(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を内部に収容又は流体が内部を流れ且つ少なくとも一部の壁部が高分子材料からなる試料採取対象物に対する劣化診断のためのサンプル採取方法であって、
上記試料採取対象物のうちの高分子材料からなる壁部を、上記流体に対し非接触面である外壁面から内壁面側に向けて、全厚みを切削することなく全厚み未満の深さまで段階的に切削を行うことで、上記外壁面から上記厚さ方向に沿った複数の深さ位置の各サンプルを採取し、その採取した各深さのサンプルを劣化診断のための分析対象とすることを特徴とする劣化診断のためのサンプル採取方法。
【請求項２】
上記外壁面から厚さ方向に順次サンプルを採取し、各サンプルを採取する都度、そのサンプルを分析し、その分析によって予め設定した基準値以上の劣化度と判定した時点で、サンプルの採取を終了することを特徴とする請求項１に記載した劣化診断のためのサンプル採取方法。
【請求項３】
上記採取するサンプルは、粉体状態のサンプルであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した劣化診断のためのサンプル採取方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したサンプル採取方法により採取しサンプルによって対象とする試料採取対象物に対する劣化の判定を行うことを特徴とする劣化診断方法。
【請求項５】
採取した各深さのサンプルの分析で求めた劣化度における、切削深さ方向の劣化度の変化に基づき、未切削部分の劣化度を推定することを特徴する請求項４に記載した劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部が高分子材料製のタンクや管などの設備品の壁部に対する劣化診断に関する技術である。特に、塩酸などの流体の浸食によって内壁面から外壁面側に向けて厚み方向に進行する劣化を診断する場合に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高分子材料からなる壁部の診断として、薬液浸透厚さの調査では、特許文献１に記載のような装置を使用して、全厚みに渡って、すなわち壁部の一部をくり抜くことでサンプルを採取する。そして、採取したサンプルについて、目視又はＥＰＭＡなどの分析機器にて調査を実施することで、劣化診断を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５８４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のような壁部を全厚みに渡ってくり抜いてサンプルを採取する方法では、サンプル採取のために壁面に貫通穴を開けることになる。このため、例えば、その部分の補修に２４時間程度の加硫時間が必要となる。このため劣化診断のためのサンプル採取及びその補修の際に、配管やタンク等の試料採取対象物を含む対象設備全体を停止させる必要があった。
本発明は、上記のような点に着目したもので、試料採取対象物の使用停止をできるだけ抑えつつ当該試料採取対象物の劣化診断を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するために、本発明の一態様である劣化診断のためのサンプル採取方法は、流体を内部に収容又は流体が内部を流れ且つ少なくとも一部の壁部が高分子材料からなる試料採取対象物に対する劣化診断のためのサンプル採取方法であって、上記試料採取対象物のうちの高分子材料からなる壁部を、上記流体に対し非接触面である外壁面から内壁面側に向けて、全厚みを切削することなく全厚み未満の深さまで段階的に切削を行うことで、上記外壁面から上記厚さ方向に沿った複数の深さ位置の各サンプル採取を採取し、その採取した各深さのサンプルを劣化診断のための分析対象とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、ある程度、内壁面側に厚みを残した状態でサンプル採取を完了させることになる。このため、壁部の残存肉厚や対象設備の使用条件によっては、サンプル採取後直ちに対象設備を稼動することが可能となる。又は条件によっては稼動しながらサンプル採取が可能となる。
ここで、粉体状でサンプル採取する場合には、分析の前処理を容易にすることが可能となる。
