(57)【要約】【課題】金属の耐食試験時間を短縮でき、且つ、装置の簡易化及びコンパクト化を実現することができる金属材料の耐食性試験方法及び装置を得る。【解決手段】腐食促進溶液２を貯留して金属材料の試験片１を浸漬可能にしたタンク４と、該タンク４に空気を送給するエアレーション装置８と、該エアレーション装置８に接続されて前記タンク４内の試験片１に気泡６を連続的に接触させる気泡発生手段５と、を具備した耐食試験装置１１を使い、試験片１を腐食促進溶液２中に浸漬させると共に、腐食促進溶液２中に空気若しくは酸素を供給して試験片１に連続的に気泡６を接触させて、試験片１の耐食性を評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片を腐食促進溶液中に浸漬させると共に、前記腐食促進溶液中に空気若しくは酸素を供給して前記試験片に連続的に気泡を接触させることを特徴とする金属材料の耐食性試験方法。
【請求項２】
前記試験片を前記腐食促進溶液に浸漬させた状態で、該試験片と異種金属製の支持手段とを直接導通接触させて、前記試験片と前記支持手段との間に生じる電位差によって前記試験片にガルバニック腐食を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の金属材料の耐食性試験方法。
【請求項３】
腐食促進溶液を貯留して金属材料の試験片を浸漬可能にしたタンクと、前記タンクに空気を送給するエアレーション装置と、該エアレーション装置に接続されて前記タンク内の試験片に気泡を連続的に接触させる気泡発生手段と、を具備したことを特徴とする金属材料の耐食性試験装置。
【請求項４】
前記試験片を前記腐食促進溶液中に浸漬させた状態で支持して、前記試験片との間で電位差を生じる異種金属製の支持手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の金属材料の耐食性試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料の耐食性試験方法及び耐食性試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料を使った製品を製造するメーカでは、的確な製品の耐久性予測や製品開発を行う上で、製品または材料金属の耐食性試験が不可欠である。
通常、各種金属材料の耐食性試験は、試験時間を短縮するために、試験片を腐食促進環境下に置いて行う。一般的な耐食性試験方法として、例えば、連続的に塩水を噴霧する塩水噴霧試験法が知られているが、更に試験時間を短縮するために、図９に示す金属材料の耐食性試験装置が提案されている。
【０００３】
図９に示した耐食性試験装置３１は、下記特許文献１に開示されたもので、開口部３４において連通するとともに、この開口部３４に設けられた扉３５を閉じることにより遮断される付着物供給室３２ａと腐食促進室３２ｂ（いずれも試験室３２ａ、３２ｂと呼称することがある）とを備え、かつ試験片Ｓを、開口部３４を介して付着物供給室３２ａと腐食促進室３２ｂとの間で搬送可能となされた耐食性試験装置であって、付着物供給室３２ａにおいては試験片Ｓの表面に腐食を促進する付着物をノズル３６により噴射・付着させ、腐食促進室３２ｂにおいては室３２ｂ内に腐食を促進する腐食液をノズル３８により噴霧し、あるいは室３２ｂ内に所定の温度および湿度の空気を供給口３９ａ，３９ｂを介して供給するようになされている。
【０００４】
なお、腐食促進室３２ｂの底部に装備した部位４０は、腐食液の霧、結露水、空気を室外に排出する排気・排水口である。
【０００５】
また、ノズル３６は、付着物貯留室３７に貯留されている付着物を、圧縮空気Ａの加圧力を利用して噴射するようにしたもので、付着物としては粉体又は懸濁液の状態で、試験片Ｓに噴射する。
【０００６】
上記の装置３１では、金属の腐食を促進する付着物や腐食液を試験片Ｓに連続的に噴射塗布するだけでなく、更に、供給口３９ａ，３９ｂから供給する空気の温度や湿度を調整することで、高温でより腐食性の高い環境に試験片Ｓを晒すことができるため、一般的に知られている塩水噴霧試験方法よりも更に短時間で試験結果を得ることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−６２３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、前述したように、腐食促進用の付着物や腐食液を試験片Ｓに噴射・付着させる形態の耐食性試験装置３１は、試験片Ｓに対する付着物や腐食液の付着を均一化するためには、ノズル３６，３８と試験片Ｓとの間に適度の離間距離を確保する必要があり、それぞれの試験室３２ａ，３２ｂとしても、試験片Ｓの寸法と比較して、かなりの容量を確保する必要があり、装置が大型化して簡単に設置できないという問題があった。
【０００９】
