(57)【要約】      （修正有）【課題】防食処理された金属材料等への侵入水素量を的確に評価できる方法を提供する。【解決手段】本発明は、金属材料からなる第１試験体（ＷＥ）の一面（ＷＥ２）から侵入した水素原子が、第１試験体を透過して第１試験体の他面（ＷＥ１）から酸化水素として放出される際に、他面側で検出される水素透過電流に基づいて第１試験体へ侵入する水素量を評価する電気化学的水素透過法を応用した侵入水素評価方法である。本発明では、少なくとも表面側が第１試験体の金属材料とは異なる材料からなる第２試験体を、第１試験体の一面から離間しつつ、第１試験体と電気的に接続して第１試験体の一面側に配設して水素透過試験等がなされる。これにより、第１試験体の水素発生面を大きくして、低ノイズで効率的な水素侵入量の評価を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料からなる第１試験体の一面から侵入した水素原子が該第１試験体を透過して該第１試験体の他面から酸化水素として放出される際に、該他面側で検出される水素透過電流に基づいて該第１試験体へ侵入する水素量を評価する電気化学的水素透過法を応用した侵入水素評価方法であって、
少なくとも表面側が前記金属材料とは異なる材料からなる第２試験体を、前記第１試験体の一面から離間しつつ該第１試験体と電気的に接続して、該第１試験体の一面側に配設してなされる侵入水素評価方法。
【請求項２】
金属材料からなる第１試験体と少なくとも表面側が該金属材料と異なる材料からなる第２試験体とを、離間しつつ電気的に接続可能な状態で該第１試験体の一面側に保持できると共に、該第１試験体の他面側にアノード槽を形成できる筐体と、
該第１試験体の一面から侵入した水素原子が該第１試験体を透過して該第１試験体の他面から酸化水素として放出される際に該他面側に生じる水素透過電流を検出できる第１検出手段と、
を備える侵入水素評価システム。
【請求項３】
さらに、前記第１試験体と前記第２試験体の間に流れる参照電流を検出する第２検出手段とを備える侵入水素評価システム。
【請求項４】
金属材料からなる第１試験体と少なくとも表面側が該金属材料と異なる材料からなる第２試験体とを、離間しつつ電気的に接続可能な状態で該第１試験体の一面側に保持できると共に、該第１試験体の他面側にアノード槽を形成できる筐体と、
該第１試験体の一面から侵入した水素原子が該第１試験体を透過して該第１試験体の他面から酸化水素として放出される際に該他面側に生じる水素透過電流の出力に関与する出力部と、
を備える侵入水素評価用セル。
【請求項５】
前記第１試験体と該第１試験体の一面上の一部に設けられた絶縁層と該絶縁層上に設けられた前記第２試験体とを有する評価試料を、
さらに備える請求項４に記載の侵入水素評価用セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学的水素透過法を利用した侵入水素評価方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料内に侵入した水素は、金属材料を脆化させて、その機械的特性を劣化させる。このような水素脆化には、硫化水素環境下で起こる水素誘起割れ、大気中の腐食に起因して起こる遅れ破壊等があるが、中でも、高強度鋼部材が突然、脆性破壊する遅れ破壊が問題とされることが多い。
【０００３】
水素脆化対策として、金属材料（特に鋼材）へ侵入する微量な水素の濃度、水素拡散係数、過渡的な挙動（水素透過速度等）等の評価が重要となる。このような分析手法として、全面抽出法（溶融法、置換法、昇温法等）もあるが、水素脆化との関連性が強い拡散性水素を測定対象としている片面透過法（電気化学的水素透過法／非特許文献２参照）が、しばしば利用される。
【０００４】
