(57)【要約】  本発明は、溶接プロセスの間に腐食性の材料（１００、１０５）が非腐食性の材料（１１０、１１５）によって影響を受けないように電子ビーム溶接によって腐食性の材料（１００、１０５）を非腐食性の材料（１１０、１１５）と結合させることを記載する。電子ビーム溶接法を用いると、腐食性要素（１００、１０５）の意図しない合金化が最小化されるだけでなく、溶接の熱影響部および融解域の幅も最小化される。この作製方法は、腐食性要素（１００、１０５）が主題金属の減耗を忠実に再現することを保証するのに必要である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食性の環境によって影響を受ける第１材料を腐食性の環境によって影響を受けない第２材料に溶接する方法であって、前記第１材料および前記第２材料に対して前記腐食性の環境が与える影響が前記溶接の工程によって変化しないように溶接する方法。
【請求項２】
前記溶接の工程が電子ビーム溶接を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶接の工程が金属減量プローブの形成に用いられる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属減量プローブが機械的な振動子である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記機械的な振動子が音叉である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１材料が低合金の軟鋼であり、前記第２材料がステンレス鋼である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１材料の汚染濃度が、前記第２材料の主要な合金元素の濃度の１０％に制限される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記溶接の工程によって完全溶け込み溶接が行われる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
腐食性または侵食性の環境において使用される機械的な振動子の金属減量センサーであり、腐食性の異なる２つの材料を含み、一方の材料は前記腐食性または侵食性の環境の影響を受けず、第２の材料は前記環境によって影響を受け、前記第１および前記第２の材料に対して前記環境が有する効果が前記溶接の程度によって変化しないように前記２つの材料が一緒に溶接されてなる機械的な振動子の金属減量センサー。
【請求項１０】
前記溶接が電子ビーム溶接を含む、請求項９に記載の機械的な振動子。
【請求項１１】
一方の材料が腐食し、他方の材料が腐食しない、請求項９または１０に記載の機械的な振動子。
【請求項１２】
前記腐食しない材料がステンレス鋼であり、前記腐食しない材料が炭素鋼である、請求項１１に記載の機械的な振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属減量（又はメタルロス）腐食および／または侵食のプローブと、金属減量プローブ（又はメタルロスプローブ）の作製方法とに関する。この作製は溶接の工程（又はステップ）を含む。
【０００２】
本発明は、具体的には、腐食の検出用および金属質量の減量率測定用の金属減量測定プローブに関する。本発明は、一般的に、単一相または多相の流体中における腐食種および／または侵食種による金属の減量の検出に適用することができる。特に、本発明は、工業生産プロセスにおける金属減量腐食および／または侵食の操業中検出に関する。実際の作業環境としては、水、炭化水素、化学物質またはその組合せを考えることができる。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
