(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める金属材料の腐食性評価システムであって、
前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの少なくとも、酸消費量（ｐＨ４．８）、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカの４項目の水質因子を説明変数とし、該各説明変数の係数は、酸消費量（ｐＨ４．８）が−０．７６（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、塩化物イオンが０．４７（ｍｄｄ／（ｍｇＣｌ−／Ｌ））、硫酸イオンが０．４８（ｍｄｄ／（ｍｇＳＯ４２−／Ｌ）、イオン状シリカが−０．２８（ｍｄｄ／（ｍｇＳｉＯ２／Ｌ））であることを特徴とする金属材料の腐食性評価システム。
【請求項２】
水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める金属材料の腐食性評価システムであって、
前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの、酸消費量（ｐＨ４．８）、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、ラーソン比の６項目の水質因子を説明変数とし、該各説明変数の係数は、酸消費量（ｐＨ４．８）が−０．７７（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、カルシウム硬度が−１．１（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、塩化物イオンが０．２６（ｍｄｄ／（ｍｇＣｌ−／Ｌ））、硫酸イオンが２．０（ｍｄｄ／（ｍｇＳＯ４２−／Ｌ）、イオン状シリカが−０．３９（ｍｄｄ／（ｍｇＳｉＯ２／Ｌ））、ラーソン比が−７（ｍｄｄ）であることを特徴とする金属材料の腐食性評価システム。
【請求項３】
水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める金属材料の腐食性評価システムであって、
前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの、電気伝導率、酸消費量（ｐＨ４．８）、全硬度、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、遊離炭酸、ランゲリア指数、ラーソン比の１０項目の水質因子を説明変数とし、該各説明変数の係数は、電気伝導率が−２．７（ｍｄｄ／（ｍＳ／ｍ））、酸消費量（ｐＨ４．８）が０．３３（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、全硬度が−２．４（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、カルシウム硬度が２．７（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、塩化物イオンが２．２（ｍｄｄ／（ｍｇＣｌ−／Ｌ））、硫酸イオンが３．７（ｍｄｄ／（ｍｇＳＯ４２−／Ｌ））、イオン状シリカが０．６９（ｍｄｄ／（ｍｇＳｉＯ２／Ｌ））、遊離炭酸が−７．９（ｍｄｄ／（ｍｇＣＯ２／Ｌ））、ランゲリア指数が−３１（ｍｄｄ）、ラーソン比が−１９（ｍｄｄ）であることを特徴とする金属材料の腐食性評価システム。
【請求項４】
水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める腐食性評価方法であって、
前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの少なくとも、酸消費量（ｐＨ４．８）、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカの４項目の水質因子を説明変数とし、該各説明変数の係数は、酸消費量（ｐＨ４．８）が−０．７６（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、塩化物イオンが０．４７（ｍｄｄ／（ｍｇＣｌ−／Ｌ））、硫酸イオンが０．４８（ｍｄｄ／（ｍｇＳＯ４２−／Ｌ））、イオン状シリカが−０．２８（ｍｄｄ／（ｍｇＳｉＯ２／Ｌ））であることを特徴とする金属材料の腐食性評価方法。
【請求項５】
水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める腐食性評価方法であって、
前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの、酸消費量（ｐＨ４．８）、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、ラーソン比の６項目の水質因子を説明変数とし、該各説明変数の係数は、酸消費量（ｐＨ４．８）が−０．７７（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、カルシウム硬度が−１．１（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、塩化物イオンが０．２６（ｍｄｄ／（ｍｇＣｌ−／Ｌ））、硫酸イオンが２．０（ｍｄｄ／（ｍｇＳＯ４２−／Ｌ））、イオン状シリカが−０．３９（ｍｄｄ／（ｍｇＳｉＯ２／Ｌ））、ラーソン比が−７（ｍｄｄ）であることを特徴とする金属材料の腐食性評価方法。
