(57)【要約】      （修正有）【課題】実際に対象物で起こっている腐食の進展状況を把握することを可能とする腐食予測システム及び腐食予測方法を提供する。【解決手段】対象物の近傍における溶液の電位を計測する電位センサ１と、計測された電位を時系列で記憶する記憶部２３と、記憶された時系列の電位に応じて、対象物の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を決定する決定部２５１と、を有する。【選択図】図２
2019056681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の近傍における溶液の電位を計測する電位センサと、
前記計測された電位を時系列で記憶する記憶部と、
前記記憶された時系列の電位に応じて、前記対象物の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を決定する決定部と、
を備える腐食予測システム。
【請求項２】
前記決定部は、前記記憶された時系列の電位、前記溶液の電気伝導度、前記構造物の材料、前記構造物の隙間の幾何学的形状に基づいて、前記対象物の形態を出力する
請求項１に記載の腐食予測システム。
【請求項３】
前記対象物の形態は、腐食の深さである
請求項２に記載の腐食予測システム。
【請求項４】
前記決定部は、前記記憶された時系列の電位から将来の電位を予測し、予測した将来の電位に基づいて、前記対象物の腐食の進展に伴って変化した前記対象物の形態を決定する
請求項１から３のいずれか一項に記載の腐食予測システム。
【請求項５】
前記決定部は、前記決定された前記対象物の将来の形態から得られる前記対象物の将来の腐食量と、設計上必要な肉厚に基づいて決められた基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記対象物の余寿命を決定する
請求項１から４のいずれか一項に記載の腐食予測システム。
【請求項６】
前記構造物は、立軸ポンプであり、
前記液体は、海水であり、
前記電位センサは、当該立軸ポンプの吸込み水槽の海水であって前記立軸ポンプのケーシングの外側に設けられている
請求項１から５のいずれか一項に記載の腐食予測システム。
【請求項７】
前記構造物は、不動態金属で構成されている
請求項１から６のいずれか一項に記載の腐食予測システム。
【請求項８】
対象物の近傍における溶液の電位を計測する工程と、
前記計測された電位を時系列で記憶する工程と、
前記記憶された時系列の電位に応じて、前記対象物の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を決定する工程と、
を有する腐食予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食予測システム及び腐食予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼などの不働態金属は、塩化物水溶液中で孔食や隙間腐食を生じることがある。孔食や隙間腐食は、食孔内あるいは腐食隙間内と腐食の生じていない不働態金属表面との間でマクロセルを形成することにより進行することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９８４７６号公報
【特許文献２】特開２０００−３０４６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特に隙間腐食は構造上の隙間部で生じるため、機器の運用中において腐食が進行しているかどうかを判定することが困難である。そのため、定期的に大掛かりな分解点検などを実施して、腐食発生の有無を調査し、適宜、補修や部品交換などが行われている。この分解点検には多大な時間と費用を要するのに加え、点検時期を誤ると、腐食が著しく進行してしまい、装置の破損を招く、あるいは補修ができないという事態に至ることがある。
【０００５】
一方、金属の腐食を監視又は予知する方法としては、金属と水とが接触している系において、該金属の自然電位をモニタリングする方法（特許文献１参照）、及び実プラントで腐食が問題となる環境を模擬した条件下でのモニタリングを可能とする方法（特許文献２参照）が提案されている。
【０００６】
