(57)【要約】【課題】水素脆化試験において破断した金属試験片から逸脱する水素量を低減する試験装置を提供する。【解決手段】本発明に係る試験装置１は、金属試験片５０を保持するための保持具２および保持具３と、応力発生手段４と、荷重測定手段１４と、金属試験片５０の一部と水素とを内部で接触させるための電解槽５と、金属試験片５０のうちの電解槽５外に出ている部分の少なくとも一部を内部に保持し、冷媒が供給される冷却槽６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属試験片の水素脆化試験を行うための試験装置であって、
上記金属試験片の一端を保持するための第一の保持手段と、
上記金属試験片の他端を保持するための第二の保持手段と、
上記第一の保持手段に接続され、上記金属試験片に対して応力を負荷するための応力発生手段と、
上記第一の保持手段に接続された荷重測定手段と、
上記金属試験片の一部と水素とを内部で接触させるための水素添加処理槽と、
上記金属試験片のうちの上記水素添加処理槽外に出ている部分の少なくとも一部を内部に保持し、冷媒が供給される冷却槽とを備える、試験装置。
【請求項２】
上記冷却槽は、上記水素添加処理槽を挟んで上記第一の保持手段と対向する側に備えられている、請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
上記金属試験片の破断を感知するセンサーを備え、当該センサーの感知に応じて上記冷却槽に冷媒を供給する、請求項１および２に記載の試験装置。
【請求項４】
上記水素添加処理槽は、内部の液体を外部へ排出するための排出手段を備える、請求項１〜３の何れか１項に記載の試験装置。
【請求項５】
上記水素添加処理槽と上記冷却槽との間に断熱材を備える、請求項１〜４の何れか１項に記載の試験装置。
【請求項６】
上記水素添加処理槽は、電極と、上記金属試験片および当該電極の間に電流を発生させる電流発生手段とを備える、請求項１〜５の何れか１項に記載の試験装置。
【請求項７】
上記水素添加処理槽は、上記金属試験片の洗浄に用いる洗浄液を供給するための洗浄液供給手段を備える、請求項１〜６の何れか１項に記載の試験装置。
【請求項８】
上記水素添加処理槽は、内部に乾燥エアーを供給するための乾燥エアー供給手段を備える、請求項１〜７の何れか１項に記載の試験装置。
【請求項９】
金属試験片の一部と水素とを内部で接触させるための水素添加処理槽に、金属試験片を、少なくとも一端が当該水素添加処理槽外に出るように配置し、当該金属試験片に水素を供給しながら試験装置により応力を負荷して、当該金属試験片を破断させる破断工程と、
破断した金属試験片の断片を、上記水素添加処理槽に配置した状態で、上記水素添加処理槽外に出ている部分において冷却する冷却工程とを含む、金属試験片の水素脆化試験方法。
【請求項１０】
上記金属試験片への水素の供給は、上記試験装置に備えられた電解槽内で電気化学的に行う、請求項９に記載の水素脆化試験方法。
【請求項１１】
上記破断工程後で且つ上記冷却工程前に、上記水素の供給において用いた電解液を排出する排出工程を含む、請求項１０に記載の水素脆化試験方法。
【請求項１２】
上記冷却工程において冷却する上記断片は、上記試験装置に備えられた荷重測定手段に接続されていない断片である、請求項９〜１１の何れか１項に記載の水素脆化試験方法。
【請求項１３】
上記冷却工程は、金属試験片のうちの上記水素添加処理槽外に出ている部分の少なくとも一部を内部に保持する冷却槽に、冷媒を供給することによって行われる、請求項９〜１２の何れか１項に記載の水素脆化試験方法。
【請求項１４】
上記排出工程後で且つ上記冷却工程前に、上記電解槽内で上記金属試験片の断片を洗浄する洗浄工程を含む、請求項９〜１３の何れか１項に記載の水素脆化試験方法。
【請求項１５】
少なくとも上記冷却工程中に、上記電解槽内に乾燥エアーを供給する、請求項９〜１４の何れか１項に記載の水素脆化試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属試験片の水素脆化試験を行うための試験装置、および水素脆化試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、製造業等において、鋼材等の金属材料の軽量化および高強度化が求められている。しかしながら、金属材料は、高強度化に伴って水素脆化感受性が高くなる。そのため、水素脆化を抑えた材料の開発、および水素脆化のメカニズムの研究がさかんに行われている。