【請求項６】
水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める腐食性評価方法であって、
前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子の、電気伝導率、酸消費量（ｐＨ４．８）、全硬度、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、遊離炭酸、ランゲリア指数、ラーソン比の１０項目の水質因子を説明変数とし、該各説明変数の係数は、電気伝導率が−２．７（ｍｄｄ／（ｍＳ／ｍ））、酸消費量（ｐＨ４．８）が０．３３（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、全硬度が−２．４（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、カルシウム硬度が２．７（ｍｄｄ／（ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ））、塩化物イオンが２．２（ｍｄｄ／（ｍｇＣｌ−／Ｌ））、硫酸イオンが３．７（ｍｄｄ／（ｍｇＳＯ４２−／Ｌ））、イオン状シリカが０．６９（ｍｄｄ／（ｍｇＳｉＯ２／Ｌ））、遊離炭酸が−７．９（ｍｄｄ／（ｍｇＣＯ２／Ｌ））、ランゲリア指数が−３１（ｍｄｄ）、ラーソン比が−１９（ｍｄｄ）であることを特徴とする金属材料の腐食性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める金属材料の腐食性評価システム及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物の空調設備や給排水衛生設備では、金属材料の設備配管内を水道水が流通することがある。この場合、水道水の水質は、地域により異なっており、設備配管の腐食に及ぼす影響は大きい。
【０００３】
そこで、従来、試験溶液を採水して金属材料の腐食試験を行うことで、その腐食性を評価する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９７１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術において、腐食試験で採用する電気化学的測定法は、腐食試験に日数が掛かり、装置などの準備に手間やコストが掛かるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、腐食性の評価に掛かる日数を短縮することができると共にその手間やコストを削減することのできる金属材料の腐食性評価システム及びその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】
【０００７】
上記した目的を達成するため、本発明は、水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める金属材料の腐食性評価システムであって、前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの少なくとも、酸消費量（ｐＨ４．８）、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカの４項目の水質因子を説明変数とすることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る金属材料の腐食性評価システムは、前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの、酸消費量（ｐＨ４．８）、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、ラーソン比の６項目の水質因子を説明変数とするのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る金属材料の腐食性評価システムは、前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの、電気伝導率、酸消費量（ｐＨ４．８）、全硬度、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、遊離炭酸、ランゲリア指数、ラーソン比の１０項目の水質因子を説明変数とするのが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、水道水に対する金属材料の腐食速度を重回帰分析により求める腐食性評価方法であって、前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの少なくとも、酸消費量（ｐＨ４．８）、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカの４項目の水質因子を説明変数とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る金属材料の腐食性評価方法は、前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの、酸消費量（ｐＨ４．８）、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、ラーソン比の６項目の水質因子を説明変数とするのが好ましい。
