PosiTest HHD,PosiTest HHD C
金属基材に保護コーティングを施す場合や、コンクリートに防水層を施工する場合、表面を完全に保護することは、コーティングシステムと下地材の両方の長期的な性能を維持するために極めて重要です。コーティングの欠陥（一般に「ホリデー」、「ピンホール」、または「気孔」と呼ばれる）を検出して修復することは、コーティングの施工および検査において不可欠な工程です。
何十年もの間、ホリデー検出に関する主要な国際規格では、コーティングの試験に用いる電圧について、さまざまな計算式や推奨値が提示されてきました。多くの検査員は、「1ミルあたり100ボルト」（約4 V/µm）といった一般的な経験則に従ってきました。しかし残念ながら、こうした従来の方法には明確な科学的根拠が欠けており、すべてのホリデーを確実に検出するには電圧が低すぎる場合が多々ありました。
高電圧試験に関する最近の研究により、パッシェンの法則に基づいた新しい計算式が導き出されました。ASTM G62-23が最初にこの更新された方法を採用し、続いてAMPP/NACE SP0188-2024、ASTM D5162-24、ASTM D4787-24、およびISO 29601:2026でも採用されました。
ホリデーとは、コーティングシステムにおける空隙、ピンホール、または不連続部であり、その部分では下地の基材が露出しているか、あるいは十分に保護されていない状態を指します。ホリデーは、コーティングの塗膜厚が薄すぎる場合、表面の汚染物質が密着を妨げる場合、あるいは塗布中にair が閉じ込められる場合に発生することがあります。ごくわずかな欠陥であっても、水分、酸素、および可溶性の汚染物質が基材に到達することを許し、腐食が始まるための条件を作り出してしまう可能性があります。
浸漬塗装、化学物質にさらされる領域、海洋環境、パイプラインなど、過酷な使用環境下で使用されるあらゆる塗装システムにおいて、未検出の塗装欠陥は大きな懸念事項となっています。こうした塗装における欠陥は、局所的な急速な腐食や塗装の早期劣化につながる可能性があります。したがって、塗装された構造物を運用に供する前の品質管理において、塗装欠陥の検出は極めて重要な工程となります。
コーティングの欠陥は通常、コーティングの不連続部を検出するために特別に設計された専用の低電圧または高電圧測定器を用いて検出されます。これらの測定器は、帯電した電極をコーティングされた表面に接触させることで動作します。コーティングに欠陥がある場合、電流がその隙間を通って導電性のある基材へと流れます。検出器は検査対象の基材に接地されているため、この電流を感知し、欠陥が検出されたことをオペレーターに警告することができます。
低電圧ウェットスポンジ検出器は、適用される手順に従い、一般的に最大20ミル（500 µm）までの薄層コーティングシステムに使用されます。 湿らせたスポンジを表面上で移動させると、溶液がピンホールを介して接地された基板へと導通経路を形成します。高電圧ホリデー検出器の設定は通常、塗膜厚さに基づいて行われますが、低電圧ウェットスポンジ検出器は、適用される試験方法または手順で規定された試験電圧および感度at で動作します。抵抗の閾値（通常は80または90 kΩ）によって、検出器が警報を発するかどうかがほぼ決まります。
高電圧式厚膜検出器は、パイプラインやその他のインフラに施されるような、より厚い保護被膜に対して最も一般的に推奨される測定器です。これらの測定器は水のような導電性媒体を使用しないため、air の絶縁特性（絶縁耐力）を克服するのに十分な電圧を印加する必要があります。このプロセスは「電気的破壊」と呼ばれます。被膜層が厚いほど、電流が流れる距離は長くなり、より高い電圧が必要となります。 このため、高電圧検出器を用いた試験において、適切な電圧を設定することは極めて重要な手順となります。
高電圧ホリデー検出では、コーティング自体を損傷させることなく、欠陥を確実に特定するために、電極に十分な電圧を印加する必要があります。このバランスを実現するには、適切な試験電圧を選択することが極めて重要です。不適切な電圧を使用すると、次のような問題が発生する可能性があります：
適切な電圧を選択することが重要であるにもかかわらず、コーティング検査業界では、これまで推奨事項が大きく異なってきた。
最も一般的なアプローチの一つは、「100ボルト／ミル」という経験則でした。これは、コーティングの厚さをミル単位で測定し、その値に100を掛けるというもので、メートル法ではおよそ4 V/µmに相当しました。この計算式は覚えやすく、すぐに適用できました。経験則が用いられない場合、検査員は業界標準で公表されている電圧表を参考にしました。
しかし、参照されたstandard によって、具体的な電圧の推奨値は大きく異なり、場合によっては同じstandard 内でも一貫性を欠くことがありました。以下の表は、いくつかの主要な規格の以前の版で公表されていた電圧/ミル単位の推奨値を比較したものです。
一貫性の欠如に加え、これらの提言は、明確に定義された科学的モデルに基づくものではなく、これまでの慣行や現場での経験に基づいて策定されたものである。
電圧の推奨値は、高電圧によってコーティングが焼損する恐れがあるという懸念も反映されており、その結果、仕様策定者はより低い値を好む傾向にあった。しかし実際には、一般的な保護用ポリマーコーティングの多くは500 V/mil（約20 V/µm）を超える絶縁耐力を有しており、融着エポキシなどの一部の材料では1,000 V/mil（約40 V/µm）を超えるものもある。 これらの絶縁耐力値は、多くの一般的な完全硬化型保護コーティングの改訂された試験電圧よりも大幅に高い。したがって、コーティングの絶縁破壊に至ることはなく、試験電圧を従来の推奨値よりかなり高く設定できる場合が多い。ただし、コーティングメーカーが定める最大許容試験電圧については、改めて確認する必要がある。
