(57)【要約】【課題】短期間で簡単に腐食環境を評価できず、鋼構造物の設置予定場所の腐食環境を評価することが難しく、腐食環境を精度よく評価できない。【解決手段】鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサ１を鋼構造物と同じ環境下で腐食させ、次に腐食した腐食環境センサ１の表面を測色手段１２で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、次に腐食環境センサから得た表色データと、腐食因子別・濃度別に腐食させた腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆから予め作成しておいた表色マスターデータとを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境下で腐食させる腐食工程と、
次に腐食した腐食環境センサの表面を測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成するデータ作成工程と、
次に腐食環境センサから得た表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価する評価工程と、
を備えたことを特徴とする腐食環境センサによる腐食環境評価方法。
【請求項２】
前記評価工程の前に、前記腐食環境センサと同種の新規の腐食環境センサを実験的に複数種の腐食因子で夫々腐食させた腐食環境マスターを作成し、この腐食環境マスターを測色手段で測定して明度と色相と彩度に関する表色マスターデータを作成するマスターデータ作成工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の腐食環境センサによる腐食環境評価方法。
【請求項３】
前記マスターデータ作成工程において、腐食環境センサを複数種の腐食因子で夫々腐食させた腐食環境マスターを作成する際に、腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた腐食環境マスターを作成し、この腐食環境マスターから前記表色マスターデータを作成することを特徴とする請求項２に記載の腐食環境センサによる腐食環境評価方法。
【請求項４】
前記測色手段として、分光型測色計を用いることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の腐食環境センサによる腐食環境評価方法。
【請求項５】
前記マスターデータ作成工程における複数種の腐食因子は、少なくとも、塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の腐食環境センサによる腐食環境評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により腐食し変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを実際の環境下で腐食させ、その腐食した腐食環境センサの色を表す表色データから腐食環境を評価する腐食環境評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼構造物の損傷のうちの多くを占める腐食や疲労は、供用時間の経過と共に発生頻度は上がる。近年の腐食損傷事例の増加につれて、維持管理の重要性が広く認識され始め、効率的な予防保全のためにも、供用中の鋼構造物に対する腐食劣化予測やライフ・サイクル・コストをも考慮した最適な予防方法が求められている。
【０００３】
鋼構造物の腐食の進行の程度を評価する技術として、特許文献１には、鋼構造物の腐食部分を腐食したカラーサンプルと共に撮影して、画像処理によって鋼構造物の腐食の進行の程度を評価する技術が提案されている。
特許文献２には、電気・電子機器に採用されている金属材料の大気中での暴露日数に対する腐食減量を用いて腐食環境の程度を示す環境評価点を算定し、金属材料の寿命を診断する技術が記載されている。
【０００４】
大気中に置かれた鋼構造物の腐食の原因は、大気中に含まれる水分（結露、雨水）、飛来塩分、種々の大気汚染物質（ＳＯ2 ，ＳＯ3 ，ＮＯ，ＮＯ2 ，Ｈ2 Ｓ，ＮＨ3 など）、気温などの複合されたものであるが、これら因子の単独分析では腐食との対応は困難である。また、合理的な防蝕設計を行うためにも、付着塩分量、大気汚染物質、温度、湿度などの腐食因子と腐食状態（部位，程度，速度）との定量的な関係を明らかにする必要があるとされている。大気中の鋼構造物の腐食に関しては、対象表面が乾燥するため、電気化学的モニタリング手法は容易ではない。鋼材の暴露試験では、長い時間と多くのコストがかかる。
【０００５】
そこで、鋼材よりも短時間で腐食因子から腐食状況を知ることのできる複数種類の金属片を用いることで、腐食環境を評価することができることに着目して、本願出願人は、金属の腐食による状態変化を利用することで鋼構造物の腐食因子を容易に特定することのできる腐食環境センサを提案した（特願２００３−３５７５６０号）。