また、切削深さ方向の劣化度の変化に基づき、未切削部分の劣化度を推定する場合には、切削深さを浅くすることに繋がる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る試料採取対象物を説明する断面図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係るサンプル採取の方法を説明する模式的拡大図である。
【図３】本発明に基づく実施形態に係る劣化度の診断方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、試料採取対象物として、高分子材料からなる配管を例に挙げて説明する。ただし、試料採取対象物は、配管に限定されず、塩酸などの流体を収容するタンクや流体を混合する混合器などであっても良い。また内壁面に接触可能な流体は、液状の流体に限定されない。例えば、燃焼用の燃料ガスなど、ガス状の流体であっても適用可能である。また粘性流体であってもよい。
【０００９】
図１は本実施形態の配管を説明する断面図である。
以下の説明では、配管１は塩酸を搬送する管路として使用される場合を例にして説明する。
先ず、配管１の全厚みに対し、内壁面１ｂ側に残すことが好ましい厚みである残厚みを実験又は理論から推定する。そして、サンプル２の採取位置の壁部での全厚みからその残厚みを差し引いた厚みを最大切削深さに設定する。
そして、配管１の外壁面１ａから内壁面１ｂ側に向けて、切削工具３を使用して、図２に示すように、予め設定した深さ毎に、切削してサンプル２を採取する。切削工具３としては、たとえばドリルを使用する、切削工具としては、その他、鑿や、フライスのような先端形状が平らな治具等であっても良い。切削は例えば０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で少しずつ掘り込んで、段階的にサンプル２を採取する。
【００１０】
本実施形態では、切削によって発生した粉体をサンプル２として、切削した切削深さ毎に採取する。なお、サンプル２を採取する毎に、空気を吹き付けて、残存する粉体を吹き飛ばし足り、拭ったりして除去することが好ましい。切削した粉体は、そのとき切削した０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲の深さ部分の分析試料となる。
そして、予め設定した深さ切削する毎に、採取したサンプル２を分析して、所定以上の劣化が発生していないか判定する。分析としては、薬液浸透、紫外線劣化、酸化、加水分解等の公知に分析手法を採用すればよい。
【００１１】
例えば、薬液浸透の場合には、粉状のサンプル２を採取する毎に、その場で予め設定した水量の水に混ぜて分析液とし、その分析液にｐＨ試験紙に浸すことで、その試験紙の色の度合いによって、その深さ部分の塩酸の浸透を確認することで劣化度を判定する。劣化度は数値化することが好ましい。例えば色と劣化度の対応表を用意する。
そして、最大切削深さの深さまで切削するか、採取したサンプル２を分析した結果の劣化度が予め設定した劣化状態を示す基準値以上となったときに、サンプル２の採取を終了する。
【００１２】
最大切削深さまで切削した場合には、さほど劣化が発生しないと診断し、また所定の深さ位置で基準値以上の劣化度であると判定したら、そのときの切削深さが浅いほど、配管１内壁面からの塩酸浸透の深さが深い、つまり、劣化が大きく進行していると診断する。
ここで、サンプル２の採取は複数箇所で実施し、その複数箇所のうち、劣化状態が一番悪い位置での診断に基づいて配管１の劣化診断とする。
また、サンプル２の採取後は、パテ状の樹脂などにて、切削した穴を埋めて補修する。交換要と診断した場合には、交換作業を手配する。ここで、図２における符号１０は切削によって出来た有底穴を例示し、その中の複数の横線は、段階的に切削したときの各切削深さを模式的に例示したものである。
【００１３】
上記の説明では、サンプル２を採取する度に、採取したサンプル２を分析する場合を例示ししているが、これに限定されない。所定の深さまで、所定深さ毎にサンプル２を採取しておいてから、各サンプル２を分析するようにしても良い。
また、図２では、段階的に切削する深さは一定とした場合を例示している。しかし、段階的に切削する各深さは一定にする必要は無い。例えば、外壁面１ａ側では多めに切削するようにして、内壁面側に向かうにつれて切削深さを徐々に小さくするようにしても良い。
【００１４】
