JPH078756U - 腐食試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実際の海水配管や船舶の密閉部の腐食状況を
模擬し、実構造物の腐食状況を把握するに最適な腐食試
験装置を提供することを目的とする。 【構成】 １槽以上の試験槽とこの試験槽に試験液を供
給し、また試験槽の液を受け入れるための１槽以上の予
備槽と、該試験槽内に試験材を取り付け可能の回転ドラ
ムと、前記試験槽と予備槽の間に液位調整手段とを備え
てなる腐食試験装置であり、加えて加熱手段、気体排出
手段、気体バブリング手段、温度および湿度モニタリン
グ手段を付加した腐食試験装置である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

鋼材の海水配管での腐食状況や船舶の密閉部の腐食状況などの促進腐食試験や 耐食性の評価や塗装材の耐食性の評価にも適用できる腐食試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、海水配管や船舶の密閉部では、海水の滞留があったり、温度の高い部 分では一度海水に浸漬された後、結露水によって激しい腐食が起こる。 これらの部分での腐食状況を的確に把握し評価する手段は殆ど無いが、自動車 関連会社などでは、彼らが開発したサイクル試験と呼ばれる乾湿繰り返し試験法 がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながらこれらの試験法は、亜鉛系めっきした塗装鋼板の耐孔あき性を評 価するものであり、亜鉛系めっきの犠牲防食性または亜鉛系めっき上の表面処理 の評価を行うことが目的で、鋼材自身の耐食性を評価するものではなく、鋼材上 の表面処理の評価をするものであり、前述のように厳しい環境における鋼材自身 の耐食性試験装置は無かった。

【０００４】 本考案は、前記課題を解決した腐食試験装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、１槽以上の試験槽と、この試験槽に対する試験液の供給および受入 れのための１槽以上の予備槽と、該試験槽内に備えられた試験材取り付け用の回 転ドラムと、前記試験槽と予備槽との間に液位調整手段とを備えたことを特徴と する腐食試験装置であり、また上記腐食試験装置において、加熱手段、気体排出 手段、気体バブリング手段、温度および湿度モニタリング手段を付加したことを 特徴とする前記の腐食試験装置である。また、回転ドラムを昇降可能な構成とす ることにより、試験槽を１槽とすると共に予備槽を省略することができる。

【０００６】

【作 用】

本考案によれば、１槽以上の試験槽と、この試験槽に対する試験液の供給およ び受入れのための１槽以上の予備槽と、該試験槽内に備えられた試験材取り付け 用の回転ドラムと、前記試験槽と予備槽との間に液位調整手段とを備え、かつ、 該試験槽と予備槽とに加熱手段、気体排出手段、気体バブリング手段、温度およ び湿度モニタリング手段を付加したので、予備槽との液位調整により試験槽内の 試験条件を速やかに変更でき、更に複数の試験槽を使用することにより効率よく 試験を施行することができ、多数の試験材のテストを同時に行うことが可能とな る。また、回転ドラムを昇降可能な構成とすることにより、同一槽にて試験液中 と大気中の２種類の腐食試験を行うことができる。

【０００７】

【実施例】

以下に本考案の実施例について図面および表を参照して説明する。 〔実施例１〕 本考案の装置の実施例１として、図１に試験槽２槽と予備槽１槽で構成された 装置の概略を示す。

【０００８】 図に示すように、該装置は２槽の試験槽１および２と、１槽の予備槽14からな り、各槽間は配管Ｐにより接続され、各槽の下部には水溶液加熱用のヒータ５、 気体バブリング用配管７および水溶液中温度センサ６が設置されており、各槽の 上部には、気体の温度センサ８および湿度センサ９と、気体排出用弁10が設置さ れている。

【０００９】 また、各試験槽には可変速・高トルクのモータ11で回転する回転ドラム３が設 置され、試験材４は回転ドラム３の周囲に取り付けられ、回転ドラム３の回転に より、試験槽１，２中の人工海水15と大気16に繰り返し曝されるようになってい る。 試験槽１，２および予備槽14中の人工海水15と大気16は、各槽に取り付けられ た図示しない液面計など制御装置により制御される。

【００１０】 最初に、試験槽１，２の回転ドラム３の周囲に試験材４をとりつけ、予備槽14 で人工海水15を調合し、空気をバブリングしながらヒータ5 で所定の温度まで昇 温させておき、次にケミカルポンプ12で人工海水15を試験槽1 に入れる。試験槽 １では、ヒータ５，水溶液中温度センサ６で試験温度を制御し、気体バブリング 用配管７を通じて空気を送りバブリングする。気体排出弁10を僅かに開き、試験 槽１の空気圧が上昇しないようにする。次に可変速・高トルクのモータ11により 回転ドラム３に所定の回転速度を与えることにより試験槽１の試験が開始され、 また試験槽２も同様な操作により試験が開始可能になる。