原油および炭化水素の生産および処理に関わる腐食種または侵食種は、生産、輸送、貯蔵および処理の各機器の金属減量を惹起する可能性がある。侵食は、通常、化学作用よりもむしろ機械的な作用から金属の減量を惹起する流体および／または固体の乱流に関係している。これらの腐食種／侵食種は、例えば、炭化水素、炭化水素含有材料、または水、あるいはそれらの組合せである可能性があり、さらに、ストリームは、単一相または多相（固体、液体、気体）である可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，６８１，４４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の場合のような高性能で相対的に低コストの腐食（侵食）感知技術によって、例えば、腐食性原油および腐食抑制剤の添加の最適利用と、想定外の容量損失、ターンアラウンドタイムおよび腐食起因の機器故障による検査費用の低減とが可能になる。本発明を、原油、留分および誘導製品用に用いられる輸送、処理および貯蔵に関わる諸機器、並びに、腐食および侵食に関係する化学物質と他の工業製品とに用いられる諸機器の腐食監視に適用することによって、付加的な価値の実現が可能になる。さらに、地下油田および海底油田からの原油の抽出用の機器における金属減量腐食の監視に適用することによって、価値を実現できる。これらの作動環境においては、腐食の副生物質は、包囲表面に付着するスケールまたは他の堆積物になる可能性がある。本発明の特徴は、金属減量の測定が、これらの非金属堆積物によって変化を蒙ることはないという点にある。
【０００６】
現在の腐食／侵食感知技術、例えば電気抵抗プローブは、上記の経済的な誘因を達成するのに必要な性能レベルに達していない。１つの限界は、感度対センサーの有用寿命の関係である。従来型の電気抵抗プローブの感度の増大は、感知要素の厚さの低減によって実現されるが、この厚さを低減すると、プローブ寿命が短縮される結果になる。腐食が要素を一旦貫通すると、プローブは機能しなくなり、取り替えなければならない。運転プロセスユニットにおいては、操業中のプローブ交換は、種々の安全上および危険に関わる問題を惹起する。電気抵抗プローブのもう１つの限界は、その固有の信号可変性に関する。電気抵抗に影響を及ぼす熱的変化および他の因子に起因する信号可変性は、信頼し得る傾向を確立するのに長いデータ収集期間（多くの場合１週間以上）を必要とする。従来型の電気抵抗プローブは理解された理論的原理に基づいているが、このプローブは、その設計および製造における限界のために、信頼度が低く、腐食率に関する感度が貧弱である場合が多い。通常の出力は、多くの場合、信頼し得る定量的腐食率の推定には使用し難い。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
大抵の金属減量プローブの設計は、典型的には、作動流体に適合する材料と、腐食すると見られる材料とを用いる。材料が金属の場合には、典型的には、何らかの種類の溶接接合技術が用いられるであろう。ここで作製される金属減量プローブが特許文献１に記述されている。このプローブは、腐食性要素の非腐食性要素に対する溶接接合を必要とする。このプローブは、腐食性または侵食性の環境において用いられる機械的な振動子の金属減量センサーである。このプローブは、腐食性が異なる２つの領域を備えた機械的な振動子を含む。この機械振動子は、機械的にまたは電気的に励起され、この領域は、共振パラメータに対して特定の影響を及ぼすように決定される。この機械的な振動子は、共振周波数ｆと、品質係数（又はクオリティーファクター）Ｑとを有する。好ましい実施形態においては、この機械振動子は音叉（又はチューニングフォーク）の形状を有する。
【０００８】
（発明の要旨）
本発明は、腐食性または侵食性の環境において用いられ得る、一緒に溶接された２つの材料を有する金属減量プローブを含む。
【０００９】
２つの材料は腐食性／侵食性の環境において異なって相互作用する。例えば、腐食性環境において、一方の材料、例えば炭素鋼は腐食するであろうが、もう一方の材料、例えばオーステナイト系ステンレス鋼は腐食しない。侵食性の環境においては、一方の材料を侵食が最小になるように選択する。いくつかの場合には、廃棄が意図されない金属材料に保護被膜を設けることが必要になるケースもある。