ところで、腐食環境に曝される金属部材（特に鉄鋼部材）は、その基材を露出させたまま使用されることは少なく、その表面に防食被膜（メッキ層、塗膜等）を設けたり、電気防食（流電陽極方式、外部電源方式等）されて使用されることが多い。このような防食処理がなされた金属部材へ侵入する水素の挙動（水素量、水素濃度、それらの経時変化等）は、基材（鋼材等）自体の腐食（酸化反応）を前提とした従来の単純な電気化学的水素透過法（単に「水素透過法」という。）では、必ずしも適切に評価しきれない。このような観点から、例えば、表面被覆した金属材料へ侵入する水素量の測定に関する提案が下記の文献等でなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−４４７１２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】M. Sakairi et.al. ISIJ Int. 56, No.3, 483-486 (2016)
【非特許文献２】M.A.V.Devanathan, Z.Stachurski；Proc. Roy. Soc. London, Ser. A, 270, 90 (1962)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、基本的に、水素発生面を亜鉛メッキで部分的（例えば縞模様）に被覆した鋼板の水素検出面側に複数の電気化学セルを設け、その内の一つを基準セルとして、温度依存した残余電流値で補正された水素透過電流（アノード電流）値に基づいて、鋼板内へ侵入した水素量を算出することを提案している。そして特許文献１では、被覆されていない領域の鋼板面積で除して得られる平均的な水素透過電流密度に基づいて水素侵入量が算出されている。
【０００８】
しかし、亜鉛メッキ等の表面処理がなされた鉄鋼部材の遅れ破壊等は、その表面処理層の局所的な僅かな欠陥部から侵入した水素が局所的に高濃度となって生じ得る。従って、平均的な水素透過電流密度に基づいた水素侵入量の評価では、実情に沿ったものとはいえない。また、仮に、局所的な欠陥部に対応して被覆率を１００％近くまで高めた場合、露出した鉄鋼部分が僅かであるため、水素透過電流の測定には非常に長い時間（日数）を要して非効率的であり、また、ノイズの影響も大きくなり易く、やはり特許文献１の手法は現実的ではない。
【０００９】
非特許文献１では、表面処理部の欠陥部近傍を狙った微小セルを用いて、水素透過試験を実施している。しかし、そのような微小な欠陥部近傍を狙った試験は、それ自体が実際には困難であり、ノイズも大きくなり易く、やはり現実的とはいえない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来とは異なる手法により、様々な被検体に対しても、的確な評価を効率的に行える新たな侵入水素評価方法等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、水素を生じさせる第１試験体の一面（水素発生面）側に、それとは異なる材料からなる別の第２試験体を配置し、両者を電気的に接続して水素透過試験を行うことを着想した。実際、その試験方法に基づいて、第１試験体へ侵入する水素量を短時間内に的確に評価できることも確認した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
【００１２】
《侵入水素評価方法》
（１）本発明の侵入水素評価方法は、金属材料からなる第１試験体の一面から侵入した水素原子が該第１試験体を透過して該第１試験体の他面から酸化水素として放出される際に、該他面側で検出される水素透過電流に基づいて該第１試験体へ侵入する水素量を評価する電気化学的水素透過法を応用した侵入水素評価方法であって、少なくとも表面側が前記金属材料とは異なる材料からなる第２試験体を、前記第１試験体の一面から離間しつつ該第１試験体と電気的に接続して、該第１試験体の一面側に配設してなされる。
【００１３】
（２）本発明の侵入水素評価方法（単に「評価方法」という。）によれば、例えば、被覆や電気防食等の防食処理がされている被検体（第１試験体）へ侵入する水素についても、短時間内に、水素脆化（例えば遅れ破壊）等に有効な情報（水素の侵入量、侵入速度等）の定量化が可能となる。この理由は、次のように考えられる。
【００１４】
