(57)【要約】【課題】評価対象の所在地に応じたぬれ時間、塩分付着量、及び亜硫酸ガス量を考慮して、屋外に設置された金属性部材の腐食劣化を精度良く予測評価できるようにする。【解決手段】評価装置１０は、ぬれ時間マップ記憶部３０、塩分付着量マップ記憶部３２、亜硫酸ガス量マップ記憶部３４、腐食速度を評価するための評価式の係数を腐食進行の速さに応じた複数の腐食区分に夫々対応して記憶する係数記憶部３５、評価対象の現在の腐食状態と所在地とを取得する評価対象情報取得部３６、マップ記憶部３０〜３４を参照して該当する地域でのぬれ時間、塩分付着量、及び亜硫酸ガス量を取得し、係数記憶部３５から取得した係数を用いて所定の評価式により、腐食速度を計算する腐食速度計算部３８、及び、現在の腐食状態と腐食速度とに基づいて腐食残存寿命を評価する寿命評価部４２を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置された金属製部材を評価対象としてその腐食劣化を評価するための装置であって、
ぬれ時間の地域的な分布を表すぬれ時間マップを記憶したぬれ時間マップ記憶部と、
屋外に置かれた金属表面に付着する塩分量の地域的な分布を表す塩分付着量マップを記憶した塩分付着量マップ記憶部と、
大気中の亜硫酸ガス量の地域的な分布を表す亜硫酸ガス量マップを記憶した亜硫酸ガス量マップ記憶部と、
前記評価対象の所在地と現在の腐食状態とを取得する評価対象情報取得部と、
前記ぬれ時間マップ、前記塩分付着量マップ、及び、前記亜硫酸ガス量マップを参照して、前記取得した所在地に該当する地域でのぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量を取得し、それらに基づいて前記評価対象の腐食速度を計算する腐食速度計算部と、
前記取得した現在の腐食状態と、前記計算した腐食速度とに基づいて前記評価対象の腐食残存寿命を評価する寿命評価部と、を備えることを特徴とする腐食劣化評価装置。
【請求項２】
前記腐食速度計算部は、ぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量をパラメータとする所定の評価式に従って腐食速度を計算することを特徴とする請求項１記載の腐食劣化評価装置。
【請求項３】
前記評価式に表れる係数を、腐食進行の速さに応じた複数の腐食区分に夫々対応して記憶する係数記憶部を備え、
前記腐食速度計算部は、前記係数記憶部を参照して、前記評価対象が属する腐食区分についての前記係数を取得し、その係数を用いて当該評価対象の腐食速度を計算することを特徴とする請求項２記載の腐食劣化評価装置。
【請求項４】
屋外に設置された金属製部材を評価対象としてその腐食劣化を評価するための方法であって、
ぬれ時間の地域的な分布を表すぬれ時間マップを記憶部に記憶するぬれ時間マップ記憶ステップと、
屋外に置かれた金属表面に付着する塩分量の地域的な分布を表す塩分付着マップを記憶部に記憶する塩分付着量マップ記憶ステップと、
大気中の亜硫酸ガス量の地域的な分布を表す亜硫酸ガス量マップを記憶部に記憶する亜硫酸ガス量マップ記憶ステップと、
前記評価対象の所在地と現在の腐食状態とを取得する評価対象情報取得ステップと、
前記記憶したぬれ時間マップ、塩分付着量マップ、前記亜硫酸ガス量マップを参照して、前記取得した所在地に該当する地域でのぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量を取得し、それらに基づいて前記評価対象の腐食速度を計算する腐食速度計算ステップと、
前記取得した現在の腐食状態と、前記計算した腐食速度とに基づいて前記評価対象の腐食残存寿命を評価する寿命評価ステップと、を備えることを特徴とする腐食劣化評価方法。
【請求項５】
前記腐食速度計算ステップでは、ぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量をパラメータとする所定の評価式に従って腐食速度を計算することを特徴とする請求項４記載の腐食劣化評価方法。
【請求項６】
前記評価式に表れる係数を、腐食進行の速さに応じた複数の腐食区分に夫々対応して係数記憶部に記憶する係数記憶ステップを備え、
前記腐食速度計算ステップでは、前記係数記憶部を参照して、前記評価対象が属する腐食区分についての前記係数を取得し、その係数を用いて当該評価対象の腐食速度を計算することを特徴とする請求項５記載の腐食劣化評価方法。