しかしながら、これらの方法は、実際の構造物で起こっている現象をモニタリングしているわけではない。このように実際の構造物で起こっている腐食の進展状況を把握することできる方法が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、実際に対象物で起こっている腐食の進展状況を把握することを可能とする腐食予測システム及び腐食予測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る腐食予測システムは、対象物の近傍における溶液の電位を計測する電位センサと、前記計測された電位差を時系列で記憶する記憶部と、前記記憶された時系列の電位に応じて、前記対象物の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を決定する決定部と、を備える。
【０００９】
この構成によれば、実際の溶液の時系列の電位を用いて、対象物の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を予測するので、実際に対象物の内部で起こっている腐食の進展状況を把握することができる。このため、早期に腐食の進行を抑える手立てを講じたり、あるいは腐食した部品の交換時期を決定したりすることができる。
【００１０】
本発明の第２の態様に係る腐食予測システムは、第１の態様に係る腐食予測システムであって、前記決定部は、前記記憶された時系列の電位差、前記溶液の電気伝導度、前記構造物の材料、前記構造物の隙間の幾何学的形状に基づいて、前記対象物の形態を出力する。
【００１１】
この構成によれば、腐食の速度または腐食の形態を把握することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様に係る腐食予測システムは、第２の態様に係る腐食予測システムであって、前記対象物の形態は、腐食の深さである。
【００１３】
この構成によれば、前記腐食の深さを把握することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様に係る腐食予測システムは、第１から３のいずれかの態様に係る腐食予測システムであって、前記決定部は、前記記憶された時系列の電位から将来の電位を予測し、予測した将来の電位に基づいて、前記対象物の腐食の進展に伴って変化した前記対象物の形態を決定する。
【００１５】
この構成によれば、将来の腐食状況を予測することができる。
【００１６】
本発明の第５の態様に係る腐食予測システムは、第１から４のいずれかの態様に係る腐食予測システムであって、前記決定部は、前記決定された前記対象物の将来の形態から得られる前記対象物の将来の腐食量と、設計上必要な肉厚に基づいて決められた基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記対象物の余寿命を決定する。
【００１７】
この構成によれば、対象物の余寿命を把握することができる。
【００１８】
本発明の第６の態様に係る腐食予測システムは、第１から５のいずれかの態様に係る腐食予測システムであって、前記構造物は、立軸ポンプであり、前記液体は、海水であり、前記電位センサは、当該立軸ポンプの吸込み水槽の海水であって前記立軸ポンプのケーシングの外側に設けられている。
【００１９】
この構成によれば、実際にケーシングの電位差に基づいて腐食の進展状況を予測するので、実際にケーシングの内部で起こっている腐食の進展状況を把握することができる。このため、早期に腐食の進行を抑える手立てを講じたり、あるいはケーシングの交換時期を決定したりすることができる。
【００２０】
本発明の第７の態様に係る腐食予測システムは、第１から６のいずれかの態様に係る腐食予測システムであって、前記構造物は、不動態金属で構成されている。
【００２１】
この構成により、不動態金属で構成された構造物について、腐食の進展状況を把握することができる。
【００２２】
本発明の第８の態様に係る腐食予測方法は、対象物の近傍における溶液の電位を計測する工程と、前記計測された電位差を時系列で記憶する工程と、前記記憶された時系列の電位に応じて、前記対象物の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を決定する工程と、を有する。
【００２３】
この構成により、実際の溶液の時系列の電位を用いて、対象物の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を予測するので、実際に構造物で起こっている腐食の進展状況を把握することができる。このため、早期に腐食の進行を抑える手立てを講じたり、あるいは構造物の交換時期を決定したりすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、実際の溶液の時系列の電位を用いて、対象物の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を予測するので、実際に対象物で起こっている腐食の進展状況を把握することができる。このため、早期に腐食の進行を抑える手立てを講じたり、あるいは腐食した部品の交換時期を決定したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係るポンプシステムＰＳの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る腐食予測システム１０の概略構成図である。