【００１１】 試験槽１，２で同サイクル、同温度で試験する場合は、試験槽１から２、また は試験槽２から１へと直接人工海水15を移動してもよく、海水面の調整は図示し ない液面計などで管理でき、大気16中の温度および湿度は、温度センサ８および 湿度センサ９により確認できる。 但し、試験槽１と２とでサイクルが異なる試験を行う場合は、予備槽14の海水 容量を大きくしておき、湿度100 ％大気中での試験の場合は、人工海水15をそれ ぞれの槽から予備槽に戻せばよい。

【００１２】 また、不活性ガスなどの雰囲気ガス中で試験を行う場合は、試験槽１および２ 内に不活性ガスなどを送入すればよい。予備槽14との組み合わせで試験槽１と２ とで異なった試験条件で試験を行うことが可能である。 更に、海水配管など流速による影響が大きい試験を行う場合は、可変速・高ト ルクのモータの回転数を大きくし、試験片に大きな流速を与えればよい。

【００１３】 以上複数の試験槽とそれに必要な予備槽または容量の大きい予備槽を用いるこ とにより、海水15中と湿度100 ％大気16中でのサイクル試験または不活性ガスな どを用いたサイクル試験が可能であり、実際の海水配管や船舶の密閉部の腐食状 況を模擬し、実構造物の腐食状況を把握することが可能となる。 次に、前記実施例１の図１に示す試験槽１、２および予備槽の試験装置を用い て船舶のバラストタンクを模擬した試験を行った。

【００１４】 温度40℃の人工海水15中に１週間、湿度100 ％で温度40℃の大気16中に１週間 それぞれ繰り返し曝して５サイクル行い、総試験日数は70日であった。 なお、試験槽１と２は同サイクルとし、試験槽２は１週間遅れで人工海水15中 に曝すサイクルから試験を開始した。 使用試験材の材質は、普通鋼、１％Ｃｒ鋼、２％Ｃｒ鋼、３％Ｃｒ鋼、６％Ｃ ｒ鋼、９％Ｃｒ鋼および13％Ｃｒ鋼の７種類で、それぞれ使用試験材の錆組成、 腐食量および孔食深さを調査した。その結果を下記に示す。

【００１５】 表１にはＸ線回折による試験材の錆組成分析を示しているが、１〜13％Ｃｒ鋼 および普通鋼とも６年経過後の実船のバラストタンクの錆組成と似た組成が検出 されたことがわかる。

【００１６】

【表１】

【００１７】 表２は試験材の腐食量の測定値を示した表であるが、試験材に対するＣｒの添 加量を多くすると全般的に腐食量が減少することがわかる。

【００１８】

【表２】

【００１９】 次に、この試験材の孔食深さ測定結果を表３に示す。

【００２０】

【表３】

【００２１】 各試験材における孔食深さのデプスゲージによる測定値で孔食の深いものから 10箇所を示しているが、孔食深さは２〜３％Ｃｒ鋼で最少となり、Ｃｒを９％以 上添加すると孔食深さは急激に増大することがわかる。 本考案の実施例１の装置による試験結果から次のような評価が得られる。 表２および表３の結果より、腐食量が少なく孔食状の腐食を生じない試験材は ２〜３％Ｃｒ鋼であることが判明した。

【００２２】 海水配管やバラストタンクにおいては、孔食状の局部腐食を起こす鋼材は、腐 食量が小さくても採用されないので、２〜３％Ｃｒ鋼が最適である。 また、表２の普通鋼の腐食量から、40℃, ５サイクルの試験条件は自然海水中 のほぼ１年分の腐食量に匹敵するので、本考案の実施例１の装置による試験では 約５倍の腐食促進効果があったことから、本考案の実施例１の装置は実際のバラ ストタンクをよくシュミレートした装置であることが判明した。 〔実施例２〕 次に、本考案の実施例２として、回転ドラムを昇降可能とすることにより、腐 食装置の構成を簡素化した装置を図２に示す。

【００２３】 図に示すように、17は試験材４を張りつけた回転ドラム３をワイヤ19により昇 降するドラムであり、18はそのドラム17を回転させる回転ドラム昇降用モータで ある。 試験例として、人工海水15中と湿度100 ％の大気16中に、試験材を１週間繰り 返し曝す試験を行った。

【００２４】 最初に、試験槽１の回転ドラム３の周囲に試験材４を取りつける。次に調合し た人工海水15に、気体バブリング用配管７を介して空気を送り、バブリングしな がらヒータ５で所定の温度まで昇温させておく。 試験槽１では、ヒータ５と水溶液中温度センサ６で試験温度に人工海水15の温 度を制御しながら、同じく気体バブリング用配管７を介して人工海水15中に空気 を送り込みバブリングをすると共に、気体排出用弁10を僅かに開け、試験槽１の 空気圧が上昇しないようにする。

