本發(fā)明涉及一種腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)、腐蝕防止系統(tǒng)、腐蝕環(huán)境診斷方法以及腐蝕防止方法。
背景技術(shù):
例如,設(shè)置多個(gè)電子裝置的數(shù)據(jù)中心(其他的電話基站、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的控制裝置機(jī)械室等)擔(dān)負(fù)有作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的作用。并且,由于全球化,為了在沒(méi)有實(shí)績(jī)的國(guó)家/地域穩(wěn)定運(yùn)行裝置,要求在短時(shí)間內(nèi)診斷裝置設(shè)置環(huán)境的腐蝕性。在其中的新興國(guó)家中,由于位于低緯度,因此推定在相對(duì)濕度高的基礎(chǔ)上腐蝕性氣體多發(fā)。如ashrae報(bào)告所示,在數(shù)據(jù)中心中,由于腐蝕性氣體內(nèi)的還原性硫(例如,硫化氫)造成芯片部件(在表面安裝的小型電阻、電容、熱敏電阻等)的電極材料腐蝕的故障多發(fā)。
為了抑制這樣的電子部件的腐蝕損傷,期望能夠診斷設(shè)置環(huán)境的腐蝕性,并在因電子部件的腐蝕而發(fā)生故障前,改善空調(diào)機(jī)設(shè)備,以便更換該電子部件。
作為診斷設(shè)置環(huán)境的腐蝕性的方法,在非專利文獻(xiàn)1的ashrae中,采用了測(cè)定銀或銅的腐蝕厚度,并根據(jù)腐蝕厚度和暴露期間求出平均腐蝕進(jìn)展度,從求出的平均腐蝕進(jìn)展度推定將來(lái)的腐蝕量來(lái)診斷環(huán)境的腐蝕性的方法。關(guān)于銀或銅的腐蝕厚度,提出了使用暴露1個(gè)月的金屬試驗(yàn)片的方法、使用將銀或銅作為對(duì)象的qcm傳感器(quartzcrystalmicrobalancesensor,石英晶體微天平傳感器)或電阻式傳感器來(lái)高精度地連續(xù)測(cè)定的方法。此外,在ashrae(非專利文獻(xiàn)1)中,作為環(huán)境診斷基準(zhǔn)采用了與電子裝置故障相關(guān)的銀的腐蝕厚度。
以暴露1個(gè)月的銀的腐蝕厚度來(lái)診斷環(huán)境的方法,除了ashrae以外,在非專利文獻(xiàn)2的ansi/isa71.04中也被采用。
另一方面,在非專利文獻(xiàn)3的iso-11844-1中,以暴露一年的銀等的腐蝕厚度來(lái)診斷環(huán)境。在大多的環(huán)境中,由于具有季節(jié)變動(dòng),因此優(yōu)選通過(guò)一年的腐蝕厚度來(lái)診斷環(huán)境。
關(guān)于銅的腐蝕厚度,如專利文獻(xiàn)1以及2所記載的那樣,具有將作為腐蝕因子的溫度、濕度以及腐蝕性氣體的影響定式化來(lái)預(yù)測(cè)銅的腐蝕厚度的方法。
另外,關(guān)于銀的腐蝕厚度,本發(fā)明人等如專利文獻(xiàn)3所記載的那樣,具有添加季節(jié)變動(dòng),并將作為腐蝕因子的溫度、濕度以及腐蝕性氣體的影響定式化來(lái)預(yù)測(cè)銀的腐蝕厚度的方法。溫度、濕度以及腐蝕性氣體根據(jù)暴露試驗(yàn)片的季節(jié)的不同而發(fā)生大的變動(dòng),并且也根據(jù)電子裝置的運(yùn)行狀態(tài)的不同而發(fā)生變動(dòng)。因此,在專利文獻(xiàn)3中,公開(kāi)了考慮了溫度以及濕度的變動(dòng)的高精度預(yù)測(cè)一年的銀的腐蝕厚度的方法(將腐蝕性氣體即還原性硫假設(shè)為一定濃度)。
另一方面,如非專利文獻(xiàn)4所記載的那樣,沒(méi)有明確解釋清楚銀的腐蝕的相對(duì)濕度依存性。
本發(fā)明者在非專利文獻(xiàn)5中,提出了由包含硫化氫和二氧化氮的大氣導(dǎo)致的銀的腐蝕的機(jī)械裝置及其腐蝕預(yù)測(cè)方法。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-189356號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2011-58907號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2010-38838號(hào)公報(bào)
非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)1:ashraetc9.9,“2011gaseousandparticulatecontaminationguidelinesfordatacenters”
非專利文獻(xiàn)2:ansi/isa71.04-2013,environmentalconditionsforprocessmeasurementandcontrolsystems:airbornecontaminantsresearchtrianglepark:internationalsocietyforautomation.
非專利文獻(xiàn)3:iso11844-1,2006,corrosionofmetalsandalloys-classificationoflowcorrosivityindooratmospheres-part1:determinationandestimationofindoorcorrosivity.geneve,suisse:internationalorganizationofstandardization.
非專利文獻(xiàn)4:craighillman:silverandsulfur:casestudies,physics,andpossiblesolusions,smtainternationalconference2007proceedings
非專利文獻(xiàn)5:南谷:銀の大気腐食メカニズムの解明と腐食予測(cè)方法の提案:材料と環(huán)境2014講演予稿集、pp.345-348、2014年4月30日発行
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
如果能夠考慮溫度以及濕度的變動(dòng)(假定腐蝕性氣體即還原性硫?yàn)楣潭舛?來(lái)高精度地預(yù)測(cè)一年銀的腐蝕厚度,則能夠根據(jù)該一年的銀的腐蝕厚度診斷裝置的設(shè)置環(huán)境的腐蝕性。
在專利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的設(shè)置環(huán)境的腐蝕性診斷方法中,采用了銀的腐蝕依存于腐蝕性氣體、溫度以及相對(duì)濕度的預(yù)測(cè)式。在這里,在各種設(shè)置環(huán)境中評(píng)價(jià)環(huán)境的腐蝕性時(shí),得到預(yù)測(cè)式與實(shí)測(cè)值不一致的結(jié)果。即,獲得了銀的腐蝕不依存于相對(duì)濕度的實(shí)測(cè)結(jié)果,因此無(wú)法采用上述預(yù)測(cè)式。在上述預(yù)測(cè)式中,具有在所有電子裝置的設(shè)置環(huán)境中均無(wú)法預(yù)測(cè)銀的腐蝕厚度這樣的課題。
另外,在非專利文獻(xiàn)4中,表示了銀的腐蝕依存于相對(duì)濕度的結(jié)果和不依存于相對(duì)濕度的結(jié)果。在該文獻(xiàn)中,具有影響銀的腐蝕厚度的相對(duì)濕度的依存性不明確這樣的課題。
非專利文獻(xiàn)5只停留在由包含硫化氫和二氧化氮等的大氣導(dǎo)致的銀的腐蝕的機(jī)理及其腐蝕預(yù)測(cè)方法的提案,而沒(méi)有明確具體通過(guò)什么樣的構(gòu)成來(lái)推定將來(lái)的腐蝕厚度。
本發(fā)明的目的在于,根據(jù)基于包含腐蝕性氣體的大氣的腐蝕機(jī)理,高精度地推定將來(lái)的腐蝕厚度。
用于解決課題的手段