【特許文献１】特許第３３２９７６７号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術は鋼構造物の外観に現れる腐食の程度を評価する技術であるから、鋼構造物の腐食があまり進行してない構築初期の状態では適用できないという問題がある。また、従来の技術では腐食環境を短期間で簡単に評価するのが難しい。また、鋼構造物の設置後腐食が発生しない段階では適用できないので、鋼構造物を設置する予定の場所の腐食環境を予め評価することができない。
【０００７】
さらに、前記の腐食環境センサが腐食環境下で腐食する際に、複数種類の腐食因子が関与しており、腐食環境センサの複数種類の金属片の個々の腐食態様も多様であるため、腐食環境センサの腐食状態から、腐食環境を精度よく評価する技術は難しい技術であり、未だ提案されていない。
本発明の目的は、腐食環境センサの複数種類の金属片の腐食状態を測色手段で測定して表色データを作成し、その表色データに基づいて腐食環境を評価できる評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境下で腐食させる腐食工程と、次に腐食した腐食環境センサの表面を測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成するデータ作成工程と、次に腐食環境センサから得た表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価する評価工程とを備えたことを特徴とするものである。尚、腐食環境センサは、鋼材に比較して腐食されやすい腐食速度の大きな複数種類の金属片を含むものとする。
【０００９】
まず、鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境下で腐食させ、次に腐食した腐食環境センサの表面を測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、次に腐食環境センサから得た表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価する。
【００１０】
請求項２の腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、請求項１の発明において、前記評価工程の前に、前記腐食環境センサと同種の新規の腐食環境センサを実験的に複数種の腐食因子で夫々腐食させた腐食環境マスターを作成し、この腐食環境マスターを測色手段で測定して明度と色相と彩度に関する表色マスターデータを作成するマスターデータ作成工程を備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記のように、新規の腐食環境センサを実験的に複数種の腐食因子で夫々腐食させた腐食環境マスターを作成してその表色データからなる表色マスターデータを作成しておくため、この表色マスターデータと、実際に腐食させた腐食環境センサから得た表色データとに基づいて、鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価することができる。
複数種類の金属片からなる腐食環境センサには複数の腐食因子の影響が反映されるため、表色マスターデータには複数の腐食因子の影響が含まれるから、前記のようにして、鋼構造物の設置場所の腐食環境における腐食因子の影響も評価することができる。
【００１２】
請求項３の腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、請求項２の発明において、前記マスターデータ作成工程において、腐食環境センサを複数種の腐食因子で夫々腐食させた腐食環境マスターを作成する際に、腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた腐食環境マスターを作成し、この腐食環境マスターから前記表色マスターデータを作成することを特徴とする。腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた腐食環境マスターを作成し、この腐食環境マスターから表色マスターデータを作成するため、豊富な表色マスターデータを用いて腐食環境を評価する精度を高めることができる。
【００１３】
請求項４の腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記測色手段として、分光型測色計を用いることを特徴とする。
分光型測色計により、明度（Ｌ＊）と、色相と彩度を示す色度（ａ＊，ｂ＊）の表色データを得ることができるので、腐食による色変化を精度よく表色データに反映させることができる。
【００１４】
請求項５の腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、請求項１〜４の何れかの発明において、前記マスターデータ作成工程における複数種の腐食因子は、少なくとも、塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物を含むことを特徴とする。少なくとも、主要な腐食因子である塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物についての表色マスターデータを作成するため、腐食環境における塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物の影響を評価することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境で腐食させ、その腐食した腐食環境センサを測色手段で測定して明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、その表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価するため、鋼構造物を構築した場所又は構築予定場所の腐食環境を評価することが可能となる。