【図３】電位センサ１の概略断面図である。
【図４】電位センサによって計測された電位差の時間変化を示す模式図である。
【図５】実施例１における解析、評価の全体概要フローの例である。
【図６】本実施形態に係る海水ポンプの模式図である。
【図７】図６の領域Ｒ１の拡大図である。
【図８】図７の領域Ｒ２の拡大図である。
【図９】将来の電位の予測方法の第１の例である。
【図１０】将来の電位の予測方法の第２の例である。
【図１１】アノード分極曲線の一例を示すグラフである。
【図１２】すきま内ミクロ解析の対象とするすきまの一例を示す模式図である。
【図１３】すきま内ミクロ解析による腐食進展予測結果を示す模式図である。
【図１４】実施例１におけるすきま内ミクロ解析の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】実施例２における解析、評価の全体概要フローの例である。
【図１６】マクロ解析によるすきま口電位の計算について説明するための模式図である。
【図１７】実施例２におけるすきま内ミクロ解析の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では一例として構造物が不導態金属で構成されているものとして説明する。また本実施形態では、構造物の一例として立軸ポンプを例に説明する。腐食は、金属が水溶液との化学反応によって表面から浸食される現象である。本実施形態に係る腐食は、孔食及び隙間腐食を含むものとして説明する。ここで孔食とは，金属内部に向かって孔状に進行する局部腐食である。
【００２７】
図１は、本実施形態に係るポンプシステムＰＳの概略構成図である。図１に示すように、立軸ポンプＰは、ポンプ機場の吸込み水槽内に羽根車４１を収納したケーシング４４を備え、ケーシングライナー４２の下方向にケーシング４４の吸込ベル４３が接続されている。更に、立軸ポンプＰは、上方側にはケーシング４４の一部である揚水管４５及び吐出エルボ４６が接続されている。また、立軸ポンプＰには、吐出エルボ４６の吐出側には吐出管４７及び吐出弁４８が設けられている。
【００２８】
上記構成のポンプシステムＰＳにおいて、図示を省略するポンプ駆動手段で立軸ポンプＰの軸４９を回転駆動させることにより、羽根車４１が回転し、吸込ベル４３の吸込口から吸い込まれた水は、ケーシング４４、揚水管４５、吐出エルボ４６、吐出管４
７及び吐出弁４８を通って、吐出水槽等の所定の場所に送水される。
【００２９】
本実施形態では一例として水槽内に海水が満たされている。立軸ポンプＰは、不導態金属（本実施形態では一例としてステンレス鋼）で構成されている。図１に示すように、また、ポンプシステムＰＳは、電位センサ１と、電位センサ１に接続された情報処理装置２と、情報処理装置２に接続された表示装置３とを備える。
【００３０】
続いて、本実施形態に係る腐食予測システム１０について説明する。図２は、本実施形態に係る腐食予測システム１０の概略構成図である。図２に示すように腐食予測システム１０は、電位センサ１と、情報処理装置２と、表示装置３とを備えて構成されている。
【００３１】
電位センサ１は、立軸ポンプＰのケーシング４４の外面に設けられ且つ当該立軸ポンプＰの吸込み水槽の海水とケーシング４４の外面との電位差を計測する。
【００３２】
情報処理装置２は、電位センサ１に接続された入力部２１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２と、記憶部２３と、表示装置３に接続された出力部２４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２５とを備える。各部はバスを介して接続されている。
【００３３】
入力部２１は、入力インタフェースである。ＲＡＭ２２は、情報を一時的に記憶する。記憶部２３は、電位センサ１で計測された電位差を時系列で記憶する。また、記憶部２３には各種のプログラムが記憶されている。出力部２４は、出力インタフェースであり、ＣＰＵ２５による制御に従って、表示装置３に表示させる映像信号を表示装置３に出力する。これにより、表示装置３は、この映像信号に基づいて情報を表示する。ＣＰＵ２５は、記憶部２３からプログラムを読み出して実行することによって、決定部２５１として機能する。
【００３４】
