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JP2014238291A - Method of using acm sensor - Google Patents

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JP2014238291A
JP2014238291A JP2013119995A JP2013119995A JP2014238291A JP 2014238291 A JP2014238291 A JP 2014238291A JP 2013119995 A JP2013119995 A JP 2013119995A JP 2013119995 A JP2013119995 A JP 2013119995A JP 2014238291 A JP2014238291 A JP 2014238291A
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JP2013119995A
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晃 田原
Akira Tawara
晃 田原
篠原 正
Tadashi Shinohara
正 篠原
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National Institute for Materials Science
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Abstract

【課題】 塩害と亜硫酸ガスの相乗作用を分離して、塩害だけによる腐食の影響を評価できるACMセンサの使用方法を提供する。【解決手段】 導電材料からなる基板2と、該基板2の表面に成膜された絶縁膜3と、該絶縁膜3の表面に成膜されると共に、基板2と異なる導電材料からなる導電膜4とからなるACMセンサの使用方法であって、ACMセンサ1の大気中への暴露に先立って、基板2と導電膜4とを導線で短絡するステップ(S102)と、導線で短絡されたACMセンサ1を所定濃度の塩水に浸して、ACMセンサ1の基板2と導電膜4の表面に形成された酸化膜を除去するステップ(S104)と、塩水をACMセンサ1の表面から除去するステップ(S106)と、を有する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of using an ACM sensor capable of separating the synergistic action of salt damage and sulfurous acid gas and evaluating the influence of corrosion due to salt damage alone. A substrate 2 made of a conductive material, an insulating film 3 formed on the surface of the substrate 2, and a conductive film formed on the surface of the insulating film 3 and made of a conductive material different from that of the substrate 2. 4, the step of short-circuiting the substrate 2 and the conductive film 4 with a conductive wire prior to exposure of the ACM sensor 1 to the atmosphere (S102), and the ACM short-circuited with the conductive wire The sensor 1 is immersed in salt water of a predetermined concentration to remove the oxide film formed on the surfaces of the substrate 2 and the conductive film 4 of the ACM sensor 1 (S104), and the salt water is removed from the surface of the ACM sensor 1 ( S106). [Selection] Figure 1

Description

本発明は、橋梁や住宅などの耐用年数の算定に用いて好適な、使用環境の腐食性をモニタリングするためのACMセンサに関し、特に亜硫酸ガス等の大気汚染物質が併存している海岸沿いの地域でも塩害と大気汚染物質との影響を分離して測定できるACMセンサの使用方法に関する。   The present invention relates to an ACM sensor for monitoring the corrosiveness of a use environment, which is suitable for calculating the useful life of bridges, houses, etc., and in particular, an area along the coast where air pollutants such as sulfurous acid gas coexist. However, the present invention relates to a method of using an ACM sensor that can measure the influence of salt damage and air pollutants separately.

近年、大気環境や水溶液環境など所定環境における金属材料の腐食速度を評価するため、ACM(Atmospheric Corrosion Monitor)センサやガルバニックセンサによるモニタリングが行われるようになっている。これらのセンサによる腐食のモニタリングは、金属材料の暴露試験などに比べ短時間かつ簡便に行うことが可能であり、腐食速度の定量評価の迅速化及び経済化を可能にしている(例えば、非特許文献1参照)。   In recent years, monitoring by an ACM (Atmospheric Corrosion Monitor) sensor or a galvanic sensor has been performed in order to evaluate the corrosion rate of a metal material in a predetermined environment such as an atmospheric environment or an aqueous solution environment. Corrosion monitoring using these sensors can be performed in a shorter time and more easily than exposure tests of metal materials, etc., enabling rapid and economical quantitative evaluation of corrosion rates (eg, non-patented). Reference 1).