また、図示はしていないが、各試験室３２ａ，３２ｂに付着物や腐食液を供給するためのタンクやポンプが必要であり、更に、供給口３９ａ，３９ｂから試験室３２ｂの温度や湿度を調整するために、湿度調整機構や加熱手段や送風機構などを装備する必要もあり、装置構成が複雑になるため、装置が高額化するという問題もあった。
【００１０】
本発明の目的は上記課題を解消することに係り、金属の耐食試験の所要時間を短縮して、能率良く耐食性試験を実施することができ、また、装置構成の簡易化及びコンパクト化を実現して、装置の設置を容易にすることができる金属材料の耐食性試験方法及び耐食性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】
【００１１】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）本発明に係る金属材料の耐食性試験方法は、試験片を腐食促進溶液中に浸漬させると共に、前記腐食促進溶液中に空気若しくは酸素を供給して前記試験片に連続的に気泡を接触させるよう構成する。
【００１２】
（２）上記（１）に記載の構成で、前記試験片を前記腐食促進溶液に浸漬させた状態で、該試験片と異種金属製の支持手段とを直接導通接触させて、前記試験片と前記支持手段との間に生じる電位差によって前記試験片にガルバニック腐食を生じさせる。
【００１３】
（３）本発明に係る金属材料の耐食性試験装置は、腐食促進溶液を貯留して金属材料の試験片を浸漬可能にしたタンクと、前記タンクに空気を送給するエアレーション装置と、該エアレーション装置に接続されて前記タンク内の試験片に気泡を連続的に接触させる気泡発生手段と、を具備した構成とする。
【００１４】
（４）上記（３）に記載の構成で、前記試験片を前記腐食促進溶液中に浸漬させた状態で支持して、前記試験片との間で電位差を生じる異種金属製の支持手段を備える。
【発明の効果】
【００１５】
上記（１）に記載の金属材料の耐食性試験方法は、上記（３）に記載の耐食性試験装置により実施することができる。
そして、これらの金属材料の耐食性試験方法及び耐食性試験装置では、タンクに貯留した腐食促進溶液を適宜に選択することにより、塩水噴霧の場合よりも数段に過酷な環境に置き換えて耐食性を試験することができ、更に、気泡との接触によって、腐食促進溶液と空気若しくは酸素が同時かつ連続的に試験片に接触するため、一般的な塩水噴霧による耐食性試験を実施した場合と比較して、金属の耐食試験の所要時間を短縮して、能率良く耐食性試験を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る金属材料の耐食性試験方法及び耐食性試験装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る金属材料の耐食性試験装置の第１の実施の形態の概略構成図、図２は図１に示した耐食性試験装置で耐食性試験方法を実施する際の試験片の取扱説明図である。
【００１８】
この第１の実施の形態の金属材料の耐食試験装置１１は、腐食促進溶液２を貯留して金属材料の試験片１を浸漬可能にした腐食促進用タンク（以下、単にタンクと呼称する）４と、タンク４に空気を送給するエアレーション装置８と、該エアレーション装置８にホース７を介して接続されてタンク４内の試験片１に気泡（空気の泡）６を連続的に接触させる気泡発生手段５と、タンク４内で試験片１を支持する支持手段３と、を具備している。
【００１９】
本実施の形態の場合、腐食促進溶液２としては、例えば、試験片１に対して腐食性の高いアルカリや酸の水溶液が使用されるが、使用する水溶液の濃度は試験片１の製品時の用途等を考慮して調整される。
【００２０】
支持手段３は、本実施の形態の場合、試験片１が載置される平面状の載置部３ａを４本の脚３ｂで支える載置台になっている。載置部３ａが気泡発生手段５の上方に位置して、気泡発生手段５の発生した気泡６が各試験片１に均等に当たるように、脚３ｂの長さが設定されている。
載置部３ａは、図示はしていないが、気泡６の通過を妨げないように、編み目構造、あるいは試験片１の周辺部のみを支える枠構造になっている。
【００２１】
タンク４及び支持手段３は、腐食促進溶液２に反応せず、試験片１の腐食性に影響を及ぼさない材料で形成されていることが必要で、例えば、プラスチック材料製のものが使用される。
【００２２】
試験片１は、形状や大きさは特に限定されない。本実施の形態の場合は、図２に示すように、長方形の板材である。
試験片１は、載置部３ａに載置された時に、気泡発生手段５側に面している下面が腐食性を評価する評価面１ａであり、少なくとも、この評価面１ａは、メッキや塗装により被膜が形成されている場合には、その被膜を破るクロスカット（傷）１ｃを施す。評価面１ａでない裏面１ｂ側は、特にクロスカット１ｃを施す必要がないが、気泡６との接触の差異等を評価したい場合には、この裏面１ｂにも評価面１ａと同様のクロスカット１ｃを施すようにしても良い。
【００２３】
