(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する少なくとも一組の電極を測定液に対して浮遊する浮体に連結し、前記電極の一部を前記浮体の浮遊時における前記測定液の液面高さから下方に突出させるステップと、
前記浮体を前記測定液に浮遊させて、前記電極の一部を該測定液に晒すステップと、
前記少なくとも一組の電極間に電気信号を印加すると共に、該電気信号に対する応答から該少なくとも一組の電極間のインピーダンスを測定するステップと、
該インピーダンスから前記電極の分極抵抗を算出するステップと、
該分極抵抗から管路の腐食を推定するステップと
を含み、
前記測定液は、前記管路に連結されたマンホール内の滞留水であり、
前記少なくとも一組の電極は、前記管路と同一材料で形成されていることを特徴とする管路の腐食推定方法。
【請求項２】
前記電極の一部のうち、少なくとも互いに対向する面とは反対側の面に絶縁膜を設けるステップを更に含む、請求項１に記載の管路の腐食推定方法。
【請求項３】
鋼管から前記少なくとも一組の電極を切り出すステップを更に含む、請求項１又は２に記載の管路の腐食推定方法。
【請求項４】
前記浮体は、水平方向に離間して整列する一組の脚部材と、水平方向に延び該一組の脚部材を連結する連結部材とを有し、前記少なくとも一組の電極は、前記一組の脚部材の間における前記連結部材の側面から下方に延びるように固定されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の管路の腐食推定方法。
【請求項５】
前記インピーダンス又は前記分極抵抗の少なくとも一方を無線通信によって外部機器に送信するステップを更に含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の管路の腐食推定方法。
【請求項６】
対向する少なくとも一組の電極と、該少なくとも一組の電極に連結され測定液に対して浮遊する浮体とを有する電極ユニットと、
前記少なくとも一組の電極間に電気信号を印加すると共に、該電気信号に対する応答から該少なくとも一組の電極間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
該インピーダンスから前記電極の分極抵抗を算出する算出部と、
該分極抵抗から管路の腐食を推定する腐食推定部と
を備え、
前記測定液は、前記管路に連結されたマンホール内の滞留水であり、
前記少なくとも一組の電極は、前記管路と同一材料で形成されており、
前記少なくとも一組の電極の一部が前記浮体の浮遊時における前記測定液の液面高さから下方に突出し、前記浮体を前記測定液に浮遊させると、前記電極の一部が該測定液に晒されることを特徴とする、管路の腐食推定装置。
【請求項７】
前記浮体は、水平方向に離間して整列する一組の脚部材と、水平方向に延び該一組の脚部材を連結する連結部材とを有し、前記少なくとも一組の電極は、前記一組の脚部材の間における前記連結部材の側面から下方に延びるように固定されている、請求項６に記載の管路の腐食推定装置。
【請求項８】
前記インピーダンス又は前記分極抵抗の少なくとも一方を無線通信によって外部機器に送信する送信部を更に備える、請求項６又は７に記載の管路の腐食推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、管路の腐食推定方法、及び管路の腐食推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
管路を維持及び管理する事業者にとって、管路の腐食への対応は最も重要な課題の一つである。例えば、出願人が１９６０年代及び１９７０年代に配設した低炭素鋼管路は、その殆どが正常に機能しているが、一部の管路については、腐食により閉塞したり、地震等に対する耐性が損なわれるという問題があった。
【０００３】
上記の問題に対して、管路が配設されている現場において、個々の管路の腐食量及び腐食速度を把握するための簡易的な手法を確立することが求められている。
【０００４】
従来、通信用の管路の腐食状況の検査については、例えば図９に示すように、道路上からパイプカメラ６０を管路５５内に挿入して確認することによって行われてきた。図９の例では、管路１条ごとに両側のマンホール５０内の滞留水を排水し、マンホール５０内に作業者が入って、管路５５内に紐７０を通した後にパイプカメラ６０を紐７０で引いて管路５５の内部を撮影する。