ACMセンサやガルバニックセンサなどの腐食モニタリングセンサの一類型としては、例えば、特許文献1に開示された、金属材料でなる基材(基板)の表面に絶縁ペースト(絶縁体)と導電ペースト(導電体)とが積層された構造のセンサ部を有するものが知られている。各ペーストは通常、熱処理により乾燥固化される。測定環境にさらす前の段階において、ACMセンサの基材と導電体とは絶縁されており電流は流れない。ACMセンサを大気測定環境にさらすとセンサ部表面へ大気浮遊物質が付着し、相対湿度の上昇に伴う水膜形成により電解質膜が形成され、基材はアノードとなり、導電ペーストはカソードとなってガルバニック電流が流れる。このガルバニック電流の値によって環境をモニタリングする。   As a type of corrosion monitoring sensor such as an ACM sensor or a galvanic sensor, for example, an insulating paste (insulator) and a conductive paste (conductor) are disclosed on the surface of a base material (substrate) made of a metal material disclosed in Patent Document 1. And a sensor portion having a structure in which the structure is stacked. Each paste is usually dried and solidified by heat treatment. Before the exposure to the measurement environment, the base material of the ACM sensor and the conductor are insulated and no current flows. When the ACM sensor is exposed to the atmospheric measurement environment, airborne substances adhere to the surface of the sensor part, an electrolyte film is formed by the formation of a water film accompanying an increase in relative humidity, the base material becomes the anode, and the conductive paste becomes the cathode. Current flows. The environment is monitored by the value of the galvanic current.

ガルバニック電流は、腐食速度(すなわち、使用環境の腐食性)と良好な相関を有している。このため、ガルバニック電流を測定することによって、使用環境の腐食性をモニタリングできる。そして、橋梁や住宅などの設計においては、ACMセンサを用いて連続的にガルバニック電流を測定し、この測定結果を、構造体などの各部位の耐用年数の算定などに用いている。   The galvanic current has a good correlation with the corrosion rate (that is, the corrosivity of the use environment). For this reason, the corrosivity of the use environment can be monitored by measuring the galvanic current. In designing bridges and houses, the galvanic current is continuously measured using an ACM sensor, and the measurement result is used for calculating the useful life of each part such as a structure.

特開2001−201451号公報JP 2001-201451 A

辻川茂男著、『大気・室内環境での腐食測定に用いるACM型センサ』、腐食センターニュースNo.55(2010年11月発行)、第14頁〜第20頁By Shigeo Kajikawa, “ACM type sensor for corrosion measurement in the atmosphere and indoor environment”, Corrosion Center News No. 55 (issued in November 2010), pp. 14-20

しかしながら、石炭火力発電所や硫黄分を多く含有するガソリンを使用する輸送機器が多量に存在すると、亜硫酸ガス等の大気汚染物質による腐食の影響を無視できなくなる。この場合、特に海岸沿いの塩害の評価と大気汚染物質による腐食の影響評価とを分離したいという要請が存在している。即ち、構造物の耐用年数の評価において、例えば亜硫酸ガスは脱硫設備の設置や低硫黄ガソリンの使用によって軽減できると共に、塩害と亜硫酸ガスの相乗作用は基材物質によって相違するため、塩害による影響のみを評価したいという市場要求が存在している。   However, if there is a large amount of transportation equipment using coal-fired power plants and gasoline containing a large amount of sulfur, the influence of corrosion by air pollutants such as sulfurous acid gas cannot be ignored. In this case, there is a demand to separate the evaluation of salt damage along the coast from the evaluation of the influence of corrosion caused by air pollutants. That is, in evaluating the useful life of structures, for example, sulfurous acid gas can be reduced by installing desulfurization equipment or using low-sulfur gasoline, and the synergistic effect of salt damage and sulfurous acid gas differs depending on the base material, so only the influence of salt damage There is a market demand to evaluate

本発明は上記課題を解決するもので、塩害と亜硫酸ガスの相乗作用を分離して、塩害単体による腐食の影響を評価できるACMセンサの使用方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for using an ACM sensor that can evaluate the influence of corrosion caused by salt damage alone by separating the synergistic action of salt damage and sulfurous acid gas.