【０００３】
水素脆化評価の方法として、例えば、試験片中に水素を導入しながら、試験装置を用いて引張応力等の応力を負荷し、破断後の試験片を、昇温脱離分析装置（ＴＤＳ）等を用いて分析して、破断時の水素量（限界拡散性水素量）を得る手法が知られている。試験片中への水素の導入方法として、例えば、非特許文献１には、電気化学装置を用いる方法が記載されている。また、非特許文献２には、オートクレーブを用いる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】漆原亘ら，Ｒ＆Ｄ 神戸製鋼技報, Vol.61, No.1 (2011), pp.47-51
【非特許文献２】高澤孝一ら, J. Japan Inst. Metals, Vol.74, No.8 (2010), pp.520-526
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
試験片中の拡散性水素は、常温では徐々に逸脱する。そのため、破断時の限界水素量の分析においては、破断試験後に破断試験片を素早く水素分析装置で分析をする必要がある。水素分析装置ですぐに分析できない場合は、拡散性水素の逸脱を抑えるために、できるだけ早く液体窒素中に浸漬する必要がある。
【０００６】
しかしながら、上述のような従来技術において、電気化学装置を用いる方法では、破断試験後に試験装置から破断試験片の取り外すためには、ポテンショスタットの停止、腐食槽内部の電解液の排出、腐食槽からの試験片の取り外し等の操作が必要である。また、オートクレーブを用いる方法では、オートクレーブ内の水素のパージ、オートクレーブからの試験片の取り外し等の操作が必要である。
【０００７】
これらの操作は通常すべて手作業で行っているため、大気中での作業時間が十分程度の時間を要する。そのため、水素分析装置で求められる水素量は、真の限界拡散性水素量よりも小さくなる。また、これらの作業時間は作業者の熟練度に依存し、不慣れな作業者が行うと、さらに長い時間を要する。そのため、水素分析装置で求められる水素量は、作業者によって異なってしまう。このように、従来の方法では、精度が十分ではない。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、水素脆化試験において破断した試験片から逸脱する水素量を低減する試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る試験装置は、金属試験片の水素脆化試験を行うための試験装置であって、上記金属試験片の一端を保持するための第一の保持手段と、上記金属試験片の他端を保持するための第二の保持手段と、上記第一の保持手段に接続され、上記金属試験片に対して応力を負荷するための応力発生手段と、上記第一の保持手段に接続された荷重測定手段と、上記金属試験片の一部と水素とを内部で接触させるための水素添加処理槽と、上記金属試験片のうちの上記水素添加処理槽外に出ている部分の少なくとも一部を内部に保持し、冷媒が供給される冷却槽とを備える。
【００１０】
本発明に係る試験装置において、上記冷却槽は、上記水素添加処理槽を挟んで上記第一の保持手段と対向する側に備えられていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る試験装置は、上記金属試験片の破断を感知するセンサーを備え、当該センサーの感知に応じて上記冷却槽に冷媒を供給することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る試験装置において、上記水素添加処理槽は、内部の液体を外部へ排出するための排出手段を備える場合がある。
【００１３】
本発明に係る試験装置は、上記水素添加処理槽と上記冷却槽との間に断熱材を備えることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る試験装置において、上記水素添加処理槽は、電極と、上記金属試験片および当該電極の間に電流を発生させる電流発生手段とを備える場合がある。
【００１５】