【００１２】
本発明に係る金属材料の腐食性評価方法は、前記重回帰分析において、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子の、電気伝導率、酸消費量（ｐＨ４．８）、全硬度、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、遊離炭酸、ランゲリア指数、ラーソン比の１０項目の水質因子を説明変数とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、腐食性の評価に掛かる日数を短縮することができると共にその手間やコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る金属材料の腐食性評価システムを示すブロック図である。
【図２】比較例において使用される金属材料の腐食試験を行う試験装置を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る金属材料の腐食性評価方法において、１０項目の水質因子を説明変数とした場合の効果を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る金属材料の腐食性評価方法において、４項目の水質因子を説明変数とした場合の効果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る金属材料の腐食性評価方法において、６項目の水質因子を説明変数とした場合の効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
まず、本発明の実施の形態に係る金属材料の腐食性評価システム１について説明する。ここで、図１は、本発明の実施の形態に係る金属材料の腐食性評価システム１を示すブロック図である。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る金属材料の腐食性評価システム１は、各構成部を制御するための制御部２と、制御部２が実行するプログラムや各種データを格納するための記憶部３と、液晶ディスプレイ等の表示部４と、キーボードやマウス等の入力部５と、を備えて構成されている。
【００１８】
表１には、例えば国内の１６カ所の地域において、水道水の水質を１３項目の水質因子について分析した値が示されている。また、表１の最下欄には、本発明の実施の形態に係る腐食性評価システム１に対する比較例として、上記国内１６カ所の地域における水道水に対して、炭素鋼（ＳＳ４００）の腐食試験を行うことで得られた腐食速度（ｍｄｄ）が示されている。表１に記載されているこれらのデータは、入力部５を介して記憶部３に格納される。
【００１９】
【表１】
0006898390.tif 000002
【００２０】
比較例で実施される腐食試験は、図２に示す試験装置６を使用して、公知な試験方法に基づいて行われる。具体的には、縦５０ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ３ｍｍの試験片（炭素鋼：ＳＳ４００）７を、脱脂洗浄後、暴露面積が４００ｍｍ２（２０ｍｍ×２０ｍｍ）となるように耐薬品性粘着テープで固定し、試験溶液である各地域の水道水中に約１ヶ月（約７２０時間）浸漬する。なお、その間、水道水中の撹拌子８を撹拌機９により緩やかに（３００ｒｐｍ）撹拌する。そして、腐食試験終了後、該試験前後における試験片７の重量減少量と浸漬期間とによって腐食速度を求める。これにより、水道水の水質が異なると、腐食状況が異なることが確認できる。
【００２１】
我々は、上記した腐食試験の結果及び水道水の水質により、水質と腐食速度の関係を詳細に検討した結果、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうち、電気伝導度、酸消費量（ｐＨ４．８）、全硬度、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、遊離炭酸、ランゲリア指数、ラーソン比の１０項目の水質因子を説明変数とする重回帰分析により得られる以下の式（回帰式）を用いて、金属材料の腐食速度を精度良く予測することができることを見出した。
【００２２】
これらの１０項目の水質因子は、酸消費量（ｐＨ４．８）やカルシウム硬度のような腐食を抑制する項目と、塩化物イオンや硫酸イオンやラーソン比のような腐食を促進する項目と、電気伝導度や全硬度やイオン状シリカや遊離炭酸やランゲリア指数のような濃度によって腐食速度に複雑な影響を及ぼす項目とに分類することができる。
【００２３】
【数１】
0006898390.tif 000003
ここで、
ＣＲ（ｙ）：腐食速度（ｍｄｄ＝ｍｇ・ｄｍ−２・ｄａｙ−１）
ａｉ      ：係数（表３参照）
ｘｉ      ：水質因子（表１参照）
ｂ        ：切片（定数：表３参照）
である。
【００２４】
また、我々は、金属材料の腐食速度に影響を与える水質因子のうちの少なくとも、酸消費量（ｐＨ４．８）、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカの４項目の水質因子、或いは、酸消費量（ｐＨ４．８）、カルシウム硬度、塩化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、ラーソン比の６項目の水質因子を説明変数とする重回帰分析により腐食速度を求めた場合でも、上記した比較例において実施した腐食試験により腐食速度を求めた場合と同等の精度が得られることを見出した。