本発明のACMセンサの使用方法は、例えば図1に示すような、導電材料からなる基板2と、該基板2の表面に成膜された絶縁膜3と、該絶縁膜3の表面に成膜されると共に、基板2と異なる導電材料からなる導電膜4とからなるACMセンサの使用方法である。そして、本発明のACMセンサの使用方法は、例えば図3に示すように、ACMセンサ1の大気中への暴露に先立って、ACMセンサ1を所定濃度の塩水に浸して、ACMセンサ1の基板2と導電膜4の表面に形成された酸化膜を除去するステップ(S104)と、塩水をACMセンサ1の表面から除去するステップ(S106)とを有することを特徴とする。   The method of using the ACM sensor of the present invention includes a substrate 2 made of a conductive material, an insulating film 3 formed on the surface of the substrate 2, and a film formed on the surface of the insulating film 3, as shown in FIG. In addition, the ACM sensor is composed of a conductive film 4 made of a different conductive material from the substrate 2. Then, the method of using the ACM sensor of the present invention is, for example, as shown in FIG. 3, prior to exposure of the ACM sensor 1 to the atmosphere, the ACM sensor 1 is immersed in salt water of a predetermined concentration, and the substrate of the ACM sensor 1 is used. 2 and a step of removing an oxide film formed on the surface of the conductive film 4 (S104), and a step of removing salt water from the surface of the ACM sensor 1 (S106).

本発明のACMセンサの使用方法において、好ましくは、前記酸化膜除去ステップに先立って、基板2と導電膜4とを導線で短絡するステップ(S102)を有するとよい。基板2と導電膜4とを導線で短絡すると、短絡しない場合と比較して、ACMセンサ1の酸化膜の除去が均一に行える。
本発明のACMセンサの使用方法において、好ましくは、基板2の背面側を防水処理するステップ(S100)と、この防水処理の後に前記酸化膜除去ステップ(S104)を行い、塩水の除去されたACMセンサ1から、前記防水処理された層を取り除くステップ(S108)とを有すると良い。基板2の背面側を保護することで、前処理による基板の損傷が低減されて、腐食電流データの再現性が向上する。
In the method of using the ACM sensor of the present invention, preferably, prior to the oxide film removing step, a step of short-circuiting the substrate 2 and the conductive film 4 with a conductive wire (S102) may be provided. When the substrate 2 and the conductive film 4 are short-circuited with a conductive wire, the oxide film of the ACM sensor 1 can be uniformly removed as compared with the case where the short-circuit is not performed.
In the method of using the ACM sensor of the present invention, preferably, the back side of the substrate 2 is waterproofed (S100), and after the waterproofing, the oxide film removing step (S104) is performed to remove the salt water. It is preferable to include a step (S108) of removing the waterproof layer from the sensor 1. By protecting the back side of the substrate 2, damage to the substrate due to pretreatment is reduced, and the reproducibility of the corrosion current data is improved.

本発明のACMセンサの使用方法において、好ましくは、酸化膜除去ステップでの塩水濃度(Csalt)は、0.1質量%から3質量%の範囲であるとよい。塩水濃度が0.1質量%以下の場合は、塩の濃度が薄いため酸化膜を除去する能力が不足する。塩水濃度が3質量%以上の場合は、塩の濃度が濃くなって酸化膜を除去する能力が過剰となり、塩水浸漬時間が長くなるとACMセンサの表面を浸食するため、浸漬時間の管理を厳格に行う必要が生じて、汎用性を失う。
塩水にACMセンサを浸漬する時間(Tsalt)は、以下の式(1)を満足する範囲であるとよい。
In the method for using the ACM sensor of the present invention, it is preferable that the salt water concentration (Csalt) in the oxide film removal step be in the range of 0.1 mass% to 3 mass%. When the salt water concentration is 0.1% by mass or less, the salt concentration is low and the ability to remove the oxide film is insufficient. When the salt water concentration is 3% by mass or more, the salt concentration becomes high and the ability to remove the oxide film becomes excessive. When the salt water immersion time becomes long, the surface of the ACM sensor is eroded. It becomes necessary to do it and loses versatility.
The time (Tsalt) for immersing the ACM sensor in salt water is preferably in a range satisfying the following formula (1).

式1Formula 1

Csalt [質量%]×Tsalt [分]が1以下の場合は、酸化膜を除去する能力が不足する。Csalt [質量%]×Tsalt [分]が50以上の場合は、酸化膜を除去する能力が過剰となって、ACMセンサの表面を浸食する。   When Csalt [mass%] × Tsalt [min] is 1 or less, the ability to remove the oxide film is insufficient. When Csalt [mass%] × Tsalt [min] is 50 or more, the ability to remove the oxide film becomes excessive and erodes the surface of the ACM sensor.