本発明に係る試験装置において、上記金属試験片の洗浄に用いる洗浄液を供給するための洗浄液供給手段を備えることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る試験装置において、上記水素添加処理槽は、内部に乾燥エアーを供給するための乾燥エアー供給手段を備えることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る水素脆化試験方法は、金属試験片の一部と水素とを内部で接触させるための水素添加処理槽に、金属試験片を、少なくとも一端が当該水素添加処理槽外に出るように配置し、当該金属試験片に水素を供給しながら試験装置により応力を負荷して、当該金属試験片を破断させる破断工程と、破断した金属試験片の断片を、上記水素添加処理槽に配置した状態で、上記水素添加処理槽外に出ている部分において冷却する冷却工程とを含む。
【００１８】
本発明に係る水素脆化試験方法において、上記金属試験片への水素の供給は、上記試験装置に備えられた電解槽内で電気化学的に行う場合がある。
【００１９】
本発明に係る水素脆化試験方法は、上記破断工程後で且つ上記冷却工程前に、上記水素の供給において用いた電解液を排出する排出工程を含む場合がある。
【００２０】
本発明に係る水素脆化試験方法において、上記冷却工程において冷却する上記断片は、上記試験装置に備えられた荷重測定手段に接続されていない断片であることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る水素脆化試験方法において、上記冷却工程は、金属試験片のうちの上記水素添加処理槽外に出ている部分の少なくとも一部を内部に保持する冷却槽に、冷媒を供給することによって行われることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る水素脆化試験方法は、上記排出工程後で且つ上記冷却工程前に、上記電解槽内で上記金属試験片の断片を洗浄する洗浄工程を含むことが好ましい。
【００２３】
本発明に係る水素脆化試験方法は、少なくとも上記冷却工程中に、上記電解槽内に乾燥エアーを供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、水素脆化試験において、破断した金属試験片から逸脱する水素量を低減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】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る試験装置の概略構成を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る試験装置の概略構成を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る水素脆化試験方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔実施形態１〕
本発明の試験装置に関する一実施形態について、図１〜３に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００２７】
（構成）
本実施形態の試験装置１の各構成について、図１および２を参照して説明する。
【００２８】
図１および２は、本実施形態における試験装置１の概略構成を模式的に示す正面図である。なお、図１および２は、本実施形態における試験装置１に、試験対象である金属試験片５０がセットされた状態を示しており、図１は破断前の状態、図２は破断後の状態を示している。
【００２９】
試験装置１は、金属試験片の水素脆化試験を行うための試験装置である。図１に示されるように、試験装置１は、保持具（第一の保持手段）２、保持具（第二の保持手段）３、引張応力負荷装置（応力発生手段）４、電解槽（水素添加処理槽）５、冷却槽６、および荷重測定手段１４を備えている。保持具２および保持具３は、上下に位置するように配置されており、試験装置１は垂直方向に引張応力を負荷する構成となっている。
【００３０】
金属試験片５０は、丸棒型で、保持具２および保持具３に取り付けるための雄ネジ溝を両端に有している。また、金属試験片５０は、中央よりずれた位置に平行部５０ａが設けられている。すなわち、金属試験片５０は、平行部５０ａからそれぞれの端までの長さが異なっている。金属試験片５０は、その両端が電解槽５外に突き出すとともに、平行部５０ａは電解槽５内に位置するように、セットされる。
【００３１】