図３は、電位センサ１の概略断面図である。図３に示すように、電位センサ１は、計測電極１１と、参照電極１２と、計測電極１１及び参照電極１２が連結しているセンサ本体１３とを備える。計測電極１１は、吸込ベル４３の外面に接触している。一方、参照電極１２は、吸込み水槽に蓄えられた海水に露出している。この構成により、吸込ベル４３で金属が溶け出して腐食した場合、吸込ベル４３と海水との界面で電子が多く発生するので腐食近傍の電位が下がる。それによって腐食近傍の吸込ベル４３の電位が降下するので、計測電極１１で計測される電位も降下する。このため、腐食が急速に進行すると、計測電極１１の電位が急速に下がり、電位センサ１によって計測された電位差が急速に下がる。参照電極１２は例えば、銀−塩化銀電極である。
【００３５】
図３に示すように、電位センサ１との吸込ベル４３との間は樹脂Ｓでシールされている。これにより、電位センサ１と吸込ベル４３との間に隙間ができないようにすることができ、電位センサ１と吸込ベル４３との間に腐食をできにくくすることができる。
【００３６】
続いて、図３を用いて、腐食Ｇ１が急速に進行すると電位センサ１によって計測された電位差が急速に下がる機構について説明する。上述したように腐食は、金属が水溶液との化学反応によって表面から浸食される現象である。金属が水溶液中へイオンとして溶出するには、その価数に相当する数の電子（ｅ−）を水溶液中の他の物質に渡す必要がある。例えば、鉄（Ｆｅ）が二値の陽イオン（Ｆｅ２＋）として溶出するためには、その過程で生じた電子を同じ水溶液中に存在する他の化学成分に受け取ってもらう必要がある。この電子を受け取る化学成分を酸化剤と呼ぶ。本実施形態では水溶液が海水であるため、海水に溶解している酸素（溶存酸素）がこの反応の酸化剤となる。鉄の溶出による電子の放出と溶存酸素とを酸化剤とした電子の消費反応を化学式で表すと下記の通りとなる。
【００３７】
Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−                （１）
１／２Ｏ２＋Ｈ２０＋２ｅ−→２ＯＨ−  （２）
【００３８】
式（１）の反応から式（２）の反応への電子の受け渡しは、金属と水溶液の界面すなわち蒸発釜Ｂ１と海水との界面で行われる。腐食Ｇ１が急速に進行した場合、吸込ベル４３の腐食部はアノードとなり式（１）の反応により、金属イオンが海水中に溶け出す。腐食部周囲のケーシング４４の健全な部分はカソードとなり式（２）の還元反応が進行する。腐食部と健全部の間でマクロセルを形成するため、腐食に伴う溶解電流値と液体の電気抵抗に応じた電位勾配が生じ、カソード部に比べてアノード部の電位は低くなる。マクロセル内に参照電極１１を配置することにより、腐食による電位降下を検出することができる。このため、腐食Ｇ１が急速に進行すると、参照電極１１の電位が急速に下がり、電位センサ１１によって計測された電位差が急速に下がる。
【００３９】
図４は、電位センサによって計測された電位差の時間変化を示す模式図である。図４に示すように、電位差の時間変化から、徐々に電位差が下降する傾向（トレンド）が検出される。よって決定部２５１は、時系列の電位差から、電位差の時間変動のトレンドを検出することができる。
【００４０】
決定部２５１は、記憶された電位差の時間変動に応じて、腐食の進展状況を決定する。これにより、腐食の進展状況を把握することができる。より詳細には決定部２５１は、記憶された電位差、構造物（ここではケーシング４４）の伝導度、構造物（ここではケーシング４４）の材料、構造物（ここではケーシング４４）の隙間の幾何学的形状に基づいて、腐食の速度または腐食の形態を出力する。これにより、腐食の速度または腐食の形態を把握することができる。ここで、腐食の形態は例えば、腐食の深さである。これにより、腐食の深さを把握することができる。
【００４１】
また、決定部２５１は、記憶された電位差の時間変動のトレンド（図４参照）に基づいて、将来の腐食状況を決定する。これにより、将来の腐食状況を予測することができる。
【００４２】
また決定部は、記憶された電位差の時間変動のトレンド（図４参照）に基づいて、構造物（例えばケーシング４４の余寿命を決定する。これにより、ケーシング４４の寿命を把握することができる。
【００４３】
以下、具体的な計算処理について説明する。実施例１では、図４のようなモニタリング解析を行う場合の計算例について説明し、実施例２では、図４のようなモニタリング解析を行わない場合の計算例について説明する。
【００４４】
＜実施例１＞
以下、実施例１として具体的な計算処理について説明する。実施例１は、図４のようなモニタリング解析を行う場合である。
【００４５】