【請求項７】
屋外に設置された金属製部材を評価対象としてその腐食劣化を評価するためのコンピュータプログラムであって、
ぬれ時間の地域的な分布を表すぬれ時間マップを記憶部に記憶するぬれ時間マップ記憶部と、屋外に置かれた金属表面に付着する塩分量の地域的な分布を表す塩分付着マップを記憶部に記憶する塩分付着量マップ記憶部と、大気中の亜硫酸ガス量の地域的な分布を表す亜硫酸ガス量マップを記憶部に記憶する亜硫酸ガス量マップ記憶部とを備えるコンピュータに、
前記評価対象の所在地と現在の腐食状態とを取得するステップと、
前記記憶したぬれ時間マップ、塩分付着量マップ、前記亜硫酸ガス量マップを参照して、前記取得した所在地に該当する地域でのぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量を取得し、それらに基づいて前記評価対象の腐食速度を計算するステップと、
前記取得した現在の腐食状態と、前記計算した腐食速度とに基づいて前記評価対象の腐食残存寿命を評価するステップと、を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項７記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電設備など屋外に設置された金属製部材の腐食劣化を評価するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、架線金具等の送電設備において、腐食現象は設備の劣化・寿命に影響を及ぼす大きな要因のひとつであり、現場での保守点検では、腐食の発生状況を調査して、腐食劣化の度合いを判断する必要がある。このような腐食による送電設備の劣化を管理するためのシステムとして、例えば特許文献１に開示されるものが知られている。このシステムでは、送電鉄塔の亜鉛めっきの腐食の進行度合いが地形条件や周辺環境等によって異なることを考慮して、重工業地域、都市地域、海岸地域といった地域環境区分毎の腐食速度を表す腐食マップを作成し、この腐食マップに基づいて、地域特性を考慮した適正な補修時期を評価できるようにしている。また、上記特許文献１には、腐食マップの精度を向上するため、各地域に存在する鉄塔の実際の腐食速度を評価して地図上にマーカーとして表示し、このマーカーの分布状況を利用することにより腐食マップの精度を向上させることも記載されている（段落［００３１］等）。
【特許文献１】特開２００３−１６９４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、亜鉛，鉄等の金属の腐食（金属成分の溶解とその酸化物の形成）は、大気中水分が相対湿度の高い状態で金属表面に吸着され、金属表面に薄い水膜を形成することによって水分と酸素が十分供給されることにより進行すると考えられる。そして、上記水分の吸着開始は通常相対湿度が閾値を超えると開始する。また、塩分の付着，大気中の亜硫酸ガスを含んだ水分吸着の吸着によっても腐食が促進されることもわかっている。
【０００４】
このように、金属の腐食速度は、水分に晒される時間（ぬれ時間）、塩分付着量、及び大気中の亜硫酸ガス量に依存する。これらぬれ時間、塩分付着量、及び大気中の亜硫酸ガス量は、同じ地域環境区分であっても気候条件や地理的条件等によって大きく変化する。したがって、上記のような大まかな地域環境区分だけでは、正確な腐食速度を求めることはできず、補修時期を精度良く評価することは難しい。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、評価対象の所在地に応じたぬれ時間、塩分付着量、亜硫酸ガス量を考慮して、腐食劣化を精度良く予測評価できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は、屋外に設置された金属製部材を評価対象としてその腐食劣化を評価するための装置であって、
ぬれ時間の地域的な分布を表すぬれ時間マップを記憶したぬれ時間マップ記憶部と、
屋外に置かれた金属表面に付着する塩分量の地域的な分布を表す塩分付着量マップを記憶した塩分付着量マップ記憶部と、
大気中の亜硫酸ガス量の地域的な分布を表す亜硫酸ガス量マップを記憶した亜硫酸ガス量マップ記憶部と、