保持具２は、金属試験片５０の一端を保持するための部材である。保持具２は、荷重測定手段１４を介して、引張応力負荷装置４に接続されている。保持具２は、金属試験片５０を取り付けるための雌ネジ溝を有している。
【００３２】
保持具３は、金属試験片５０の他端を保持するための部材である。保持具３は、接続ピン２６を介して架台１５に取り付けられている。保持具３は、金属試験片５０を取り付けるための雌ネジ溝を、架台１５への取り付け位置と反対側に有している。また、保持具３には、センサー７が取り付けられている。接続ピン２６は、金属製である。
【００３３】
引張応力負荷装置４は、金属試験片５０に対して引張応力を負荷するための部材である。引張応力負荷装置４は、荷重測定手段１４を介して、保持具２に接続されている。
【００３４】
荷重測定手段１４は、金属試験片５０にかかる応力を測定するための部材である。荷重測定手段１４は、保持具２に接続されている。荷重測定手段１４は、例えば、ロードセル、歪ゲージ等である。
【００３５】
電解槽５は、金属試験片５０の一部と水素とを内部で接触させるための容器である。電解槽５は、保持具２と保持具３との間に配置されている。電解槽５は、側面がガラス製であり、上面および下面がフッ素樹脂製である。電解槽５は、下面に排出口（排出手段）１１を備え、上面に洗浄液供給口（洗浄液供給手段）１２および乾燥エアー供給口（乾燥エアー供給手段）２２を備えている。また、電解槽５は、上面中央および下面中央に、金属試験片５０を貫通させるための貫通孔を備えている。さらに、電解槽５は、下面外側に断熱材８を備えている。また、電解槽５は、内部に電極９を備えている。
【００３６】
排出口１１は、電解槽５内の液体を電解槽５外へ排出するための開口である。排出口１１には、電解槽５の外側からチューブ１７が取り付けられている。チューブ１７には、遮断弁１８が備えられている。遮断弁１８は、例えば、電磁弁である。排出口１１は、金属試験片５０の破断後に、電解槽５内の電解液を排出したり、後述の洗浄液を排出したりする。
【００３７】
洗浄液供給口１２は、金属試験片５０を洗浄するための洗浄液を供給するための開口である。洗浄液供給口１２には、電解槽５の外側からチューブ１９が取り付けられている。チューブ１９は、洗浄液タンク２１と接続されており、電解槽５と洗浄液タンク２１とを連通している。チューブ１９には、遮断弁２０が備えられている。遮断弁２０は、例えば、電磁弁である。洗浄液は、例えば、水（純水）、有機溶媒等であり、破断後の金属試験片５０を洗浄するために用いられる。
【００３８】
乾燥エアー供給口２２は、電解槽５内に乾燥エアーを供給するための開口である。乾燥エアー供給口２２には、電解槽５の外側からチューブ２３が取り付けられている。
【００３９】
断熱材８は、例えば、発砲スチロール、ウレタン、グラスウール等の公知の断熱材である。断熱材８は、電解槽５の下面外側にドーナツ形に配置されている。また、断熱材８には、チューブ１７を通すための穴が設けられている。
【００４０】
ポテンショスタット（電流発生手段）１０は、金属試験片５０および電極９の間に電流を発生させるための装置である。ポテンショスタット１０と金属試験片５０とは、電線で接続されている。また、ポテンショスタット１０と電極９とは、電線で接続されている。
【００４１】
電極９は、金属試験片５０に水素を電気化学的にチャージする際の陽極である。電極９の材料、大きさ、形状等は、当該分野で一般的に用いられているものとすればよい。電極９は、例えば、白金である。
【００４２】
冷却槽６は、金属試験片５０を冷却するための容器である。冷却槽６は、金属試験片５０のうちの電解槽５外に出ている部分の少なくとも一部を内部に保持する位置に配置されている。また、冷却槽６は、電解槽５の下面側に配置されている。すなわち、冷却槽６は、電解槽５を挟んで保持具２と対向している。また、冷却槽６は、保持具３に取り付けられている。冷却槽６と保持具３とは、溶接等によって一体化されていてもよいし、ネジまたはボルト等によって取り外し可能に取り付けられていてもよい。冷却槽６は、冷媒保存タンク１３とチューブ２４を介して連結しており、冷却槽６には、冷媒保存タンク１３に保存されている冷媒が必要に応じて供給されるようになっている。チューブ２４には、遮断弁２５が備えられている。冷媒は、例えば、液体窒素、液体ヘリウム等である。また、冷却槽６は、例えば、ステンレス、アルミニウム等の材質である。冷却槽６の上面には、金属試験片５０を通すための穴が設けられている。
