構造物の腐食安全性モニタリングを目指したセンシング技術に関する研究

Research Project

Project/Area Number	16760589
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Material processing/treatments
Research Institution	National Institute for Materials Science
Principal Investigator	片山英樹独立行政法人物質・材料研究機構, 材料研究所, 主任研究員 (10354218)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000) Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2004: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords	大気腐食 / 鉄鋼材料 / モニタリング / ACMセンサー / 交流インピーダンス法 / 結露 / QCM法
Research Abstract	腐食センサーを導入した模擬構造体の屋外腐食試験を継続するとともに,腐食安全性をより正確に評価するために環境センサーとしてACM(Atmospheric Corrosion Monitor)センサーに注目し,屋外環境および実験室内で連続的に測定した。ACMセンサーの出力は相対湿度の上昇とともに増加し,さらに付着塩量にも比例することが確認された。これは材料表面での濡れに対応する情報をモニターできることを示唆しており,環境センサーとしての有用性が明らかとなった。また,ACMセンサーの出力感度は非常に高く,表面に形成される水膜の厚さが1μm以下でも検出可能であることがわかった。一方,腐食モニタリングにおいては前年度に検討した腐食センサーについて種々の金属材料(Fe-Ni系およびFe-Cr系)で腐食モニタリングを行った。腐食センサーの出力は金属の種類に関係なく相対湿度の上昇とともに増加し,表面に形成される水膜の厚さが数十μmのときに出力が最大になることがわかった。材料の違いは,水膜の厚さが数十μm以下のときに顕著に表れ,腐食センサーの出力から計算される腐食速度はNiやCrの添加量とともに低下することがわかった。これらの結果は従来の屋外暴露試験での結果と対応しており,炭素鋼以外の他の鉄鋼材料でも腐食センサーの電極材料を代えることで腐食をモニターできることを示している。また,センサー電極の温度を制御できるように改良した腐食センサーを用いて実験室内での腐食シミュレーションを行った。屋外環境での腐食挙動と比較することにより,腐食におよぼす結露の影響について明らかにした。