ここで、所定深さまでの複数のサンプル２を採取して分析したときに、その分析に基づき、その切削深さまでに基準値以上の劣化状態が存在しない場合には、図３のように、切削深さに沿った劣化度の変化を求め、その切削深さへの変化傾向から、未切削部分で劣化度が基準値になる深さ位置を推定するようにしても良い。例えば、劣化度がゼロ（塩酸の浸透が全くない）状態から劣化度に変化が現れたデータの切削深さに対する勾配の直線によって上記の推定を行う。切削深さが深くなるほど劣化度が大きくなるように補正して推定してもよい。この方法では、劣化度がゼロでないサンプル２データを２以上採取した時点でサンプル２の採取を終了しても良い。
そして、上記推定した基準値以上の深さによって、配管１の劣化度を判定する。
【００１５】
（本実施形態の効果）
（１）劣化診断のためのサンプル２の採取を、外壁面１ａから内壁面１ｂ側に向けて厚さ方向に、全厚みを切削することなく厚み未満の深さまで段階的に切削を行うことで、外壁面１ａから厚さ方向に沿った複数の深さ位置での各サンプル２の採取を採取し、採取した各深さのサンプル２を劣化診断の分析対象とする。
この構成によれば、内壁面１ｂ側にある程度厚みを残した状態でサンプル２の採取を完了させることで、残存肉厚や対象設備の使用条件によっては、サンプル２の採取後直ちに対象設備を稼動することができる。又は条件によっては稼動しながらサンプル２の採取が可能となる。
（２）外壁面１ａから厚さ方向に所定の深さ毎にサンプル２を採取し、サンプル２を採取する都度、そのサンプル２を分析し、その分析によって予め設定した劣化度以上の劣化状態と判定した時点で、サンプル２の採取を終了する。
この構成によれば、必要以上に壁部を切削する必要が無くなる。
【００１６】
（３）採取するサンプル２は、粉体の状態で採取する。粉体は粒径５０μｍ以下が好ましい。粒径が細かいほどサンプル２に溶け込んだ検査物質を水に染みだし易くなる。
分析するために粉体状へ加工する前処理が必要な場合、サンプル２の採取に用いる切削工具３としてドリルや鋸を使用し粉体の状態でサンプル２を採取することにより、前処理の手間を省いたサンプル２の採取が可能となる。
ここで、切削工具３として、フライスのように切削面を深さ方向に対して垂直とする工具を使用する場合、各サンプル２を採取する際の各切削深さのばらつきを抑えることができ、より精度の高い評価が可能になる。
また、切削工具３としてドリルを使用する場合には、サンプル２を採取するために壁部に開口する有底の穴を小さく抑えることが可能となる。
【００１７】
（４）試料採取対象物のうちの高分子材料からなる部分を外壁面１ａから内壁面１ｂ側に向けて厚さ方向に、全厚みを切削することなく厚み未満の深さまで段階的に切削を行うことで、外壁面１ａから厚さ方向に沿った複数の深さ位置での各サンプル２の採取を採取し、採取した各深さのサンプル２の劣化状態から深さ方向の劣化状態の変化に基づき、未切削位置の劣化度を推定する。
この構成によれば、切削しなかった部分での劣化状態を推定可能となる。
【実施例】
【００１８】
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例は、対象をＦＲＰ製の塩酸配管とした。実施例で対象とした配管は、１００Ａで、配管厚み６mm、内溶液は１８％塩酸、使用温度５０℃、使用期間２４年の保温材を巻いた屋内配管である。
サンプルの採取時は内部の溶液が流れないように条件を設定し、安全を確保した上で上記実施形態のようにしてサンプルの採取を実施した。
この実施例の目的は、配管の内壁面からの塩酸浸透深さを把握することであり、粉状のサンプルを採取する都度、その場で少量の水に混ぜてｐＨ試験紙に浸すことで、塩酸の浸透を確認する。本実施例では、配管の外壁面から内壁面側に向けてフライスにて０．５mmずつ掘り進めていき、４．０mm掘り進んだ時にｐＨ試験紙の色が緑→黄へ変化した。
この結果より、外壁面から３．５〜４．０mmの深さまで塩酸が浸透していることが確認できた。サンプルの採取後はガラスシートと樹脂にて穴を埋め次第、すぐに設備を稼動させた。
なお、実施例ではＦＲＰ製からなる塩酸配管の液浸透調査の場合について説明したが、本発明の使用目的はこれに限るものではない。
【符号の説明】
【００１９】
１     配管
１ａ   外壁面
１ｂ   内壁面
２     サンプル
３     切削工具
【図１】
0006292182.tif 000002
【図２】
0006292182.tif 000003
【図３】
0006292182.tif 000004