本発明のACMセンサの使用方法において、好ましくは、酸化膜除去ステップでの塩は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、臭化カルシウム、臭化カリウム、臭化マグネシウム、臭化ナトリウム、の少なくとも一種類を含むとよい。   In the method of using the ACM sensor of the present invention, preferably, the salt in the oxide film removing step is sodium chloride, calcium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, calcium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate, calcium carbonate, carbonic acid. It is good to contain at least 1 sort (s) of potassium, magnesium carbonate, sodium carbonate, calcium bromide, potassium bromide, magnesium bromide, sodium bromide.

本発明のACMセンサでは、塩水を用いて基板と導電膜の表面に形成された酸化膜を除去する前処理を行ってから、ACMセンサを大気中に暴露することで、塩害と亜硫酸ガスの相乗作用を分離して、塩害単体による腐食の影響を評価できる。また、塩水に塩化ナトリウムを含有する塩水を用いると、海水という安価で大量に存在する原料を用いることができる。   In the ACM sensor of the present invention, the pretreatment of removing the oxide film formed on the surface of the substrate and the conductive film using salt water is performed, and then the ACM sensor is exposed to the atmosphere, so that the synergistic effect of salt damage and sulfurous acid gas is obtained. The effect of corrosion due to salt damage alone can be evaluated by separating the effects. In addition, when salt water containing sodium chloride is used as salt water, it is possible to use a raw material that exists in large quantities at low cost, such as seawater.

図1は、ACMセンサの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ACM sensor. 図2は、Feの腐食速度とACMセンサ出力の日平均電気量(Q)の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the corrosion rate of Fe and the daily average electric quantity (Q) of the ACM sensor output. 図3は、ACMセンサの前処理を説明する流れ図である。FIG. 3 is a flowchart for explaining the preprocessing of the ACM sensor. 図4は、ACMセンサの使用状態の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the usage state of the ACM sensor. 図5は、前処理されたACMセンサの出力電流(縦軸)を2日間にわたり計測した結果を示している。FIG. 5 shows the results of measuring the output current (vertical axis) of the preprocessed ACM sensor over two days. 図6は、前処理のないACMセンサの出力電流(縦軸)を2日間にわたり計測した結果を示している。FIG. 6 shows the results of measuring the output current (vertical axis) of the ACM sensor without pretreatment over two days.

以下、図面を用いて本発明を説明する。
図1は、ACMセンサの概略構成図である。
図において、(A)は使用状態を示す平面図、(B)はその中央部の拡大断面図である。すなわち、ACMセンサ1は、鋼基板2の表面に、絶縁膜としての絶縁ペースト3と、導電膜としての導電ペースト4を積層したものである。導線2a、4aは、鋼基板2並びに導電ペースト4と、電流計等の計測機5とを接続する。鋼基板2は、耐蝕性の評価対象となる材料で、導電性を有している。また、絶縁ペースト3は、鋼基板2の表面に成膜されるもので、絶縁材料(例えばアルミナ)からなる。また、導電ペースト4は、絶縁ペースト3の表面に成膜され、鋼基板2と異なる導電材料(例えば、金、銀、銅、アルミニウム等、又はこれらの合金)からなる。鋼基板2の板厚は、例えば1〜2mmとするとよい。絶縁ペースト3の膜厚は、例えば0.02〜0.1mmとし、導電ペースト4の膜厚は、例えば0.01〜0.07mmとするとよい。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ACM sensor.
In the figure, (A) is a plan view showing a use state, and (B) is an enlarged cross-sectional view of a central portion thereof. That is, the ACM sensor 1 is obtained by laminating an insulating paste 3 as an insulating film and a conductive paste 4 as a conductive film on the surface of a steel substrate 2. The conducting wires 2a and 4a connect the steel substrate 2 and the conductive paste 4 to a measuring instrument 5 such as an ammeter. The steel substrate 2 is a material to be evaluated for corrosion resistance and has conductivity. The insulating paste 3 is formed on the surface of the steel substrate 2 and is made of an insulating material (for example, alumina). The conductive paste 4 is formed on the surface of the insulating paste 3 and is made of a conductive material (for example, gold, silver, copper, aluminum, or an alloy thereof) different from the steel substrate 2. The plate | board thickness of the steel substrate 2 is good to set it as 1-2 mm, for example. The film thickness of the insulating paste 3 is preferably 0.02 to 0.1 mm, for example, and the film thickness of the conductive paste 4 is preferably 0.01 to 0.07 mm, for example.