一般的な水素透過法は、被覆等されず、基材が露出した被検体（薄い板状体）を対象として、腐食等による酸化反応（アノード反応）と、水素イオン（Ｈ+）が水素原子（Ｈ）となる還元反応（カソード反応）とが被検体の同じ面上で併存して生じることを前提として、水素透過電流を測定している。
【００１５】
被検体の全面がめっき膜や塗膜等の被膜により完全に被覆されているとき、基材内部への水素の侵入が実質的に遮断されるため、水素透過電流も検出されない。しかし、溶解や損傷等により被膜に欠陥部が生じると、上述した酸化還元反応が被検体の表面で生じ、基材の露出部から水素が基材内へ侵入して、水素透過電流が検出されるようになる。但し、基材の露出部（被膜の欠陥部）が微小な場合、従来の水素透過法では、僅かな水素透過電流しか検出されず、欠陥部近傍で水素濃度が局所的に高くなり遅れ破壊等が生じ得る状況を的確に把握・予測等できなかった。
【００１６】
本発明も、水素透過電流が検出される原理自体は従来の水素透過法と同様である。しかし、本発明では、水素が侵入・透過する第１試験体に加えて、その一面側（水素発生面側）に、それと電気的に接続された第２試験体とを設けて水素透過試験を行う。そして、その第２試験体の少なくとも表面を、第１試験体（基材）とは異なる材質（例えば、上述した被覆材）とする。これにより、例えば、第２試験体の表面上で生じる反応（例えば、めっき膜の溶解反応／アノード反応）も加味した状態で、第１試験体の表面上において、侵入する水素原子の生成反応（カソード反応）を十分に生じさせることができる。
【００１７】
このように本発明によれば、本来、被検体の同一面上で混在して生じている反応を、第１試験体の表面上と第２試験体の表面上で生じる反応に分離しつつ、水素透過試験を行える。これにより、例えば、第２試験体上の反応を考慮しつつも、水素侵入面の大きな第１試験体を用いて水素透過試験を行え、ノイズの影響を殆ど受けずに、十分な大きさの水素透過電流の検出が可能となる。その結果、例えば、前述した被膜の欠陥部で局所的に生じるような水素侵入も的確に評価できるようになる。
【００１８】
《侵入水素評価システム》
本発明は、上述した評価方法に限らず、侵入水素評価システム（単に「評価システム」という。）としても把握できる。すなわち本発明は、金属材料からなる第１試験体と少なくとも表面側が該金属材料と異なる材料からなる第２試験体とを、離間しつつ電気的に接続可能な状態で該第１試験体の一面側に保持できると共に、該第１試験体の他面側にアノード槽を形成できる筐体と、該第１試験体の一面から侵入した水素原子が該第１試験体を透過して該第１試験体の他面から酸化水素として放出される際に該他面側に生じる水素透過電流を検出できる第１検出手段と、を備える侵入水素評価システムでもよい。
【００１９】
《侵入水素評価用セル》
本発明は、さらに、上述した評価方法や評価システムに用いることができる侵入水素評価用セル（単に「評価用セル」という。）としても把握できる。すなわち本発明は、金属材料からなる第１試験体と少なくとも表面側が該金属材料と異なる材料からなる第２試験体とを、離間しつつ電気的に接続可能な状態で該第１試験体の一面側に保持できると共に、該第１試験体の他面側にアノード槽を形成できる筐体と、該第１試験体の一面から侵入した水素原子が該第１試験体を透過して該第１試験体の他面から酸化水素として放出される際に該他面側に生じる水素透過電流の出力に関与する出力部と、を備える侵入水素評価用セルでもよい。
【００２０】
《その他》
（１）本発明に係る第１試験体は、水素透過試験専用の試験片でもよいし、被検対象である部材や構造物（移動体を含む）等の一部でもよい。第１試験体の水素発生面側（例えば、腐食環境下やカソード槽内等）に配設される第２試験体も、水素透過試験専用の試験片でもよいし、予め構造物や装置等に設けられているもの（例えば、防食被膜や犠牲電極等）を利用してもよい。構造物等の現物を利用することにより、水素の侵入挙動等を実際の使用環境（腐食環境）下に沿って解明し易くなる。
【００２１】