【００１０】
好ましい一実施形態においては、２つの材料が、腐食性または侵食性の環境における金属減量を測定するための機械的な振動子の金属減量センサーを形成する。例えば周波数および品質係数などの振動子の所望の機械的共振特性を保存するために、２つの材料を溶接によって確実に接合しなければならない。溶接の方法は、腐食性または侵食性の環境に対する材料の金属減量反応を変化させてはならない。この非変化のステップは、溶接の熱影響部（又はウェルドヒートアフェクテッドゾーン）の空間的な広がりを最小化するように熱を局所化する溶接法によって達成される。電子ビーム溶接は適用可能な溶接方法技術の一例である。電子ビーム溶接は、ワンパス完全溶け込み溶接（又はシングルパスフルペネトレーション溶接）を実現し得る能力を有するにも拘らず、これは溶接の熱影響部の幅を最小化する。レーザ溶接は、従来のタングステンアーク溶接に比べて熱影響部をさらに小さくすることができるが、電子ビーム溶接の方が一層より局所的である。電子ビーム溶接は、その有利な特性を最大化するために、真空中（又は減圧下）で実施しなければならないという複雑さを付加的に伴う。この付加される複雑さは、大気汚染を低減する利点を有する。
【００１１】
２つの異なる金属が接合される殆どの適用例において、溶接手順は、低合金材料（又はロワアロイマテリアル（lower alloy material））の何らかの腐食保護の強化をもたらす可能性がある。溶接部に及ぶ合金希釈（又はアロイダイリューション）は、この目的を達成するように制御される場合が多い。本発明の教示はこの可能性とは無縁のものであり、本発明においては、溶接手順が、溶接部の低合金側の材料の腐食性を維持するように考案される。この結果は、合金希釈と、溶加材（又はフィラーメタル）の飛び散りと、熱影響部の範囲とを最小化することによって達成される。
【００１２】
本発明の態様をより良く理解するために、添付の図面に関連付けた以下の［発明を実施するための形態］が参照されるべきである。図面においては、同じ参照符号は、全図面を通して類似の要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一態様による機械的な金属減量検出器の振動子における溶接の配置を示す。
【図２】電子ビーム溶接法の準備としての構成要素部品を保持する固定装置を示す。
【図３】電子ビーム溶接によって作製された溶接腐食性要素の光学顕微鏡像の模式図を示す。
【図４】電子ビーム溶接以外の方法によって作製された溶接腐食性要素の光学顕微鏡像の模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（好ましい実施形態の説明）
本発明は、腐食性の液体環境または気体環境において使用する腐食／侵食センサーにおける腐食性要素の溶接に対して、正しい方法を適用する重要性を確認する。
【００１５】
好ましい一実施形態において、センサーは機械的な振動子を含む。この振動子は、音叉の脚（又は尖叉もしくはタイン）のような振動要素を有する。この脚またはロッドの断面形状は、例として、円形、長方形、あるいは有限要素解析によって決定される他の形状にすることができる。この振動要素が台座（又はダイアフラム）に取り付けられる。振動要素（例えば脚またはロッド）は、腐食性／侵食性の環境に対して異なる金属減量率で反応する領域を有する。振動要素は、基幹部（又はステム）（ベース）および先端部（又はティップ）の領域を含む。図示の例においては、基幹部（ベース）の部分は、作動流体に対して明確な金属減量率を呈する材料から作製される。先端部の領域の材料または保護被膜は、作動流体に適合する（例えば腐食／侵食しない）ように設計される。
【００１６】
音叉またはロッドは、腐食抵抗が異なる２つの領域を有する。腐食抵抗が異なる２つの領域は、全く腐食しない１つの領域を含む。両領域は、同時に腐食環境に曝露される。
【００１７】