前記評価対象の所在地と現在の腐食状態とを取得する評価対象情報取得部と、
前記ぬれ時間マップ、前記塩分付着量マップ、及び、前記亜硫酸ガス量マップを参照して、前記取得した所在地に該当する地域でのぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量を取得し、それらに基づいて前記評価対象の腐食速度を計算する腐食速度計算部と、
前記取得した現在の腐食状態と、前記計算した腐食速度とに基づいて前記評価対象の腐食残存寿命を評価する寿命評価部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明において、前記腐食速度計算部は、ぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量をパラメータとする所定の評価式に従って腐食速度を計算することとしてもよい。
【０００８】
この場合、前記評価式に表れる係数を、腐食進行の速さに応じた複数の腐食区分に夫々対応して記憶する係数記憶部を備え、
前記腐食速度計算部は、前記係数記憶部を参照して、前記評価対象が属する腐食区分についての前記係数を取得し、その係数を用いて当該評価対象の腐食速度を計算することとしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、評価対象の所在地に応じたぬれ時間、塩分付着量、及び、大気中の亜硫酸ガス量を考慮して、腐食劣化の進行を精度良く予測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】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態である腐食劣化評価装置１０（以下、評価装置１０と略称する）のハードウェア構成図である。同図に示すように、評価装置１０は、ＣＰＵ１２、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリやハードディスク装置等を含む記憶装置１４、ディスプレイ装置１６、及び、キーボードやマウス等の入力装置１８を備えるコンピュータシステムにより構成されている。記憶装置１４には、評価プログラム２０がインストールされており、ＣＰＵ１２がこの評価プログラム２０を実行することにより評価装置１０としての機能が実現される。
【００１１】
図２は、評価装置１０の機能ブロック図である。同図に示すように、評価装置１０は、ぬれ時間マップ記憶部３０、塩分付着量マップ記憶部３２、亜硫酸ガス量マップ記憶部３４、係数記憶部３５の各記憶部と、評価対象情報取得部３６、腐食速度計算部３８、寿命評価部４２、及び出力部４４の各機能部とを備えている。このうち、記憶部３０〜３５は記憶装置１４上に構築され、また、機能部３６〜４４はＣＰＵ１２が評価プログラム２０を実行することにより実現される。
【００１２】
ぬれ時間マップ記憶部３０には、ぬれ時間の地域的な分布を表すぬれ時間マップが記憶されている。ここで、ぬれ時間とは、例えば、気温０℃以上、湿度所定％以上の継続時間として定義される値であり、各気象台や各所に設置された気象センサから集めた気温や湿度の情報に基づいて、ぬれ時間の地域的な分布を表すぬれ時間マップを作成することができる。
【００１３】
ただし、上記したぬれ時間の定義は一例であって、本発明における「ぬれ時間」はこの定義に限定されない。例えば、降水による雨洗効果を考慮して降水量の条件を含めた定義が用いられることもある。要するに、屋外に設置された物体が水分ないし高湿度環境下に晒される時間を表すパラメータであれば「ぬれ時間」として用いることができる。
【００１４】
また、本実施形態では、ぬれ時間の上記定義中の所定％として、３種類（例えば、８０％、７０％、６０％）を記憶している。これは、塩分付着及び亜硫酸ガスに起因して腐食が生ずるのは、湿度が一定以上の値の場合であるため、塩分付着量及び亜硫酸ガス量を要因とする腐食を評価するためには、塩分付着量及び亜硫酸ガス量の夫々に対応した湿度を基準としたぬれ時間が必要となるからである。すなわち、本実施形態では、水分による腐食を評価するために例えば湿度８０％以上のぬれ時間Ｔ１を用い、塩分付着による腐食を評価するために例えば湿度７０％以上のぬれ時間Ｔ２を用い、亜硫酸ガスによる腐食を評価するために例えば湿度６０％以上のぬれ時間Ｔ３を用いるものとしている。