【００１６】
腐食環境センサは、鋼材に比較して腐食されやすく腐食速度の大きな複数種類の金属片を含むので、鋼構造物と同じ環境に短期間おくだけで腐食するから、短期間で腐食環境の評価を行うことができる。しかも、腐食させた腐食環境センサを測色手段で測色して明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、この表色データに基づいて鋼構造物の設置されいる場所の腐食環境を評価するため、精度よく腐食環境を評価することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、表色マスターデータと、実際に腐食させた腐食環境センサから得た表色データとに基づいて、鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を精度よく評価することができる。しかも、表色マスターデータには複数の腐食因子の影響が含まれるから、鋼構造物の設置場所の腐食環境における腐食因子の影響も評価することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた腐食環境マスターを作成し、この腐食環境マスターから表色マスターデータを作成するため、豊富な表色マスターデータを用いて腐食環境を評価する精度を高めることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、前記測色手段として分光型測色計を用いるため、腐食環境センサの腐食による色変化を精度よく表色データに反映させることができる。
請求項５の発明によれば、少なくとも、主要な腐食因子である塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物についての表色マスターデータを作成するため、腐食環境における塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物の影響を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る腐食環境センサによる腐食環境評価方法は、鋼構造物の腐食に関与する大気中の腐食因子により変色する複数種類の金属片からなる腐食環境センサを鋼構造物と同じ環境下で腐食させる腐食工程と、次に腐食した腐食環境センサの表面を測色手段で測定して、明度と色相と彩度に関する表色データを作成するデータ作成工程と、次に腐食環境センサから得た表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価する評価工程とを備えたことを特徴とするものである。
【実施例１】
【００２１】
次に、実施例１に係る腐食環境評価システムと腐食環境評価方法について説明する。
図１は腐食環境センサ１を示し、この腐食環境センサ１は、腐食感度に優れる５種類の金属片１ａ〜１ｅ（Ｍｇ片１ａ，Ａｌ片１ｂ，Ｃｕ片１ｃ，Ａｇ片１ｄ，Ｆｅ片１ｅ）からなる腐食環境センサ１を示す。これら金属片１ａ〜１ｅは、絶縁性の合成樹脂製の基板２に形成した浅い凹部に夫々装着して固定され、この腐食環境センサ１が新品の状態では、５種類の金属片１ａ〜１ｅと基板２の表面は気密性の封止膜で覆われており、基板２の背面には腐食環境センサ１を鋼構造物に装着するための永久磁石片（図示略）が固定されている。尚、前記の金属片１ａ〜１ｅをセンサ片と言う場合もある。
【００２２】
図１の腐食環境センサ１を橋桁などの鋼構造物にセットし、前記の封止膜を除去して所定期間（例えば、１ケ月〜６ケ月）大気中に暴露状態に保持すると、５種類のセンサ片１ａ〜１ｅが夫々大気中の腐食因子と接触して腐食し、各センサ片１ａ〜１ｅ特有の状態に腐食し変色する。図２は、そのように腐食させた後の腐食環境センサ１を模式的に図示したものである。
【００２３】
次に、５種類のセンサ片１ａ〜１ｅの初期状態と腐食による変色について簡単に説明する。Ｍｇ片１ａは、初期には銀色であるが、水と反応しやすく、灰色を経て黒色に変化する。Ａｌ片１ｂは、初期には銀色であるが、塩素イオンと反応して塩化物を生成し、徐々に白色に変化していく。Ｃｕ片１ｃは初期には銅色であるが、水と反応して酸化すると茶色の酸化物を生成し、また、塩素イオンと反応して塩化物を生成する場合、硫黄酸化物と水と反応して硫化物を生成する場合には、赤黒色に変化していく。
【００２４】
Ａｇ片１ｄは初期には銀色であるが、硫黄酸化物と水と反応して硫化物を生成する場合には、灰色を経て黒色に変化していく。Ｆｅ片１ｅは初期には鉄色であるが、水と反応して酸化物を生成する場合は薄茶色に変化していき、塩素イオンと反応して塩化物を生成する場合には黒色に変化していく。
【００２５】