【０００５】
また、通信用以外の管路について用いられる手法としては、塗覆装の欠損や減肉を発見するための磁束漏洩ピグや、減肉を検査する超音波ピグを用いた手法などがある（非特許文献１）。磁束漏洩ピグを用いた手法は、強磁性体であるパイプを磁化して磁束を発生させ、塗覆装の欠損や減肉による磁束の歪みを検出するものである。超音波ピグは、管路の内面とピグとの間に液体を満たし、超音波を発生させて肉厚を計測する手法である。
【０００６】
なお、管路内にピグが挿入できない場合には、管路の表面に装置を設置して、軸方向に超音波を伝播させて、腐食による減肉を検査する手法が用いられている（非特許文献１）。
【０００７】
また、非特許文献２には、交流インピーダンス法を用いて管路の腐食を推定する手法が開示されている。この手法は、採取した土壌に対して乾燥、加水処理して得られた土壌抽出水中にダクタイル試験片を浸漬して腐食抵抗を測定し、土壌中に埋設されていたダクタイル鋳鉄管の腐食深さを予測するものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】電気学会・電食防止研究委員会  編、“電食防止・電気防食ハンドブック”、p.352-358
【非特許文献２】藤井宏明、外４名、“交流インピーダンス法を用いたダクタイル鋳鉄管の腐食予測方法”、材料, Vol51, No.11, p.1203-1209 (2002)
【非特許文献３】Akira Ito, et al 、"ELECTROCHEMICAL MEASUREMENT TO EXAMINE INFLUENCE OF IONS, DO AND PH ON CORROSION OF LOW CARBON STEEL CONDUITS" 17003, 17th APCCC (2016)
【非特許文献４】加藤正義、小山正晃  著、“分極抵抗法の改良について”、 防食技術, 34, p.215-221 (1985)
【非特許文献５】腐食防食協会  編、“腐食・防食ハンドブック”、 p.551
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、パイプカメラ又は各種ピグを用いる手法では、管路内部にカメラ又はピグを挿入するため、点検対象となる管路の両側のマンホール蓋を開けて、管路内及びマンホール内の水を排水する必要があるため、点検に時間がかかる。また、管路内にケーブル等が配設されている場合には、カメラ又はピグを挿入することができないことがあった。
【００１０】
また、管路の軸方向に超音波を伝播させる手法では、管路の外周面に端子を接触させる必要があるため、管路の掘削を要し、大規模な工事が必要となる。
【００１１】
また、非特許文献２による手法では、土壌を採取する必要があるため、大規模な工事を伴う場合があった。
【００１２】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、管路が配設されている現場において、容易に管路の腐食を推定するための手法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る管路の腐食推定方法は、
対向する少なくとも一組の電極を測定液に対して浮遊する浮体に連結し、前記電極の一部を前記浮体の浮遊時における前記測定液の液面高さから下方に突出させるステップと、
前記浮体を前記測定液に浮遊させて、前記電極の一部を該測定液に晒すステップと、
前記少なくとも一組の電極間に電気信号を印加すると共に、該電気信号に対する応答から該少なくとも一組の電極間のインピーダンスを測定するステップと、
該インピーダンスから前記電極の分極抵抗を算出するステップと、
該分極抵抗から、管路の腐食を推定するステップと
を含み、
前記測定液は、前記管路に連結されたマンホール内の滞留水であり、
前記少なくとも一組の電極は、前記管路と同一材料で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る管路の腐食推定装置は、
対向する少なくとも一組の電極と、該少なくとも一組の電極に連結され測定液に対して浮遊する浮体とを有する電極ユニットと、
前記少なくとも一組の電極間に電気信号を印加すると共に、該電気信号に対する応答から該少なくとも一組の電極間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