図１は、本発明の音叉に対する要素の位置と溶接の配置とに関する一構成を示す。音叉式腐食プローブに対する腐食性要素（基幹部１００、１０５）は、先端部１１０、１１５および根幹部１２０、１２５の間に溶接される。腐食性の基幹部１００、１０５の長さは約６ｍｍである。好ましい一実施形態においては、根幹部（又はスタブ）１２０、１２５は、台座構造の一部として、鋳造品または機械仕上げ製品として作製される。従って、この場合は、根幹部を台座に取り付けるための溶接はない。脚は、先端部、基幹部および根幹部が完全に組み合わされた構造である。通常、音叉式腐食プローブの濡れ要素のすべての材料は、（腐食性基幹部を除いて）プロセス流体に適合する高合金材料である。溶接２００、２１０、２０５、２１５が過度の熱を用いて行われると、高合金要素からの合金材料の希釈が腐食性要素の化学的特性を変化させるであろう。この溶接部は横方向に約１ｍｍである。化学的および機械的な硬さ（又は硬度）が変化すると、腐食性要素が効果的に修飾されて、基幹部の予期どおりの腐食が妨げられるであろう。過度の熱は、また、台座１４０、根幹部１２０、基幹部１００、あるいは先端部１１０の変形をももたらす場合がある。熱は、さらに、変形に加えて、例えば圧電結晶のような台座の裏側に取り付けられる電気内部部品を損傷する可能性もある。通常、基幹部要素の腐食特性を、敏感な圧力閉じ込め構成要素（配管、容器など）の特性にできるだけ実際に即して類似させることが望ましい。アーク溶接接合法による場合は、高合金の溶加材が飛び散る可能性があり、それによって、基幹部の材料の腐食／侵食性質が変化することがある。
【００１８】
電子ビーム溶接用に生成される高強度で高度に局所化されたビームは、他の溶接法に比べてベース金属の汚染および変化を最小化する。電子ビーム溶接およびレーザ溶接は、加工品の金属界面を蒸発させる高出力密度のプロセスである。電子ビーム溶接においては、ワット／ｃｍ２で測定される出力密度は、ビームの電圧と、ビーム軸に直角の特定面積において測定される電流との積である。この方法は、熱が表面下に集積するのを可能にし、それによって完全溶け込み溶接が可能になる。電子ビーム溶接の主な利点は、深い溶け込みの溶接を、周囲材料に対する影響を最小化しながら作り出すことができるという点である。電子ビーム溶接のもう１つの利点は、著しく異なる２つの金属を接合できるという点である。
【００１９】
完全溶け込み溶接は、金属減量センサーの作製に対して２つの主要な利点を有する。第１の利点は、それがプローブの長い寿命を可能にする点である。完全溶け込みによって、プローブが腐食／侵食されるにつれて利用可能な金属が増大する。第２の利点は、完全溶け込みによって、機械的な振動子の金属減量センサーの実施形態における脚の剛性が増大する点である。剛性の増大は、堅固さを加えると共に、機械的共振系に関わる高い品質係数をもたらす。この高い品質係数によって、共振周波数測定の感度と、金属減量を指示する周波数変化の特定が改善される。
【００２０】
溶接の品質はビームの出力密度に依存している。出力密度、溶接の品質、および合金の希釈は、ビームの照準（又はビームフォーカス）と、ビーム電流と、移動速度と、電圧と、フィラメントの電圧および電流とに依存しているであろう。真空レベルおよびガン（又は電子銃）−加工品間の間隔も、溶接の再現性のために管理しなければならないパラメータである。溶接ピースの寸法が固定された場合でも、満足し得る溶接を実現するための溶接設定の独自の組合せは存在しない。満足し得る可能な組合せの範囲は、これらの溶接パラメータが、異なる設計または製造メーカの電子ビーム溶接機にわたって直接通用するものではないことを考慮することによってさらに拡大される。１つの機械設計に関する受け入れ可能な溶接を製作する溶接パラメータは、異なる構成要素または設計を用いる機械には最適でない、あるいは満足し得ない可能性がある。
【００２１】