図５は、実施例１における解析、評価の全体概要フローの例である。図５において枠Ｆ１内が、構造体等の対象の要件が決まれば、予め把握できる基礎情報である。枠Ｆ２内が、それら基礎情報に基づいて、選定、または、取得等する、解析に必要なパラメータ類である。この中で、分極曲線等は、（文献等で明らかな場合を除けば、）実際の解析対象材料、雰囲気において、簡単な試験により予め求められる。
【００４６】
解析の大まかな流れは、以下となる。（１）まず、情報処理装置２を使用するユーザは、環境情報、形状情報を設定する。（２）次に、決定部２５１はすきま内ミクロ解析を行う。（３）次に、決定部２５１はすきま内ミクロ解析による腐食進展を予測する。
【００４７】
まず、図５における枠Ｆ１における、環境情報、形状情報の設定について図６〜８を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る海水ポンプの模式図である。図６に示すように、揚水管４５は、上部揚水管４５１と下部揚水管４５２とが繋がったものである。電位センサ５がポンプＰの外側に設けられており、構造物の一例であるポンプＰの近傍における溶液の電位を計測する。
【００４８】
図７は、図６の領域Ｒ１の拡大図である。図７に示すように、フランジＦＲ１及びフランジＦＲ２を挟んでボルトＢ１がナットＮ１に締結することによって、上部揚水管４５１と下部揚水管４５２とが連結されている。
【００４９】
図８は、図７の領域Ｒ２の拡大図である。図８に示すように、ボルトＢ１とフランジＦ１との間に座金Ｚ１が挟まれている。ここで、フランジＦＲ１及び座金Ｚ１は例えば、ＳＵＳ３１６で構成されている。本実施例では、フランジ締結用のボルトＢ１の座金Ｚ１とフランジＦＲ１との間のすきまに接する座金Ｚ１の面、及び当該すきまに接するフランジＦＲ１の面の腐食を予測する。ここですきま口Ｈは、このすきまの入り口である。図８に示すように、当該すきまのすきま幅Ｌ１が例えば１０μｍ、当該すきまの奥行Ｌ２が例えば２０ｍｍに設定されている。
【００５０】
続いて、将来の電位の予測方法の２つの例について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、将来の電位の予測方法の第１の例である。図９に示すように、第１の例ででは、計測値のプラトー部分の平均値を予測電位として使用する。これにより、図９の下のグラフのように、時系列の計測データに対して予測データが得られる。
【００５１】
図１０は、将来の電位の予測方法の第２の例である。図１０に示すように、第２の例ででは、電位変動が周期的な場合には、周期的な電位変動を模擬した電位を予測電位として使用する。これにより、図１０の下のグラフのように、時系列の計測データに対して予測データが得られる。
【００５２】
続いて、図１１を用いて、アノード分極曲線について説明する。図１１は、アノード分極曲線の一例を示すグラフである。図１１において縦軸は電流で横軸は電位である。隙間内の電位に対する金属溶解挙動であるアノード分極曲線は、ｐＨ毎に設けられている。これらのアノード分極曲線は、ラボ試験などでｐＨ毎に準備しておき、記憶部２３に予め記憶しておく。
【００５３】
続いて、すきま内ミクロ解析の対象とするすきまについて図１２を用いて説明する。図１２は、すきま内ミクロ解析の対象とするすきまの一例を示す模式図である。図１２において、ボルトＢ１、ナットＮ１、フランジＦＲ１、ＦＲ２、座金Ｚ１、Ｚ２の断面が示されており、対象とするすきまが斜線で示されている。
【００５４】
すきま内ミクロ解析の対象は、必要に応じて選択できる。例えば、フランジ締結部であれば、図１３のように、座金Ｚ１とフランジＦＲ１との間のすきまＳ０、ボルトＢ１と座金Ｚ１との間のすきまＳ１、ボルトＢ１とナットＮ１との間のすきまＳ２、フランジＦＲ１とフランジＦＲ２との間のすきまＳ３、座金Ｚ２とフランジＦＲ２との間のすきまＳ４、ナットＮ１と座金Ｚ２との間のすきまＳ５などがある。
【００５５】
対象としたそれぞれのすきまについて、すきま形状を設定して、すきま内ミクロ解析を行ってもよい。二つの座金−フランジ間や、ボルト−座金間とナット−座金間等の形状が同等と見做せる箇所は、材料の組み合わせも同等の場合については、ミクロ解析結果を共有のものとしてもよい。
【００５６】
続いて、図１３を用いて余寿命の予測処理について説明する。図１３は、すきまＳ０についてすきま内ミクロ解析による腐食進展予測結果を示す模式図である。電位センサ５によって計測されたすきま口Ｈの電位に対して、決定部２５１は、すきま内ミクロ解析を実施して、すきま腐食の進展を予測する。図１３において、破線Ｇ１が２年後の座金Ｚ１の形状であり、一点鎖線Ｇ２が５年後の座金Ｚ１の形状である。Ｄ１は２年後の座金Ｚ１の腐食の深さである。破線Ｇ３が２年後のフランジＦＲ１の形状であり、一点鎖線Ｇ４が５年後のフランジＦＲ１の形状である。Ｄ２は５年後のフランジＦＲ１の腐食の深さである。