この腐食環境評価システム１０は、６種類の腐食環境マスター（湿度用腐食環境マスター１１ａ、塩水用腐食環境マスター１１ｂ、硫黄酸化物用腐食環境マスター１１ｃ、窒素酸化物用腐食環境マスター１１ｄ、硫化水素用腐食環境マスター１１ｅ、アンモニア用腐食環境マスター１１ｆ）と、複数組の新しい腐食環境センサ１と、腐食環境マスターや腐食させ回収した腐食環境センサ１から表色マスターデータや表色データを作成する分光型測色計１２と、分光型測色計１２で作成したデータをコンピュータ１４に入力するインタフェース１３と、コンピュータ１４（コンピュータ本体、ディスプレイ、キーボード、マウスを含む）などを有する。
【００２６】
湿度用腐食環境マスター１１ａは、４つの腐食環境センサ１を異なる４種類の湿度（２０，４０，６０，８０％ＲＨ）の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。塩水用腐食環境マスター１１ｂは、４つの腐食環境センサ１を異なる４種類の濃度（１０，２０，３０，４０％）の塩水噴霧環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。硫黄酸化物用腐食環境マスター１１ｃは、３つの腐食環境センサ１を異なる３種類の濃度（0.02,0.04,0.06ｐｐｍ、湿度８０％ＲＨ）の硫黄酸化物（ＳＯ2 とＳＯ3 の１：１の混合ガス）の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。
【００２７】
窒素酸化物用腐食環境マスター１１ｄは、３つの腐食環境センサ１を異なる３種類の濃度（0.02,0.04,0.06ｐｐｍ、湿度８０％ＲＨ）の窒素酸化物（ＮＯとＮＯ2 の１：１の混合ガス）の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。硫化水素用腐食環境マスター１１ｅは、３つの腐食環境センサ１を異なる３種類の濃度（0.01,0.02,0.03ｐｐｍ、湿度８０％ＲＨ）の硫化水素の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。アンモニア用腐食環境マスター１１ｆは、３つの腐食環境センサ１を異なる３種類の濃度（0.01,0.02,0.03ｐｐｍ、湿度８０％ＲＨ）の硫化水素の環境下に２ケ月間保持して腐食させたものである。
【００２８】
分光型測色計１２は、物体の色を明度（Ｌ＊）と、色相と彩度を表す色度（a*,b* ）を数値化した表色データ（Ｌ＊，a*,b* ）に変換する機能を有するものである。尚、この明細書と図面において、表色データ（Ｌ＊，a*,b* ）を（Ｌ，ａ，ｂ）と記載し、色差「ΔＥ＊ａ＊ｂ＊」を「ΔＥａｂ」と簡略的に記載する（図４〜図１６参照）。
【００２９】
４つの湿度用腐食環境マスター１１ａを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図４に示すようになる。４つの塩水用表色マスター１１ｂを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図５に示すようになる。硫黄酸化物用表色マスター１１ｃを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図６に示すようになる。
【００３０】
窒素酸化物用表色マスター１１ｄを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図７に示すようになる。硫化水素用表色マスター１１ｅを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図８に示すようになる。アンモニア用表色マスター１１ｆを分光型測色計１２により測定した表色マスターデータのデータ構造は図９に示すようになる。
【００３１】
図４〜図９に示す表色マスターデータは、測定するごとに分光型測色計１２からインターフェース１３を介してコンピュータ１４に格納される。次に、何れかの場所に設置された道路橋や鉄橋の橋桁（鋼構造物）の腐食環境を検知し、橋桁の寿命予測を行う場合には、新規の腐食環境センサ１を前記の橋桁に固定し橋桁と同じ環境下に２ケ月間放置し腐食させてから回収する。
【００３２】
次に、腐食環境評価システム１０により腐食環境を評価する腐食環境評価方法について、図１７、図１８に基づいて説明する。尚、前記の説明と重複する内容については簡単に説明する。図１７において、Ｐｉ（ｉ＝１，２，・・）は各工程を示す。
最初に、工程Ｐ１において、複数組の腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆの製作の準備のため、所要枚数の腐食環境センサ１を準備する。本実施例の場合、６種類のマスター用に計２０枚の腐食環境センサ１を準備する。
【００３３】
次に、工程Ｐ２において、腐食環境マスターの製作のための腐食実験を行って、前述したとおりの腐食因子別（湿度、塩水、硫黄酸化物、窒素酸化物、硫化水素、アンモニア）の濃度別の腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆを製作する。
次に、工程Ｐ３において、腐食因子別、濃度別の複数組の腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆを分光型測色計１２で順次測定し、腐食因子別、濃度別の表色マスターデータ（図４〜図９参照）を作成し、その表色マスターデータをコンピュータ１４のハードディスクに格納する。
【００３４】