該インピーダンスから前記電極の分極抵抗を算出する算出部と、
該分極抵抗から管路の腐食を推定する腐食推定部と
を備え、
前記測定液は、前記管路に連結されたマンホール内の滞留水であり、
前記少なくとも一組の電極は、前記管路と同一材料で形成されており、
前記少なくとも一組の電極の一部が前記浮体の浮遊時における前記測定液の液面高さから下方に突出し、前記浮体を前記測定液に浮遊させると、前記電極の一部が該測定液に晒されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、管路が配設されている現場において、容易に管路の腐食を推定するための手法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る管路の腐食推定装置に用いられる電極Ａｓｓｙの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る管路の腐食推定装置に用いられる電極の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る管路の腐食推定装置に用いられる電極Ａｓｓｙの構成を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、及び（ｃ）右側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る管路の腐食推定装置全体の構成を示す図である。
【図５】図４の管路の腐食推定装置における電極及び測定液の等価回路を示す図である。
【図６】図４の管路の腐食推定装置による交流インピーダンスの測定結果の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る管路の腐食推定方法の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る管路の腐食推定装置全体の構成を示す図である。
【図９】従来のパイプカメラを用いた管路の検査手法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る管路の腐食推定装置２００に用いられる電極Ａｓｓｙ１００の構成を示す図である。本実施形態の電極Ａｓｓｙ１００は、管路用鋼管から切り出して形成された一組の電極１０と、電極１０を測定液であるマンホール滞留水に浮遊させるための浮体２０とを有する。なお、本明細書において、上下方向とは、図１における電極１０の長手方向を意味しており、上方は、脚部材２２から見て連結部材２４が位置する側（図１における上方）であり、下方はその反対側である。また、前後方向とは、脚部材２２の長手方向に沿う方向を意味し、左右方向とは、連結部材２４の長手方向に沿う方向を意味するものとする。
【００１９】
本実施形態において、一組の電極１０は、円筒形状の配管用炭素鋼鋼管（略称ＳＧＰ（Steel Gas Pipe））を長手方向に短く切り出し、更に、図１乃至図３に示すように、円周方向の一部を切り出して形成された一対の電極である。なお、本実施形態に用いるＳＧＰとしては、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）で定める配管用炭素鋼鋼管ＪＩＳ−Ｇ−３４５２等を用いることができるが、これに限定されるものではない。本実施形態において、電極１０は、腐食の推定対象となる管路に用いられている鋼管と同じメーカー及び型番の鋼管から切り出して用いるのが好ましい。しかし、必ずしも実際に管路として用いられている鋼管そのものの一部を切り出して用いる必要はなく、新品の鋼管から切り出してもよい。また、鋼管の材質が近似していれば、腐食の推定対象となる管路に用いられている鋼管とは異なるメーカー、型番の鋼管から切り出して電極１０を形成してもよい。一組の電極１０は、図１及び図３に示すように、２つの脚部材２２を連結する連結部材２４の前後の側面上に、ＳＧＰの内周面が互いに対向するように前後に並べて固定されている。本実施形態において、一組の電極１０は、長手方向及び円周方向にほぼ同じ長さに切り出されており、連結部材２４の側面において、上端及び下端が概ね同じ高さになるように配置されている。
【００２０】
なお、本実施形態では、一組の電極１０を使用するように構成したが、この態様には限定されず、二組以上の電極１０を一組ごとに対向させて配置するなどしてもよい。