【００４３】
冷媒保存タンク１３は、冷却槽６に供給される冷媒を保存している容器である。冷媒保存タンク１３の材質、大きさ、形状等は、冷媒の種類に応じて適宜選択すればよい。冷媒保存タンク１３は、例えば、サイフォン式の自動供給システム等の公知の冷媒供給システムにおける冷媒保存タンクであり得る。
【００４４】
センサー７は、金属試験片５０の破断を感知するためのセンサーである。センサー７は、金属試験片５０の破断の感知結果を、信号線を介して制御部１６に通知する。センサー７は、保持具３に取り付けられている。
【００４５】
制御部１６は、センサー７による金属試験片５０の破断の感知によって、冷媒保存タンク１３の冷媒が冷却槽６に供給されるように制御する。さらに、制御部１６は、センサー７による金属試験片５０の破断の感知によって、ポテンショスタット１０からの電流供給を遮断、遮断弁１８の開閉、および遮断弁２０の開閉も制御する。制御部１６は信号線を介してセンサー７に接続されている。また、ポテンショスタット１０、遮断弁１８および遮断弁２０は、それぞれ信号線（不図示）を介して、制御部１６に接続されている。
【００４６】
（動作および作用）
試験装置１を用いて水素脆化試験を行う場合の動作および作用について、図１〜３を参照して説明する。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態に係る水素脆化試験方法の説明も兼ねている。
【００４７】
まず、試験装置１に、水素脆化試験の対象である金属試験片５０をセットする。具体的には、金属試験片５０の一方の雄ネジ溝を保持具２の雌ネジ溝に取り付け、金属試験片５０の他方の雄ネジ溝を保持具３の雌ネジ溝に取り付ける。このとき、平行部５０ａから端までの長さが長い方の雄ネジ溝を保持具３に取り付け、短い方の雄ネジ溝を保持具２に取り付ける。金属試験片５０の一部は電解槽５内に配置され、金属試験片５０の両端は電解槽５外に配置される。これによって、破断される平行部５０ａを電解槽５内に配置させつつ、金属試験片５０の一部を冷却槽６内に配置することができる。
【００４８】
保持具２および保持具３に金属試験片５０を取り付けた後、冷却槽６の上面に設けられた穴と金属試験片５０との隙間を、シール材等で塞ぐことが好ましい。これによって、冷却槽６内に供給される冷媒の冷気が隙間から漏れ出ることを防ぐことができる。
【００４９】
次いで、金属試験片５０に水素を供給しながら引張応力を負荷して、金属試験片５０を破断させる（破断工程）。金属試験片５０への水素の供給は、電解槽５に電解液を入れ、電極９および金属試験片５０に接続されたポテンショスタット１０を用いて電流を発生させることによって行われる（陰極水素チャージ）。電解液は、破断の条件等により適宜公知のものを選択すればよく、例えば、ＮａＣｌとＮＨ４ＳＣＮとを含む水溶液である。また、乾燥エアー供給口２２から電解槽５内に乾燥エアーを供給し、電解液相上部にある気相を乾燥エアーで満たす。金属試験片５０への引張応力の負荷は、引張応力負荷装置４を用いて行われる。また、金属試験片５０にかかる引張応力の測定は、荷重測定手段１４によって行われる。
【００５０】
金属試験片５０が破断すると、センサー７がそれを感知する。具体的には、金属試験片５０の破断時の戻り動作をセンサー７が感知する。そして、センサー７から制御部１６にその旨が通知される。制御部１６はその通知を受け取ると、まず、ポテンショスタット１０からの電流供給を遮断する。これによって、金属試験片５０への水素の供給が停止する。次いで、制御部１６は、遮断弁１８を開く。これによって、電解槽５内の電解液が排出口１１およびチューブ１７を介して排出される（排出工程）。次いで、制御部１６は、遮断弁２０を開く。これによって、洗浄液タンク２１から洗浄液がチューブ１９および洗浄液供給口１２を介して電解槽５内に供給され、金属試験片５０の断片５０ｂ・５０ｃが洗浄される（洗浄工程）。洗浄後の排液は、排出口１１およびチューブ１７を介して排出される。遮断弁２０を開くタイミングは、電解液の体積に応じて、適宜設定し得る。例えば、電解槽５から電解液が全て排出されたと同時に遮断弁２０が開くように設定することができる。次いで、一定時間経過した後、制御部１６は、遮断弁２０を閉じる。これによって、洗浄液の供給が停止する。このとき、遮断弁１８は開いた状態であるため、排液は排出されて、電解槽５内は乾燥エアーで満たされる。