次に、工程Ｐ４において、１又は複数組の新規の腐食環境センサ１を前記特定の橋桁（鋼構造物）に設置して橋桁と同じ腐食環境下に１〜６月程度の所定期間（本実施例では、例えば２ケ月間）腐食させる。尚、この工程Ｐ４は工程Ｐ１，Ｐ２と並行的に実施してもよい。次に、工程Ｐ５において、前記所定期間の経過後に橋桁から腐食環境センサ１を回収する。
【００３５】
次に、工程Ｐ６において、回収した実施腐食環境センサ１の５枚のセンサ片１ａ〜１ｅを測色計１２で測定し、図１０に示すような表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）を作成し、コンピュータ１４のハードディスクに格納する。次に、工程Ｐ７において、コンピュータに予め格納した腐食環境評価制御プログラムにより、図４〜図９の表色マスターデータと図１０の表色データを処理することにより、前記の橋桁が設置されている腐食環境を評価する評価演算処理を実行する。
【００３６】
この工程Ｐ７においてコンピュータ１４により実行される腐食環境評価演算処理について図１８のフローチャートに基づいて説明する。尚、図１８においてＳｉ（ｉ＝１，２，・・・）は各ステップを示すものである。
【００３７】
この処理の開始後、最初のＳ１では、図４の湿度用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の回収した腐食環境センサの表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）を読み出し、図１１に示すようなデータ構造の色差ΔＥａｂ（hm) が演算される。尚、（hm) は「湿度」を示す添え字である。また、前記表色マスターデータと表色データについて、明度Ｌの差分をΔＬ、色度ａ，ｂの差分をΔａ，Δｂとしたとき、色差ΔＥａｂは次式で演算される。
ΔＥａｂ＝［ΔＬ2 ＋Δａ2 ＋Δｂ2 ］1/2 
【００３８】
このように演算された湿度用の色差ΔＥａｂのデータの構造は、図１１のようになる。  ある色と別の色とが類似した色になる程、色差ΔＥａｂの値が小さくなることから、次に、Ｓ２において、図１１の色差ΔＥａｂのデータにおいて、各センサ片１ａ〜１ｅ別に最小の色差ΔＥａｂを抽出し、５つの最小の色差ΔＥａｂに対応する５つの湿度Ｈ１〜Ｈ５を演算し、湿度評価値Ｈｍを湿度Ｈ１〜Ｈ５の平均値として求め、ハードディスクに格納する。こうして、前記の橋桁が設置されている環境の湿度の程度が数値化される。
【００３９】
次に、Ｓ３においては、図５の塩水用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の回収した腐食環境センサの表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とから、Ｓ１と同様に、図１２に示すように色差ΔＥａｂ(CL)を演算する。尚、(CL)は「塩水」を示す添え字である。
次に、Ｓ４において、図１２の色差ΔＥａｂのデータにおいて、各センサ片１ａ〜１ｅ別に最小の色差ΔＥａｂを抽出し、５つの最小の色差ΔＥａｂに対応する５つの塩水濃度CL1 〜CL5 を演算し、塩水濃度評価値CLm を塩水濃度CL1 〜CL5 の平均値として求め、ハードディスクに格納する。こうして、前記の橋桁が設置されている腐食環境の塩分濃度の程度が数値化される。
【００４０】
次に、Ｓ５において、上記と同様にして、図６の硫黄酸化物用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とから硫黄酸化物についての色差ΔＥａｂ（ｓ）（図１３参照）と硫黄酸化物濃度評価値ＳＯｍが演算される。尚、（ｓ）は「硫黄酸化物」を示す添え字である。図７の窒素酸化物用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とから窒素酸化物についての色差ΔＥａｂ（ｎ）（図１４参照）と窒素酸化物濃度評価値ＮＯｍが演算される。尚、（ｎ）は「窒素酸化物」を示す添え字である。
【００４１】
図８の硫化水素用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とから硫化水素についての色差ΔＥａｂ（ｈｓ）（図１５参照）と硫化水素濃度評価値ＨＳｍが演算される。尚、（ｈｓ）は「硫化水素」を示す添え字である。図９のアンモニア用表色マスターデータ（Ｌ，ａ，ｂ）と、図１０の表色データ（Ｌ，ａ，ｂ）とからアンモニアについての色差ΔＥａｂ（ｎｈ）（図１６参照）とアンモニア濃度評価値ＮＨが演算される。尚、（ｎｈ）は「アンモニア」を示す添え字である。
【００４２】
以上説明した腐食環境評価方法においては、腐食環境センサ１を鋼構造物（橋桁）と同じ環境で腐食させ、その腐食した腐食環境センサ１を分光型測色計１２で測定して明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、その表色データを用いて鋼構造物の設置されている場所の腐食環境を評価するため、鋼構造物を構築した場所の腐食環境を評価することが可能となる。しかも、鋼構造物の設置予定場所に、腐食環境センサ１を設置することにより、設置予定場所の腐食環境を評価することも可能である。
【００４３】