【００２１】
浮体２０は、一組の対向する電極１０を固定する連結部材２４と、連結部材２４の長手方向（左右方向）両端の下面に連結された一組の脚部材２２とを有する。すなわち、連結部材２４は、一組の電極１０を前後の側面において連結すると共に、一組の脚部材２２を左右両端の下面において連結する。本実施形態において、電極１０は、浮体２０がマンホール滞留水に浮遊している状態において、下端がマンホール滞留水の液面から更に下方に突出するような位置で浮体２０に固定されている。この構成によって、電極Ａｓｓｙ１００をマンホール滞留水内に浮遊させたときに、下方に突出している電極１０の一部がマンホール滞留水に晒される。
【００２２】
本実施形態において、浮体２０の材質には、ビーズ法発泡スチロール（略称ＥＰＳ（Expanded Polystyrene））を用いているが、この態様には限定されない。押出法発泡ポリスチレン（略称ＸＰＳ（Extruded Polystyrene））等の他の発泡部材、又は木材等の水に浮遊するあらゆる材質の他、内部を空洞化して浮力を確保した成形部材など、本実施形態の測定液であるマンホール滞留水に浮遊する様々な部材を用いて浮体２０を構成することができる。また、浮体２０のうち、測定液に直接接して浮遊する脚部材２２を発泡部材から構成し、連結部材２４を測定液に浮遊しない他の材料によって構成するなどしてもよい。
【００２３】
本実施形態において、マンホール滞留水に直接接して浮遊する一組の脚部材２２は、長手方向が前後方向となるように配置されているため、電極Ａｓｓｙ１００は、風を受けても前後方向に倒れ難い構成を有している。また、一組の脚部材２２は、短手方向（左右方向）に２本が間隔を空けて配置されており、左右方向にも同様に倒れ難い構成を有している。そして、一組の脚部材２２は、長手方向中央において連結部材２４によって連結され、一組の電極１０は、連結部材２４の長手方向中央において固定されている。このように、電極Ａｓｓｙ１００は、前後左右いずれの方向にも倒れ難いようにバランス良く構成されているため、計測中に換気扇の風を受けても転倒しづらいという特徴を有する。
【００２４】
なお、脚部材２２の構成は、上記の態様に限定されるものではない。例えば、一組の脚部材２２に代えて、前後左右に略同一長さを有する脚部材に前後２箇所の開孔を設け、その開孔から電極１０を下方に突出させるように構成するなどしてもよい。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る管路の腐食推定装置２００に用いられる電極１０の詳細な構成を示す図である。図２は、一組の電極１０のうち、一方の電極１０のみを示している。本実施形態に係る電極１０は、図に示すように、鋼管の内周面側に検出部１２を有している。電極１０には、この検出部１２を除いた領域に絶縁処理（絶縁処理部１４）が施されており、図２に表れていない鋼管の外周面にも絶縁処理が施されている。これによって、一組の電極１０の対向する検出部１２のみを通じて電極１０と測定液との間で電子が移動し、電流が流れる。
【００２６】
なお、本実施形態では、電極１０の大きさとして、円周方向の弦の長さ：２０ミリメートル、上下方向長さ：１５０ミリメートル、検出部１２の大きさ：２０ミリメートル角を採用している。また、検出部１２の中心は、電極１０の下端から約２０ミリメートル上方に設けられている。しかし、この大きさに限定されるものではなく、他の様々な形状、大きさを採用することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、絶縁処理として、アラルダイト（登録商標）等のエポキシ系接着剤を用いているが、この態様に限定されるものではなく、シリコン系接着剤などの他の接着剤を用いたり、フッ素樹脂等をコーティングするなど、他の様々な絶縁処理を用いてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、図２に示すように、検出部１２以外は、電極１０の表裏の全ての領域に絶縁処理を施すように構成しているが、この態様に限定されるものではない。例えば、電極１０のうち、脚部材２２から下方に突出した部分についてのみ、検出部１２の裏面に絶縁処理を施すように構成するなどしてもよい。
【００２９】
図２に示すように、電極１０の上端から上方に導線３０が設けられており、後述する計測ユニット４８と電極１０とを電気的に接続している。
