(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
判定対象である金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べ、
(ａ)分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、
(ｂ)分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、
(ｃ)金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定する
設備の腐食状態判定方法を用いて、適切な腐食モニタリング法を選定するための方法であって、
(ｄ)前記設備の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法を適用し、
(ｅ)前記設備の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用すること
を特徴とする腐食モニタリング法の選定方法。
【請求項２】
前記定電位が金属材料の腐食電位±１〜１００ｍＶの電位であり、前記定電位の印加時間が０．１〜３秒であることを特徴とする請求項１記載の腐食モニタリング法の選定方法。
【請求項３】
判定対象である金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べ、
(ａ)分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、
(ｂ)分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、
(ｃ)金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定する
設備の腐食状態判定方法を用い、設備の腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法により設備の腐食状態をモニタリングするためのシステムであって、
(ｄ)前記設備の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法を適用して腐食の状態を監視し、
(ｅ)前記設備の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べること
を特徴とする腐食モニタリングシステム。
【請求項４】
前記定電位が金属材料の腐食電位±１〜１００ｍＶの電位であり、前記定電位の印加時間が０．１〜３秒であることを特徴とする請求項３記載の腐食モニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、設備を構成する金属材料の腐食状態（腐食形態）を調べるために、腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法を選定するための腐食モニタリング法の選定方法、及び腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法を用いた腐食モニタリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、腐食性を有する物質を扱う化学プラントなどの設備においては、設備を構成する金属材料の耐食性が設備の寿命に直接に関係するため、設備のメンテナンスや安全確保などの見地から、設備を構成する金属材料の腐食状態をモニタリングして、その状況を把握しておくことが必要になる。
【０００３】
ところで、金属の腐食状態（腐食形態）は、全面腐食と局部腐食（孔食）とに大別され、全面腐食のモニタリングには交流インピーダンス法、分極抵抗法などの有効な手段がある。
【０００４】
一方、局部腐食には、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法が、有効なモニタリング法として知られている。
【０００５】
しかし、設備を構成する金属材料の腐食形態が将来的にいずれの腐食形態となるかを予測できない状況において、全面腐食と局部腐食の両方の腐食形態に対応する腐食モニタリング装置をそれぞれ用意しておくことは不経済であるばかりでなく、金属材料に微小な全面腐食が進行している場合に、連続モニタリングを行うランダムパルス法を適用した場合には、設備に継続的に電圧が印加されることから、設備に致命的な損傷を与えかねないという問題点がある。
したがって、腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法を選定するためには、連続的なモニタリングを行う前に、金属材料の被試験部の腐食状態をある程度認識しておくことが必要になる。
【０００６】
しかしながら、顕著な腐食が発生していない状態で、金属材料の被試験部の腐食状態（腐食形態）を予め判定するための適切な方法はいまだ開発されておらず、ある程度腐食が進行しなければどのような腐食状態にあるのかを確認することができないのが実情である。
【０００７】
本願発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、腐食が進行していない状態において金属材料の腐食状態（腐食形態）を判定することが可能で、かつ、腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法を選定することが可能な腐食モニタリング法の選定方法、及び該選定方法により選定した腐食モニタリング法を用いて、設備を損傷したりすることなく、信頼性の高い腐食モニタリングを行うことが可能な腐食モニタリングシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の腐食モニタリング法の選定方法は、
判定対象である金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べ、