腐食環境センサ１は、鋼材に比較して腐食しやすい５種類のセンサ片１ａ〜１ｅ（Ｍｇ片，Ａｌ片，Ｃｕ片，Ａｇ片，Ｆｅ片）を含むので、鋼構造物と同じ環境に数ケ月の短期間おくだけで腐食するから、短期間で腐食環境の評価を行うことができる。しかも、腐食させた腐食環境センサ１を分光型測色計１２で測色して明度と色相と彩度に関する表色データを作成し、この表色データに基づいて鋼構造物の設置された場所の腐食環境を評価するため、精度よく腐食環境を評価することができる。
【００４４】
複数の腐食因子別、濃度別の表色マスターデータと、実際に腐食させて回収した腐食環境センサ１から得た表色データとに基づいて、５種類のセンサ片１ａ〜１ｅについて、複数の腐食因子別、濃度別の色差ΔＥａｂを演算し、その色差ΔＥａｂの最小のものからセンサ片１ａ〜１ｅ別に腐食因子の濃度を算出し、複数のセンサ片１ａ〜１ｅからのデータで得た濃度の平均値から濃度評価値を算出するので、鋼構造物の設置された場所や設置予定場所の腐食環境を精度よく評価することができる。
【００４５】
しかも、表色マスターデータには複数の腐食因子の影響が含まれるから、鋼構造物の設置場所の腐食環境における複数の腐食因子の影響も確実に評価できる。即ち、少なくとも、主要な腐食因子である塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物についての表色マスターデータを作成するため、腐食環境における塩分、硫黄酸化物、窒素酸化物の影響を評価することができる。
【００４６】
しかも、腐食因子毎に複数の濃度の腐食因子で腐食させた腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆを作成し、この腐食環境マスター１１ａ〜１１ｆから表色マスターデータを作成するため、豊富な表色マスターデータを用いて腐食環境を評価する精度を高めることができる。また、分光型測色計１２を用いるため、腐食環境センサ１２の腐食による微妙な色変化を精度よく表色データに反映させることができる。
【００４７】
ここで、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）図１７の工程は一例に過ぎず、工程Ｐ１〜Ｐ３を工程Ｐ４〜Ｐ６と並行的に行い、工程Ｐ７の開始までに、工程Ｐ３の表色マスターデータをコンピュータに格納しておけばよい。
２）腐食環境センサに適用する金属の種類は、前記の５種類に限定されず、Ｚｎ，Ｐｂ，Ｓｎなどの金属片も含む腐食環境センサを採用してもよく、成分的に安定している種々の合金（例えばＳＵＳ、真鍮、青銅など）などの金属片も含む腐食環境センサを採用してもよい。
【００４８】
３）前記実施例では、腐食環境センサ１に含まれる５種類のセンサ片１ａ〜１ｅにおける表色マスターデータを全部活用して、腐食因子の濃度を演算する例について説明したが、腐食因子に対して腐食感度の鈍い１又は複数のセンサ片を無視した形で、２〜４種類のセンサ片における表色マスターデータと表色データを活用して腐食因子の濃度を演算するように構成してもよい。
【００４９】
４）前記実施例では、腐食環境センサ１に含まれる５種類のセンサ片１ａ〜１ｅにおける表色マスターデータを全部平等に活用して、腐食因子の濃度を演算する例について説明したが、腐食因子に対する腐食感度の高低に応じて重み付けする重み付け係数を予め設定しておき、その重み付け係数を用いて腐食因子の濃度を演算するように構成してもよい。
【００５０】
５）前記実施例では、腐食環境マスターの製作の際に腐食期間を２ケ月として製作したが、この腐食期間は一例であり、これに限定されるものではない。また、腐食環境マスターの製作の際に同種の腐食因子の特定の濃度についてのみ長い腐食期間の間腐食させ、全部の濃度については短い期間腐食させた腐食環境マスターから、外挿法等を駆使して、表色マスターデータを作成するようにしてもよい。
６）その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能である。
【実施例２】
【００５１】
以下、本発明の実施例２について図面を参照して説明する。
先ず、実施例１において説明した腐食環境センサ１（図示略）を、橋桁等の既存の鋼構造物と同じ腐食環境下で約２ケ月間腐食させた場合における腐食環境センサ１のセンサ片の表面状態について定性的に説明する。
【００５２】
実施例１の図２に示すように、回収後の腐食環境センサ１のセンサ片の表面状態は、大気中の腐食因子により化合物が生成されセンサ片の色彩が変化する。図１９に示すように、マグネシウム（Ｍｇ）は、水と反応しやすく、固体状の酸化物が生成し、銀色（原色）から肌色を経て白色に変色する。銀（Ａｇ）は、硫黄酸化物と水と反応して粉末状の硫化化合物を生成する場合には、銀色（原色）から灰色を経て黒色に変色する。
【００５３】
アルミニウム（Ａｌ）は、塩素イオンと反応して粉末状の塩化物を生成し、銀色（原色）から白色に変色する。銅（Ｃｕ）は、水と反応して酸化物を生成する場合には、銅色（原色）から茶色に変色し、また、塩素イオンと反応して塩化物を生成する場合、硫化酸化物と水と反応して硫化物を生成する場合には、銅色（原色）から赤黒色に変色する。鉄（Ｆｅ）は、水と反応して固体状の酸化物を生成する場合は、鉄色（原色）から薄茶色に変色し、硫黄酸化物と反応して固体状の塩化化合物を生成する場合には、鉄色（原色）から黒色に変色する。
【００５４】
次に、前記腐食環境センサ１をＪＩＳ規格の５種の腐食試験によって腐食させることにより作成した腐食環境マスターについて説明する。