【００５１】
次いで、制御部１６は、冷媒保存タンク１３から冷却槽６に冷媒を供給させる。これによって、冷却槽６に冷媒が供給される。図２に示すように、金属試験片５０は、平行部５０ａから保持具３までの距離が長くなっている。そのため、冷却槽６は、金属試験片５０のうちの電解槽５外に出ている部分の一部を保持している。すなわち、金属試験片５０の一部は電解槽５内にある。したがって、当該金属試験片５０の一部が、冷媒に接触する。すると、金属試験片５０は冷媒に接触している部分から冷却されていき、冷媒に接触していない部分も即座に冷却される。このとき、図２に示すように、破断した金属試験片５０の断片５０ｂ・５０ｃのうち、保持具３に保持された断片５０ｃのみが冷却槽６内にある。また、上述のように電解槽５は、内部の液体が排出されている。そのため、断片５０ｂ・５０ｃのうち、断片５０ｃのみが冷却され、断片５０ｂは実質的に冷却されない。なお、続いて行う水素量測定には、通常、破断した断片のうちの一方、あるいは当該一方から切り出した一部を用いる。そのため、断片５０ｃのみ冷却すれば足りる。このようにして、破断した金属試験片５０を、電解槽５に配置した状態、すなわち試験装置１に保持した状態で、断片５０ｃを冷却することができる（冷却工程）。
【００５２】
断片５０ｂを保持する保持具２には、荷重測定手段１４が接続されている。上述のように、断片５０ｂは実質的に冷却されないため、荷重測定手段１４はほとんど影響を受けることがない。そのため、荷重測定手段１４が冷却によって不具合が生じたり故障したりすることを回避することができる。
【００５３】
また、冷却槽６と電解槽５との間には断熱材８が存在するため、冷却槽６と電解槽５との間の空気を介して電解槽５が冷却されることが抑制される。
【００５４】
また、電解槽５内には乾燥エアーが供給されるため、霜が発生することが抑制される。
【００５５】
その後、冷却した断片５０ｃを試験装置１から取り外す。具体的には、まず、断片５０ｃを冷却槽６に浸漬したまま（すなわち、冷却槽６に冷媒が満たされた状態で）、電解槽５およびその上部にある構成を断片５０ｃから取り外す。次いで、断片５０ｃを保持具３から取り外す。
【００５６】
試験装置１から取り外した断片５０ｃは、例えば、別の容器に入れた冷媒（液体窒素等）に移し、冷媒に浸漬した状態で切断・研磨して水素量の測定に用いればよい。切断および研磨は、公知の方法で行えばよい。また、水素量の測定には、公知の水素量測定装置を用いればよく、例えば、昇温脱離分析装置、ガスクロマトグラフィー、大気圧イオン化質量分析装置、不活性ガス融解水素分析装置等を用いればよい。
【００５７】
また、断片５０ｃを切断することなく、そのまま水素量の測定に用いてもよい。その場合、水素量の測定には、例えば、電子科学製低温ＴＤＳを用いることができる。電子科学製低温ＴＤＳは、大きいサイズの金属試験片を測定することができ、また０℃以下の低温状態から分析することができる。このような装置を用いれば、金属試験片から逸脱する水素量をより低減することができる。
【００５８】
（利点）
従来の試験装置では、電解槽の分解、および保持具からの金属試験片の取り外し等の操作を行った後に、取り出した金属試験片を冷媒に浸漬していた。一方、本実施形態に係る試験装置１では、これらに操作を行う前に、金属試験片５０を冷却することができる。そのため、従来よりも早い段階で水素の逸脱を抑えることができる。したがって、続く水素量測定で求められる水素量と真の限界拡散性水素量との誤差が、従来と比較して小さくなる。また、本実施形態に係る試験装置１では、作業者の熟練度に依存することなく、同じタイミングで冷却を行うことができる。そのため、従来と比較して、作業者に関係なく、同じ結果を得ることができる。このように、本実施形態に係る試験装置１では、従来の試験装置と比較して、高い精度を得ることができる。
【００５９】
さらに、従来では、作業者が破断時にその場にいない場合、金属試験片をすぐには冷却することができず、試験が無駄になることがある。一方、本実施形態の試験装置１では、金属試験片５０の破断後、冷却までの操作が全て自動で行われる。そのため、作業者がその場にいない間に金属試験片５０が破断した場合であっても、破断後すぐに冷却を行うことができる。したがって、従来と比較して、ロスがないという利点がある。
【００６０】
〔その他の実施形態〕