第１試験体と、その第１試験体の一面上の一部に設けられた絶縁層と、その絶縁層上に設けられた第２試験体とを有する評価試料を用いると、水素透過試験を簡便に行えて好ましい。特に、この評価試料と上述した評価用セルとを組合わせることにより、本発明の評価方法を容易に行える。なお、本発明に係る第１試験体は薄い板状であると、水素透過電流の検出が容易となり好ましい。第２試験体は必ずしも板状である必要はないが、板状であると、反応の評価や取扱が容易となり好ましい。
【００２２】
（２）本発明では、水素透過電流を検出できれば足るが、第１試験体と第２試験体の間に流れる参照電流（例えば、ガルバニック電流）も検出または測定できると、好ましい。これより、第１試験体と第２試験体の間で生じる反応と水素透過電流（または水素侵入量）との相関等をより明確に把握できるようになる。従って、本発明の評価システムでは、その参照電流を検出できる第２検出手段をさらに備えると好適である。
【００２３】
（３）本発明に係る各試験体の材質は任意に選択され、各試験体の自然電位、電極電位の貴卑等は問わない。第１試験体は、鉄系材料の他、アルミニウム系材料、マグネシウム系材料、チタン系材料等の金属材料からなってもよい。なお、本明細書でいう「Ｘ系材料」は、主成分（原子割合が最大なもの）がＸ元素であることを意味する。例えば、Ｘ系金属材料には、Ｘの純金属、合金、複合材が含まれる。
【００２４】
第２試験体は、水素透過試験の目的に応じて、第１試験体との相関で様々な材料が選択され、金属でも非金属でもよい。非金属は、例えば、樹脂、化合物（セラミックス等）、単体（カーボン系材料）等である。第２試験体は、その全体が同一材料でもよいが、表面部と基材が異なる材料でもよい。通常、その表面部の材質が重要となる。
【００２５】
さらに第２試験体は、基材の全面が同一材料で完全に被覆されている場合の他、意図的に基材を部分的に露出させたり、表面部の異なる領域を異なる材料で被覆したものでもよい。なお、本明細書でいう「異なる材料」には、構成元素や成分組成が異なる材料の他、全体組成が同じで組織や結晶構造等が異なる材料も含まれる。
【００２６】
本発明の評価方法等は、第２試験体の影響を考慮しつつ、第１試験体への水素侵入性（水素透過性）を評価するものであれば足る。このため、第１試験体と第２試験体の組合わせは上述した防食処理を前提とした基材と被覆材の組合わせには限らない。例えば、第２試験体は、第１試験体に対して電位が卑な金属材料等の他、第１試験体に対して電位が貴な金属材料等でもよい。後者の場合、第１試験体の溶解または腐食が促進される状況下における第１試験体への水素侵入性を評価できる。
【００２７】
（４）第１試験体の水素発生面側は、試験用に用意されたカソード槽でも良いし、現実の使用環境やそれを模した腐食環境としてもよい。
【００２８】
（５）特に断らない限り本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ〜ｂ」のような範囲を新設し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】評価システムの一形態を示す模式図である。
【図２Ａ】評価システムの別形態を示す模式図である。
【図２Ｂ】それに用いられる評価用セルの概要を示す模式図である。
【図３】本発明の評価方法により測定された水素透過電流密度とガルバニック電流密度との時間変化を示すグラフである。
【図４】第２試験体と腐食液が異なる各試料に係る水素透過電流密度を示す棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。本明細書で説明する内容は、本発明の評価方法のみならず、評価システムや評価用セルにも適宜該当し得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００３１】
《評価方法／評価システム》
本発明の評価方法を実施して、被検体への水素侵入量（水素透過電流）を測定できる評価システムの一例を図１に模式的に示した。
【００３２】
（１）全体構成