図２０に示すように、前記腐食試験は、大気中の主な腐食因子を想定して設定された５種の腐食条件について実施した。腐食試験（１）は、腐食環境センサ１を４５日間大気中に暴露する試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ａが得られる。腐食試験（２）は、腐食環境センサ１を５０℃、９５％の一定の高温高湿条件下に１４日放置する試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ｂが得られる。
【００５５】
腐食試験（３）は、腐食環境センサ１に５％の濃度の塩水を１００日間噴霧する試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ｃが得られる。腐食試験（４）は、腐食環境センサ１に塩水を２時間噴霧し後６０℃で４時間乾燥させて、その後５０℃、９５％の一定の高温高湿条件下に２時間放置させる一連の処理を１サイクルとして１１０回繰り返す複合サイクル試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ｄが得られる。  腐食試験（５）は、腐食環境センサ１を４０℃１０００ｐｐｍの亜硫酸ガス(SO2) 中に２日間放置する試験であり、この腐食試験により腐食環境マスター２０ｅが得られる。これらの５種の腐食試験は、鋼構造物が最も厳しい腐食環境下に設置されたことを想定した試験である。
【００５６】
上記試験結果から、マグネシウム片は塩分や水分（雨水・結露）、銀片は亜硫酸ガス、アルミニウム片は、塩分や水分（雨水・結露）、銅片は、あらゆる腐食因子、鉄片は塩分や水分（雨水・結露）によって腐食し易いことが判る。特に、銅はあらゆる腐食因子を含む大気環境において、腐食に対する感受性が最も高いことが判った。
【００５７】
図２１は、図２０に示す５種の腐食試験により作成した５種の腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅにおける各センサ片の表面の変色状態を模式的に図示したものである。これらの腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅと、別の実際の腐食環境下で腐食させた腐食環境センサ１とを目視にて対比することにより、その実際の腐食環境を概略的に評価することができる。例えば、ある腐食環境下の鋼構造物のフランジ下面に腐食環境センサ１を一定期間（１〜６ケ月）設置して腐食させた場合に、腐食環境センサ１のマグネシウム片が顕著に変色している場合、前記腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅを用いて、回収後の腐食環境センサ１のマグネシウム片の変色状態と腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅのマグネシウム片の変色状態とを照合して腐食因子を概略的に推定し、腐食環境を評価することができる。
【００５８】
次に、前記の腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅと、鋼構造物を設置する実際の腐食環境下において腐食させた腐食環境センサ１とを用いて腐食環境を評価する方法について、図２２の工程図に基づいて説明する。尚、図中のＰｉ（ｉ＝１０，１１，・・）は各ステップを示す。Ｐ１０、Ｐ１１は前述したように５種の腐食試験により腐食環境センサ１を腐食させて腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅを作成するステップである。
【００５９】
次に、Ｐ１２において、、実施例１で説明したのと同様の腐食環境評価システム１０の分光型測色計１３により、腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅを測色してそれらの表色マスターデータ（Ｅ，ａ，ｂ）M を作成し、その表色マスターデータを腐食環境評価システム１０のコンピュータ１４のハードディスクに格納する。尚、表色マスターデータ（Ｅ，ａ，ｂ）M は明度Ｅ、色相と彩度を示す色度ａ，ｂのデータを含む。分光型測色計１３による計測条件は、照明受光光学系がｄ／８  ＳＣＩ／ＳＣＥ同時測定による拡散照明方式、測定径がΦ８ｍｍ、測定波長間隔が１０ｎｍである。尚、添字のＭはマスターを示す。
【００６０】
一方、新しい１又は複数の腐食環境センサ１を既存の鋼構造物と同じ腐食環境に設置して所定期間（例えば、２ケ月間）腐食させ（Ｐ１３）、その後腐食させた腐食環境センサ１を回収する（Ｐ１４）。次のＰ１５においては、回収した腐食環境センサ１と、５種類の腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅとを目視にて対比し、腐食因子とその濃度の程度を推定する。次に、Ｐ１６において、回収した腐食環境センサ１を前記測色計１３により測色して表色データ（Ｅ，ａ，ｂ）S を作成し、その表色データ（Ｅ，ａ，ｂ）S を腐食環境評価システム１０のコンピュータ１４のハードディスクに格納する。尚、添字のＳは腐食環境センサを示す。
【００６１】