(ａ)分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、
(ｂ)分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、
(ｃ)金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定する
設備の腐食状態判定方法を用いて、適切な腐食モニタリング法を選定するための方法であって、
(ｄ)前記設備の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法を適用し、
(ｅ)前記設備の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用すること
を特徴としている。
【０００９】
金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べることにより、分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、金属表面への電荷の吸着作用により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している（金属表面の皮膜が完全な耐食性皮膜ではない）局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定することにより、腐食が進行していない状態において金属材料の腐食状態を効率よくしかも確実に判定することが可能になる。また、この腐食状態判定方法（皮膜充電特性評価法による腐食状態判定方法）は、データ処理の時間を含めても短時間（例えば３０秒間程度）で終了するので、設備（試料）へのダメージも最小限に抑えることができる。
そして、上記腐食状態判定方法により、判定された腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、ランダムパルス法を適用し、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用することによって、適切な腐食モニタリング方法により設備を損傷したりすることなく、腐食状態を精度よくモニタリングすることが可能になる。
【００１０】
また、請求項２の腐食モニタリング法の選定方法は、前記定電位が金属材料の腐食電位±１〜１００ｍＶの電位であり、前記定電位の印加時間が０．１〜３秒であることを特徴としている。
【００１１】
定電位として、金属材料の腐食電位の±１〜１００ｍＶの電位を印加し、かつ、定電位の印加時間を０．１〜３秒とした場合、材料を破壊することなく、充電電流が収束したことを確認することが可能になり、金属表面の腐食状態が、不働態状態、全面腐食状態、局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）のいずれの腐食状態にあるかを、設備を不必要に損傷したりすることなく確実に識別して適切な腐食モニタリング方法を選定することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００１２】
また、本願発明（請求項３）の腐食モニタリングシステムは、
判定対象である金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べ、
(ａ)分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、
(ｂ)分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、
(ｃ)金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定する
設備の腐食状態判定方法を用い、設備の腐食状態に応じた適切な腐食モニタリング法により設備の腐食状態をモニタリングするためのシステムであって、
(ｄ)前記設備の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、判定対象である金属材料にランダム電位パルスを印加し、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行うランダムパルス法を適用して腐食の状態を監視し、
(ｅ)前記設備の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べること
を特徴としている。
【００１５】
本願発明（請求項３）の腐食モニタリングシステムは、上述の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、ランダムパルス法を適用して腐食の状態を監視し、また、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べるようにしているので、不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態である場合には、ランダムパルス法により、その後の腐食の発生の有無や拡大を確実に検出することが可能になるとともに、全面腐食状態である場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法により、設備をいたずらに損傷することなく腐食速度を検出して、設備の寿命を精度よく推測することが可能になる。したがって、設備の腐食による事故の発生を確実に防止したり、設備の更新時期を予知したりすることが可能になり、設備の安定した操業を可能ならしめることができる。
【００１４】
また、請求項４の腐食モニタリングシステムは、前記定電位が金属材料の腐食電位±１〜１００ｍＶの電位であり、前記定電位の印加時間が０．１〜３秒であることを特徴としている。
【００１５】