【００３０】
図３は、本実施形態に係る電極Ａｓｓｙ１００の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、及び（ｃ）右側面図を示している。なお、図中には、電極Ａｓｓｙ１００の各部の寸法が記載されているが、これらはあくまで一例であり、この大きさに限定されるものではない。
【００３１】
図３（ｃ）において、脚部材２２の下方には、副連結部材２６が配置されている。副連結部材２６は、連結部材２４と共に電極１０を互いに連結する。このように、脚部材２２の上下２箇所において電極１０が互いに連結されることによって、電極１０同士の間隔を常に一定に維持することができる。なお、副連結部材２６の左右方向の幅は、電極１０の弦の長さに等しいため、図３（ｂ）において、副連結部材２６は、電極１０の後方に隠れて視認することができない。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、検出部１２は、電極１０の下端から約２０ミリメートル上方に２０ミリメートル角の大きさで設けられている。後述するように、電極Ａｓｓｙ１００をマンホール滞留水の液面に浮遊させたとき、電極１０は、下端から約６０ミリメートルの領域までマンホール滞留水に晒される。従って、検出部１２の全体がマンホール滞留水に晒されることになる。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る管路の腐食推定装置２００の全体の構成を示す図である。測定者は、まず腐食の推定対象となる管路５５に連結されたマンホール５０の蓋を開けてマンホール５０内に入り、上述の電極Ａｓｓｙ１００をマンホール滞留水の液面ＷＳに浮遊させる。このとき、浮体２０は、それ自身の浮力によって、脚部材２２の底面が液面ＷＳから僅かに下がった状態に維持される。電極１０は、図１、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように下端が脚部材２２の底面から下方に突出する状態で浮体２０に固定されている。このため、図４のように電極Ａｓｓｙ１００をマンホール滞留水の液面ＷＳに浮遊させると、電極１０のうち、脚部材２２の底面から下方に突出した部分は、マンホール滞留水内に晒される。電極１０は、図３（ｂ）に示すように検出部１２が全て脚部材２２の底面から下方に突出するように配置されているため、電極Ａｓｓｙ１００をマンホール滞留水に浮遊させると、検出部１２はマンホール滞留水内に完全に晒される。
【００３４】
電極Ａｓｓｙ１００は、導線３０によって、地上に配置された計測ユニット４８に電気的に接続されている。
【００３５】
計測ユニット４８は、周波数応答分析器４８１（略称ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer））、及びポテンショスタット４８２（Potentiostat）の機能を含み、導線３０を経由して一組の電極１０間に定電圧の交流信号を印加し、それに対する応答から電極１０間のインピーダンスを計測する。より具体的には、周波数応答分析器４８１が、振幅１０ｍＶｐ−ｐの交流信号の周波数を１０ミリヘルツから２０キロヘルツまでスイープさせながら出力する。ポテンショスタット４８２は、定電圧電源として機能し、周波数応答分析器４８１が出力した交流信号を負荷の変動に左右されることのない出力インピーダンスの低い交流信号に変換して出力する。
【００３６】
周波数応答分析器４８１は、一組の電極１０間に上述の交流信号を印加して、周波数ごとの電流応答から電極１０間のインピーダンスを計測する。なお、本実施形態では、定電圧電源からの交流信号を印加し、それに対する各周波数における電流応答からインピーダンスを計測するように構成したが、この態様には限定されず、例えば定電流電源からの交流信号を印加し、それに対する電圧応答からインピーダンスを計測するように構成してもよい。
【００３７】
本実施形態において、計測ユニット４８は、計測用ＰＣ（Personal Computer）４６と接続され、測定者が、計測用ＰＣ４６から各種制御コマンドを送信することによって、計測ユニット４８の制御を行う。計測ユニット４８で計測された各周波数におけるインピーダンスデータは、計測用ＰＣ４６に送信されて保存され、また分極抵抗の算出等に利用される。なお、計測用ＰＣ４６と計測ユニット４８との通信には、イーサネット（登録商標）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）（登録商標）、ＧＰＩＢ（General Purpose Interface Bus）等の各種インターフェースを用いることができる。