図１に示した評価システムＳ１は、水素透過電流を検出するアノード槽Ｂ１と、腐食環境や犠牲防食環境を模したカソード槽Ｂ２と、アノード槽Ｂ１とカソード槽Ｂ２の間を区画するセパレータＤと、アノード槽Ｂ１内に配設される参照極ＲＥ１および対極ＣＥ１と、カソード槽Ｂ２内に配設される参照極ＲＥ２および対極ＣＥ２（第２試験体）と、セパレータＤの中央に液密に保持され、アノード槽Ｂ１に面する水素検出面ＷＥ１とカソード槽Ｂ２に面する水素発生面ＷＥ２とを有する作用極ＷＥ（第１試験体）と、参照極ＲＥ１に対する作用極ＷＥの電位を制御しつつ作用極ＷＥと対極ＣＥ１の間に流れるアノード電流（水素透過電流）を測定できるポテンショスタットＰ１（第１検出手段）と、参照極ＲＥ２に対する作用極ＷＥの電位を制御（または測定）を行うポテンショスタットＰ２と、作用極ＷＥと対極ＣＥ２との間に流れる参照電流（例えば、作用極ＷＥに対するカソード電流）を測定できる無抵抗電流計Ｚ（第２検出手段）とを備える。この評価システムＳ１によれば、水素発生面ＷＥ２の面積を大きく確保しつつ、様々な状況（腐食環境、被覆材質等）を模した水素透過試験を行える。
【００３３】
（２）電極
一例として防食処理された鉄鋼部材を想定した場合、作用極ＷＥを鋼板、対極ＣＥ２の少なくとも表面部をその鋼板よりも電位が卑な亜鉛または亜鉛―アルミニウム系合金等とするとよい。
【００３４】
対極ＣＥ２は、カソード槽Ｂ２内における反応を考慮して選択される点で、第２の作用極ともいえる。一方、対極ＣＥ１は、水素検出面ＷＥ１上におけるアノード反応（酸化反応）を補助する電極となる。このため、そのアノード反応を制限しないように、対極ＣＥ１は、作用極ＷＥに応じた大きな面積を有し、電気化学的に安定は金属材料（例えば、白金、金等）からなると好ましい。
【００３５】
作用極ＷＥは、通常、侵入水素により水素脆化等を生じ得る金属材料の薄板（厚さ：０．０１〜１ｍｍさらには０．２〜０．５ｍｍ）からなる。めっき等の防食処理された基材を評価対象として想定している場合でも、作用極ＷＥの水素発生面ＷＥ２は基材の露出面とするとよい。
【００３６】
一方、水素検出面ＷＥ１は、作用極ＷＥの基材の露出面とする他、水素拡散定数の大きいＰｄ、Ｎｉ、それらの合金（例えば、Ｐｄ―Ｎｉ系合金、Ｐｄ―Ｃｏ系合金）等によって被覆されていると好ましい。このような被覆層を設けることにより、作用極ＷＥへの印加電圧を抑制しつつ、水素透過電流（アノード電流）の検出が容易となる。
【００３７】
なお、水素検出面ＷＥ１に設ける被覆層は、めっき、スパッタリング等の蒸着等により形成される。その膜厚は、１０〜２００ｎｍさらには５０〜１５０ｎｍ程度でよい（参考文献：吉沢ら, 防食技術, 24, 511-515(1975)）。
【００３８】
参照極は、標準水素電極（ＳＨＥ）、飽和カルメロ電極（ＳＣＥ：Ｈｇ／Ｈｇ２Ｃｌ２）、銀―塩化銀電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ）、水銀―酸化銀電極（Ｈｇ／ＨｇＯ）、イリジウム―酸化イリジウム（Ｉｒ／ＩｒＯｘ）等から適当な電極が選択される。例えば、アノード槽Ｂ１の電解液をアルカリ性溶液（例えば０．１〜１ＭのＮａＯＨ水溶液）とする場合、参照極ＲＥ１にはＡｇ／ＡｇＣｌやＨｇ／ＨｇＯ等を用いるとよい。また、カソード槽Ｂ２の電解液を中性または酸性の腐食液とする場合、参照極ＲＥ２には参照極ＲＥ１にはＡｇ／ＡｇＣｌやＳＣＥ等を用いるとよい。
【００３９】
（３）電解槽
カソード槽Ｂ２の電解液（腐食液）は、被検体への水素侵入が想定される環境に応じて適宜選択される。例えば、塩化ナトリウム等を含む中性溶液、塩酸や硫酸等を含む酸性溶液、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等を含むアルカリ性溶液等を用いることができる。また、それらの濃度や溶媒（通常は水）は適宜調整される。
【００４０】
一方、カソード槽Ｂ１の電解液は、水素検出面ＷＥ１から酸化水素を導出させるために電位が付与されている作用極ＷＥが、溶出等しないような溶液（種類、濃度、ｐＨ等）が適宜選択される。例えば、ｐＨ９以上さらにはｐＨ１２以上のアルカリ性溶液（ＮａＯＨ水溶液等）を利用できる。