（変形例）
試験装置１では、センサー７は保持具３に取り付けられていたが、他の実施形態において、センサー７は金属試験片５０の破断を感知できる位置であれば、どこに設けられていてもよい。
【００６１】
また、他の実施形態において、制御部１６を介さずに、センサー７から直接、ポテンショスタット１０からの電流供給、遮断弁１８、および遮断弁２０をオン・オフさせてもよい。この場合、例えば、センサー７を構成する部材が、金属試験片５０の破断時の戻り動作で、ポテンショスタット１０からの電流を遮断するような仕掛けにすればよい。
【００６２】
また、他の実施形態において、センサー７および制御部１６の何れも有さず、手動で行うこともできる。その場合、例えば、金属試験片５０の破断後に、遮断弁１８を開いて、電解液を排出する。また、手動で遮断弁２０を開いて、洗浄液を供給する。その後、手動で冷却槽６に冷媒を供給する。手動で行う場合でも、電解槽５の分解、ならびに保持具２および３からの金属試験片５０の取り外し等の操作前に、金属試験片５０の冷却を行うことができる。そのため、上述のように、従来の試験装置と比較して、高い精度を得ることができる。
【００６３】
試験装置１は、垂直方向に引張応力を負荷する構成であるが、他の実施形態において、水平方向に引張応力を負荷する構成であってもよい。また、他の実施形態において、試験装置１は圧縮試験または疲労試験等を行うものであってもよく、応力発生手段として、例えば、公知の定荷重引張応力負荷装置、定歪引張応力負荷装置、圧縮応力負荷装置、または疲労試験装置等を備えていてもよい。
【００６４】
試験装置１では、金属試験片５０に水素を導入する方法として、電気化学装置（電極９、ポテンショスタット１０、電線）を用いる方法を採用しているが、他の実施形態において、オートクレーブを用いる方法であってもよい。その場合、水素添加処理槽はオートクレーブであり、試験装置はさらに、オートクレーブ内に水素ガスを供給するための水素ガス供給手段を備え得る。
【００６５】
また、金属試験片は、丸棒型に限られず、平板型であってもよい。また、金属試験片は、平行部からそれぞれの端までの長さが同じものであってもよく、その場合、何れか一端が冷却槽に浸漬するように試験装置にセットすればよい。
【００６６】
（水素脆化試験システム）
応用例として、本発明に係る試験装置と、破断した金属試験片の水素量を測定するための水素量測定装置とを備える水素脆化試験システムが挙げられる。水素量測定装置は、例えば、公知の昇温脱離分析装置、ガスクロマトグラフィー、大気圧イオン化質量分析装置、不活性ガス融解水素分析装置等である。
【００６７】
このような構成の水素脆化試験システムは、上述のように、試験装置において従来よりも早い段階で水素の逸脱を抑えることができる。そのため、水素量測定装置を用いて求められる水素量と真の限界拡散性水素量との誤差が、従来と比較して小さくなる。また、試験装置において、作業者の熟練度に依存することなく、同じタイミングで冷却を行うことができる。そのため、従来と比較して、作業者に関係なく、同じ結果を得ることができる。したがって、このような構成の水素脆化試験システムでは、従来と比較して、高い精度を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、例えば、金属材料の水素脆化の評価に利用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１    試験装置
２    保持具
３    保持具
４    引張応力負荷装置（応力発生手段）
５    電解槽（水素添加処理槽）
６    冷却槽
７    センサー
８    断熱材
９    電極
１０  ポテンショスタット（電流発生手段）
１１  排出口（排出手段）
１２  洗浄液供給口（洗浄液供給手段）
１３  冷媒保存タンク
１４  荷重測定手段
１５  架台
１６  制御部
１７  チューブ
１８  遮断弁
１９  チューブ
２０  遮断弁
２１  洗浄液タンク
２２  乾燥エアー供給口（乾燥エアー供給手段）
２３  チューブ
２４  チューブ
２５  遮断弁
２６  接続ピン
５０  金属試験片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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