(57)【要約】【課題】異種金属の接触腐食による腐食量を、簡易かつ高精度に測定することができる異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法を提供する。【解決手段】金属からなる試験片と、試験片に接触して設けられ、試験片とは異種の金属からなる接触部材とによって構成される異種金属の接触腐食による腐食量を測定する方法であって、異種金属からなる試験片Ｂと、単一種の金属からなる試験片Ａとを同一の腐食環境下に所定期間暴露した後（ステップＳ１）、試験片Ｂの腐食量と試験片Ａの腐食量をそれぞれ計測し（ステップＳ２）、双方の試験片Ａ、Ｂの腐食量の比較に基づいて、異種金属の接触腐食による腐食量を測定するようにする（ステップＳ３）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる試験片と、前記試験片に接触して設けられ、前記試験片とは異種の金属からなる接触部材とによって構成される異種金属の接触腐食による腐食量を測定する方法であって、
前記異種金属と、前記試験片のみからなる単一種の金属とを同一の腐食環境下に所定期間暴露した後、前記異種金属の試験片の腐食量と前記単一種の金属の試験片の腐食量をそれぞれ計測し、双方の前記試験片の腐食量の比較に基づいて、前記異種金属の接触腐食による腐食量を測定することを特徴とする異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法。
【請求項２】
前記試験片と前記接触部材とによって前記異種金属を組み立てる前に、前記試験片と前記接触部材に対して脱脂処理を行ってから、組み立て前の前記異種金属と前記単一種の金属の質量をそれぞれ計測し、組み立てた前記異種金属と前記単一種の金属とを同一の腐食環境下に所定期間暴露した後、前記異種金属を解体し、解体後の前記異種金属の試験片と前記単一種の金属の試験片に対して除錆処理を行った後に双方の前記試験片の質量を計測し、計測した双方の前記試験片の質量間の比較に基づいて、前記異種金属の接触腐食による腐食量を測定することを特徴とする請求項１に記載の異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法。
【請求項３】
前記試験片における前記接触部材の周りの変色の範囲を計測し、この計測値に基づいて、前記異種金属の接触腐食による腐食量を測定することを特徴とする請求項１または２に記載の異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法。
【請求項４】
前記試験片はボルト孔を有する平板であり、前記接触部材は前記ボルト孔に取り付けられるボルトであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法。
【請求項５】
前記試験片はボルト孔を有する平板であり、前記接触部材は、前記試験片と前記ボルト孔に取り付けられるボルトとの間に介設されるワッシャであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、異種金属の接触腐食による金属材の腐食量予測方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の方法は、絶縁材を介して接合された２種の金属片を外部接触させたときに流れる電流およびその経時的な推移を計測し、計測された電流の経時的な推移に基づいて、２種の金属片のうち、卑な金属の接触腐食による腐食量の予測値を求めるものである。
【０００３】
一方、金属の腐食量に関する一般的な測定方法として、ＪＩＳ規格の測定方法（ＪＩＳ  Ｚ２３８３「大気環境の腐食性を評価するための標準金属試験片及びその腐食度の測定方法」）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１５０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の従来の特許文献１の方法は、２種の金属片の組み合わせ毎に予め電流の経時的データを取得するものであり、この電流の計測に手間がかかることがあった。また、腐食量は、取得した電流の経時的データに基づく線形モデルの回帰式による予測値として求められるため、腐食量の予測精度が低くなるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異種金属の接触腐食による腐食量を、簡易かつ高精度に測定することができる異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法は、金属からなる試験片と、前記試験片に接触して設けられ、前記試験片とは異種の金属からなる接触部材とによって構成される異種金属の接触腐食による腐食量を測定する方法であって、前記異種金属と、前記試験片のみからなる単一種の金属とを同一の腐食環境下に所定期間暴露した後、前記異種金属の試験片の腐食量と前記単一種の金属の試験片の腐食量をそれぞれ計測し、双方の前記試験片の