【００４１】
（４）検出手段
ポテンショスタットＰ１は、作用極ＷＥの水素検出面ＷＥ１側を定電位に保持した状況下で、水素透過電流を高精度に測定するために必要である。一方、ポテンショスタットＰ２や無抵抗電流計Ｚは、ポテンショスタットＰ１による水素透過電流の検出（測定）自体には必ずしも必要ではない。
【００４２】
しかし、ポテンショスタットＰ２や無抵抗電流計Ｚを設けることにより、カソード槽Ｂ２側の反応をモニタリングできる。具体的には、作用極ＷＥの水素発生面ＷＥ２上で生じる反応速度、対極ＣＥ２の溶解速度等の定量化が可能となる。このようなモニタリングを行うことにより、作用極ＷＥ上と対極ＣＥ２上で生じる各反応の相関、水素発生面ＷＥ２上の反応（Ｈ+＋ｅ-→Ｈ）と水素検出面ＷＥ１上の反応（Ｈ→Ｈ+＋ｅ-）の相関等も把握できるようになる。
【００４３】
《評価用セル／評価システム》
本発明に係る別例として、水素検出システムＳ２（評価システム）の模式図を図２Ａに示した。また、それに用いる電気化学セルＣ（評価用セル）の模式図を図２Ｂに示した。両図を併せて単に「図２」という。
【００４４】
（１）構成
図２に示した水素検出システムＳ２は、電気化学セルＣと、水素侵入モニター３と、腐食速度モニター４からなる。
【００４５】
電気化学セルＣは、水素検出槽１（アノード槽）と、被検試料２（評価試料）とからなる。水素検出槽１は、評価システムＳ１のアノード槽Ｂ１に相当し、開口部１１を有する有底筒状の容体１０（筐体）と、容体１０内に入れられた電解液（アルカリ性溶液）と、容体１０の一側面から外部へ液密に導出された出力部１２とを備える。出力部１２は、電解液内に浸漬された参照極に連なる参照極部１２１と、電解液内に浸漬された対極に連なる対極部１２２とからなる。
【００４６】
被検試料２は、基体２１（第１試験体）と、基体２１の水素発生面２１２側に設けられた被覆体２２（第２試験体）と、基体２１と被覆体２２の間に介装され両者の直接的な接触および導通を遮断している絶縁層２３とからなる。ここで、被覆体２２と絶縁層２３は、基体２１上の一部に配設されており、基体２１よりも面積が小さくなっている。また、基体２１の水素検出面２１１には、水素発生面ＷＥ２と同様に、ＰｄやＮｉが蒸着等されている。
【００４７】
なお、基体２１は評価システムＳ１の作用極ＷＥに相当し、被覆体２２はその対極ＣＥ２に相当する。例えば、基体２１は水素侵入をモニタリングしたい金属材料（鋼材等）からなり、被覆体２２は基体２１の防食めっき材（亜鉛等）からなり。基体２１と被覆体２２との各厚さは、想定している部材（亜鉛めっき鋼板等）に対応して調整されると好ましい。
【００４８】
水素侵入モニター３は、電気化学セルＣの参照極部１２１および対極部１２２と、基体２１に接続されて、参照極部１２１に対して基体２１を一定の電位に保持しつつ、基体２１と対極部１２２の間に流れる水素透過電流を検出する。
【００４９】
腐食速度モニター４は、基体２１と被覆体２２を電気的に接続し、両者間に流れる電流を検出する。水素侵入モニター３は、評価システムＳ１のポテンショスタットＰ１に相当し、腐食速度モニター４はその無抵抗電流計Ｚに相当する。
【００５０】
（２）作用
被検試料２を水素検出槽１に液密にセットし、基体２１の水素検出面２１１側をモニタリングしたい腐食環境下等に載置する。被覆体２２の腐食（溶解等）の進行具合が腐食速度モニター４により検出される。その際、基体２１の水素発生面２１２で発生すると共に水素検出面２１１へ透過した水素量に応じて、水素侵入モニター３で水素透過電流が検出される。なお、水素検出システムＳ２は、基体２１の水素発生面２１２側を腐食環境とし、カソード槽を設けていない点で評価システムＳ１とは異なる。
【００５１】
（３）用途
このような水素検出システムＳ２を、腐食環境に曝される移動体（車両、船舶、航空機等）や構造物等の評価対象に装着することにより、評価対象を構成する部材（「評価部材」という。）を想定した基体２１への水素侵入量や被覆体２２の腐食度合をリアルタイムで観察することも可能となる。