【００５７】
例えば、設計上必要な肉厚に基づく許容値を０．１ｍｍとした場合、決定部２５１は、ボルトＢ１下の座金Ｚ１が０．１ｍｍを超えて腐食した場合、すなわち腐食の深さが０．１ｍｍを超えた場合、ボルト締結力低下するので、寿命であると決定する。
例えば、設計上必要な肉厚に基づく許容値をフランジ部の最大腐食深さが肉厚の１／１０とした場合、決定部２５１は、腐食の深さが、フランジ部の最大腐食深さが肉厚の１／１０を超えた場合、ボルト締結力低下するので、寿命であると決定する。
Ｎ（Ｎは正の整数）年後の腐食形状を予測できるので、何年後に許容値を超えるかがわかるため、寿命予測となる。
【００５８】
続いて、図１４を用いてすきま内ミクロ解析の処理について説明する。図１４は、実施例１におけるすきま内ミクロ解析の処理の流れの一例を示すフローチャートである。前提として、電位センサ５で計測された電位の計測データが順次、情報処理装置２へ伝送され、伝送され次第、順次、記憶部２３に蓄積されていくものとする。また、対象となるすきまを一例としてすきまＳ０として説明する。
【００５９】
（ステップＳ１０１）まず、決定部２５１は、記憶部２３から電位の計測データを読み出し、未来の電位の予測データを決定し、決定した予測データを記憶部２３に保存する。
【００６０】
（ステップＳ１０２）次に、決定部２５１は、対象となるすきまＳ０の周りの部品（ここでは一例として座金Ｚ１とフランジＦＲ１）を構成する金属の熔解挙動を表す分極曲線を読み出す。また、海水の塩分濃度、ｐＨ、温度が設定されている。
【００６１】
（ステップＳ１０３）次に、決定部２５１は、電場の支配方程式である次式のポアソン方程式に従って、すきまの電場を解析する。
【００６２】
【数１】
2019056681.tif 000003
【００６３】
ここで、φは電位で、Ｆはファラデー定数で、εは溶液の誘電率で、ｚｉはイオンの価数で、ｉはイオン種毎に定められたインデックスで、Ｃｉはモル濃度である。
【００６４】
（ステップＳ１０４）次に、決定部２５１は、濃度場の支配方程式である次式のネルンスト＝プランクの式に従って、すきまＳ０の物質移動を解析する。
【００６５】
【数２】
2019056681.tif 000004
【００６６】
ここでｕｉはイオン移動度で、Ｄｉは拡散定数である。
【００６７】
（ステップＳ１０５）次に、決定部２５１は、次の化学反応（Ｃｒ３＋の加水分解反応、及びＣｒ３＋の塩化物錯体生成反応）などに従って、すきまＳ０のｐＨを決定する。ここで、Ｃｒ３＋の加水分解反応は次の化学式で表される。
【００６８】
【化１】
2019056681.tif 000005
【００６９】
ここで、Ｃｒ３＋の塩化物錯体生成反応は次の化学式で表される。
【００７０】
【化２】
2019056681.tif 000006
【００７１】
なお、他の化学種（Ｆｅ２＋，Ｎａ＋など）についても考慮してもよい。次に、決定部２５１は、化学反応後の各種のイオン濃度分布を決定する。
（ステップＳ１０６）次に、決定部２５１は、ステップＳ１０５で決定されたｐＨに応じて、使用するアノード分極曲線を変更する。決定部２５１は、変更後のアノード分極曲線に、ステップＳ１０３で決定された「すきまＳ０の電位」を適用して、電流を決定する。この電流の分だけ、座金Ｚ１及びフランジＦＲ１から金属が溶け出すので、溶け出す金属の量から、決定部２５１は、座金Ｚ１及びフランジＦＲ１の形状を変更する。
【００７２】
（ステップＳ１０７）次に、決定部２５１は、出力データ（電位分布、形状、イオン濃度分布）を出力する。ここで、電位分布は、ステップＳ１０３で決定されたものであり、座金Ｚ１及びフランジＦＲ１の形状は、ステップＳ１０６で変更されたものであり、イオン濃度分布は、ステップＳ１０５で決定される。
【００７３】
（ステップＳ１０８）次に、決定部２５１は、未来の設定期間分、解析したか否か判定する。未来の設定期間分、解析していない場合、ステップＳ１０７で出力された出力データを初期条件として所定時間後の予測電位に基づく解析を、ステップＳ１０３に戻って行う。
【００７４】
（ステップＳ１０９）ステップＳ１０８で未来の設定期間分、解析した場合、決定部２５１は、腐食の深さと設計上必要な肉厚に基づく許容値を比較し、比較結果に基づいて余寿命を決定する。
【００７５】
本実施例によれば、電位のモニタリングを継続しているため、その時点、その時点までの腐食状況をかなり正確に把握できるため、その時々で適切な将来予測ができるという利点がある。電位センサの設置されたポンプや監視対象物別に現在状況を把握して、たとえ複数の監視対象の形状等が同一であったとしても、個々の対象物の違いを適切に把握し将来予測に用いることができるという利点がある。