次に、Ｐ１７において、腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅの各々について、表色マスターデータ（Ｅ，ａ，ｂ）M と、腐食環境センサ１の表色データ（Ｅ，ａ，ｂ）S とから、前記実施例１と同様にして色差ΔＥａｂを演算する。色差ΔＥａｂの値が小さい程、２つの色が近似していることから、色差ΔＥａｂが小さい腐食環境マスター２０ａ〜２０ｅを抽出し、腐食因子を推定し、腐食環境を評価することができる。
【００６２】
本実施例の腐食環境評価方法によれば、腐食環境マスターを作成する場合に、ＪＩＳに規定された腐食試験により作成するため、信頼性に優れる腐食環境マスターを作成することができ、その結果、腐食環境を評価する信頼性を高めることができる。
【００６３】
次に、実施例２に関連する技術について説明する。
［１］図２３は、前記の腐食環境センサと同じ腐食環境センサ１に、前記とは異なる５種の腐食試験を施して、５つの腐食環境マスターを作成し、その５つの腐食環境マスターの表色データと、腐食前の腐食環境センサ１の表色データとを前記同様に作成し、それらの表色データから色差ΔＥａｂを求めたものである。尚、この色差ΔＥａｂは、腐食させたセンサではなく新規の腐食環境センサとの色差である点で前記と相違している。
【００６４】
前記５種のＪＩＳ規格の腐食試験について説明すると、腐食試験（イ）は、腐食環境センサ１に所定濃度の塩水を５５０時間噴霧する試験であり、腐食試験（ロ）は、腐食環境センサ１を５０℃、７０〜８０％の一定の高温高湿条件下に１週間放置する試験であり、腐食試験（ハ）は、腐食環境センサ１を５０℃、７０〜８０％の一定の高温高湿条件下に１カ月放置する試験であり、腐食試験（ニ）は、腐食環境センサ１を５０℃、１００％の一定の高温高湿条件下に１４日間放置する試験であり、腐食試験（ホ）は、４０℃、８０％で１０００ｐｐｍの亜硫酸ガス中に１日放置する試験である。
図２３の色差ΔＥａｂに関して、その値が大きいものほど変色の度合いが大きいことを示し、図２４には、色差の程度と色差ΔＥａｂの値とを対応つけて示した。
【００６５】
［２］腐食環境センサ１の代わりに、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛、ステンレス鋼の金属片を採用した腐食環境センサも採用できる可能性がある。図２５は、その腐食環境センサについて前記図２０の（１）〜（５）と同様の腐食試験を施して腐食環境マスターを作成し、その表面の変色状態について説明したものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施例１の腐食環境センサの平面図である。
【図２】腐食後の腐食環境センサの模式図である。
【図３】腐食環境評価システムの構成図である。
【図４】湿度に関する表色マスターデータのデータ構造説明図である。
【図５】塩水に関する表色マスターデータのデータ構造説明図である。
【図６】硫黄酸化物に関する表色マスターデータのデータ構造説明図である。
【図７】窒素酸化物に関する表色マスターデータのデータ構造説明図である。
【図８】硫化水素に関する表色マスターデータのデータ構造説明図である。
【図９】アンモニアに関する表色マスターデータのデータ構造説明図である。
【図１０】腐食後の腐食環境センサから得た表色データのデータ構造説明図である。
【図１１】湿度に関する色差データのデータ構造説明図である。
【図１２】塩分に関する色差データのデータ構造説明図である。
【図１３】硫黄酸化物に関する色差データのデータ構造説明図である。
【図１４】窒素酸化物に関する色差データのデータ構造説明図である。
【図１５】硫化水素に関する色差データのデータ構造説明図である。
【図１６】アンモニアに関する色差データのデータ構造説明図である。
【図１７】腐食環境評価方法の工程図である。
【図１８】図１７の腐食環境評価演算処理を示すフローチャートである。
【図１９】腐食環境センサの各センサ片の腐食後の色彩変化を説明する図表である。
【図２０】腐食環境センサを各種腐食試験により腐食させた腐食環境マスターについての説明図表である。
【図２１】腐食環境センサの初期状態と各種腐食試験により腐食させた状態の外観状態を模式的に図示した説明図表である。
【図２２】腐食環境マスターと実際に腐食させた腐食環境センサとの表色データを作成して、腐食環境を評価する方法の工程図である。
【図２３】腐食環境センサの各種腐食試験の前後における色差の数値とその説明の説明図表である。
【図２４】色差の程度を説明する説明図表である。
【図２５】別の腐食環境センサを５種の腐食試験で腐食させて作成した腐食環境マスターの表面状態の説明図表である。
【符号の説明】
【００６７】
１        腐食環境センサ
１０      腐食環境評価システム
１１ａ〜１１ｆ        腐食環境マスター
１２      分光型測色計
１４      コンピュータ
２０ａ〜２０ｂ        腐食環境マスター
【図１】
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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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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