本發(fā)明包含多個(gè)解決上述課題的手段,作為其中一個(gè)例子,腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)具備:環(huán)境測(cè)定裝置,其包含測(cè)定設(shè)置了作為診斷對(duì)象的電子部件或具有該電子部件的電子裝置的室內(nèi)溫度的溫度傳感器、測(cè)定室內(nèi)或電子裝置內(nèi)的相對(duì)濕度的濕度傳感器、測(cè)定診斷對(duì)象的腐蝕厚度的腐蝕傳感器、蓄積了包含由溫度傳感器以及濕度傳感器測(cè)定出的溫度以及相對(duì)濕度的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)以及包含由腐蝕傳感器測(cè)定出的腐蝕厚度的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù);外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù),其記錄了包含外部大氣的過(guò)去溫度以及濕度的外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù);以及診斷處理裝置,其能夠接收外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)以及環(huán)境測(cè)定裝置的數(shù)據(jù),診斷處理裝置基于室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)、腐蝕厚度數(shù)據(jù)、以及外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)決定與腐蝕厚度和相對(duì)濕度之間關(guān)系相對(duì)應(yīng)的腐蝕機(jī)理,并推定診斷對(duì)象的將來(lái)腐蝕厚度。
發(fā)明的效果
通過(guò)本發(fā)明,能夠根據(jù)基于包含腐蝕性氣體的大氣的腐蝕機(jī)理,高精度地推定將來(lái)的腐蝕厚度。
附圖說(shuō)明
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示實(shí)施例的腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)中的處理工序的流程圖。
圖3是表示圖1的環(huán)境分類部30中的處理工序的流程圖。
圖4是分類表示h2s-no2體系中的銀的腐蝕機(jī)理的概念圖。
圖5是表示圖1的環(huán)境推定部32中的處理工序的流程圖。
圖6是表示圖1的損失推定部34中的腐蝕厚度推定的處理工序的流程圖。
圖7是表示圖1的環(huán)境分類部30中的處理工序的另一例子的流程圖。
圖8a是表示在硫化氫多的條件下且腐蝕速度依賴于相對(duì)濕度的情況下的每個(gè)經(jīng)時(shí)變化的圖表。
圖8b是表示在硫化氫少的條件下且腐蝕速度不依賴于相對(duì)濕度的情況下的每個(gè)經(jīng)時(shí)變化的圖表。
圖9是表示圖6的變形實(shí)施例的流程圖。
圖10是表示與具有各種環(huán)境的設(shè)施相對(duì)應(yīng)的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示與圖10的污水處理廠相對(duì)應(yīng)的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)的例子的圖表。
圖12是表示與圖10的地?zé)岚l(fā)電廠相對(duì)應(yīng)的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)的例子的圖表。
圖13表示與圖10的煉鐵廠相對(duì)應(yīng)的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。
圖14是表示本發(fā)明的防腐蝕方法的流程圖。
圖15是表示h2s-no2體系中的銀的腐蝕厚度的經(jīng)時(shí)變化的例子的圖表。
圖16是表示僅基于溫度控制的防止腐蝕的可能性的圖表。
圖17是表示控制了溫度和濕度時(shí)的防止腐蝕的可能性的圖表。
圖18是表示在腐蝕性氣體的發(fā)生部位為已知時(shí)的診斷對(duì)象即電子部件以及腐蝕性氣體傳感器的配置的平面圖。
圖19是表示在腐蝕性氣體的發(fā)生部位為已知時(shí)的腐蝕環(huán)境診斷的處理工序的流程圖。
圖20是表示腐蝕性氣體的發(fā)生部位為未知時(shí)的診斷對(duì)象即電子部件以及腐蝕性氣體傳感器的配置的平面圖。
圖21是表示腐蝕性氣體的發(fā)生部位為未知時(shí)的腐蝕環(huán)境診斷的處理工序的流程圖。
圖22是表示相對(duì)濕度的經(jīng)時(shí)變化的例子的圖表。
圖23是表示在硫化氫多的條件下夏季的腐蝕厚度的預(yù)測(cè)與實(shí)際之間的差異的圖表。
圖24是表示在硫化氫少的條件下夏季的腐蝕厚度的預(yù)測(cè)與實(shí)際之間的差異的圖表。
圖25是表示在硫化氫少的條件下冬季的腐蝕厚度的預(yù)測(cè)與實(shí)際之間的差異的圖表。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及一種以屋內(nèi)環(huán)境主要以設(shè)置了電氣電子裝置的環(huán)境為對(duì)象,通過(guò)測(cè)定存在于該設(shè)置環(huán)境中的腐蝕性氣體所造成的腐蝕程度,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高精度地評(píng)價(jià)對(duì)于該設(shè)置環(huán)境的電氣電子裝置的腐蝕性的腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)。
以下,使用附圖來(lái)說(shuō)明實(shí)施例。
實(shí)施例1
圖1是腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)圖。
腐蝕診斷系統(tǒng)1由環(huán)境測(cè)定裝置2、診斷處理裝置4、外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)6、以及診斷結(jié)果輸出裝置8而構(gòu)成。
環(huán)境測(cè)定裝置2設(shè)置在電子裝置3內(nèi),或設(shè)置在與電子裝置3內(nèi)相同的環(huán)境的室內(nèi),在電子裝置3內(nèi)設(shè)置了作為診斷對(duì)象的電子部件。此外,“室內(nèi)”是指設(shè)置了電子裝置3的房間的內(nèi)部。
以下作為例子,說(shuō)明環(huán)境測(cè)定裝置2設(shè)置在電子裝置3內(nèi),并在電子裝置3內(nèi)設(shè)置了作為診斷對(duì)象的電子部件的情況。
環(huán)境測(cè)定裝置2具備測(cè)定電子裝置3內(nèi)的溫度(以下稱為“內(nèi)部溫度”)的溫度傳感器12、測(cè)定電子裝置3內(nèi)的相對(duì)濕度(以下稱為“內(nèi)部相對(duì)濕度”)的濕度傳感器14、測(cè)定電子裝置3內(nèi)的腐蝕性氣體濃度(以下稱為“內(nèi)部氣體濃度”)的氣體傳感器16、測(cè)定電子裝置3內(nèi)的金屬的腐蝕厚度的腐蝕傳感器18、以及記錄各傳感器的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)22。溫度傳感器12、濕度傳感器14以及氣體傳感器16構(gòu)成為,以固定間隔測(cè)定內(nèi)部溫度、內(nèi)部相對(duì)濕度以及內(nèi)部氣體濃度,并向數(shù)據(jù)庫(kù)22發(fā)送數(shù)據(jù)。
在這里,能夠使用定電位電解式傳感器、半導(dǎo)體氣體傳感器、電化學(xué)式氣體傳感器等,作為檢測(cè)硫化氫的氣體傳感器16。另外,能夠使用電化學(xué)式氣體傳感器等,作為檢測(cè)二氧化氮的氣體傳感器16。