【００３８】
本実施形態で採用する、交流インピーダンス法（二電極法）による分極抵抗の算出に際しては、図５に示す等価回路が適用できることが知られている（非特許文献３、及び非特許文献４）。図５において、Ｒｐは分極抵抗であり、電極１０の表面において金属原子がイオン化する際の抵抗であり、腐食反応に対する抵抗を意味するものである。また、Ｒｓｏｌは、溶液抵抗であり、電極１０において生成されたイオンがマンホール滞留液を通って電極１０間を移動する際の抵抗を意味するものである。
【００３９】
図６は、上述の手法によって得られたインピーダンスＺの測定結果を、実部を横軸、虚部を縦軸とした極座標系上において周波数を１０ミリヘルツから２０キロヘルツまで変化させた時の軌跡を描いたナイキスト線図を示している。インピーダンスＺは、理論上、Ｚ＝Ｒｓｏｌ＋２×Ｒｐ（周波数０のとき）とＺ＝Ｒｓｏｌ（周波数無限大のとき）とを結ぶ直線を直径とする半円を描く。従って、図６に白丸で示す各測定点を半円で近似して、近似曲線が実軸と交わるときの実部の値ＲｅＺ１、ＲｅＺ２を読み取ることによって、Ｒｓｏｌ＝ＲｅＺ１、Ｒｐ＝（ＲｅＺ２−ＲｅＺ１）／２からＲｐ及びＲｓｏｌを求めることができる。測定点から半円の近似曲線へのフィッティングには、例えば最小二乗法を用いることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、インピーダンスＺの測定結果をナイキスト線図に表すことによってＲｐ及びＲｓｏｌを求めるように構成したが、この態様に限定されるものではない。例えば、インピーダンスＺのボード線図を描いてＲｐ及びＲｓｏｌを求めるように構成するなどしてもよい。
【００４１】
ところで、Ｓｔｅｒｎ−Ｇｅａｒｙの式
ｉcorr  ＝  ｋ／Ｒｐ      （１）
（ｉcorrは腐食電流、ｋは定数）
によれば、分極抵抗Ｒｐの逆数が腐食速度（腐食電流）に比例するとされている（非特許文献５）から、本実施形態では、分極抵抗Ｒｐを腐食の程度の判定に用いている。すなわち、腐食の程度の判定は、各マンホール５０内で計測した分極抵抗Ｒｐを相対的に評価し、より分極抵抗Ｒｐが低い箇所が最も腐食し易いと判定する。また、分極抵抗Ｒｐが１０００Ωよりも小さい場合には、特に腐食速度が著しく高い可能性があるものと判定する。
【００４２】
なお、本実施形態において測定する分極抵抗Ｒｐは、電極１０の表面において金属原子がイオン化する際の抵抗であり、電極１０の材質と、測定液の液質によって決まるものである。従って、推定対象の管路５５内の滞留水と同じ液質の測定液、及び推定対象の管路５５と同じ材質の電極１０を用いて上述の分極抵抗Ｒｐの測定を行えば、管路５５の腐食の推定を行うことができる。よって、必ずしも実際に管路５５として用いられて腐食が進んでいる鋼管から切り出して電極１０を形成する必要はない。
【００４３】
図７は、本実施形態に係る管路の腐食推定方法の手順を示すフローチャートである。まず、測定者は、発泡部材からなる連結部材２４、脚部材２２、及び副連結部材２６を接着、融着等の手段で連結して浮体２０を形成した後、一組の電極１０の検出部１２を含む一部がマンホール滞留水に晒されるように下方に突出させた状態で浮体２０に固定し、電極Ａｓｓｙ１００を形成する（ステップＳ１０１）。電極Ａｓｓｙ１００を形成するに際しては、電極１０の検出部１２以外の領域に絶縁処理を行う。また、電極１０は、腐食の推定対象となる管路５５と同じメーカー、及び型番の鋼管から切り出すことにより形成する。なお、ステップＳ１０１における電極Ａｓｓｙ１００の形成は、測定者以外の作業者が行ってもよいし、装置によって自動で組み立てられてもよい。次に、測定者は、マンホール５０の蓋を開けてマンホール５０内に入り、ステップＳ１０１で形成された電極Ａｓｓｙ１００をマンホール滞留水の液面ＷＳに浮遊させる。このとき、電極１０のうち浮体２０から下方に突出させた部分に設けられている検出部１２は、マンホール滞留水に晒される（ステップＳ１０３）。なお、マンホール滞留水に晒された電極１０の部分のうち、検出部１２以外の部分はアラルダイト（登録商標）によって覆われて絶縁されている。
【００４４】