腐食量の比較に基づいて、前記異種金属の接触腐食による腐食量を測定することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法は、上述した請求項１において、前記試験片と前記接触部材とによって前記異種金属を組み立てる前に、前記試験片と前記接触部材に対して脱脂処理を行ってから、組み立て前の前記異種金属と前記単一種の金属の質量をそれぞれ計測し、組み立てた前記異種金属と前記単一種の金属とを同一の腐食環境下に所定期間暴露した後、前記異種金属を解体し、解体後の前記異種金属の試験片と前記単一種の金属の試験片に対して除錆処理を行った後に双方の前記試験片の質量を計測し、計測した双方の前記試験片の質量間の比較に基づいて、前記異種金属の接触腐食による腐食量を測定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法は、上述した請求項１または２において、前記試験片における前記接触部材の周りの変色の範囲を計測し、この計測値に基づいて、前記異種金属の接触腐食による腐食量を測定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記試験片はボルト孔を有する平板であり、前記接触部材は前記ボルト孔に取り付けられるボルトであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記試験片はボルト孔を有する平板であり、前記接触部材は、前記試験片と前記ボルト孔に取り付けられるボルトとの間に介設されるワッシャであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属からなる試験片と、前記試験片に接触して設けられ、前記試験片とは異種の金属からなる接触部材とによって構成される異種金属の接触腐食による腐食量を測定する方法であって、前記異種金属と、前記試験片のみからなる単一種の金属とを同一の腐食環境下に所定期間暴露した後、前記異種金属の試験片の腐食量と前記単一種の金属の試験片の腐食量をそれぞれ計測し、双方の前記試験片の腐食量の比較に基づいて、前記異種金属の接触腐食による腐食量を測定するので、異種金属の接触腐食による腐食量を、簡易かつ高精度に測定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法の実施例を示すフローチャート図である。
【図２】図２は、実施の形態１の試験片を示す斜視図であり、（ａ）は試験片Ａの図、（ｂ）は試験片Ｂの図である。
【図３】図３は、実施の形態２の試験体を示す斜視図であり、（ａ）は試験体の分解斜視図、（ｂ）は試験体の完成斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態３の試験体を示す斜視図であり、（ａ）は試験体の分解斜視図、（ｂ）は試験体の完成斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態３の試験体の部分拡大斜視図である。
【図６】図６は、実施の形態３の試験体の構成部品の寸法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
図１に示すように、本発明の異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法は、同材種の金属からなる試験片Ａ、Ｂを用意し、一方の試験片Ｂには異材種の金属からなる接触部材Ｃを接触して設け、試験片Ｂと接触部材Ｃとによって構成される異種金属と、試験片Ａのみからなる単一種の金属とを同一の腐食環境下に所定期間暴露する（ステップＳ１）。次いで、試験片Ａ、Ｂの腐食量をそれぞれ計測し（ステップＳ２）、双方の試験片Ａ、Ｂの腐食量の比較に基づいて、異種金属の接触腐食による腐食量を測定するものである（ステップＳ３）。
【００１６】
［実施の形態１］
まず、本発明の実施の形態１の測定方法について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、略中央部にボルト孔が空けられた同材種の平板状の試験片Ａ、Ｂを用意し、一方の試験片Ｂのボルト孔１０にはボルトセット１２（接触部材）を取り付ける。この際、ボルトセット１２と試験片Ｂは異種金属で構成し、試験片Ｂ側を卑な金属、ボルトセット１２側を貴な金属とすることで、試験片Ｂ側の接触腐食による腐食量を測定する。ボルトセット１２は、ボルト１４とワッシャ１８とナット１６とで構成されている。
【００１７】
腐食量の測定は、ＪＩＳ規格の測定方法（ＪＩＳ  Ｚ２３８３「大気環境の腐食性を評価するための標準金属試験片及びその腐食度の測定方法」）やこれに準じた方法を用いて試験片Ａ、Ｂを同じ場所で大気暴露することにより行う。異種金属の組み合わせとしては、ボルトセット１２側をステンレス鋼（例えばＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４）で、試験片Ｂ側を炭素鋼（例えばＪＩＳ規格のＳＭ４００Ｂ）で構成することができる。