定電位として、金属材料の腐食電位の±１〜１００ｍＶの電位を印加し、かつ、定電位の印加時間を０．１〜３秒とした場合、材料を破壊することなく、充電電流が収束したことを確認することが可能になり、金属表面の腐食状態が、不働態状態、全面腐食状態、局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）のいずれの腐食状態にあるかを、設備を不必要に損傷したりすることなく確実にモニタリングすることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示して、その特徴とするところを詳しく説明する。
【００１７】
［腐食状態の判定］
まず、本願発明の前提条件となる腐食状態判定方法（皮膜充電特性評価法を用いた腐食状態判定方法）について、以下にその実施形態を示す。
通常、金属材料の耐食性は表面に生じた不働態皮膜の状態により大きく変化する。そのため、不働態皮膜の状態を迅速に判定し、腐食モニタリングの方向性を示すことが、腐食モニタリングシステムには不可欠の条件となる。
【００１８】
本願発明においては、腐食状態を判定するにあたって、腐食電位から±１〜１００ｍＶの範囲にある定電位を０．１〜３秒間程度、判定の対象である金属材料の被試験部に印加し、そのときの経時電流変化を調べる。
なお、上記の腐食電位から±１〜１００ｍＶという電位範囲は、測定系を破壊しない程度の電位範囲として選ばれた条件であり、また、０．１〜３秒間という印加時間は、充電電流が十分収束したことを確認することが可能な時間範囲として選ばれた条件である。
【００１９】
通常、溶液中の電極系では、図１に示すような抵抗成分とコンデンサ成分が並列に接続されているような等価回路が考えられる。溶液抵抗とは溶液による電圧降下である。また、分極抵抗と二重層容量は電極（金属）表面におけるパラメータとなり、金属表面の状態が、不働態状態、全面腐食状態及び局部腐食状態のいずれの状態にあるかによってパラメータの大きさは異なる。
以下、図２(ａ)，(ｂ)，(ｃ)に示す応答電流特性図を参照しつつ、腐食状態と応答電流特性との関係について説明する。
【００２０】
(１)不働態状態
不働態状態の場合、金属表面に保護性皮膜（不働態皮膜）が存在しているか、又は金属材料そのものが不活性であるため、分極抵抗が大きくほとんど電流は流れないが、図２(ａ)に示すように、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）のため瞬間的に電流（充電電流）が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する。
なお、不働態状態にある場合、金属材料は耐食性を備えており、金属表面も安定している。そして、このような不働態状態にある場合において将来的な腐食の発生の有無を監視する見地からは、腐食モニタリング法として、ランダムパルス法を適用することが最も望ましい。
【００２１】
(２)全面腐食状態
金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態では、分極抵抗は小さくなり、印加した電位の分だけ電流が流れる。この場合、図２(ｂ)に示すように、二重層容量の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流は増加傾向を示す。
この全面腐食状態の場合に、連続して定電位を印加すると、電流が増加し、腐食がそれだけ進行するので、ランダムパルス法を適用することは望ましくなく、例えば、分極抵抗法や交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べることが、設備の寿命や更新時期を予測する見地からは好ましい腐食モニタリング法であるといえる。
【００２２】
(３)局部腐食状態
局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）の場合、図２(ｃ)に示すように、不働態状態の場合と全面腐食状態の場合の中間的な挙動を示す。すなわち、局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）の場合には、金属表面への電荷の吸着作用（二重層容量）のため瞬間的に電流（充電電流）が流れるが、完全な耐食性皮膜（不働態皮膜）が形成されていないため、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる。しかしこの挙動は、局部腐食である場合にはある程度腐食が進行していないとわかりにくいため、局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）のモニタリングにはランダムパルス法が最も適している。
【００２３】
このように、不働態状態と全面腐食状態では明らかに応答電流特性の挙動が異なることから、腐食が進行していない状態において、応答電流特性の挙動より、金属材料のおおまかな腐食状態（腐食形態）を判定し、その後各腐食状態（腐食形態）に応じた適切なモニタリング法を適用することにより、腐食状態を精度よく監視することが可能になる。
【００２４】
なお、本願発明による腐食状態判定方法は、データ処理の時間を含めても３０秒間程度で終了するので、設備（試料）へのダメージを最小限に抑えることが可能である。
【００２５】
［腐食状態のモニタリング］
(１)不働態又は局部腐食の場合
上記の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）にあると判定された場合には、腐食モニタリング方法としてランダムパルス法を用いて腐食モニタリングを行う。
【００２６】
このランダムパルス法においては、例えば、以下に説明するような方法で、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を解析することにより局部腐食のモニタリングを行う。
すなわち、このランダムパルス法は、従来モニタリングが困難とされていた局部腐食のモニタリングを可能とするものであり、電位信号としてランダムな電位パルス信号を用いる点で従来の方法とは異なっている。
【００２７】