對(duì)于腐蝕傳感器18,優(yōu)選電阻式傳感器、石英晶體微天平傳感器等具有納米以下分解能力的高精度腐蝕傳感器。例如,電阻式腐蝕傳感器構(gòu)成為,在通過(guò)腐蝕使基板上腐蝕測(cè)定用電極的截面積減少時(shí),利用電阻增加這一情況,以固定間隔測(cè)定腐蝕厚度并向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送數(shù)據(jù)。另外,石英晶體微天平傳感器構(gòu)成為,在通過(guò)腐蝕使基板上腐蝕測(cè)定用電極的重量增加時(shí),利用共振頻率降低這一情況,以固定間隔測(cè)定腐蝕厚度并向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送數(shù)據(jù)。在這里舉例說(shuō)明的腐蝕傳感器還優(yōu)選能夠連續(xù)測(cè)定。
環(huán)境測(cè)定裝置2的測(cè)定結(jié)果通過(guò)診斷處理裝置4來(lái)處理。診斷處理裝置4被安裝到未圖示的其他電子裝置或個(gè)人電腦等的信息處理終端。
在外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)6中,保存了包含設(shè)置了電子裝置3的建筑物的外部即外部大氣的溫度(以下稱為“外部溫度”)的履歷(歷史記錄)以及電子裝置3的外部的絕對(duì)濕度(以下稱為“外部絕對(duì)濕度”)或相對(duì)濕度(以下稱為“外部相對(duì)濕度”)的履歷的數(shù)據(jù)。作為溫度數(shù)據(jù),優(yōu)選不僅保存外部溫度以及內(nèi)部溫度,還保存電子裝置3的外部(室內(nèi))的溫度。此外,也可以在外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)6中,利用在由氣象局公布的氣象統(tǒng)計(jì)信息中的與電子裝置3最接近的測(cè)定點(diǎn)的信息。
如圖1所示,診斷處理裝置4由環(huán)境分類部30、環(huán)境推定部32、損失推定部34、以及環(huán)境診斷部36構(gòu)成。環(huán)境分類部30構(gòu)成為,根據(jù)環(huán)境測(cè)定裝置2的氣體傳感器16的測(cè)定結(jié)果來(lái)決定在電子裝置3的設(shè)置環(huán)境中發(fā)生的腐蝕機(jī)理,并向環(huán)境推定部32輸出分類而得的腐蝕機(jī)理。環(huán)境推定部32構(gòu)成為,根據(jù)環(huán)境測(cè)定裝置2的測(cè)定結(jié)果以及外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)6的數(shù)據(jù),推定內(nèi)部溫度以及電子裝置3的內(nèi)部相對(duì)濕度,并向損失推定部34輸出推定結(jié)果。損失推定部34構(gòu)成為,基于環(huán)境推定部32的推定結(jié)果來(lái)推定將來(lái)的腐蝕厚度,并向環(huán)境診斷部36輸出推定結(jié)果。環(huán)境診斷部36構(gòu)成為,基于由環(huán)境分類部30分類而得的腐蝕機(jī)理以及損失推定部34的推定結(jié)果來(lái)診斷環(huán)境的腐蝕性,并向診斷結(jié)果輸出裝置8輸出診斷結(jié)果。診斷結(jié)果輸出裝置8構(gòu)成為,向未圖示的信息處理終端的顯示畫面輸出診斷結(jié)果。
參照?qǐng)D2來(lái)說(shuō)明這樣構(gòu)成的腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)1的動(dòng)作。
圖2是腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)1的處理流程。
在本圖中,首先,通過(guò)在環(huán)境測(cè)定裝置2中設(shè)置的溫度傳感器12、濕度傳感器14、氣體傳感器16以及腐蝕傳感器18來(lái)測(cè)定電子裝置3內(nèi)的環(huán)境(s1)。接著,通過(guò)診斷處理裝置4的環(huán)境分類部30來(lái)決定腐蝕機(jī)理(s2)。接著,通過(guò)診斷處理裝置4的環(huán)境推定部32來(lái)推定內(nèi)部溫度以及內(nèi)部相對(duì)濕度(s3)。接著,通過(guò)診斷處理裝置4的損失推定部34來(lái)推定腐蝕厚度(s4)。接著,通過(guò)診斷處理裝置4的腐蝕診斷部36來(lái)診斷腐蝕壽命(s5)。最后,通過(guò)診斷結(jié)果輸出裝置8輸出結(jié)果(s6)。
步驟1(s1)中的測(cè)定期間優(yōu)選設(shè)為1至3個(gè)月。在高精度測(cè)定的情況下,優(yōu)選3個(gè)月以上。在簡(jiǎn)易測(cè)定的情況下,也可以是1周左右。測(cè)定期間優(yōu)選對(duì)腐蝕損傷影響大的相對(duì)濕度高的時(shí)期。超過(guò)預(yù)定的測(cè)定期間測(cè)定出的數(shù)據(jù)依次累計(jì)到數(shù)據(jù)庫(kù)22。例如在測(cè)定超過(guò)3個(gè)月時(shí),由于其超出部分的測(cè)定數(shù)據(jù)也通過(guò)診斷處理裝置4來(lái)處理,因此能夠期待診斷結(jié)果的精度提高。
在這里作為一個(gè)例子,采用銀作為腐蝕傳感器的電極材料來(lái)推定腐蝕厚度。其理由是,銀比銅容易腐蝕,因此能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行腐蝕。另外,作為其他理由是由于,在數(shù)據(jù)中心中,因還原性硫(例如硫化氫)的存在而導(dǎo)致發(fā)生芯片(電極頭)部件(安裝到表面的小型電阻、電容、熱敏電阻等)的電極材料的腐蝕產(chǎn)生障礙,數(shù)據(jù)中心中的腐蝕障礙的發(fā)生與銀的腐蝕厚度之間具有相關(guān)關(guān)系,在ashrae中采用銀的腐蝕厚度作為診斷基準(zhǔn)。此外,在ashrae中也報(bào)告了不太能夠識(shí)別出腐蝕障礙的發(fā)生與銅的腐蝕厚度之間具有相關(guān)關(guān)系。
參照?qǐng)D3來(lái)說(shuō)明步驟2(s2)。
圖3是診斷處理裝置4的環(huán)境分類部30的處理工序。
首先,在通過(guò)氣體傳感器16測(cè)定了硫化氫濃度[h2s]以及二氧化氮濃度[no2]時(shí),根據(jù)測(cè)定出的硫化氫濃度和二氧化氮濃度之間的比例來(lái)決定腐蝕機(jī)理,并且計(jì)算基于腐蝕機(jī)理的腐蝕速度。
本發(fā)明人看出了銀的腐蝕機(jī)理依賴于硫化氫濃度與二氧化氮濃度之間的比例,影響到腐蝕的相對(duì)濕度的依賴性因該比例的不同而變化的情況,將每個(gè)腐蝕機(jī)理的腐蝕速度定式化(非專利文獻(xiàn)5)。關(guān)于硫化氫濃度和二氧化氮濃度之間的比例,根據(jù)情況分為(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2的情況、(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況、以及(3)硫化氫濃度不到二氧化氮濃度的1/2的情況。以下,結(jié)合圖4進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖4除了分為上述情況以外,還圖示了腐蝕機(jī)理。
(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2的情況(2[h2s]>[no2])
硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2時(shí)的腐蝕機(jī)理是,基于通過(guò)一部分硫化氫與全部的二氧化氮之間的化學(xué)反應(yīng)而生成的硫氣體的不依賴于相對(duì)濕度的腐蝕、以及基于剩余的腐蝕性高的硫化氫的依賴于相對(duì)濕度的腐蝕重疊而成的腐蝕反應(yīng)。
硫化氫在金屬表面所形成的水膜中溶解來(lái)解離hs-。并且,hs-吸附在銀表面,并與陽(yáng)極溶解的ag+結(jié)合而生成ag2s。陰極反應(yīng)是溶解氧的還原反應(yīng)(1/202+h2o+2e-=2oh-),或者通過(guò)no2氣體的溶解而生成的no3-的還原反應(yīng)(no3-+4h++3e-=no+h2o)。因此,在形成水膜的高濕度環(huán)境中,在水膜中溶解的剩余硫化氫的電化學(xué)反應(yīng)依存于相對(duì)濕度。因此,對(duì)于全部的腐蝕,基于剩余硫化氫的依賴于相對(duì)濕度的反應(yīng)是支配性的,其腐蝕速度依存于相對(duì)濕度。
