５で計測している。なお、１１６ａ、１１６ｂは端子である。
【０００７】
また、前記ＡＣＭ型腐食センサを用いた、太陽光発電システム部材の塩害腐食量予測法が提案され、湿度と測定電流値及び海塩付着量との関係図より、付着海塩量を推定することが提案されている（非特許文献４）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１５７６４７号公報
【非特許文献１】ＪＩＳＺ２３７１
【非特許文献２】ＪＩＳＫ５６２１
【非特許文献３】http://www.nims.go.jp/mdss/corrosion/ACM/ACM1.htm
【非特許文献４】松下電工技法（Ｎｏｖ．２００２）  ｐ７９−８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＪＩＳＺ２３７１規格及びＪＩＳＫ５６２１規格試験においては、試験環境が実際の環境と一致していないので、試験精度が悪いという問題がある。
【００１０】
また、ＡＣＭ型腐食センサを用いて、腐食電流から腐食の度合いを推定することはできるものの、屋外構成体を構成する各構成部材のほとんどの素材は、塗装が施されているので、その個々の塗装の塗膜の状況（塗膜の種類や塗膜の厚さ等）に応じた腐食の程度を適宜判断することができない、という問題がある。
【００１１】
すなわち、屋外構造体である例えば風車等においては、内部の発熱を防止するために、外気を導入しており、その外気に海塩が同伴される場合を考慮した現場の環境に応じた部材や部品のメンテナンスの時期を的確に把握することが切望されている。
【００１２】
本発明は、前記問題に鑑み、設置環境に応じた腐食の度合いを的確に判断することができる屋外構造物及び屋外構造物構成部材の劣化推定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、外気環境に晒される構造物の外表面の少なくとも一箇所以上に、腐食電流を検知する腐食センサを備えてなり、前記腐食センサの基板が、構造物の各構成部材と同一の素材からなると共に、腐食センサの基板の表面に絶縁部を介して設けられる複数の導電部を覆うと共に、前記構造物の表面に亙って、前記構成部材に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布してなることを特徴とする屋外構造物にある。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記腐食センサに、紫外線ランプから紫外線を照射してなることを特徴とする屋外構造物にある。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明において、前記腐食センサが、構造物の外表面に水平状態に設置されたすり鉢状の窪み部に設置され、前記塗膜が、複数の導電部を覆うと共にすり鉢状表面と構造物表面とに亙って塗布してなることを特徴とする屋外構造物にある。
【００１６】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つにおいて、前記屋外構造物が風力発電装置であることを特徴とする屋外構造物にある。
【００１７】
第５の発明は、外気環境に晒される構造物の外表面の少なくとも一箇所以上に、腐食電流を検知する腐食センサを備えてなり、前記腐食センサの基板が、構造物の各構成部材と同一の素材からなると共に、腐食センサの基板の表面に絶縁部を介して設けられる複数の導電部を覆うと共に、前記構造物の表面に亙って、前記構成部材に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布し、経時変化の劣化により各構成部材の劣化度合いを推定することを特徴とする屋外構造物構成部材の劣化推定方法にある。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明において、劣化加速試験により劣化を事前に推定することを特徴とする屋外構造物構成部材の劣化推定方法にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、海塩、雨水等の腐食性因子の作用による経時変化により、各構成材料に塗布したのと同一の塗膜に亀裂等が発生し、劣化部が形成され、雨水が浸入し、腐食電流が流れ、これにより各構成部材の塗膜の劣化度合いを判断することができる。この結果、屋外構造物の構成部材の個々の材料に応じた素材、塗料の評価を個別に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２１】
本発明による実施例１に係る屋外構造物について、図面を参照して説明する。
図１−１は、実施例１に係る腐食センサの概略図である。図１−２は、腐食時における概略図である。図２は、実施例１に係る腐食センサの平面図である。図３は、屋外構造物の一例である風力発電装置の概略図である。
これらの図面に示すように、本実施例に係る腐食センサ１１Ａは、その基板１２が、構造物である例えば風力発電装置１００の各構成部材（例えば発電機１０４）の材料と同一の材料１３Ａ…からなると共に、腐食センサ１１の基板１２の表面に絶縁部１４を介して設けられる複数の導電部１５を覆うと共に、前記風力発電装置１００のタワー１０２の外表面１０２ａに亙って、前記構成部材（例えば発電機１０４）に塗布した塗膜１６Ａと同一の塗膜１６Ａを塗布してなるものである。
【００２２】