金属を無機物溶液（電解液）に浸漬すると金属には電位（自然電位）が生じる。そして、外部電源を用いてこの電位にさらに電位を印加すると、その電位に応じた電極反応が起こる（腐食反応等）。しかし、自然電位と大きく異なる電位を連続して印加すると、急激な酸化反応や還元反応が起こり、金属の自然状態を破壊するため、本来の腐食状態をモニタリングすることができなくなる。
【００２８】
そこでランダムパルス法では、電極反応による腐食促進を最小限に抑えるため、自然電位から±１００ｍＶ程度の範囲（例えば±７ｍＶ）で走査電位範囲を、例えばレベル０から７まで８等分して、その８段階のレベルに分けられた電位信号を組み合わせて作成した固定パルス列を入力信号とし、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を測定する。
【００２９】
そして、このランダムパルス法においては、Ｅ0を電流測定時（現在）の電位、Ｅ1を一回前の時点での電位、Ｅ2をＥ1のさらに一回前の時点での電位とした場合に（図３参照）、電位レベルの出現偏りを避けた固定パルス配列とするため、現在の電位Ｅ0だけではなく、一回前及び二回前の過去二回までの時点の電位（Ｅ1，Ｅ2）を考慮して、８段階のレベルに分けられた５１２個（８×８×８＝５１２）の電位信号について、ランダム電位パルス印加時に得られる応答電流を測定し、その応答挙動を過去の一点までの電位関数（Ｅ1，Ｅ0）で処理する。
【００３０】
また、図４は応答電流の格納場所を示す図であり、ハッチングを付した領域Ｒは、電流測定時の電位レベル（Ｅ0）が３、その前の電位（Ｅ1）が２のときの応答電流格納場所を示している。ただし、Ｅ1のさらに一回前の電位Ｅ2が加わるため、Ｅ1，Ｅ0の組み合わせは８つ存在する。ただし、データ格納時は８つのデータを平均化する。これにより、応答電流をそのときの電位レベル（０〜７）に規則的に整理し直す。
【００３１】
そして、整理された８×８の応答電流（図４）をＷａｌｓｈ変換という特徴抽出のための数学的変換方法により処理する。これにより、局部腐食（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）の場合にも、その腐食状態を精度よく知ることが可能になる。なお、図５(ａ)，(ｂ)，(ｃ)にＷａｌｓｈ変換後の応答電流パターンを示す。図５において、(ａ)は不働態状態、(ｂ)は局部腐食状態、(ｃ)は全面腐食状態における応答電流パターンである。
【００３２】
このランダムパルス法を用いて、例えば、自動連続実行による腐食モニタリングを行うことにより、その後の金属表面への腐食の発生の有無や拡大を確実に検出することが可能になる。
【００３３】
(２)全面腐食の場合
上記の腐食状態判定方法により、腐食状態が全面腐食状態にあると判定された場合には、腐食モニタリング方法として分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を測定する。
【００３４】
(ａ)分極抵抗法
分極抵抗法は、腐食速度を調べるために一般的に用いられている方法の一つであって、自然電位から±約１０ｍＶ以内の微小な分極範囲から腐食速度を決定する方法であり、自然電位から±約１０ｍＶ以内の電位と電流値を測定してグラフ化し、その傾きから分極抵抗値を求め、既存の公式に代入することにより腐食速度を求める方法であり、微小な分極範囲から腐食速度を決定するようにしているため、自然電位からの印加電位が小さく、測定によって試験片の状態変化（例えば試料の溶解など）が小さく、腐食速度の経時変化を測定するのに適している。
【００３５】
(ｂ)交流インピーダンス法
交流インピーダンス法は、腐食速度を調べるために一般的に用いられている方法の一つであって、図１に示すような、抵抗成分とコンデンサ成分が並列に接続された等価回路で表される溶液中の電極系において、金属表面が電極反応を起こす場（導電）であると同時に、電荷を蓄積する機能を果たす場（誘電）であることを利用し、交流信号を用いて腐食速度を決定する方法である。すなわち、二重層容量はコンデンサであり、電圧を印加した場合、表面吸着に至るまでのわずかな時間しか電流は流れず、周波数が極めて高い交流電圧を印加した場合には、二重層部分の電荷の正負が交流により短時間に入れ替わるため短絡状態となり、逆に周波数が低い場合には、二重層側にはほとんど電流が流れず、断線状態となることを利用し、周波数を変化させたときの抵抗成分と、二重層成分の変化をグラフ化し、このグラフ（ナイキストプロット）から求められる溶液抵抗ＲHと、溶液抵抗と分極抵抗の和ＲLから分極抵抗ＲPを求め、さらに、分極抵抗ＲPから腐食電流を求めて腐食速度とする方法である。
【００３６】
上述のように、腐食状態が全面腐食状態にあると判定された場合には、腐食モニタリング方法として分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用することにより、ランダムパルス法を適用した場合に生じるような設備の損傷を引き起こすことなく、設備の寿命や更新時期を予測することが可能になり、設備の安定した操業を可能ならしめることができる。
【００３７】
［腐食モニタリングシステム］
図６に、本願発明の腐食モニタリングシステムの流れを示す。図３に示すように、本願発明の腐食状態判定方法（皮膜充電特性評価法による腐食状態判定方法）を適用して腐食状態を判定し、その結果に基づいて、適切な腐食モニタリング方法を選定して腐食モニタリングを行うことにより、上述のように、設備を損傷したりすることなく、金属材料の腐食状態を精度よくモニタリングすることが可能になる。
【００３８】
なお、本願発明においては、判定対象である金属材料の種類に特別の制約はなく、種々の金属材料を用いる場合に本願発明を適用することが可能である。
また、印加する定電位の大きさやその印加時間についても、発明の範囲内において、種々に変化させることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）であると判定された場合には、腐食モニタリング法としてランダムパルス法を適用し、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、腐食モニタリング法として分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用するようにしているが、場合によっては、他の腐食モニタリング法を用いることも可能である。