(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況(2[h2s]=[no2])
硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2時(shí)的腐蝕機(jī)理是,基于全部硫化氫與全部二氧化氮之間的化學(xué)反應(yīng)而生成的硫氣體的腐蝕為主體,其腐蝕速度不依存于相對(duì)濕度。
(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況(2[h2s]<[no2])
硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2時(shí)的腐蝕機(jī)理是,基于全部硫化氫與一部分二氧化氮之間的化學(xué)反應(yīng)(8h2s+16no2=s8+16hno2)生成的硫氣體的腐蝕為主體?;谏傻牧驓怏ws8的銀的腐蝕(16ag+s8=8ag2s)不依存于相對(duì)濕度,硫氣體s8與相同濃度的h2s相比對(duì)銀的腐蝕性強(qiáng)。除此之外,基于剩余的二氧化氮的化學(xué)反應(yīng)的腐蝕并行進(jìn)行。在形成水膜的高濕度環(huán)境中,在水膜中溶解的二氧化氮的電化學(xué)反應(yīng)依存于相對(duì)濕度,但是與基于硫化氫或硫氣體的腐蝕反應(yīng)相比腐蝕性顯著減弱。因此,全體腐蝕以基于硫氣體的腐蝕為主體,其腐蝕速度不依存于相對(duì)濕度。
如上所述,在診斷處理裝置4的環(huán)境分類部30的處理工序中,針對(duì)硫化氫濃度和二氧化氮濃度之間的比例,將情況分為(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2的情況、(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況、以及(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況,來(lái)決定各情況的腐蝕機(jī)理。此外,由于存在于大氣中的so2不對(duì)銀的腐蝕造成影響,因此在這里排除。
參照?qǐng)D5來(lái)說(shuō)明步驟3(s3)。
圖5表示診斷處理裝置4的環(huán)境推定部32的處理工序。
在本圖中,作為環(huán)境推定部32的輸入信息,具有來(lái)自溫度傳感器12、濕度傳感器14以及外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)6的數(shù)據(jù)。
首先,對(duì)于溫度,計(jì)算內(nèi)部溫度和外部溫度之間的溫度差δt。溫度差δt例如根據(jù)1~3個(gè)月中的內(nèi)部溫度和外部溫度之間的溫度差δt的平均值而求出。并且,通過(guò)離散傅里葉解析而提取內(nèi)部溫度的頻率特性。內(nèi)部溫度受到因外部溫度和電子裝置運(yùn)行導(dǎo)致的發(fā)熱的影響。例如每日運(yùn)行/停止的電子裝置3的內(nèi)部溫度,隨著外部溫度的變動(dòng),通過(guò)運(yùn)行/停止而具有一日周期的特征。另外,在平日進(jìn)行運(yùn)行/停止,在周末停止的電子裝置3中,具有一日周期的特征并且具有一周時(shí)間周期的特征。通常,電子裝置3具有超過(guò)一周時(shí)間周期的特征的情況較少,但是通過(guò)傅里葉解析也能夠取得任意周期的頻率特性。
在相比于外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)6中保存所求出的頻率特性的測(cè)定期間而過(guò)去的外部溫度中,添加上述求出的溫度差δt和頻率特性,由此能夠推定將來(lái)的內(nèi)部溫度。
接著,說(shuō)明內(nèi)部相對(duì)濕度的推定。
電子裝置3的外部水分(絕對(duì)濕度)直接移動(dòng)到電子裝置3的內(nèi)部,所以外部絕對(duì)濕度與內(nèi)部絕對(duì)濕度基本一致。因此,如果能夠比較從外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的外部絕對(duì)濕度與使用測(cè)定出的內(nèi)部溫度和內(nèi)部相對(duì)濕度計(jì)算出的內(nèi)部絕對(duì)濕度并確認(rèn)為相同,則能夠根據(jù)過(guò)去的外部絕對(duì)濕度,使用絕對(duì)濕度-溫度-相對(duì)濕度的換算式(例如,d.sonntag,z.meteorol.70,340,1990)來(lái)推定將來(lái)的內(nèi)部相對(duì)濕度。
如上所述,在環(huán)境測(cè)定部32中,能夠求出與測(cè)定期間同時(shí)期的外部溫度以及外部絕對(duì)濕度與內(nèi)部溫度以及內(nèi)部相對(duì)濕度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并基于該對(duì)應(yīng)關(guān)系和過(guò)去的外部溫度以及外部絕對(duì)濕度來(lái)推定將來(lái)的內(nèi)部溫度以及內(nèi)部相對(duì)濕度。
參照?qǐng)D6來(lái)說(shuō)明步驟4(s4)的損失推定部34的腐蝕相關(guān)的處理。
圖6表示損失推定部34的處理工序。在損失推定部34中,輸入由步驟1(s1)測(cè)定出的腐蝕厚度、由步驟2(s2)決定的腐蝕機(jī)理、以及由步驟3(s3)推定出的內(nèi)部溫度以及內(nèi)部相對(duì)濕度。
接著,求出內(nèi)部溫度以及內(nèi)部相對(duì)濕度與腐蝕厚度之間的相關(guān)關(guān)系。在步驟2(s2)中,針對(duì)硫化氫濃度和二氧化氮濃度的比例,將情況分為(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2的情況、(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況、以及(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況來(lái)決定各情況的腐蝕機(jī)理。表示對(duì)于h2s-no2體系的銀的腐蝕機(jī)理統(tǒng)計(jì)后的結(jié)果。
(a)h2s通過(guò)no2氧化來(lái)生成s8。銀通過(guò)s8生成硫化銀?;趕8的硫化反應(yīng)不依存于相對(duì)濕度。
(b)在h2s濃度相比no2濃度高于1/2時(shí),no2在化學(xué)反應(yīng)中全部被消耗,h2s剩余。另一方面,在h2s濃度高于1/2時(shí),no2剩余。
(c)剩余的h2s或no2依存于相對(duì)濕度而溶解到在銀表面所形成的水膜中。溶解后的h2s或no2有助于進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)來(lái)促進(jìn)銀的腐蝕。
(d)so2對(duì)銀的腐蝕不造成影響。
本發(fā)明人基于在這里觀察到的腐蝕機(jī)理,通過(guò)以下所示的實(shí)驗(yàn)式來(lái)使得與各腐蝕機(jī)理相對(duì)的腐蝕速度定式化。
(1)在硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2時(shí),作為腐蝕厚度x(nm),如下述式(1)所示。
x={a[h2s]chem+b[h2s]e-chemn·exp(c·rh)·exp(-e/rt)}·t…(1)
在這里,a、b以及c表示系數(shù),n表示指數(shù),[h2s]chem表示與no2反應(yīng)的h2s濃度,[h2s]e-chem表示剩余的h2s濃度,t表示溫度,rh表示相對(duì)濕度,e表示活化能,r表示氣體常數(shù),t表示時(shí)間。