【００１５】
図３に、ぬれ時間マップの例を示す。同図に示すぬれ時間マップは、オーストラリアの例を示すものであり、ぬれ時間の地域的な分布を色の濃淡で示している。
【００１６】
塩分付着量マップ記憶部３２には、屋外に置かれた金属製部材に付着する塩分量の地域的な分布を表す塩分付着量マップが記憶されている。付着する塩分は海水に由来するため、大気中の塩分量は基本的には海岸からの距離が短いほど大きくなる。したがって、塩分付着量マップは、地図情報に基づいて各地域の海岸線からの距離を計算し、塩分の付着脱落に影響を与える風の吹き方等の地形的要因等で適宜修正することにより得られる。図４に、塩分付着量マップの例を示す。この例も図３と同様にオーストラリアの塩分量の分布を色の濃淡で示している。
【００１７】
なお、図３及び図４に示すマップは、オーストラリア化学産業機構によるオンライン腐食マッピングシステムの紹介例であり、Build Environment Innovation ＆Construction Technology No2 August 2001（ＵＲＬ"http://www.cmit.csiro.au/innovation/2001-08/pdf/Innovations_corrosion_map.pdf"）から引用したものである。
【００１８】
亜硫酸ガス量マップ記憶部３４には、大気中に含まれる亜硫酸ガス量の地域的な分布を表す亜硫酸ガス量マップが記憶されている。この亜硫酸ガス量マップは、例えば、国立環境研究所環境情報センターにより公表される過去１０年程度の大気中の亜硫酸ガス量の地域的分布に基づいて得られる。
【００１９】
係数記憶部３５には、ぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量から腐食速度を決定するための計算式の係数が、複数の腐食区分の夫々に対応して記憶されている。ここで、腐食区分は、例えば、海岸部、山間地域といった腐食の起こり易さに応じた区分である。本実施形態では、腐食速度が、ぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量に基づき後述する評価式（Ａ）により計算されるものとしており、各腐食区分に属する代表ポイントについて、過去の塩分付着量、亜硫酸ガス量、及び、相対湿度等のデータと、現在の腐食量のデータとを収集し、これらのデータに基づき評価式（Ａ）中の各係数Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃを求めて係数記憶部３５に記憶しておく。なお、後述するように、係数Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃは経過年数と共に変化するので、各係数の経過年数に応じた値が記憶されるものとする。
【００２０】
評価対象情報取得部３６は、評価対象設備について、現状の腐食量を表す腐食量データと、その送電設備を特定するための設備識別データとを例えば入力装置１８からの入力を通して取得する。評価対象情報取得部３６は、各送電設備について設備識別データと所在地との対応関係を記憶したテーブルを備えており、入力された設備識別データから当該送電設備の所在地を取得することができる。ただし、設備識別データを介さずに、送電設備の所在地が直接入力されるものとしてもよい。また、腐食量データ及び設備識別データは、入力装置１８からの入力に限らず、他のコンピュータからネットワーク経由で受信し、又は、ハードディスク等の記憶装置に予め記憶されたデータを読み込むことにより取得することとしてもよい。また、評価対象の腐食部分を撮影した写真画像あるいはビデオ画像を取り込んで画像処理によって腐食量を自動測定する画像解析システムを評価装置１０と接続し、この画像解析システムで自動測定された腐食量を入力する構成としてもよい。
【００２１】
腐食速度計算部３８は、係数記憶部３５を参照して、評価対象となる送電設備（以下、評価対象設備という）が存在する地域が属する腐食区分に該当する係数を取得すると共に、上記したぬれ時間マップ、塩分付着量マップ、及び亜硫酸ガス量マップを参照して、腐食進行速度を計算する。すなわち、本実施形態では、送電設備の腐食進行の速さが、大気中の水分と、設備の金属表面に付着する塩分量と、大気中の亜硫酸ガス量とに依存することに着目し、ぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量から腐食速度を計算するのである。