【００１８】
（腐食に関する諸量）
次に、腐食に関する諸量の求め方について説明する。
測定された試験片Ａの腐食による減量（腐食量）をＷＡ（ｇ）、試験片Ｂの腐食による減量（腐食量）をＷＢ（ｇ）、試験片Ａ、Ｂの表面積（表裏面だけでなく、側面やボルト孔面も含めた全表面積）をＳ１（ｍ２）、外観観察によって得られた異種金属の接触腐食による影響範囲の面積をＳ２（ｍ２）、試験片素材の比重をρとすれば、腐食に関する諸量は、下記（１）〜（６）の各算定式により求めることができる。
【００１９】
（１）試験片Ａ単体の単位表面積あたりの腐食量＝ＷＡ／Ｓ１（ｇ／ｍ２）
（２）試験片Ａ単体の腐食による平均的な厚みの減少量＝ＷＡ／Ｓ１／（ρ×１０００）（ｍｍ）
（３）異種金属のボルトが１本取り付けられたことによる腐食量の増加分＝ＷＢ−ＷＡ（ｇ）
（４）異種金属の接触腐食部分の腐食量＝ＷＢ−ＷＡ（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１（ｇ）
（５）異種金属の接触腐食部分の単位表面積あたりの腐食量＝［ＷＢ−ＷＡ（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１］／Ｓ２（ｇ／ｍ２）
（６）異種金属の接触腐食部分の平均的な厚みの減少量＝［ＷＢ−ＷＡ（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１］／Ｓ２／（ρ×１０００）（ｍｍ）
ここで、上記の（２）、（６）の「平均的な厚みの減少量」とは、試験片の片側表面からの厚みの減少量をいう。このため、表裏面ともその環境に暴露されている試験片は表裏それぞれで厚みが減少するので、試験片の厚みの減少量としては２倍になることに留意する。
【００２０】
本実施の形態１によれば、上記の腐食量の測定で得られた試験片Ａ、Ｂの腐食量の違いを比較することにより、異種金属のボルトが付けられたことによる接触腐食の腐食量を定量的に把握することができる。また、試験片Ｂのボルト周りの外観を観察することにより、異種材料の接触腐食による影響範囲を特定することができる。
【００２１】
また、本発明の測定方法は、上記のＪＩＳ  Ｚ２３８３等の測定方法を利用可能であり、試験片の腐食量（質量）間の比較に基づいて行うので測定が簡易である。また、線形モデルの回帰式等の近似式を用いることなく接触腐食による腐食量を測定するので比較的に高精度な測定が可能である。したがって、異種金属の接触腐食による腐食量を、簡易かつ高精度に測定することができる。
【００２２】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２の測定方法について説明する。
この実施の形態２は、ボルト周りの母材鋼板の腐食性状を把握するための測定方法である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、試験体２Ｂは、ボルト孔１０を有する鋼板２０（試験片）とボルトセット１２（接触部材）とからなる。
【００２３】
この試験体２Ｂは、腐食性状を明らかにしたい鋼板２０とボルトセット１２の材種の組み合わせとしてあり、例えば、ＳＭ４００Ｂの鋼板とＳＵＳ３０４のボルトの組み合わせや、ＳＭ４００Ｂの鋼板とユニクロメッキのボルトの組み合わせとすることができる。なお、材種の組み合わせは同種でも異種でも構わない。ボルトセット１２は、ボルト１４とワッシャ１８とナット１６とで構成されている。
【００２４】
次に、測定方法の手順について説明する。
まず、試験体２Ｂを組み立てる前に上記のＪＩＳ  Ｚ２３８３等に準じて構成部品の脱脂作業を行い、組み立て前の試験体２Ｂと、ボルト孔を有する鋼板のみからなる試験体２Ａの総質量を測定する。次いで、試験体２Ｂを組み立て、試験体２Ｂのボルト周りの状態を適正に保つため、ボルトセット１２をボルト周りの構成にあわせた適正トルクで締めつける。
【００２５】
試験体２Ｂを鋼板のみからなる試験体２Ａとともに、腐食性を調べたい環境に一定期間暴露し、外観観察を行って試験体２Ｂを解体する。解体後の試験体２Ｂの鋼板と試験体２Ａとに対して上記のＪＩＳ  Ｚ２３８３等に準じて除錆処理を行い、錆を除いた後の質量を測定する。
【００２６】
除錆前後の試験体２Ａ、２Ｂの外観の観察や、試験体２Ａ、２Ｂの錆で失われた質量から、上記の暴露期間における接触腐食による諸量を以下のように把握することができる。
【００２７】
例えば、ボルト周りの変色の範囲をノギス等で測定することで、ボルトと接触することによる鋼板の腐食の影響範囲（Ｄ）を把握することができる。これにより、ボルトの接触部分を含めた接合部の防錆処理を行うべき合理的な範囲を明らかにすることができる。
【００２８】
試験体２Ｂの腐食量と鋼板のみの試験体２Ａの腐食量との差を求めることで、ボルトの有無による腐食量の違い（Ｃ）を把握することができる。このようにして得られた（Ｃ）、（Ｄ）からＣ／Ｄを計算し、ボルトが接触することによる鋼板の腐食の影響範囲（Ｄ）の平均的な腐食の増分（Ｆ）を明らかにすることができる。
【００２９】