接著,探討腐蝕厚度(nm)的近似表達(dá)式。
因?yàn)殂y的腐蝕厚度x與時(shí)間成比例,所以通過(guò)下述式(2)給出腐蝕傳感器18的測(cè)定期間tcs中的腐蝕厚度xcs,作為單位時(shí)間tut的腐蝕厚度xut的累計(jì)值。
xcs=∑xut=a[h2s]chem∑{tut}+b[h2s]e-chemn·∑{exp(c·rh)·exp(-e/rt)·tut}…(2)
在這里,通過(guò)環(huán)境推定部32來(lái)推定溫度以及相對(duì)濕度,因此,設(shè)想為上述式(2)的b[h2s]e-chemn·∑{exp(c·rh)·exp(-e/rt)·tut}的項(xiàng)包含偏差。因此,系數(shù)b[h2s]e-chemn也可以不使用確定值,而使用下述式(3)所示的環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)推定。
b[h2s]e-chemn=〔xcs-a[h2s]chem∑{tut}〕/∑{exp(c·rh)·exp(-e/rt)·tut}…(3)
這樣,腐蝕性氣體系數(shù)b[h2s]e-chemn是針對(duì)每個(gè)設(shè)置環(huán)境而固有的值,并能夠通過(guò)在上述式(3)中代入所測(cè)定出的內(nèi)部溫度、內(nèi)部相對(duì)濕度、腐蝕厚度以及測(cè)定期間來(lái)決定。
上述式(1)也能夠簡(jiǎn)單地通過(guò)下述式(4)來(lái)表示。
x=b′[h2s]·exp(c′·rh)·exp(-e/rt)·t…(4)
這里,b′以及c′為系數(shù)。在溫度t、相對(duì)濕度rh的環(huán)境下,通過(guò)下述式(5)給出環(huán)境測(cè)定裝置2的各傳感器的測(cè)定單位時(shí)間tut中的腐蝕厚度xut。
xut=b′[h2s]·exp(c′·rh)·exp(-e/rt)·tut…(5)
因?yàn)殂y的腐蝕厚度x與時(shí)間成比例,所以在下述式(6)中給出腐蝕傳感器18的測(cè)定期間tcs中的腐蝕厚度xcs,作為單位時(shí)間tut的腐蝕量的累計(jì)值。
xcs=∑xut=b′[h2s]·∑{exp(c′·rh)·exp(-e/rt)·tut}…(6)
此外,根據(jù)上述式(6),作為下述式(7)給出b′[h2s]。
b′[h2s]=xcs/∑{exp(c′·rh)·exp(-e/rt)·tut}…(7)
這樣,腐蝕性氣體系數(shù)b′[h2s]是針對(duì)每個(gè)設(shè)置環(huán)境而固有的值,并能夠通過(guò)在上述式(5)中代入所測(cè)定出的內(nèi)部溫度、內(nèi)部相對(duì)濕度、腐蝕厚度以及測(cè)定期間來(lái)決定。
在實(shí)際使用計(jì)算機(jī)來(lái)推定時(shí),也可以采用設(shè)定腐蝕性氣體系數(shù)的方法,以使得預(yù)先假設(shè)臨時(shí)的腐蝕性氣體系數(shù)來(lái)推定出的累計(jì)腐蝕厚度、與腐蝕傳感器18的測(cè)定期間tcs的腐蝕厚度xcs相等。這里,雖然沒(méi)有考慮腐蝕性氣體系數(shù)的季節(jié)變動(dòng),但是如果在某個(gè)固定期間進(jìn)行測(cè)定并考慮腐蝕性氣體系數(shù)的季節(jié)變動(dòng),則能夠進(jìn)行更高精度的推定。能夠通過(guò)將決定出的腐蝕性氣體系數(shù)和由步驟3(s3)推定出的內(nèi)部溫度以及內(nèi)部相對(duì)濕度的值代入到上述式(2)或(6),來(lái)推定累計(jì)腐蝕厚度。
(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況,以及(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況。
硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2時(shí)以及不足1/2時(shí)的腐蝕機(jī)理是,以全部的硫化氫和全部的二氧化氮之間的化學(xué)反應(yīng)而生成的硫氣體的腐蝕為主體,其腐蝕速度不依存于相對(duì)濕度。表示了下述式(8)來(lái)作為腐蝕厚度x(nm)。
x=d[h2s]chem·t…(8)
這里,d表示系數(shù),[h2s]chem表示與no2反應(yīng)的h2s濃度。腐蝕厚度沒(méi)有相對(duì)濕度的依存性,溫度的依存性也小而能夠無(wú)視。因?yàn)殂y的腐蝕厚度x與時(shí)間成比例,所以在下述式(9)中給出了腐蝕傳感器18的測(cè)定期間tcs的腐蝕厚度xcs。
xcs=d[h2s]chem·tut…(9)
此外,根據(jù)上述式(9),作為下述式(10)給出d[h2s]chem。
d[h2s]chem=xcs/tut(10)
這樣,腐蝕性氣體系數(shù)d[h2s]chem是針對(duì)每個(gè)電子裝置的設(shè)置環(huán)境而固有的值,并能夠在上述式(9)中代入測(cè)定出的腐蝕厚度以及測(cè)定期間來(lái)決定。
在步驟5(s5)中,在腐蝕診斷部36中輸入由步驟4(s4)推定出的腐蝕厚度與保存于腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)40的腐蝕允許值之間的比。腐蝕診斷部36由此開(kāi)始求出腐蝕累計(jì)損失率,并將腐蝕累計(jì)損失率達(dá)到1的時(shí)刻作為腐蝕壽命來(lái)求出。在腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)40中沒(méi)有腐蝕允許值時(shí),例如,也能夠基于iso11844-1所示的金屬的腐蝕量,將該環(huán)境的腐蝕性進(jìn)行分類,并進(jìn)行診斷。
實(shí)施例2
參照?qǐng)D7來(lái)說(shuō)明實(shí)施例2的腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)1的步驟2(s2)“通過(guò)環(huán)境分類部30的腐蝕機(jī)理的決定”。
圖7是診斷處理裝置4的環(huán)境分類部30的處理工序。
在實(shí)施例1中,通過(guò)氣體傳感器16來(lái)測(cè)定硫化氫濃度以及二氧化氮濃度,決定出依存于硫化氫濃度和二氧化氮濃度之間的比例的腐蝕機(jī)理,并且求出基于腐蝕機(jī)理的腐蝕速度。
對(duì)此,在本實(shí)施例中,使用通過(guò)腐蝕傳感器18、溫度傳感器12以及濕度傳感器14在設(shè)定期間中記錄的室內(nèi)濕度數(shù)據(jù)以及腐蝕厚度數(shù)據(jù),根據(jù)腐蝕厚度數(shù)據(jù)的相對(duì)濕度依存性的程度來(lái)決定腐蝕機(jī)理。通過(guò)調(diào)查有無(wú)腐蝕厚度數(shù)據(jù)的相對(duì)濕度依存性,即使不使用氣體傳感器16,也能夠在(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2的情況、(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況、以及(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況下進(jìn)行該環(huán)境的分類。
在對(duì)象環(huán)境下的腐蝕厚度數(shù)據(jù)依存于相對(duì)濕度的情況下,與(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2的情況相對(duì)應(yīng)。另一方面,在對(duì)象環(huán)境下的腐蝕厚度數(shù)據(jù)不依存于相對(duì)濕度的情況下,對(duì)應(yīng)于(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況、或(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況。