【００２５】 次に可変速・高トルクのモータ11により回転速度を与えることにより試験が開 始される。 但し、人工海水15中と湿度100 ％の大気16中での試験切換は回転ドラム昇降用 モータ18により、回転ドラム３を昇降させることにより可能であり、また、その 昇降の時間を予め設定することによりサイクル試験を自動制御できる。また、大 気中の温度および湿度は気体中温度センサ８および湿度センサ９により確認でき る。

【００２６】 ところで、図示しない人工海水配管などによる人工海水15の流速による影響が 大きい試験を行う場合には、可変速・高トルクのモータ11の回転数を大きくし、 試験材４に大きな流速を与えればよい。 以上のように、試験槽１の中の回転ドラム３を昇降させることにより、人工海 水15中と湿度100 ％大気16中でのサイクル試験が可能である。

【００２７】 更に、前述の図２に示す試験装置を用いて同じく船舶のバラストタンクを模擬 した試験を行った。 温度40℃の人工海水15中に１週間、湿度100 ％で温度40℃の大気16中に１週間 それぞれ繰り返し曝して５サイクル行い、総試験日数を70日とした。 使用した試験材は１％Ｃｒ鋼、２％Ｃｒ鋼、３％Ｃｒ鋼、６％Ｃｒ鋼、９％Ｃ ｒ鋼、13％Ｃｒ鋼および普通鋼の７種類とし、それらの錆組成、腐食量、および 孔食深さを調査した。

【００２８】 また、Ｘ線解析による錆組成の分析値を表４に示すが、表には供試試験材の７ 種類全部に６年経過後の実船舶バラストタンクの錆組成と似た錆組成が検出され た。

【００２９】

【表４】

【００３０】 次に、表５に７種類の供試試験材の腐食量を測定した値を示しているが、全般 的にはＣｒ添加量の増加につれて腐食量が減少する結果が得られた。

【００３１】

【表５】

【００３２】 そして表６には７種類の供試試験材の孔食深さの測定値を示す。

【００３３】

【表６】

【００３４】 表には、デプスゲージにより供試試験材の孔食深さを測定し、孔食の深いもの から10点記載した。 それらの孔食深さは、２％Ｃｒ鋼および３％Ｃｒ鋼において最少となり、Ｃｒ を９％以上添加すると急激に大きくなる結果が得られた。 以上の試験結果からＣｒ鋼は腐食量が少なく、しかも２％Ｃｒ鋼および３％Ｃ ｒ鋼においては孔食状腐食が少なく、表５の普通鋼の腐食量から推察してこの試 験条件は自然海中のほぼ１年分の腐食量に匹敵するので、約５倍の促進効果があ ったと言える。以上の実験結果から、本考案の実施例２の試験装置は、実際のバ ラストタンクをシュミレートした試験装置であるといえる。

【００３５】

【考案の効果】

本考案の装置により、厳しい環境を種々条件設定したもとで、多種多数の試験 材を効率的かつ能率的に試験することが可能となり、しかも実際のバラストタン クをシュミレートすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による実施例の１例を示す概略図であ
る。

【図２】本考案による実施例の他の１例を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１ 試験槽 ２ 試験槽 ３ 回転ドラム ４ 試験材 ５ ヒータ ６ 水溶液中温度センサ ７ 気体バブリング用配管 ８ 気体中温度センサ ９ 湿度センサ 10 気体排出用弁 11 モータ 12 ケミカルポンプ 13 バルブ 14 予備槽 15 人工海水 16 大気 17 ドラム 18 回転ドラム昇降用モータ 19 ワイヤ

フロントページの続き (72)考案者 近藤 幹夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)考案者 高沢 重直 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 １槽以上の試験槽と、この試験槽に対す
   る試験液の供給および受入れのための１槽以上の予備槽
   と、該試験槽内に備えられた試験材取り付け用の回転ド
   ラムと、前記試験槽と予備槽との間に液位調整手段とを
   備えたことを特徴とする腐食試験装置。
2. 【請求項２】 前記試験槽および予備槽に、加熱手段、
   気体排出手段、気体バブリング手段、温度および湿度モ
   ニタリング手段を付加したことを特徴とする請求項１記
   載の腐食試験装置。
3. 【請求項３】 単槽の試験槽と、該試験槽内に昇降可能
   に備えられた試験材取り付け用の回転ドラムと、前記試
   験槽内の試験液を加熱するための加熱手段と、前記試験
   槽内の気体排出手段と、試験液内の気体バブリング手段
   と、試験液の温度および試験槽内の湿度モニタリング手
   段とからなることを特徴とする腐食試験装置。