そして、鋼基板2の表面の露出部がセンサのアノード(陽極)となり、導電ペースト4がカソード(陰極)となる。すなわち、センサの置かれた環境が乾燥状態で表面になにも堆積していない時(初期)には、絶縁ペースト3によりアノード(鋼基板2)とカソード(導電ペースト4)が絶縁されているので、その間に電位は発生せず電流は計測されない。また、センサの表面が雨や露により濡れると、アノード、カソード間が導電性液で満たされるので、その間に電流が流れる。更に、海塩等が付着した場合でも、それが堆積すると、絶縁ペースト3による絶縁抵抗が低下するので、同様に電位が発生し電流が流れる。   And the exposed part of the surface of the steel substrate 2 becomes an anode (anode) of the sensor, and the conductive paste 4 becomes a cathode (cathode). That is, when the environment where the sensor is placed is dry and nothing is deposited on the surface (initial stage), the anode (steel substrate 2) and the cathode (conductive paste 4) are insulated by the insulating paste 3. Therefore, no electric potential is generated during that time and no current is measured. Further, when the surface of the sensor gets wet due to rain or dew, a current flows between the anode and the cathode because the space is filled with the conductive liquid. Furthermore, even when sea salt or the like adheres, if it accumulates, the insulation resistance due to the insulating paste 3 decreases, so that a potential is generated and current flows in the same manner.

即ち、ACMセンサによれば、次の項目が測定できる。
(i) ぬれ時間
ACMセンサ出力の大きさは降雨時と結露時とで異なるので、この性質を利用してぬれ時間を知ることができる。
(ii) 海塩付着量
所定の海塩をACMセンサに付着させセンサ出力および相対湿度RHの関係式を示す較正曲線が存在している。そこで、当該較正曲線を用いて、海塩相当付着を推定できる。ここで、較正曲線から求められた式は相対湿度RHの三乗で近似しているので、海塩相当付着を求めるのに相対湿度RHが必要となる。
(iii) 腐食速度
図2は、Feの腐食速度とACMセンサ出力の日平均電気量(Q)の関係を示している。ACMセンサ電流出力と腐食速度(log CR)は直線関係にあるので、日平均電気量(Q)から腐食速度を求めることができる。
That is, according to the ACM sensor, the following items can be measured.
(I) Wetting time Since the magnitude of the ACM sensor output differs between raining and dew condensation, the wetting time can be known using this property.
(Ii) Sea salt adhesion amount There exists a calibration curve in which a predetermined sea salt is adhered to the ACM sensor and a relational expression between the sensor output and the relative humidity RH is shown. Therefore, sea salt equivalent adhesion can be estimated using the calibration curve. Here, since the equation obtained from the calibration curve is approximated by the cube of the relative humidity RH, the relative humidity RH is required to obtain the sea salt equivalent adhesion.
(Iii) Corrosion Rate FIG. 2 shows the relationship between the corrosion rate of Fe and the daily average electric quantity (Q) of the ACM sensor output. Since the ACM sensor current output and the corrosion rate (log CR) have a linear relationship, the corrosion rate can be obtained from the daily average electric quantity (Q).

図3は、ACMセンサの前処理を説明する流れ図である。前処理とは、ACMセンサ1の大気中への暴露に先立つ処理をいう。まず、鋼基板2の背面側を防水処理する(S100)。防水処理は、例えば防水テープを貼付して行なったり、防水性の被膜を形成して行う。また、鋼基板2と導電膜4とを導線2a、4aで短絡する(S102)。続いて、導線2a、4aで短絡されたACMセンサ1を所定濃度の塩水に浸して、ACMセンサ1の鋼基板2と導電膜4の表面に形成された酸化膜を除去する(S104)。例えば塩水として、海水の塩分濃度である3質量%を用いる場合には、浸漬時間を30秒から10分程度にする。あるいは、海水の塩分濃度である3質量%を10倍に希釈した0.3質量%を用いる場合には、浸漬時間を5分から2時間程度にする。塩水の温度は、例えば20℃から30℃の常温とする。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the preprocessing of the ACM sensor. The pretreatment refers to treatment prior to exposure of the ACM sensor 1 to the atmosphere. First, the back side of the steel substrate 2 is waterproofed (S100). The waterproof treatment is performed, for example, by attaching a waterproof tape or forming a waterproof coating. Further, the steel substrate 2 and the conductive film 4 are short-circuited by the conducting wires 2a and 4a (S102). Subsequently, the ACM sensor 1 short-circuited by the conducting wires 2a and 4a is immersed in salt water having a predetermined concentration, and the oxide film formed on the steel substrate 2 and the conductive film 4 of the ACM sensor 1 is removed (S104). For example, when 3% by mass of the salt concentration of seawater is used as the salt water, the immersion time is set to about 30 seconds to 10 minutes. Or when using 0.3 mass% which diluted 10 mass times 3 mass% which is the salt concentration of seawater, immersion time shall be 5 minutes to about 2 hours. The temperature of salt water shall be normal temperature of 20 to 30 degreeC, for example.