在(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2時(shí),采用在實(shí)施例1中作為簡(jiǎn)單的關(guān)系式表示的上述式(4)~(7)作為腐蝕厚度x(nm)。在這里,將在步驟3(s3)中推定出的內(nèi)部溫度以及內(nèi)部相對(duì)濕度的值、以及決定出的腐蝕性氣體系數(shù)代入到上述式(6),高精度地推定累計(jì)腐蝕厚度。
(2)在硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2時(shí)以及不足1/2時(shí),采用在實(shí)施例1中作為簡(jiǎn)單的關(guān)系式表示的上述式(8)~(10)作為腐蝕厚度x(nm)。在這里,將決定出的腐蝕性氣體系數(shù)代入到上述式(9),高精度地推定累計(jì)腐蝕厚度。
在步驟5(s5)中,在腐蝕診斷部36中,輸入由步驟4(s4)推定出的腐蝕厚度與保存于腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)40的腐蝕允許值之間的比。腐蝕診斷部36由此開(kāi)始求出腐蝕累計(jì)損失率,并將腐蝕累計(jì)損失率達(dá)到1的時(shí)刻作為腐蝕壽命來(lái)求出。在腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)40中沒(méi)有腐蝕允許值時(shí),例如,也能夠基于iso11844-1所示的金屬的腐蝕量,將該環(huán)境的腐蝕性進(jìn)行分類,并進(jìn)行診斷。
圖8a是表示在硫化氫多的條件下且腐蝕速度依存于相對(duì)濕度時(shí)的每個(gè)經(jīng)時(shí)變化的圖表。這里,腐蝕速度是每單位時(shí)間的腐蝕厚度的變化量。
如本圖所示,例如,在調(diào)查一日的相對(duì)濕度變化以及腐蝕厚度時(shí),具有隨著相對(duì)濕度的上升而腐蝕厚度增加的傾向。在獲得了該特征時(shí),分類為(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2的情況。此外,根據(jù)本圖可知,具有在相對(duì)濕度大約為60%以上時(shí)腐蝕速度變高,在相對(duì)濕度不足60%時(shí)腐蝕速度變低的傾向。因此,為了抑制腐蝕的進(jìn)行,優(yōu)選相對(duì)濕度為60%以下。
另一方面,在即使相對(duì)濕度增加腐蝕厚度也不變化時(shí),能夠?qū)⒃摥h(huán)境分類為(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況、(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況。
圖8b是表示該狀態(tài),并表示在硫化氫少的條件下且腐蝕速度不依存于相對(duì)濕度時(shí)的每個(gè)經(jīng)時(shí)變化的圖表。
如本圖所示,腐蝕速度與相對(duì)濕度無(wú)關(guān)地都為固定(恒定)。
此外,圖8a以及圖8b與圖4的記載以及其說(shuō)明相對(duì)應(yīng)。
實(shí)施例3
在實(shí)施例3的腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)1的步驟2(s2)“通過(guò)環(huán)境分類部30的腐蝕機(jī)理的決定”中,針對(duì)硫化氫濃度和二氧化氮濃度之間的比例,分為(1)硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2的情況、(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況、以及(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況,決定各情況的腐蝕機(jī)理。本發(fā)明人通過(guò)以下所示的實(shí)驗(yàn)式來(lái)定式化與各腐蝕機(jī)理相對(duì)的腐蝕速度。
(1)在硫化氫濃度高于二氧化氮濃度的1/2時(shí),作為腐蝕厚度x(nm),示出了式(11)。
x=13.8[h2s]chem+exp(30.94)·[h2s]e-chem0.41·exp(4.47·rh/100)·exp(-83100/rt)·t…(11)
在這里,[h2s]e-chem表示與no2反應(yīng)的h2s濃度,[h2s]2表示剩余的h2s濃度,t表示溫度,rh表示相對(duì)濕度,r表示氣體常數(shù)。
(2)硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2的情況、以及(3)硫化氫濃度不足二氧化氮濃度的1/2的情況。
硫化氫濃度為二氧化氮濃度的1/2時(shí)以及不足1/2時(shí)的腐蝕機(jī)理以全部的硫化氫和全部的二氧化氮之間的化學(xué)反應(yīng)而生成的硫氣體的腐蝕為主體,其腐蝕速度不依存于相對(duì)濕度。作為腐蝕厚度x(nm),示出了式(12)。
x=13.8[h2s]chem·t…(12)
上述式(11)以及(12)是根據(jù)rice(j.electrochem.soc.,128,275,1981)55件、abbott(ieeetrans.parts,hybrids,andpackagingphp-10,24,1974)7件、平本(マテリアルライフ,11,109,1999)10件、志賀(古河レビュー,76-11,93,1985)38件的數(shù)據(jù)求出的實(shí)驗(yàn)式。
(變形實(shí)施例)
圖9是表示圖6的變形實(shí)施例的流程圖。
在本圖中,將根據(jù)腐蝕厚度和累計(jì)腐蝕厚度之和而獲得的腐蝕氣體系數(shù)記錄到腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)101中,并進(jìn)行累計(jì)。
圖10是表示與具有各種環(huán)境的設(shè)施相對(duì)應(yīng)的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)圖。
本圖所示的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)101表示設(shè)想了云計(jì)算(云)的數(shù)據(jù)庫(kù)的概念。
圖11是表示與圖10的污水處理廠相對(duì)應(yīng)的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)的例子的圖表。
本圖表示了根據(jù)污水處理廠的運(yùn)轉(zhuǎn)率以及其附近的預(yù)定位置的硫化氫濃度(h2s濃度)的經(jīng)時(shí)變化,將各時(shí)刻的運(yùn)轉(zhuǎn)率和硫化氫濃度之間的關(guān)系(污水處理廠1)圖表化的過(guò)程。在這里,通過(guò)虛線表示的直線是硫化氫濃度比較低的污水處理廠2的例子。在所有的情況下,運(yùn)轉(zhuǎn)率與硫化氫濃度均成為正比例的關(guān)系。
圖12是表示與圖10的地?zé)岚l(fā)電廠相對(duì)應(yīng)的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)的例子的圖表。
本圖與圖11一樣,表示了將各時(shí)刻的運(yùn)轉(zhuǎn)率和硫化氫濃度之間的關(guān)系(地?zé)岚l(fā)電廠1)圖表化的過(guò)程。虛線表示的直線是硫化氫濃度比較低的地?zé)岚l(fā)電廠2的例子。在所有的情況下,運(yùn)轉(zhuǎn)率和硫化氫濃度均成為以一次函數(shù)表示的關(guān)系,當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)率為0時(shí)硫化氫濃度也不為0。這與設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)關(guān),而是由于在地?zé)岚l(fā)電廠的情況下附近有很多溫泉、火山,因此從周圍持續(xù)產(chǎn)生硫化氫。
圖13表示與圖10的煉鐵廠相對(duì)應(yīng)的腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。