【００２２】
具体的には、各所の送電設備の撤去サンプル等の腐食量（例えば亜鉛めっき設備の場合、金具接合部等での建設時のめっき厚さと、サンプル採取時のめっき厚さとの差）を求め、その腐食量と、建設時からの経過時間と、該当する地域でのぬれ時間、塩分付着量、及び大気中亜硫酸ガス量との相関から次式のような評価式（Ａ）を求めておく。  
腐食速度（亜鉛メッキの１年当たりの消失量（μｍ））
＝ぬれ時間Ｔ１＊Ｋａ＋ぬれ時間Ｔ２＊Ｋｂ＋ぬれ時間Ｔ３＊Ｋｃ  …（Ａ）
【００２３】
ここで、上記したように、ぬれ時間Ｔ１は、水分による腐食が生じる湿度の閾値（例えば８０％）を基準とするぬれ時間であり、ぬれ時間Ｔ２は、塩分付着による腐食が生じる湿度の閾値（例えば７０％）を基準とするぬれ時間であり、ぬれ時間Ｔ３は、亜硫酸ガスによる腐食が生じる湿度の閾値（例えば６０％）を基準とするぬれ時間である。また、係数Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃは、過去のサンプルデータから求められた係数であり、図５に示す如く、ある時点を経過すると腐食量の増加度合いが急となるように、経過年数に応じて変化する値を取る。
【００２４】
寿命評価部４２は、評価対象情報取得部３６で入力された現在の腐食量と、腐食速度決定部４０が決定した腐食速度とに基づいて、腐食量が所定の寿命レベルに達するまでの時間（すなわち残存寿命）を決定する。例えば、図５に示すように、現在の腐食量が３０μｍ、腐食速度が１．５μｍ／年、寿命時の腐食量が１００μｍであるとすると、残存寿命は、図５の直線Ｌから約２０年後と計算される。すなわち、次回の改修時期は２０年後となる。
【００２５】
出力部４４は、寿命評価部４２により計算された残存寿命（次回改修時期）を例えばディスプレイ装置１６に表示する。この表示は、例えば、図５に示すような経過年数と腐食量との関係をグラフ表示するなど、適宜な形態で行われる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ぬれ時間マップ、塩分付着量マップ、及び、亜硫酸ガス量マップを参照することにより、腐食劣化の進行の大きな要因であるぬれ時間、塩分付着量、及び、亜硫酸ガス量について、評価対象設備の所在地における値を取得する。したがって、それらぬれ時間、塩分付着量、及び亜硫酸ガス量を用いて、評価対象設備の腐食速度を正確に推定することができ、この腐食速度に基づいて、残存寿命すなわち次回の補修時期を精度良く評価することができる。すなわち、本実施形態によれば、腐食劣化の起こり易さについての地域的な要因を正確に考慮して、送電設備の腐食劣化の進行予測を正確に行うことができる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、送電設備の腐食劣化を評価する場合について説明したが、本発明は送電設備に限らず、屋外に設置されて腐食の可能性がある各種金属製部材の腐食劣化を評価する場合に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態である腐食劣化寿命評価装置のハードウェア構成図である。
【図２】本実施形態の腐食劣化評価装置の機能ブロック図である。
【図３】ぬれ時間マップの一例を示す図である。
【図４】塩分付着量マップの一例を示す図である。
【図５】経過時間と腐食量との関係を示すグラフの一例である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  腐食劣化評価装置（評価装置）
１２  ＣＰＵ
１４  記憶装置
１６  ディスプレイ装置
１８  入力装置
２０  評価プログラム
３０  ぬれ時間マップ記憶部
３２  塩分付着量マップ記憶部
３４  亜硫酸ガス量マップ記憶部
３５  係数記憶部
３６  評価対象情報取得部
３８  腐食速度計算部
４２  寿命評価部
４４  出力部
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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