ところで、マンホール５０の底部には泥などが溜まっているため、電極１０を自重により完全に沈めてしまうと、電極１０が泥などに覆われて分極抵抗Ｒｐが正確に測定できない可能性がある。この分極抵抗Ｒｐの測定及び算出においては、出来るだけマンホール滞留水を散乱させずに上澄み液を用いて計測することが望ましいと考えられる。そこで、本実施形態では、マンホール滞留水中に検出部１２を含む電極１０の一部のみが晒されるように構成している。また、分極抵抗Ｒｐの測定及び算出においては、測定中もマンホール５０内の換気が必要であるため、換気扇の風を受けても電極Ａｓｓｙ１００が容易に転倒しないようにした。具体的には、一組の脚部材２２を短手方向に間隔を空けて２つ並べる構成とすることにより、脚部材２２の長手方向に加えて短手方向にも転送し難いようにした。また、一組の脚部材２２は、長手方向中央において連結部材２４によって連結され、一組の電極１０は、連結部材２４の長手方向中央において固定されている。このように、電極Ａｓｓｙ１００は、前後左右いずれの方向にも倒れ難いようにバランス良く構成されている。
【００４５】
次に、測定者は、計測用ＰＣ４６から計測ユニット４８に対して各種制御コマンドを送信し、計測ユニット４８にインピーダンス測定を開始させる（ステップＳ１０５）。計測ユニット４８は、導線３０を介して一組の電極１０に定電圧の交流信号を印加し、応答信号からインピーダンスを測定する。すなわち、計測ユニット４８は、インピーダンス測定部として機能する。
【００４６】
次に、ステップＳ１０５で測定されたインピーダンスから、分極抵抗Ｒｐを算出する（ステップＳ１０７）。この分極抵抗Ｒｐの算出は、例えば、計測用ＰＣ４６上で実行されているアプリケーションがインピーダンスデータを計測ユニット４８から取得して、自動で算出するように構成することができる。この場合、計測用ＰＣ４６が算出部として機能する。また、計測ユニット４８が測定されたインピーダンスから分極抵抗Ｒｐを自動計算するように構成してもよいし（この場合、計測ユニット４８が算出部として機能する）、測定者が測定されたインピーダンスデータから手動で分極抵抗Ｒｐを算出してもよい（この場合、測定者が算出部として機能する）。
【００４７】
最後に、ステップＳ１０７で算出された分極抵抗Ｒｐの値から、管路５５の腐食を推定する（ステップＳ１０９）。Ｓｔｅｒｎ−Ｇｅａｒｙの式によれば、分極抵抗Ｒｐの逆数が腐食速度（腐食電流）に比例するのであるから（非特許文献５）、各マンホール５０内で取得した分極抵抗Ｒｐについて相対的に評価を行い、より分極抵抗Ｒｐが小さい箇所が最も腐食し易いと判定する。また、分極抵抗Ｒｐが１０００Ωより低い場合には、特に腐食速度が著しく高いものと判定する。また、分極抵抗Ｒｐと、管路５５が設置されてからの年数から、管路５５の腐食の度合を判定することができる。この管路５５の腐食の推定は、例えば、計測用ＰＣ４６上で実行されているアプリケーションが、分極抵抗Ｒｐの値から管路５５の腐食を推定するように構成することができる。この場合、計測用ＰＣ４６が腐食推定部として機能する。また、測定者が分極抵抗Ｒｐの値から管路５５の腐食を推定してもよく、この場合、測定者が腐食推定部の役割を果たす。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、分極抵抗Ｒｐを測定するための一組の電極１０を浮体２０に固定して電極Ａｓｓｙ１００を構成し、電極Ａｓｓｙ１００をマンホール滞留水に浮遊させると、下方に突出した電極１０の一部がマンホール滞留水に晒されて、電極１０間のインピーダンスの測定、及び分極抵抗Ｒｐの算出が可能となるように構成した。これによって、マンホール５０内の水を排水することなく、また管路５５内のケーブルの有無に関わらず、管路５５内面の腐食の程度を推定し、将来予測を行うことが可能となる。そして、腐食の程度の把握までの時間を短縮し、工事規模を縮小することが可能となる。
【００４９】
また本実施形態によれば、一組の電極１０のマンホール滞留水に晒される部分のうち、少なくとも互いに対向する面とは反対側の面に絶縁膜を設けるように構成した。これによって、対向面とは反対側の面において電気化学反応が起きないので、分極抵抗Ｒｐの測定精度が向上する。
【００５０】
また、本実施形態によれば、一組の電極１０を、実際に配設されている鋼管と同じ材質の鋼管から切り出して形成するようにしたので、より正確に腐食の推定を行うことができる。