在本圖中,作為腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù),保存了分類為結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)以及運(yùn)行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
圖14是表示本發(fā)明的防腐方法的流程圖。
在本圖中,通過(guò)控制設(shè)置了電子裝置的房屋內(nèi)部(室內(nèi))的溫度以及濕度,來(lái)抑制電子裝置內(nèi)的金屬的腐蝕。
具體來(lái)說(shuō),使用調(diào)整設(shè)置了電子裝置的房屋的溫度以及濕度的空氣調(diào)節(jié)裝置(空調(diào)機(jī)),輸入能夠抑制金屬的腐蝕的空調(diào)設(shè)定值103,并判定空調(diào)設(shè)定值103是否適合于設(shè)置基準(zhǔn)(空調(diào)機(jī)的控制允許范圍)。在空調(diào)設(shè)定值103不適合時(shí),探討通過(guò)過(guò)濾器除去腐蝕性氣體等對(duì)策。
另一方面,在空調(diào)設(shè)定值103適合于設(shè)置基準(zhǔn)時(shí),使用計(jì)算出的腐蝕性氣體系數(shù)或腐蝕性氣體數(shù)據(jù)庫(kù)101的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算累計(jì)腐蝕厚度,并計(jì)算腐蝕累計(jì)損失率。然后,將腐蝕累計(jì)損失率與允許值比較,并判定只通過(guò)空調(diào)器的控制是否充分。在只通過(guò)空調(diào)器的控制不充分時(shí),實(shí)施基于過(guò)濾器的腐蝕性氣體除去等對(duì)策。在這里,作為判定基準(zhǔn)使用的上述允許值也可以利用iso11844-1的數(shù)據(jù)。另外,基于過(guò)濾器的對(duì)策主要是除去硫化氫。除此之外,還優(yōu)選實(shí)施二氧化氮的除去。
圖15是表示h2s-no2體系中銀的腐蝕厚度的經(jīng)時(shí)變化的例子的圖表。一起示出了通過(guò)本發(fā)明的方法計(jì)算出的推定值和實(shí)測(cè)值。
根據(jù)本圖可知,推定值和實(shí)測(cè)值基本一致。
圖16是表示只通過(guò)溫度的控制來(lái)防止腐蝕的可能性的圖表。橫軸為內(nèi)部溫度,縱軸為h2s-no2體系中銀的腐蝕厚度。
根據(jù)本圖可知,能夠通過(guò)提高內(nèi)部溫度來(lái)抑制腐蝕。這是由于,通過(guò)提高內(nèi)部溫度降低了內(nèi)部相對(duì)濕度。
圖17是表示控制溫度以及濕度時(shí)的防止腐蝕的可能性的圖表。橫軸為內(nèi)部相對(duì)濕度,縱軸為h2s-no2體系中銀的腐蝕厚度。
根據(jù)本圖可知,能夠通過(guò)降低內(nèi)部相對(duì)濕度來(lái)抑制腐蝕。另外,可知優(yōu)選降低內(nèi)部溫度,并且降低內(nèi)部相對(duì)濕度。通常,室內(nèi)的絕對(duì)濕度與外部大氣的絕對(duì)濕度相等,因此內(nèi)部相對(duì)濕度依存于外部大氣的絕對(duì)濕度,根據(jù)本圖可知,不僅能夠使用空調(diào)機(jī)來(lái)降低內(nèi)部溫度,而且能夠通過(guò)除濕而降低室內(nèi)的絕對(duì)溫度來(lái)有效地抑制腐蝕。
作為考慮了h2s-no2體系中銀的腐蝕厚度的電子裝置的防止腐蝕的具體例子,具有溫度范圍為18~28℃、相對(duì)濕度的上限值為60%、絕對(duì)濕度為7~13g/m3這樣的環(huán)境條件。
圖18是表示作為腐蝕性氣體的發(fā)生部位為已知時(shí)的診斷對(duì)象的電子部件以及腐蝕傳感器的配置的平面圖。
在本圖中,在室內(nèi)設(shè)置了空調(diào)機(jī)181、檢查對(duì)象即it機(jī)器183(電子裝置)以及腐蝕傳感器185??照{(diào)機(jī)181具有換氣功能,并具有進(jìn)氣口,所以該進(jìn)氣口成為針對(duì)腐蝕性氣體的已知的發(fā)生部位。另外,腐蝕傳感器185設(shè)置在遠(yuǎn)離it機(jī)器183的位置,所以it機(jī)器183附近的正確的腐蝕氣體濃度是不明確的。因此,通過(guò)如下所示的腐蝕環(huán)境診斷的處理工序來(lái)計(jì)算it機(jī)器183附近的腐蝕氣體濃度。
此外,在本圖中,在室內(nèi)設(shè)置了腐蝕傳感器185,除此之外或者作為替代,也可以設(shè)置測(cè)定腐蝕氣體濃度的氣體傳感器。
圖19是表示腐蝕性氣體的發(fā)生部位為已知時(shí)的腐蝕環(huán)境診斷的處理工序的流程圖。
在本圖中,輸入設(shè)備空間、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等(s11),并通過(guò)設(shè)備環(huán)境的解析來(lái)計(jì)算腐蝕性氣體濃度、溫濕度、流速等(s12)。接著,計(jì)算傳感器位置的環(huán)境的腐蝕性氣體濃度(腐蝕量)(s13)?;诖?,計(jì)算檢查對(duì)象位置的環(huán)境的腐蝕性氣體濃度(腐蝕量)(s14)。然后,計(jì)算發(fā)生位置的環(huán)境的腐蝕性氣體濃度(腐蝕量)(s15)。
圖20是表示作為腐蝕性氣體的發(fā)生部位為未知時(shí)的診斷對(duì)象的電子部件以及腐蝕傳感器的配置的平面圖。
在本圖中,在室內(nèi)設(shè)置了空調(diào)機(jī)181、檢查對(duì)象即it機(jī)器183(電子裝置)以及多個(gè)腐蝕傳感器185。腐蝕性氣體的發(fā)生部位沒(méi)有被確定。另外,腐蝕傳感器185設(shè)置在遠(yuǎn)離it機(jī)器183的位置,所以it機(jī)器183附近的正確的腐蝕氣體濃度是不明確的。因此,通過(guò)如下所示的腐蝕環(huán)境診斷的處理工序來(lái)計(jì)算it機(jī)器183附近的腐蝕氣體濃度。
此外,在本圖中,在室內(nèi)設(shè)置了腐蝕傳感器185,除此之外或者作為替代,也可以設(shè)置測(cè)定腐蝕氣體濃度的氣體傳感器。
圖21是表示腐蝕性氣體的發(fā)生部位為未知時(shí)的腐蝕環(huán)境診斷的處理工序的流程圖。
在本圖中,輸入設(shè)備空間、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等(s21)。接著,計(jì)算傳感器位置的環(huán)境的腐蝕性氣體濃度(腐蝕量)(s22)。然后,進(jìn)行設(shè)備環(huán)境的逆問(wèn)題解析(s23),確定腐蝕性氣體的發(fā)生位置,并計(jì)算發(fā)生位置的環(huán)境的腐蝕性氣體濃度(腐蝕量)(s24)?;诖?,計(jì)算檢查對(duì)象位置的環(huán)境的腐蝕性氣體濃度(腐蝕量)(s25)。
圖22是表示相對(duì)濕度的經(jīng)時(shí)變化的例子的圖表。
如本圖所示,室內(nèi)的相對(duì)濕度對(duì)應(yīng)于外部大氣的絕對(duì)濕度,因此在1日中也有晝夜變動(dòng),還有夏冬這樣的季節(jié)變動(dòng)。
圖23是表示在硫化氫多的條件下夏季的腐蝕厚度的預(yù)測(cè)與實(shí)際之間的差異的圖表。由于本圖是硫化氫多的條件,因此如圖8a那樣腐蝕厚度依存于相對(duì)濕度。
在夏季,外部大氣的絕對(duì)濕度高,因此內(nèi)部相對(duì)濕度也變高。在硫化氫多時(shí),內(nèi)部相對(duì)濕度越高則腐蝕厚度變得越大,由此,在僅使用夏季的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)之后的腐蝕厚度時(shí),如圖23所示具有預(yù)測(cè)相比實(shí)際而過(guò)大的傾向。
圖24是表示在硫化氫少的條件下夏季的腐蝕厚度的預(yù)測(cè)與實(shí)際之間的差異的圖表。由于本圖是硫化氫少的條件,因此如圖8b那樣腐蝕厚度不依存于相對(duì)濕度。