音叉式の腐食プローブを作製するには、図１に示すように、４個の電子ビーム溶接２００、２０５、２１０、２１５が必要である。先端部と、基幹部と、根幹部を含む台座とを別個のピースとして作製することも可能であるが、先端部、基幹部および台座を含む予備製作アセンブリを利用することも受入れられる。アセンブリを、機械加工によってまたは鋳造品として予備製作する場合には、ピースが２１０および２１５の位置で切断され、腐食性の基幹部要素１００、１０５の挿入を可能にする。腐食性基幹部１００は、脚の非腐食性先端部１１０に、溶接２００によって溶接しなければならない。溶接２０５は、この溶接を第２基幹部１０５および第２先端部１１５に対して再現する。最終的な電子ビーム溶接が遂行されるまで基幹部および先端部を一時的に結合するために、若干数の予備的な仮付け溶接を行うことが望ましい。低エネルギーの仮付け溶接は材料の表面に大きく溶け込むことはなく、また、化学組成を大きく変化させることもない。
【００２２】
図２に示す機械治具３００は、仮付け溶接プロセスの間、基幹部の先端部への固定を容易にすることができる。基幹部の先端部への仮付け溶接の完了後に、基幹部１００、１０５を台座１４０の根幹部１２０、１２５に仮付け溶接するために、同じ固定装置を用いることができる。台座におけるいかなる不連続性をも最小化するために、根幹部１２０、１２５および台座１４０は、通常、溶接を含まない単一ピースとして機械加工されるかまたは鋳造される。ピースを仮付け溶接によって固定した後、電子ビーム溶接を完結するために、別の治具が必要になる場合がある。溶接プロセスは、もし最終的な電子ビーム溶接が溶接２１０または２１５のいずれかであれば簡単化される。電子ビーム銃は溶接２００または２０５より先端部から遠くに離れているので、この溶接部の回りで電子ビーム銃を操作するためのより多くの空間が存在する。
【００２３】
最終的な電子ビーム溶接を施工する前にすべての仮付け溶接を完了すると、全電子ビーム溶接を１回の真空サイクルの間に完了できるという利点を有する。すべての電子ビーム溶接を１回の真空サイクルにおいて完了すると、多重回の真空サイクルの場合に比べて全体の作製時間が短縮される。代わりの方式として、根幹部、基幹部および先端部の寸法のために溶接プロセスの間のアクセスが制限される場合には、単一の根幹部、基幹部および先端部に対する仮付け溶接および最終溶接を、２回目の仮付け溶接をする前に完了することが望ましいかもしれない。この代替方式は、多重回の真空サイクルを必要とするが、被溶接領域への良好なアクセスが提供されるという利点がある。
【００２４】
台座１４０と根幹部１２０、１２５と先端部１１０、１１５とは、作動流体に適合する材料から作製され、従ってそれは腐食しないであろう。この材料は作動流体によって変化するが、典型的な例として、ステンレス鋼、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）が含まれる。基幹部１００、１０５の材料は、必然的に作動流体に適合せず、腐食するものである。基幹部の材料の例は炭素鋼および低合金の軟鋼（low alloy mild steels）である。被溶接材料のそれぞれの組合せによって、電子ビーム溶接の異なるパラメータが必要になるであろう。
【００２５】
被溶接ピースの寸法も電子ビーム溶接のパラメータに影響する。基幹部１００、１０５の代表的な寸法は０．１〜０．４インチの範囲の直径である。基幹部の長さ対直径比は、決定的なものではないが、通常、２〜５の範囲である。
【００２６】
表１は、Ｈａｍｉｌｔｏｎ  Ｗ３電子ビーム溶接機の電子ビームパラメータの要約である。これらの溶接パラメータは、米国鉄鋼協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｉｒｏｎ  ａｎｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ：ＡＩＳＩ）１０１８の炭素鋼の基幹部１００、１０５を、ＡＩＳＩのグレード３１６Ｌステンレス鋼の根幹部および脚の先端部に溶接する場合について定められたものである。表面検査および破壊試験によって確認されたように、この溶接パラメータの組合せによって、適切な溶接結果、すなわち、根幹部１２０、１２５および先端部１１０、１１５の高合金金属から腐食性低合金基幹部１００、１０５への合金希釈を最小化したままで、完全溶け込みかつ表面亀裂なしの溶接結果が得られる。