従来の推奨事項には一貫性が欠けており、科学的裏付けも不十分であったことから、実験的な検証と電圧設定の再評価が明らかに必要であることが浮き彫りになった。
管理された実験室試験の結果、欠陥を確実に検出するには、従来使用されていた電圧よりも高い電圧が必要であることが判明した。Walkerらによる研究では、人工的に欠陥が導入された被覆鋼パネルを用いて、欠陥を100％検出するために必要な電圧を特定するための試験が行われた¹。実験データは、2つの電極間に電気アークを発生させるために必要な電圧を表す物理法則である「パッシェンの法則」と一致していた。
standard の大気条件下において、air で電気的破壊を起こすために必要な電圧は、次の式で与えられる：²
メートル法（ミクロン）：V = 170 + 2.48d + 58√d
インペリアル法（ミル）：V = 170 + 63d + 293√d
ここで：
V = 必要な電圧（ボルト）
d = ギャップ距離（ミクロンまたはミル）
この式と実験結果との間に生じる差異は、電極やコーティング上の付着物、コーティング厚さのばらつき、電極とコーティングの間のわずかな隙間、環境条件の変化など、実環境における要因によって引き起こされる可能性がある。
実験データと理論データを総合すると、多くの従来の推奨値は、特に50ミル（1,250 µm）未満の塗膜厚の場合、すべての休止状態を確実に検出するには低すぎることが示された。At 塗膜厚が厚くなるにつれて、100 V/milという値は理論上のair-絶縁破壊閾値に近づくが、現場条件を考慮した余裕が全く含まれていないため、現在の推奨試験電圧を下回ったままである。これらの知見を踏まえると、計算式と推奨値の更新が明らかに必要であった。
実環境の条件を考慮し、理論式を実験結果とより整合させるため、理論上の最小値にフィールドマージンを適用した。 breakdown方程式に1.5を乗じ、1,500 Vのベースラインを加算した結果、以下の式が得られた：
メートル法（ミクロン）：V = 1,500 + 1.5 × (170 + 2.48d + 58√d)
インペリアル法（ミル）：V = 1,500 + 1.5 × (170 + 63d + 293√d)
ここで：
V = 推奨試験電圧（ボルト）
d = コーティング厚さ（ミクロンまたはミル）
1.5 = 表面粗さ、異物、および電極の状態に対する余裕
+1,500 V = 現場条件における、電極と表面間のわずかで不均一なギャップを克服するための基準値
この計算式では、ウォーカーの研究で定められた最低電圧を十分に上回る推奨電圧を設定しつつ、多くの一般的な完全硬化型保護コーティングの絶縁耐力を下回る値に抑えています。これらの電圧を使用することで、欠陥の見落としやコーティングシステムの損傷を防ぐことができます。
以下の表は、更新された算定式と、いくつかの旧来の手法との相違点を示しています。以前の推奨事項は、過去の比較のためだけに記載されているものであり、現在の基準では廃止されているため、新たな仕様書では使用すべきではありません。既存のプロジェクトについては、当事者間で更新された手法の使用が承認されない限り、契約で定められた版に従う必要があります。
この違いは、塗膜が薄い場合に最も顕著であり、これまでの推奨値は、欠陥を確実に検出するために実際に必要な電圧を大幅に下回っていた。
例題： 式の適用例
635 µm (25 mil) のコーティングの場合：
V = 1,500 + 1.5 × (170 + 2.48[635] + 58√635)
V = 1,500 + 1.5 × (170 + 1574.8 + 1461.5)
V≈ 6,309 V
1,000 µm (40 mil) のコーティングの場合、同じ式から約 8,226 V が得られます。
つまり、コーティング厚さが 635 µm の場合の推奨試験電圧は、従来の 100 V/mil のルールで示唆される 2,500 V ではなく、約 6,300 V となります。 コーティング厚さが1,000 µmの場合、推奨される試験電圧は約8,200 Vであり、従来の線形則で予測される4,000 Vではありません。
この改訂された計算式は、科学的根拠に基づき、実験によってその有効性が実証されています。また、いくつかの主要な業界規格の最近の改訂版において採用されています。 この更新された方法は、パッシェンの法則に基づいており、管理された試験によって裏付けられ、ASTM G62-23、NACE SP0188-2024、ASTM D5162-24、ASTM D4787-24、およびISO 29601:2026に組み込まれています。
確実に検査を行うためには、検査員は以下のことを行うべきです：
PosiTest （HHD ）およびPosiTest （HHD C）には、これらの規格に対応した電圧計算機能が組み込まれており、設定を簡素化し、手計算による誤りを減らすことができます。
コンクリートにおいて、信頼性の高い試験を行うには、導電性の帰路を確保することも重要です。コンクリートの含水率、埋め込まれた鉄筋、および導電性の下地材は、電気的導通性に大きな影響を与える可能性があるため、ASTM D4787に規定されているコンクリート専用の手順に従い、代表的な箇所で動作確認を行う必要があります。
改訂された電圧設定は、air に記載された電気的破壊の物理的原理に基づいており、管理された試験によって裏付けられています。適用基準であるstandard およびコーティングメーカーの規定値に従って適用することで、検出の信頼性を向上させると同時に、コーティングの損傷リスクを最小限に抑えることができます。