上記の（Ｃ）、（Ｆ）のような諸量を求めることで、ボルトセットとの接触部分の腐食性状を定量的に把握することができる。また、ボルトが接触しない部分と接触する部分との腐食速度の違いを推定することができ、この推定を、例えば鋼材からなる構造物の腐食が原因となる寿命予測や耐久設計に役立てることができる。
【００３０】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３の測定方法について説明する。
この実施の形態３は、鋼板と異種金属の部材との間の接触腐食性状を把握するための測定方法である。図４（ａ）、（ｂ）、図５および図６に示すように、試験体３Ｂは、鋼板２０とボルトセット１２と異種金属ワッシャ２２と絶縁スリーブ２４と絶縁ワッシャ２６とからなる。ボルトセット１２は、ボルト１４とワッシャ１８とナット１６とで構成される。
【００３１】
この試験体３Ｂは、鋼板２０（試験片）に異種金属のワッシャ２２（接触部材）が接触した構造となっており、ボルト孔１０には、端部にフランジ部２８を有する絶縁スリーブ２４が設けられ、ボルト１４はこのスリーブ２４の中に通されて鋼板２０に接触しないようにしてある。絶縁ワッシャ２６は、ボルト１４のワッシャ１８と異種金属ワッシャ２２との間に介設されている。この絶縁スリーブ２４と絶縁ワッシャ２６は、電気を通さない絶縁性の樹脂部品であり、例えばテフロン（登録商標）で構成することができる。
【００３２】
次に、測定方法の手順について説明する。
まず、試験体３Ｂを組み立てる前に上記のＪＩＳ  Ｚ２３８３等に準じて構成部品の脱脂作業を行い、組み立て前の試験体３Ｂと、ボルト孔を有する鋼板のみからなる試験体３Ａの総質量を測定する。次いで、試験体３Ｂを組み立て、試験体３Ｂのボルト周りの状態を適正に保つため、ボルトセット１２をボルト周りの構成にあわせた適正トルクで締めつける。
【００３３】
試験体３Ｂを鋼板のみからなる試験体３Ａとともに、腐食性を調べたい環境に一定期間暴露し、外観観察を行って試験体３Ｂを解体する。解体後の試験体３Ｂの鋼板と試験体３Ａとに対して上記のＪＩＳ  Ｚ２３８３等に準じて除錆処理を行い、錆を除いた後の質量を測定する。
【００３４】
除錆前後の試験体３Ａ、３Ｂの外観の観察や、試験体３Ａ、３Ｂの錆で失われた質量から、上記の暴露期間における接触腐食による諸量を以下のように把握することができる。
【００３５】
例えば、異種金属ワッシャ周りの変色の範囲をノギス等で測定することで、異種金属ワッシャと接触することによる鋼板の腐食の影響範囲（Ｄ）を把握することができる。これにより、異種金属ワッシャの接触部分を含めた接合部の防錆処理を行うべき合理的な範囲を明らかにすることができる。
【００３６】
試験体３Ｂの腐食量と鋼板のみの試験体３Ａの腐食量との差を求めることで、異種金属ワッシャの有無による腐食量の違い（Ｃ）を把握することができる。このようにして得られた（Ｃ）、（Ｄ）からＣ／Ｄを計算し、異種金属ワッシャが接触することによる鋼板の腐食の影響範囲（Ｄ）の平均的な腐食の増分（Ｆ）を明らかにすることができる。
【００３７】
上記の（Ｃ）、（Ｆ）のような諸量を求めることで、異種金属ワッシャの接触部分の腐食性状を定量的に把握することができる。また、異種金属ワッシャが接触しない部分と接触する部分との腐食速度の違いを推定することができ、この推定を、例えば鋼材からなる構造物の腐食が原因となる寿命予測や耐久設計に役立てることができる。
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、金属からなる試験片と、前記試験片に接触して設けられ、前記試験片とは異種の金属からなる接触部材とによって構成される異種金属の接触腐食による腐食量を測定する方法であって、前記異種金属と、前記試験片のみからなる単一種の金属とを同一の腐食環境下に所定期間暴露した後、前記異種金属の試験片の腐食量と前記単一種の金属の試験片の腐食量をそれぞれ計測し、双方の前記試験片の腐食量の比較に基づいて、前記異種金属の接触腐食による腐食量を測定するので、異種金属の接触腐食による腐食量を、簡易かつ高精度に測定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明に係る異種金属の接触腐食による腐食量の測定方法は、構造物などに用いる金属部材の耐食性の研究や評価に有用であり、特に、犠牲防食仕様の検討や評価、および防食・耐食設計条件の検討などに適している。また、標準的な測定方法として利用可能と考えられる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ボルト孔
１２  ボルトセット
１４  ボルト
１６  ナット
１８  ワッシャ
２０  鋼板
２２  異種金属ワッシャ
２４  絶縁スリーブ
２６  絶縁ワッシャ
２８  フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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