試験溶接部は、図１の溶接部の作製に実際に使用されるのと同じ寸法および同じ金属合金を有する構成要素を用いて作製しなければならない。試験片の最終溶接は、最初に、あらゆる表面破断亀裂について非破壊的に試験される。最低限の場合は、この試験は、顕微鏡による目視検査とすることができ、あるいは、可視染色浸透材料を用いて補足できる。続いて、満足し得る溶接溶け込みを確認するために、溶接断面を検証する破壊試験が行われる。図３は、溶接部２００および２１０の断面の光学顕微鏡像を描いたものである。この破壊試験によって、溶接の完全溶け込みが確認される。この電子ビームパラメータは、保存して、引き続く金属減量センサーの作製に用いることができる。この溶接品質保証プロセスは、被作製プローブの材料組成および寸法に対して満足し得る電子ビーム溶接パラメータの組合せが確認されるまで、反復して繰り返す必要があるであろう。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
図３は、電子ビーム溶接用の突合せ溶接形状を示す光学顕微鏡像の模式図である。溶接の前に、表面が平坦に機械加工された。対照的に図４は、電子ビーム溶接を用いずに同じ接合部を形成した場合の光学顕微鏡像の模式図を示す。この代替方法は例えばタングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接であるが、この方法は、完全溶け込み溶接を達成するには、過度の熱と溶加材とを必要とすると見られる。従って、溶接するには、単純な突合せ接合以外のより複雑な形状が必要であった。図４においては、一方のピースが、他方のピースに設けられる受入れ孔に係合するダボを含むように機械加工されているのを見ることができる。溶加材を用いないＴＩＧ溶接を行うと、ダボを取り囲む肩部領域が融解するが、ダボをその受入れ孔に融合することには必ずしもならなかった。
【００２９】
ＡＷＳ  Ｃ７．１Ｍ／Ｃ７．１：２００４（電子ビーム溶接の推奨要領）に記述されているように、表１の真空条件は、電子ビーム溶接に典型的に関係する高品質溶接物を作製するために高い真空要件を表している。さらに、表１に規定される高電圧によって、ビーム幅の高度の集束が可能になる。高度に集束されたビームは、融解と熱影響部との幅を最小化する。
【００３０】
材料寸法におけるいかなる有意の変更も、新しい溶接の必要条件を要求する。同様に、任意の構成要素に関する冶金的変更も、ＡＷＳ  Ｃ７．１に記述されるような溶接パラメータの再設定を要求するであろう。
【００３１】
ＡＷＳ  Ｃ７．１に適合するように、電子ビーム溶接プロセスの間、脚の先端部、根幹部および基幹部を保持するために、位置決め固定装置を作製した。各溶接部は突合せ形状を採用している。ピースを保持する固定装置は、溶接プロセスの間、一定速度を維持するためにコンピュータ制御の下で回転させた。
【００３２】
表２は、表１に示す電子ビームパラメータを用いて装着した後の、挿入された腐食性基幹部の組成分析結果を示す。この分析は、溶接を始点として、腐食性基幹部に沿って１ｍｍ間隔で行った。走査電子顕微鏡のエネルギー分散型検出器（ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＥＤＳ）の特性から元素分析を行った。その結果は、腐食性根幹部の元素分析が、各溶接から１ｍｍの距離を超えると実質的に保存されていることを示している。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
炭素鋼の基幹部１００、１０５の腐食特性を維持するために、炭素鋼を汚染する可能性がある非腐食性材料１２０、１１０、１２５、１１５、１４０の主要な合金元素（又は合金化元素）の濃度を最小化することが望ましい。特定の炭素鋼基幹部の場合には、基幹部１００、１０５の中心の１／３においてクロム含有量を０．５％未満、ニッケル含有量を０．２％未満に維持すれば十分である。合金元素の濃度がこのレベルであれば、硫化腐食またはナフテン酸腐食に対する炭素鋼の腐食特性を大きく変化させることはないであろう。特定の腐食環境に対する容認可能な合金の汚染（又はコンタミネーション）濃度レベルについては、ケースバイケースで評価しなければならない。