在硫化氫少時(shí),腐蝕厚度不依存于內(nèi)部相對(duì)濕度。因此,在僅使用夏季的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),將之后的腐蝕厚度假定為具有濕度依存性來(lái)預(yù)測(cè)時(shí),會(huì)降低地估計(jì)冬季的腐蝕速度。由此,如圖24所示具有預(yù)測(cè)相比實(shí)際為過(guò)小的傾向。
圖25是表示在硫化氫少的條件下冬季的腐蝕厚度的預(yù)測(cè)與實(shí)際之間的差異的圖表。由于本圖是硫化氫少的條件,因此如圖8b那樣腐蝕厚度不依存于相對(duì)濕度。
在僅使用冬季的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),將之后的腐蝕厚度假定為具有濕度依存性來(lái)預(yù)測(cè)時(shí),會(huì)較高地估計(jì)夏季的腐蝕速度。由此,如圖25所示具有預(yù)測(cè)相比實(shí)際為過(guò)大的傾向。
以下,總結(jié)本發(fā)明的效果來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
通過(guò)本發(fā)明,能夠符合實(shí)情地來(lái)推定將來(lái)的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù),高精度地推定診斷對(duì)象將來(lái)的腐蝕量。即,能夠根據(jù)與設(shè)定期間同時(shí)期的外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)與室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,求出例如外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)與室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)之間的溫度差、濕度差、以及它們的周期性變化,并將它們應(yīng)用于過(guò)去的外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)中,推定添加了室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的周期性變化以及外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的影響的將來(lái)的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)。
對(duì)于腐蝕量,溫度以及濕度是因子,所以如果能夠符合實(shí)情地來(lái)高精度地推定將來(lái)的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù),則也能夠高精度地推定將來(lái)的腐蝕量。特別是,通過(guò)本發(fā)明,能夠觀察出,根據(jù)環(huán)境中的硫化氫和二氧化氮的濃度比例不同而腐蝕機(jī)理不同的情況,并求出基于腐蝕機(jī)理的設(shè)定期間所記錄的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)與腐蝕厚度數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系,由此,高精度地推定將來(lái)的腐蝕量。
此外,設(shè)定期間以1至3個(gè)月為基準(zhǔn),在高精度推定中優(yōu)選3個(gè)月以上。簡(jiǎn)單推定可以是1周左右,此時(shí)優(yōu)選使用高精度的腐蝕傳感器即電阻式傳感器或石英晶體微天平傳感器。另外,外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)例如能夠利用氣象局的氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
在對(duì)電子裝置的設(shè)置環(huán)境進(jìn)行空調(diào)控制時(shí),室內(nèi)的溫度以及濕度成為空氣調(diào)節(jié)裝置中已設(shè)定的溫度以及濕度。此時(shí),優(yōu)選構(gòu)成為,腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)具備:測(cè)定具有作為診斷對(duì)象的電子部件的電子裝置設(shè)置的空調(diào)室內(nèi)溫度的溫度傳感器;測(cè)定室內(nèi)濕度的濕度傳感器;測(cè)定診斷對(duì)象的腐蝕量的腐蝕傳感器;在設(shè)定期間記錄由各傳感器測(cè)定出的室內(nèi)溫度以及濕度組成的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)以及診斷對(duì)象的腐蝕數(shù)據(jù),并基于該記錄的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)和腐蝕數(shù)據(jù)來(lái)推定診斷對(duì)象的將來(lái)的腐蝕量并進(jìn)行劣化診斷的診斷處理裝置;以及記錄了由空氣調(diào)節(jié)裝置中設(shè)定的溫度以及濕度組成的空調(diào)數(shù)據(jù)的空調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù),診斷處理裝置求出在設(shè)定期間記錄的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)和腐蝕數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系,基于室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)和空調(diào)數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)推定將來(lái)的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù),并根據(jù)該推定出的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)及其相關(guān)關(guān)系推定診斷對(duì)象的將來(lái)的腐蝕量。
由此,與外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的情況一樣,能夠符合在空氣調(diào)和裝置中已設(shè)定的溫度以及濕度來(lái)高精度地推定將來(lái)的室內(nèi)溫度以及濕度的變化,還能夠高精度地推定腐蝕量。另外,在對(duì)電子裝置的設(shè)置環(huán)境進(jìn)行空調(diào)控制時(shí),與上述腐蝕量的推定一樣,優(yōu)選具備空調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)。
通過(guò)本發(fā)明,能夠高精度地推定將來(lái)的腐蝕量,并能夠根據(jù)腐蝕性的程度來(lái)迅速地構(gòu)筑防腐蝕對(duì)策。
符號(hào)的說(shuō)明
1:腐蝕環(huán)境診斷系統(tǒng)、2:環(huán)境測(cè)定裝置、3:電子裝置、4:診斷處理裝置、6:外部大氣環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)、8:診斷結(jié)果輸出裝置、12:溫度傳感器、14:濕度傳感器、16:氣體傳感器、18:腐蝕傳感器、22:數(shù)據(jù)庫(kù)、30:環(huán)境分類部、32:環(huán)境推定部、34:損失推定部、36:環(huán)境診斷部、40:腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)、101:腐蝕氣體數(shù)據(jù)庫(kù)、103:空調(diào)機(jī)設(shè)定值、181:空調(diào)機(jī)、183:it機(jī)器、185:腐蝕傳感器。