ACMセンサの塩水浸漬けが完了したら、塩水をACMセンサ1の表面から除去する(S106)。この除去としては、まず真水で洗浄して塩成分をACMセンサ1の表面から除去し、続いて乾燥する。最後に、塩水の除去されたACMセンサ1から、防水処理された層を取り除く(S108)。この除去は、例えば防水テープが貼付されている場合は、単に剥がせば足りる。また、防水性の被膜が形成されている場合は、機械的手法や化学的手法によって取り除く。このようにして、前処理が完了する。   When the ACM sensor is immersed in salt water, the salt water is removed from the surface of the ACM sensor 1 (S106). For this removal, the salt component is first removed from the surface of the ACM sensor 1 by washing with fresh water and then dried. Finally, the waterproof layer is removed from the ACM sensor 1 from which the salt water has been removed (S108). For this removal, for example, when a waterproof tape is applied, it is sufficient to simply remove it. Further, when a waterproof film is formed, it is removed by a mechanical technique or a chemical technique. In this way, the preprocessing is completed.

図4はACMセンサの使用状態の説明図である。ACMセンサは、前処理が完了した後で、屋内の保護環境に置かれたACMセンサと、屋外の暴露環境に置かれたACMセンサとを並列において、当該設置場所での腐食速度の測定に供せられる。温湿度センサは屋内の保護環境に置かれる。保護環境に置かれたACMセンサは、屋内に設置された基板の腐食速度の計測用である。これに対して、暴露環境に置かれたACMセンサは、屋外に設置された基板の腐食速度の計測用である。ACMセンサは、例えば水平方向の上向きに対して45°の角度の姿勢で取り付けられるように設計された試験用クレームに装着される。   FIG. 4 is an explanatory diagram of the usage state of the ACM sensor. After the pretreatment is completed, the ACM sensor is used to measure the corrosion rate at the installation site in parallel with an ACM sensor placed in an indoor protective environment and an ACM sensor placed in an outdoor exposure environment. It is made. The temperature / humidity sensor is placed in an indoor protective environment. The ACM sensor placed in a protective environment is for measuring the corrosion rate of a substrate installed indoors. On the other hand, an ACM sensor placed in an exposure environment is used for measuring the corrosion rate of a substrate installed outdoors. The ACM sensor is mounted on a test claim that is designed to be mounted, for example, at an angle of 45 ° with respect to the horizontal upward.

この2個対のACMセンサは、一箇月の間暴露される。各ACMセンサと温湿度センサは、データロガーと接続され、一箇月の計測期間中の腐食電流が測定される。一箇月が経過すると、2個対のACMセンサは新品と交換されると共に、計測済みの旧品は写真撮影して表面の腐食状態の画像情報を保全する。一般に気候変動は一年周期で繰り返されるため、少なくとも一年間計測を継続して、当該設置場所での腐食速度を測定して、基板材料の寿命推定に用いる。   The two pairs of ACM sensors are exposed for a month. Each ACM sensor and temperature / humidity sensor are connected to a data logger, and the corrosion current during a measurement period of one month is measured. When one month elapses, two pairs of ACM sensors are replaced with new ones, and the measured old ones are photographed to preserve the image information of the surface corrosion state. In general, since climate change is repeated at a cycle of one year, the measurement is continued for at least one year, and the corrosion rate at the installation site is measured and used to estimate the life of the substrate material.