【００３５】
基幹部の材料が低炭素合金鋼（合金成分としての炭素が０．０５〜０．１５％の範囲）であって、ニッケルまたはクロムのような他の主要な合金元素を含む合金鋼である場合には、溶接プロセスは、これらの元素が、その規定公称含有量の１０％を超えて増大することを可能にしてはならない。例えば、ＡＳＴＭの規定ＳＡ−３３５は、グレードＰ５の材料に対して４〜６％の範囲のクロムを許容している。電子ビーム溶接プロセスは、グレードＰ５の基幹部材料のクロム含有量を、６．５％を超える値に増大させてはならない。
【００３６】
最も一般的な監視の目標は、腐食プローブが、プローブが装着される配管および／または容器に類似した態様において冶金的に反応することである。腐食性基幹部の要素が作製プロセスの間の溶接によって変化すると、プローブは、配管または容器材料の金属減量に対して期待される反応を呈しないであろう。ＴＩＧのような溶接法はこの用途に対して３つの基本的な欠点を有することが看取された。第１の欠点は、溶加材（使用する場合）が溶接部を超えて拡大して基幹部の上に薄い金属合金層を生成し、その腐食性が低減するという点である。第２は、熱影響部（ｈｅａｔ  ａｆｆｅｃｔｅｄ  ｚｏｎｅ：ＨＡＺ）の幅が広く、腐食性基幹部の機械的特性を変化させることである。そして、第３は、熱影響部の幅を容認し得るものに維持するために熱を制限しなければならない方法によると、不完全な融解（不完全な溶け込み）が生じる可能性がある点である。
【００３７】
根幹部またはパドルからの合金元素による基幹部材料の汚染を最小化する溶接方法を用いると、侵食の測定が望ましい場合にも有利であることがある。電子ビーム溶接によって融解および熱影響部の幅を最小化すると、侵食に影響する可能性がある基幹部材料の特性が維持される。
【００３８】
腐食性要素に対するいかなる組成的または機械的変化をも最小化する溶接技術は、他の腐食プローブ設計にも有益に寄与し得ることが当業者には理解される。電気抵抗腐食プローブ設計も、加熱を達成するために伝導性溶解を用いない溶接手順から利益を得るであろう。電気抵抗腐食プローブにおいては、腐食性のワイヤを非腐食性の電気端子に装着しなければならない。電子ビーム溶接のような装着方法は、作製の実現によく適している。
【図１】
2014505885.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月10日(2012.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食性または侵食性の環境において使用される機械的な振動子の金属減量センサーであり、前記環境において腐食性または侵食性の異なる２つの材料の振動センサー要素を含み、一方の材料は前記腐食性または侵食性の環境によって腐食性または侵食性の影響を受け、第２の材料は前記腐食性または侵食性の環境によって腐食性または侵食性の影響を受けず、前記２つの材料が一緒に電子ビーム溶接されてなる機械的な振動子の金属減量センサー。
【請求項２】
前記腐食する材料が炭素鋼であり、前記腐食しない材料がステンレス鋼である、請求項１に記載の機械的な振動子。
【請求項３】
前記センサー要素が、前記第１材料および前記第２材料の脚を備える音叉を含む、請求項１に記載の機械的な振動子。
【請求項４】
前記音叉の脚が、前記環境によって腐食性または侵食性の影響を受けない材料の根幹部および先端部と、前記環境によって腐食性または侵食性の影響を受けない材料の前記先端部に前記根幹部を結合する基幹部とを含む、請求項３に記載の機械的な振動子。
【請求項５】
前記腐食する材料の汚染濃度が、前記腐食しない材料の主要な合金元素の濃度の１０％に制限される、請求項１に記載の機械的な振動子。
【請求項６】
完全溶け込み溶接によって前記２つの材料が電子ビーム溶接される、請求項１に記載の機械的な振動子。
【国際調査報告】
2014505885.tif 000009
2014505885.tif 000010
2014505885.tif 000011