【００４０】
本願発明は、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【発明の効果】
【００４１】
本願発明（請求項１）の腐食モニタリング法の選定方法は、判定対象である金属材料の腐食電位付近で該材料を破壊しない程度の定電位を、短時間かつ充電電流が収束したことを確認できるだけの時間印加して、そのときの経時電流変化を調べ、分極抵抗が大きく、ほとんど電流は流れないが、金属表面への電荷の吸着作用のため、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れ、その後は速やかに不働態保持電流程度に収束する場合には、金属表面に保護性皮膜が存在するか又は金属材料そのものが不活性な不働態状態にあると判定し、分極抵抗が小さく、印加した電位分だけ電流が流れ、金属表面への電荷の吸着作用の影響はほとんど現れず、定常状態に向かって電流が増加傾向を示す場合には、金属表面の全面に腐食が発生している全面腐食状態にあると判定し、金属表面への電荷の吸着作用により、定電位の印加時に瞬間的に充電電流が流れるが、充電電流収束後も微小な電流が継続して流れる場合には、金属表面の皮膜の一部に腐食が発生している（金属表面の皮膜が完全な耐食性皮膜ではない）局部腐食状態又は局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態にあると判定する設備の腐食状態判定方法により、判定された腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、ランダムパルス法を適用し、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用するようにしているので、適切な腐食モニタリング方法により設備を損傷したりすることなく、腐食状態を精度よくモニタリングすることができる。
【００４２】
また、請求項２の腐食モニタリング法の選定方法のように、定電位として、金属材料の腐食電位の±１〜１００ｍＶの電位を印加し、かつ、定電位の印加時間を０．１〜３秒とした場合、材料を破壊することなく、充電電流が収束したことを確認することが可能になり、金属表面の腐食状態が、不働態状態、全面腐食状態、局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）のいずれの腐食状態にあるかを、設備を不必要に損傷したりすることなく確実に識別して適切な腐食モニタリング方法を選定することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００４３】
また、本願発明（請求項３）の腐食モニタリングシステムは、上述の腐食状態判定方法により、腐食状態が不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態であると判定された場合には、ランダムパルス法を適用して腐食の状態を監視し、また、腐食状態が全面腐食状態であると判定された場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法を適用して腐食速度を調べるようにしているので、不働態状態又は局部腐食状態もしくは局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態である場合には、ランダムパルス法により、その後の腐食の発生の有無や拡大を確実に検出することが可能になるとともに、全面腐食状態である場合には、分極抵抗法又は交流インピーダンス法により、設備をいたずらに損傷することなく腐食速度を検出して、設備の寿命を精度よく推測することが可能になる。したがって、設備の腐食による事故の発生を確実に防止したり、設備の更新時期を予知したりすることが可能になり、設備の安定した操業を可能ならしめることができる。
【００４４】
また、請求項４の腐食モニタリングシステムのように、定電位として、金属材料の腐食電位の±１〜１００ｍＶの電位を印加し、かつ、定電位の印加時間を０．１〜３秒とした場合、材料を破壊することなく、充電電流が収束したことを確認することが可能になり、金属表面の腐食状態が、不働態状態、全面腐食状態、局部腐食状態（局部腐食と全面腐食の判断のつきにくい中間的な状態を含む）のいずれの腐食状態にあるかを、設備を不必要に損傷したりすることなく確実にモニタリングすることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  溶液中の電極系の等価回路（抵抗成分とコンデンサ成分が並列に接続されているような等価回路）を示す図である。
【図２】  本願発明の前提条件となる腐食状態判定方法（皮膜充電特性評価法を用いた腐食状態判定方法）における応答電流特性を示す図であり、(ａ)は不働態状態における応答電流特性、(ｂ)は全面腐食状態における応答電流特性、(ｃ)は局部腐食状態における応答電流特性を示す図である。
【図３】  ランダムパルスの電位印加模式図である。
【図４】  電流測定時の電位レベル（Ｅ0）が３、その前の電位（Ｅ1）が２のときの応答電流格納場所を示す図である。
【図５】  ランダムパルス法においてＷａｌｓｈ変換を行った後の応答電流パターンを示す図であり、(ａ)は不働態状態、(ｂ)は局部腐食状態、(ｃ)は全面腐食状態における応答電流パターンを示す図である。
【図６】  本願発明の腐食モニタリングシステムの流れを示す図である。
【図１】
0003694498.tif 000002
【図２】
0003694498.tif 000003
【図３】
0003694498.tif 000004
【図４】
0003694498.tif 000005
【図５】
0003694498.tif 000006
【図６】
0003694498.tif 000007