図5は、前処理されたACMセンサの出力電流(縦軸)を2日間にわたり計測した結果を示した図で、(A)は線形軸、(B)は対数軸を用いている。図中、白丸表示は亜硫酸ガスのない状態、白四角表示は亜硫酸ガスのある状態を示している。前処理は、塩分濃度が3質量%の塩水で10分浸漬して、真水で洗浄してある。ACMセンサの塩付着量は0.7g/mとしている。相対湿度RHは80%である。亜硫酸ガスの濃度は0.1ppmである。 FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring the output current (vertical axis) of the preprocessed ACM sensor over two days, (A) using a linear axis and (B) using a logarithmic axis. In the figure, white circles indicate a state without sulfurous acid gas, and white squares indicate a state with sulfurous acid gas. The pretreatment is performed by immersing in salt water having a salt concentration of 3% by mass for 10 minutes and washing with fresh water. The salt adhesion amount of the ACM sensor is 0.7 g / m 3 . The relative humidity RH is 80%. The concentration of sulfurous acid gas is 0.1 ppm.

ACMセンサの出力電流は、亜硫酸ガスの存在する場合は、暴露開始から3時間程度が経過するまで、徐々に増大して、この後大略4〜6μAの範囲で推移するが、暴露時間の増大と共に徐々に切りあがる傾向が見て取れる。
これに対して、亜硫酸ガスのない状態では、ACMセンサの出力電流は、暴露開始から3時間程度が経過するまで、徐々に増大するが、その値は亜硫酸ガスの存在する場合の1/5〜1/10程度である。そして、亜硫酸ガスのない状態では、ACMセンサに酸化膜が形成されて、ACMセンサの出力電流は徐々に低下して、大略0.02〜0.1μAの範囲で推移する。
In the presence of sulfurous acid gas, the output current of the ACM sensor gradually increases until about 3 hours have elapsed from the start of exposure, and thereafter changes in the range of about 4 to 6 μA. However, as the exposure time increases You can see the tendency to gradually cut.
In contrast, in the absence of sulfurous acid gas, the output current of the ACM sensor gradually increases until about 3 hours have elapsed from the start of exposure, but the value is 1/5 to that in the presence of sulfurous acid gas. It is about 1/10. In the absence of sulfurous acid gas, an oxide film is formed on the ACM sensor, and the output current of the ACM sensor gradually decreases and changes in a range of approximately 0.02 to 0.1 μA.

図6は、前処理のないACMセンサの出力電流(縦軸)を2日間にわたり計測した結果を示した図で、(A)は線形軸、(B)は対数軸を用いている。図中、白黒の丸表示は亜硫酸ガスのない状態、白黒の四角表示は亜硫酸ガスのある状態を示している。なお、白黒の別は、計測が2系列で行われたことに対応している。ACMセンサの塩付着量は0.7g/mとしている。相対湿度RHは80%である。亜硫酸ガスの濃度は0.1ppmである。 FIG. 6 is a diagram showing the results of measuring the output current (vertical axis) of an ACM sensor without pretreatment over two days, where (A) uses a linear axis and (B) uses a logarithmic axis. In the figure, black and white circle display indicates a state without sulfurous acid gas, and black and white square display indicates a state with sulfurous acid gas. The black and white classification corresponds to the fact that the measurement was performed in two series. The salt adhesion amount of the ACM sensor is 0.7 g / m 3 . The relative humidity RH is 80%. The concentration of sulfurous acid gas is 0.1 ppm.

ACMセンサに対して、酸化膜を除去する前処理のない場合は、亜硫酸ガスの影響が酸化膜によって緩和される。そこで、ACMセンサの出力電流は、亜硫酸ガスが存在していても、亜硫酸ガスのない状態と比較して、2〜3場合程度増大する。この差異は対数軸表示では把握できるが、線形軸表示では区別できない。   When there is no pretreatment for removing the oxide film on the ACM sensor, the influence of sulfurous acid gas is mitigated by the oxide film. Therefore, the output current of the ACM sensor is increased by about 2 to 3 cases even in the presence of sulfurous acid gas, compared to the state without sulfurous acid gas. This difference can be grasped by logarithmic axis display, but cannot be distinguished by linear axis display.