以上に説明した耐食試験装置１１を使った金属材料の耐食性試験方法について、次に説明する。
試験片１が金属材料に表面処理を施したものである場合は、試験片１の評価面１ａに下地の金属材料に達する傷（クロスカット１ｃ）を付けた後、評価面１ａが気泡発生手段５側に面するように、試験片１を支持手段３の載置部３ａに載置して、試験片１を腐食促進溶液２中に浸漬させた状態にする。更に、腐食促進溶液２中の気泡発生手段５にエアレーション装置８より空気若しくは酸素を供給して試験片１に連続的に気泡６を接触させる。
【００２４】
そして、一定時間経過したら試験片１を腐食促進溶液２中から取り出して、クロスカット１ｃを施した部分の腐食状態を調べて、評価点を求める。
クロスカット１ｃを施した部分における評価点Ｐは、クロスカット１ｃの切り傷の全長をＬ１、その内の腐食（赤錆）が生じている長さをＬ２とした時、次の（１）式によって求める。
Ｐ＝（Ｌ２／Ｌ１）×１００          ……（１）
【００２５】
耐食試験装置１１を使った上記の金属材料の耐食性試験方法では、タンク４に貯留した腐食促進溶液２の成分を適宜に選択することにより、塩水噴霧の場合よりも数段に過酷な環境に置き換えて耐食性を試験することができ、更に、気泡６との接触によって、腐食促進溶液２と空気若しくは酸素が同時かつ連続的に試験片１に接触するため、一般的な塩水噴霧による耐食性試験を実施した場合と比較して、金属の耐食試験の所要時間を短縮して、能率良く耐食性試験を実施することができる。
【００２６】
また、上記の耐食試験装置１１は、試験片１を収容できる容量のタンク４と、該タンク４に貯留された腐食促進溶液２中に空気を送るエアレーション装置８と、タンク４内のホース７の空気吹き出し口に接続される気泡発生手段５とを備えればよく、装置構成が簡易であり、また、装置の大きさも、試験片１を収容できる容量のタンク４の外形寸法程度で済み、噴射式や噴霧式の場合のように大きな室空間を確保する必要が無いため、装置をコンパクト化することができる。
従って、装置の簡易化及びコンパクト化を実現して、狭い施設空間内でも耐食性試験装置の設置を容易にすることができる。
【００２７】
図３は本発明に係る金属材料の耐食試験装置の第２の実施の形態の概略構成図、図４は図３に示した耐食試験装置で試験片１を支持する支持手段の説明図である。
【００２８】
この第２の実施の形態に示した耐食試験装置１２は、第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。
変更した構成は、試験片１を腐食促進溶液２中に浸漬させた状態に支持する支持手段として、吊り下げ治具１０を採用した点である。
【００２９】
この吊り下げ治具１０は、図４に示すように、クロスカット１ｃが形成された評価面１ａを隠さないように、試験片１の４隅の外側面を把持して支える構造になっている。
吊り下げ治具１０は、タンク４の周壁の上部に掛け渡された試験片吊り下げバー９に吊り下げるフック部１０ａが上端に装備されている。
【００３０】
第２の実施の形態の耐食試験装置１２において、支持手段として、吊り下げ治具１０を採用した点以外の構成は、先の第１の実施の形態の耐食試験装置１１と共通でよく、共通の構成については、同番号を付して説明を省略する。
【００３１】
この第２の実施の形態の耐食試験装置１２の場合も、基本的な構成は第１の実施の形態と共通であるので、第１の実施の形態と同様の作用効果を上げることができる。
更に、試験片１の支持に吊り下げ治具１０を採用しており、吊り下げ治具１０のフック部１０ａが常に腐食促進溶液２の上に出ているため、試験片１のタンク４への出し入れが容易になるという効果を得ることができる。
【００３２】
図５は本発明に係る金属材料の耐食試験装置の第３の実施の形態の概略構成図である。
この第３の実施の形態の耐食試験装置１３は、図１に示した第１の実施の形態の耐食試験装置１１に更に構成を追加したもので、具体的には、腐食促進溶液２中で、支持手段３の載置部３ａと試験片１との間に介在して試験片１を支持し、試験片１との間で電位差を生じる異種金属製の第２の支持手段１６を備えている。
【００３３】
この第２の支持手段１６は、図６に示す各種金属の電位列において、試験片１よりも電位が貴な金属により形成されたブロック状のもので、その上に試験片１を載置するだけで、試験片１と直接導通接触した状態になる。
これにより、試験片１と第２の支持手段１６との間に生じる電位差によって、試験片１にガルバニック腐食を生じさせる。
図６では、上位の金属ほど、イオン化傾向が高く溶け出し易い卑な金属に該当し、相対的に下位の金属が貴な金属に該当する。
【００３４】
この第３の実施の形態における耐食試験装置１３による金属材料の耐食性試験方法では、試験片１と異種金属製の第２の支持手段１６との直接導通接触によって生じるガルバニック腐食により試験片１の腐食を更に促進できるため、金属の耐食試験時間を第１の実施の形態よりも更に短縮して、耐食性試験の能率を更に高めることができる。