【００５１】
また本実施形態によれば、一組の脚部材２２を左右方向に離間して整列して配置すると共に、該一組の脚部材２２を連結部材２４によって連結して浮体２０を構成し、更に一組の電極１０を一組の脚部材２２の間における連結部材２４の側面から下方に延びるように固定して電極Ａｓｓｙ１００を形成した。これによって、電極Ａｓｓｙ１００は、左右に転倒しづらくなると共に、電極１０が脚部材２２の間にバランスよく配置されるため、マンホール５０内で換気扇を動作させても、風によって電極Ａｓｓｙ１００が容易に転倒することがない。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る管路の腐食推定装置３００について、図８を参照して説明する。なお、本実施形態に係る管路の腐食推定装置３００は、第１実施形態と比較して、計測用ＰＣ６６及び計測ユニット６８の構成が異なる他は、第１実施形態と差異が無い。従って、ここでは、第１実施形態との差異点に絞って説明する。
【００５３】
図８において、計測ユニット６８は、第１実施形態と同様にマンホール５０内に配置されている。他方、計測用ＰＣ６６は、マンホール５０の外に配置されている。そして、計測ユニット６８と計測用ＰＣ６６は、無線通信によって接続されている。測定者は、計測用ＰＣ６６から計測ユニット６８の送受信部６８３に対して無線通信によって各種制御コマンドを送信し、計測ユニット６８にインピーダンス測定を開始させる。また、インピーダンスの測定が終了すると、計測ユニット６８の送受信部６８３は、インピーダンスの測定データを計測用ＰＣ６６に対して無線通信により送信する。この場合、計測ユニット６８の送受信部６８３が送信部として機能し、計測用ＰＣ６６は外部機器に対応する。計測用ＰＣ６６は、受信したインピーダンスの測定データを用いて分極抵抗Ｒｐを算出し、管路５５の腐食を推定する。なお、計測ユニット６８が分極抵抗Ｒｐを自動計算し、分極抵抗Ｒｐのデータを計測用ＰＣ６６に対して無線通信により送信するように構成してもよい。
【００５４】
なお、本実施形態において、上述の無線通信には、ＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）（登録商標）を用いているが、この態様に限定されるものではなく、例えば近距離無線通信規格のＺｉｇＢｅｅ（登録商標）など、他の様々な無線通信規格を用いてもよい。
【００５５】
このように、本実施形態では、計測ユニット６８をマンホール５０内に配置する一方、計測用ＰＣ６６をマンホール５０の外に配置して、両者を無線通信によって接続するように構成した。これによって、マンホール５０の蓋を閉めた状態で計測を継続することができるので、定期的な分極抵抗Ｒｐのモニタリングが容易になる。
【００５６】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【符号の説明】
【００５７】
１０      電極
１２      検出部
１４      絶縁処理部
２０      浮体
２２      脚部材
２４      連結部材
２６      副連結部材
３０      導線
４６      計測用ＰＣ（算出部、腐食推定部）
４８      計測ユニット（インピーダンス測定部、算出部）
５０      マンホール
５５      管路
６０      パイプカメラ
６６      計測用ＰＣ（算出部、腐食推定部、外部機器）
６８      計測ユニット（インピーダンス測定部、算出部）
７０      紐
１００    電極Ａｓｓｙ（電極ユニット）
２００，３００  管路の腐食推定装置
４８１，６８１  周波数応答分析器
４８２，６８２  ポテンショスタット
６８３    送受信部（送信部）
Ｒｐ      分極抵抗
Ｒｓｏｌ  溶液抵抗
ＷＳ      液面
Ｚ        インピーダンス
【図１】
0006498147.tif 000002
【図２】
0006498147.tif 000003
【図３】
0006498147.tif 000004
【図４】
0006498147.tif 000005
【図５】
0006498147.tif 000006
【図６】
0006498147.tif 000007
【図７】
0006498147.tif 000008
【図８】
0006498147.tif 000009
【図９】
0006498147.tif 000010