【００２５】
表２には、１０項目の水質因子を説明変数とする場合（Ｃａｓｅ１）、４項目の水質因子を説明変数とする場合（Ｃａｓｅ２）、６項目の水質因子を説明変数とする場合（Ｃａｓｅ３）の３つケース別に、重回帰分析を実施する際に使用した説明変数の項目が示されている。表２に記載されているこれらのデータは、入力部５を介して記憶部３に格納される。
【００２６】
【表２】
0006898390.tif 000004
【００２７】
表３には、ケース別の腐食速度の回帰式の係数ａｉ及び切片ｂが示されており、表３中のカッコ内の値は上記した回帰式で使用する係数ａｉを示している。表３に記載されているこれらのデータは、入力部５を介して記憶部３に格納される。
【００２８】
【表３】
0006898390.tif 000005
【００２９】
上記した構成を備えた金属材料の腐食性評価システム１において、金属材料の腐食性を評価する際、例えば、入力部５によりＣａｓｅ１が選択されると、制御部２は、１０項目の水質因子について、記憶部３に格納されている係数ａｉ、水質因子ｘｉ、切片ｂの値をそれぞれ抽出し、上記した回帰式に従って腐食速度の予測値を演算する。そして、演算された腐食速度の予測値は、表示部４に表示される。
【００３０】
また、制御部２は、入力部５によりＣａｓｅ２が選択された場合には、４項目の水質因子について同様の処理を実行し、Ｃａｓｅ３が選択された場合には、６項目の水質因子について同様の処理を実行する。
【００３１】
なお、表４には、ケース毎の回帰統計（重相関Ｒ、重決定Ｒ２、補正Ｒ２、標準誤差、観測数）が示されている。
【００３２】
【表４】
0006898390.tif 000006
【００３３】
表５には、Ｃａｓｅ１について、国内の１６カ所の地域における水道水の水質を分析した値と、上記した比較例で実施した腐食試験により得られた炭素鋼の腐食速度（ｍｄｄ）と、本実施の形態で実施した回帰式による炭素鋼の腐食速度の予測値（ｍｄｄ）と、がそれぞれ示されている。
【００３４】
【表５】
0006898390.tif 000007
【００３５】
また、図３には、Ｃａｓｅ１において、比較例による炭素鋼の実際の腐食速度（ｍｄｄ）と、本実施の形態における回帰式により予測した炭素鋼の腐食速度（ｍｄｄ）との相関性が示されている。この図３に示されているように、回帰式により予測することにより、比較例における腐食試験の誤差範囲である±１５ｍｄｄと同等の精度で、炭素鋼の腐食速度を予測することが可能であることが分かる。
【００３６】
さらに、表６には、Ｃａｓｅ２について、国内の１６カ所の地域における水道水の水質を分析した値と、上記した比較例で実施した腐食試験により得られた炭素鋼の腐食速度（ｍｄｄ）と、本実施の形態で実施した回帰式による炭素鋼の腐食速度の予測値（ｍｄｄ））と、がそれぞれ示されている。
【００３７】
【表６】
0006898390.tif 000008
【００３８】
また、図４には、Ｃａｓｅ２において、比較例による炭素鋼の実際の腐食速度（ｍｄｄ）と、本実施の形態における回帰式により予測した炭素鋼の腐食速度（ｍｄｄ）との相関性が示されている。この図４に示されているように、腐食速度が５０ｍｄｄ以上の範囲では、回帰式により予測することにより、比較例における腐食試験の誤差範囲である±１５ｍｄｄと同等の精度で、炭素鋼の腐食速度を予測することが可能であることが分かる。
【００３９】
さらにまた、表７には、Ｃａｓｅ３において、国内の１６カ所の地域における水道水の水質を分析した値と、上記した比較例で実施した腐食試験により得られた炭素鋼の腐食速度（ｍｄｄ）と、本実施の形態で実施した回帰式による炭素鋼の腐食速度の予測値（ｍｄｄ））と、がそれぞれ示されている。
【００４０】
【表７】
0006898390.tif 000009
【００４１】
また、図５には、Ｃａｓｅ３において、比較例による炭素鋼の実際の腐食速度（ｍｄｄ）と、本実施の形態における回帰式により予測した炭素鋼の腐食速度（ｍｄｄ）との相関性が示されている。この図５に示されているように、回帰式により予測することにより、比較例における腐食試験の誤差範囲である±１５ｍｄｄと同等の精度で、炭素鋼の腐食速度を予測することが可能であることが分かる。
【００４２】
上記したように本発明の実施の形態に係る金属材料の腐食性評価システム１及びその方法によれば、水質を分析さえすれば、即座に金属材料の腐食速度を予測することができるため、従来の腐食試験により金属材料の腐食速度を取得する場合と比較して、腐食性の評価に掛かる日数を著しく短縮することができると共にその手間やコストを大幅に削減することができる。
【００４３】
なお、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る腐食性評価システム及びその方法における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１    金属材料の腐食性評価システム
【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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