また、ガルバニック腐食を生じさせる異種金属は、腐食促進溶液２中で試験片１を支持する第２の支持手段１６として装備するため、第２の支持手段１６がタンク４の外部に大きく突出することはなく、装置のコンパクト化が阻害されることも無い。
【００３５】
なお、第３の実施の形態では、第２の支持手段１６は、支持手段３とは別体としたが、一体であっても良い。また、支持手段３の載置部３ａのみを試験片１よりも貴な異種金属で形成することもできる。また、図３に示した第２の実施の形態において、吊り下げ治具１０を試験片１よりも貴な異種金属で形成することで、第２の実施の形態においても、ガルバニック腐食を利用した腐食の促進を図ることができる。
【００３６】
図７は図１に示した第１の実施の形態及び図５に示した第３の実施の形態の装置を使った本発明の耐食性試験方法による試験片１の耐食性試験結果の比較図である。図８は図７に示した耐食性試験結果をまとめた図表である。また、比較のために、従来の塩水噴霧試験の結果も載せた。
【００３７】
図７及び図８において、試験片としては、鋼板に有機被膜を施したＦ１と、有機被膜Ｆ１とは異なる有機被膜を鋼板に施したＦ２と、鋼板に無機被膜を施したＧ１との３種を用意した。
これらの各試験片Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１に対して、実施例１、実施例２、比較例のそれぞれの耐食性試験を実施した後、上記の（１）式による評価点Ｐを求めた。
実施例１では、第１の実施の形態の耐食試験装置１１を使い、耐食性試験を２４時間実施した後、上記の（１）式による評価点Ｐを求めた。
実施例２では、第３の実施の形態の耐食試験装置１３を使い、耐食性試験を４時間実施した後、上記の（１）式による評価点Ｐを求めた。
これらの実施例１及び実施例２では、タンク４には５リットルの腐食促進溶液２を貯留し、腐食促進溶液２としては５％ＮａＣｌ水溶液を使用し、エアレーション装置８からのエアー流量は毎分４リットルとした。
比較例は、ＪＩＳの規格に準じた連続塩水噴霧試験で、実施例１，２と同一の試験片Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１に対して、２４０時間の耐食性試験を実施した後、上記の（１）式による評価点Ｐを求めた。
【００３８】
図７及び図８に示すように、実施例１及び実施例２における評価点は、比較例である連続塩水噴霧試験を２４０時間実施した時の評価点と同等になった。
即ち、第１の実施の形態による金属材料の耐食性試験方法では、連続塩水噴霧試験では２４０時間かかる腐食が、２４時間で得られ、耐食性試験時間を約１／１０に短縮できることが確認できた。
また、第３の実施の形態による金属材料の耐食性試験方法では、連続塩水噴霧試験では２４０時間かかる腐食が４時間で得られ、耐食性試験時間を約１／６０に短縮できることが確認できた。
これらより、本発明に係る金属材料の耐食性試験方法及び耐食性試験装置の有用性を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る金属材料の耐食性試験装置の第１の実施の形態の概略構成図である。
【図２】耐食性試験方法を実施する際の試験片の取扱説明図である。
【図３】本発明に係る金属材料の耐食性試験装置の第２の実施の形態の概略構成図である。
【図４】試験片を支持する支持手段の説明図である。
【図５】本発明に係る金属材料の耐食性試験装置の第３の実施の形態の概略構成図である。
【図６】ガルバニック腐食を生じさせる金属相互の電位列の説明図である。
【図７】本発明の耐食性試験方法による試験片の耐食性試験結果の比較図である。
【図８】図７に示した耐食性試験結果をまとめた図表である。
【図９】従来の耐食性試験装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  試験片
２  腐食促進溶液
３  支持手段
３ａ  載置部
４  タンク
５  気泡発生手段
６  気泡
７  ホース
８  エアレーション装置
９  試験片つり下げバー
１０  吊り下げ治具
１１  耐食試験装置
１２  耐食試験装置
１３  耐食試験装置
１６  第２の支持手段
【図１】
2008232839.tif 000003
【図２】
2008232839.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008232839.tif 000009
【図８】
2008232839.tif 000010
【図９】
2008232839.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月17日(2007.5.17)
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2008232839.tif 000012