このように、ACMセンサに対して、酸化膜を除去する前処理を行うことで、亜硫酸ガスの存在による腐食速度の顕著な増加をACMセンサの出力電流で検知できる。また塩害による腐食速度も計測できる。   Thus, by performing the pretreatment for removing the oxide film on the ACM sensor, a significant increase in the corrosion rate due to the presence of sulfurous acid gas can be detected by the output current of the ACM sensor. The corrosion rate due to salt damage can also be measured.

本願発明のACMセンサの使用方法によれば、特に亜硫酸ガス等の大気汚染物質が併存している海岸沿いの地域でも塩害と大気汚染物質との影響を分離して測定でき、橋梁や住宅などの耐用年数の算定に用いて好適である。   According to the method of using the ACM sensor of the present invention, it is possible to separately measure the influence of salt damage and air pollutants even in coastal areas where air pollutants such as sulfur dioxide coexist, such as bridges and houses. It is suitable for calculating the useful life.

1 ACMセンサ
2 基板(鋼基板)
3 絶縁膜(絶縁ペースト)
4 導電膜(導電ペースト)
2a,4a 導線
5 計測機(データロガー)
1 ACM sensor 2 Substrate (steel substrate)
3 Insulating film (insulating paste)
4 Conductive film (conductive paste)
2a, 4a Conductor 5 Measuring machine (data logger)

Claims (5)

導電材料からなる基板と、該基板の表面に成膜された絶縁膜と、該絶縁膜の表面に成膜されると共に、前記基板と異なる導電材料からなる導電膜とからなるACMセンサの使用方法であって、
前記ACMセンサの大気中への暴露に先立って、
前記ACMセンサを所定濃度の塩水に浸して、前記ACMセンサの前記基板と前記導電膜の表面に形成された酸化膜を除去するステップと、
前記塩水を前記ACMセンサの表面から除去するステップと、
を有することを特徴とするACMセンサの使用方法。
Method of using an ACM sensor comprising a substrate made of a conductive material, an insulating film formed on the surface of the substrate, and a conductive film formed on the surface of the insulating film and made of a conductive material different from the substrate Because
Prior to exposure of the ACM sensor to the atmosphere,
Immersing the ACM sensor in salt water of a predetermined concentration to remove an oxide film formed on the surface of the substrate and the conductive film of the ACM sensor;
Removing the salt water from the surface of the ACM sensor;
A method of using an ACM sensor, comprising:
請求項1に記載のACMセンサの使用方法において、
前記酸化膜除去ステップに先立って、前記基板と前記導電膜とを導線で短絡するステップを有することを特徴とするACMセンサの使用方法。
The method of using the ACM sensor according to claim 1,
A method for using an ACM sensor, comprising: a step of short-circuiting the substrate and the conductive film with a conductive wire prior to the oxide film removing step.
請求項1又は2に記載のACMセンサの使用方法において、
前記基板の背面側を防水処理するステップと、
この防水処理の後に、前記酸化膜除去ステップを行い、
前記塩水の除去された前記ACMセンサから、前記防水処理された層を取り除くステップと、
を有することを特徴とするACMセンサの使用方法。
In the usage method of the ACM sensor of Claim 1 or 2,
Waterproofing the back side of the substrate;
After the waterproof treatment, the oxide film removal step is performed,
Removing the waterproofed layer from the ACM sensor from which the brine has been removed;
A method of using an ACM sensor, comprising:
前記酸化膜除去ステップでの塩水濃度(Csalt)は、0.1質量%から3質量%の範囲であり、
前記塩水に前記ACMセンサを浸漬する時間(Tsalt)は、以下の式(1)を満足する範囲であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のACMセンサの使用方法。

The salt water concentration (Csalt) in the oxide film removal step ranges from 0.1% by mass to 3% by mass,
The method for using the ACM sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein a time (Tsalt) for immersing the ACM sensor in the salt water is in a range satisfying the following expression (1). .

前記酸化膜除去ステップでの塩は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、臭化カルシウム、臭化カリウム、臭化マグネシウム、臭化ナトリウム、の少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のACMセンサの使用方法。
Salts in the oxide film removal step are sodium chloride, calcium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, calcium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate, calcium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, sodium carbonate, calcium bromide, 5. The method for using an ACM sensor according to claim 1, comprising at least one of potassium bromide, magnesium bromide, and sodium bromide.
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