【００５２】
被検試料２は、評価部材とは別に設けられてもよいが、評価部材の一部を利用してもよい。水素侵入モニター３および腐食速度モニター４も、評価対象とは別に設けられたものでもよいが、電子制御装置等の一部として予め評価対象に搭載されているものでもよい。
【実施例】
【００５３】
表面被覆により防食処理された鉄系部材への水素侵入量の評価を想定して、以下に示すような水素透過試験を図１に示した評価システムＳ１を用いて行った。この具体例に基づいて本発明をより詳しく説明する。
【００５４】
《試料》
作用極ＷＥには、市販の純鉄板（純度９９．５％、厚さ：０．２ｍｍ）を用いた。その一面は入手したままで水素発生面ＷＥ２とし、その他面には高周波マグネトロンスパッタリング装置により厚さ１００ｎｍのＮｉ層を成膜し、それを水素発生面ＷＥ２とした。
【００５５】
対極ＣＥ２には、以下に示すいずれかの板材を用いた。なお、対極ＣＥ２は、水素透過試験中に溶失しない、十分な板厚またはめっき膜厚を有するものとした。
試料１（試料６）：亜鉛板、        試料２：電気亜鉛めっき鋼板、
試料３：溶融合金化亜鉛めっき鋼板、試料４：溶融亜鉛めっき鋼板、
試料５：亜鉛-ニッケルめっき鋼板、
【００５６】
アノード槽Ｂ１の電解液：ＮａＯＨ水溶液（濃度：０．１ｍｏｌ／Ｌ）、参照極ＲＥ１：Ｈｇ／ＨｇＯ、対極ＣＥ１：Ｐｔ、参照極ＲＥ２：Ａｇ／ＡｇＣｌとした。また、参照極ＲＥ１に対する作用極ＷＥの電位：０．１５Ｖ、参照極ＲＥ２に対する作用極ＷＥの電位は自然電位とした。
【００５７】
カソード槽Ｂ２の電解液には、ＮａＣｌ水溶液（濃度：３質量％、ｐＨ６．８５）または塩酸水溶液（ｐＨ２）を用いた。
【００５８】
《水素透過試験１》
（１）対極ＣＥ２：亜鉛板（試料１）、カソード槽Ｂ２：ＮａＣｌ水溶液として、水素透過試験を行った。水素透過電流をポテンショスタットＰ１で測定し、作用極ＷＥと対極ＣＥ２の間で生じるガルバニック電流を無抵抗電流計Ｚで測定した。こうして測定された各電流値を、作用極ＷＥの水素検出面ＷＥ１と水素発生面ＷＥ２の各面積（０．６７ｃｍ２）で除した各電流密度を図３に併せて示した。
【００５９】
（２）水素透過電流密度から作用極ＷＥへの水素の侵入量や侵入速度がわかり、ガルバニック電流密度から対極ＣＥ２の溶解速度（腐食速度）がわかる。図３から明らかなように、評価システムＳ１によれば、比較的短時間内に、ほぼ定常状態となる水素透過電流密度ひいては水素侵入量を知ることができる。また、そのときの対極ＣＥ２の腐食の進行具合も把握できる。
【００６０】
《水素透過試験２》
（１）カソード槽Ｂ２内の腐食液をｐＨ２の塩酸水溶液、対極ＣＥ２を上述した試料１〜５のいずれかとして、同様な水素透過試験を行った。また、腐食液をｐＨ６．８５の３％ＮａＣｌ水溶液、対極ＣＥ２を上述した試料６として同様な水素透過試験を行った。
【００６１】
（２）各場合に測定された水素透過電流密度（定常状態時）を図４に示した。図４から明らかなように、評価システムＳ１を用いれば、対極ＣＥ２またはカソード槽Ｂ２内の電解液（腐食液）をそれぞれ変更したときにも、作用極ＷＥへ侵入する水素量の評価を的確に行えることがわかる。
【００６２】
本発明の評価方法等によれば、種々の防食被覆部材を評価対象とでき、従来（非特許文献１参照）のような測定方法とは異なり、被覆欠陥部（ピンホール等）から侵入する水素に限らず、水素透過電流（水素侵入量）を評価できる。この際、被覆欠陥部の影響を含まない低ノイズな評価も可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
ＷＥ    作用極（第１試験体）
ＣＥ２  対極（第２試験体）
ＷＥ１  水素検出面
ＷＥ２  水素発生面
Ｐ１    ポテンショスタット（第１検出手段）
Ｚ      無抵抗電流計Ｚ（第２検出手段）
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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