【００７６】
＜実施例２＞
続いて実施例２の計算例について説明する。実施例２は、電位センサ５によるモニタリング無の場合である。図１５は、実施例２における解析、評価の全体概要フローの例である。実施例２に係る解析の大まかな流れは、以下となり、実施例１とは、すきま内ミクロ解析の前に、マクロ解析によるすきま口電位の計算が追加されている点が異なっている。
（１）まず、情報処理装置２を使用するユーザは、環境情報、形状情報を設定する。（２）次に、決定部２５１はマクロ解析によるすきま口電位を計算する。（３）次に、決定部２５１はすきま内ミクロ解析を行う。（４）次に、決定部２５１はすきま内ミクロ解析による腐食進展を予測する。
【００７７】
図１６は、マクロ解析によるすきま口電位の計算について説明するための模式図である。図１６に示すように、すきまと面する部品（例えば、座金Ｚ１、フランジＦＲ１）の部分をすきま部とすると、すきま部の境界条件としてすきま部のアノード分極曲線を使用する。一方、すきま部以外のポンプＰ表面の境界条件として海水中の分極曲線を使用する。
【００７８】
続いて、図１７を用いてすきま内ミクロ解析の処理について説明する。図１７は、実施例２におけるすきま内ミクロ解析の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）まず、決定部２５１は、対象とするすきまＳ０の周りの部品（ここでは座金Ｚ１及びフランジＦＲ１）を構成する金属の分極曲線を読み出す。
【００７９】
（ステップＳ２０２）次に、決定部２５１は、マクロ解析にて、すきま口Ｈの電位を計算する。
【００８０】
そして、マクロ解析にて計算したすきま口Ｈの電位に対して、決定部２５１は、ステップＳ２０３〜Ｓ２０８において、すきま内ミクロ解析を実施し、ステップＳ２０９において、すきま腐食の進展を予測する。ステップＳ２０３〜Ｓ２０９は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０９と同じであるので、その説明を省略する。
【００８１】
本実施例２の場合、マクロ解析は繰り返しては行わない。ただし、海水温等予め季節変化等が把握できている条件を考慮した解析も可能で、その場合は、季節のかわり目等、環境条件を変化させるタイミング（環境情報に相当）での解析結果を初期状態（隙間形状、隙間内濃度分布等）として、次の環境情報からの解析を行う。
【００８２】
以上、本実施例によれば、電位センサが設置されていない場合であっても、決定部２５１は、対象物（ここではポンプＰ）の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を決定することができる。これにより、決定部２５１は、対象物（ここではポンプＰ）の余寿命を決定することができる。
【００８３】
以上、本実施形態に係る腐食予測システムは、対象物（ここではポンプ）の近傍における溶液の電位を計測する電位センサ５と、計測された電位を時系列で記憶する記憶部２３と、記憶された時系列の電位に応じて、対象物（ここではポンプ）の腐食の進展に伴って変化する前記対象物の将来の形態を決定する決定部２５１と、を備える。
【００８４】
この構成により、実際の溶液の時系列の電位を用いて、対象物（ここではポンプ）の腐食の進展に伴って変化する対象物の将来の形態を予測するので、実際に対象物（ここではポンプ）で起こっている腐食の進展状況を把握することができる。このため、早期に腐食の進行を抑える手立てを講じたり、あるいは腐食した部品の交換時期を決定したりすることができる。
【００８５】
なお、腐食の進展状況を決定する対象が立軸ポンプＰではなく他の構造物の場合には、電位センサ１は、構造物の表面に設けられ且つ当該構造物が浸かっている液体と当該構造物の表面との電位差を計測すればよい。
【００８６】
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  電位センサ
１０  腐食予測システム
１１  計測電極
１２  参照電極
１３  センサ本体
２  情報処理装置
２１  入力部
２２  ＲＡＭ
２３  記憶部
２４  出力部
２５  ＣＰＵ
２５１  決定部
３  表示装置
４１  羽根車
４２  ケーシングライナー
４３  吸込ベル
４４  ケーシング
４５  揚水管
４５１  上部揚水管
４５２  下部揚水管
４６  吐出エルボ
４７  吐出管
４８  吐出弁
４９  軸
Ｐ  立軸ポンプ
ＰＳ  ポンプシステム
Ｓ  樹脂
【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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