ここで、図３に示す風力発電装置１００について説明する。図３に示すように、風力発電装置１００は、例えば地上部１０１に設置されたタワー１０２と、タワー１０２の上端に設けられたナセル１０３とを備えている。ナセル１０３は、ヨー方向に旋回可能であり、図示しないナセル旋回機構によって所望の方向に向けられる。ナセル１０３には、発電機１０４と増速機１０５とが搭載されている。発電機１０４のロータは、増速機１０５を介して風車ロータ１０６の主軸１０７に接合されている。風車ロータ１０６は、主軸１０７に接続されたハブ１０８と、ハブ１０８に取り付けられた翼１０９とを備えている。
ここで、本実施例においては、発電機１０４の材料を１３Ａ、その塗膜を１６Ａとし、増速機１０５の材料を１３Ｂ、その塗膜を１６Ｂとしている。
【００２３】
具体的な設置は、図３に示すように、腐食センサ１１Ａ−１は、タワー１０２の表面に設置され、その表面を覆うように、例えば発電機の塗膜１６Ａを塗布している。
また、腐食センサ１１Ａ−２は、タワー１０２の表面に設置され、その表面を覆うように、例えば増速機の塗膜１６Ｂを塗布している。
【００２４】
そして、外気に晒された結果、海塩、雨水等の腐食性因子１９の作用による経時変化により、塗膜１６Ａ又は１６Ｂに亀裂等が発生し、劣化部２０が形成される。この劣化部２０から、雨水が浸入して導電部１５と基板１２とが短絡して、腐食電流が流れ、電流計１８の計測により劣化を判断することができる。符号１７ａ、１７ｂは端子を図示する。
【００２５】
このように、腐食電流が検知されるまでの期間において、構造体である風力発電装置１００の構成部材の個々の材料に応じた素材、塗料の評価を個別に行うことができる。よって、各構成部材に対応した塗膜１６Ａ、１６Ｂ…を塗布したセンサを準備することにより、各構成部材の各塗膜１６Ａ、１６Ｂ…の劣化の度合いを判断することができる。
その結果、構造物の建築計画や、そのメンテナンス作業の計画を構築することができる。
【００２６】
また、本発明の屋外構造物構成部材の劣化推定方法は、前記腐食センサ１１Ａを用いて、前記材料１３Ａに塗布した塗膜１６Ａと同一の塗膜１６Ａを塗布し、経時変化の劣化により各構成部材の劣化度合いを推定するものである。
この推定結果により、構造物の建築計画や、そのメンテナンス作業の計画を構築することができる。
【実施例２】
【００２７】
本発明による実施例２について、図面を参照して説明する。図４は、実施例２に係る腐食センサの概略図である。図４に示すように、本実施例に係る腐食センサ１１Ｂは、塗膜１６Ａが塗布された表面に、紫外線照射部２０からの紫外線を照射して、加速試験を行うものである。
【００２８】
一般に塗料は紫外線を照射すると、樹脂の有機結合のネットワークが遮断され、劣化が加速することとなる。これにより、塗膜の劣化の度合いを判断することができる。
【００２９】
これは通常の塗料の劣化加速試験は、海塩等の外因がない環境での紫外線の暴露試験であるのに対し、本発明による劣化加速試験は、その外部構造物が設置された現場において、実環境に応じた劣化加速試験を行うことができるので、より精度の高い判断を行うことができることとなる。
【００３０】
図５は他の劣化加速試験の一例であり、構造物の水平部分に設置されたすり鉢体３１のすり鉢状部３２に設置され、前記塗膜１６Ａが、複数の導電部１５を覆うと共にすり鉢状部３２の表面と構造物表面とに亙って塗布してなるものである。
【００３１】
この結果、すり鉢状の窪み部近傍には常に腐食性因子１９が溜まった状態（特に海塩成分のＮａイオン、Ｍｇイオン等が濃縮された状態となる。）となるので、塗膜１６Ａに対してより腐食が進行することとなる。
【００３２】
これにより、塗膜１６Ａの劣化が加速することとなる。
よって、各構成部材に対応した塗膜１６Ａ、１６Ｂ…を塗布したセンサを準備することにより、各構成部材の各塗膜１６Ａ、１６Ｂ…の劣化の度合いを判断することができる。
【００３３】
以上は、本発明の屋外構造物として、例えば風力発電装置を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、海岸等の塩害対策が必要な例えば橋梁設備や太陽電池設備等にも適用することができる。さらに、車両、船舶等の移動体の塩害対策に適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明に係る屋外構造物は、各構成部材の材料に塗布した塗膜と同一の塗膜を塗布し、その経時変化の劣化により各構成部材の劣化度合いを推定することができ、例えば風力発電装置の構成部材の劣化の判断に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１−１】実施例１に係る腐食センサの概略図である。
【図１−２】腐食時における概略図である。
【図２】実施例１に係る腐食センサの平面図である。
【図３】屋外構造物の一例である風力発電装置の概略図である。
【図４】実施例２に係る腐食センサの概略図である。
【図５】実施例２に係る他の腐食センサの概略図である。
【図６】従来技術に係る腐食センサの平面図である。
【図７−１】従来技術に係る腐食センサの概略図である。
【図７−２】従来技術の腐食時における概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１Ａ、１１Ａ−１、１１Ａ−２、１１Ｂ  腐食センサ
１２  基板
１３Ａ、１３Ｂ  材料
１４  絶縁部
１５  導電部
１６Ａ、１６Ｂ  塗膜
１９  腐食性因子
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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