(57)【要約】【課題】鋼板への加熱を最小限に抑えつつ、貯蔵ピットの長期の使用にも劣化することなく耐え得る微小欠陥補修方法を提供する。【解決手段】本発明に係る微小欠陥補修方法は、コンクリートの基礎面１７１上に内張りされた水槽を構成するオーステナイト系のステンレス鋼板１７２の微小欠陥Ｋを補修する微小欠陥補修方法であって、ヘリウムガスの超音速流とともにオーステナイト系ステンレス鋼またはニッケル基合金の合金素材を含む粉末材料１６を噴射して、合金素材を固相状態のまま微小欠陥Ｋに衝突させて皮膜１８を形成させるものである。【選択図】図１
2012181026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートの基礎面上に内張りされた水槽を構成するオーステナイト系ステンレス鋼の鋼板の微小欠陥を補修する微小欠陥補修方法であって、
作動ガスの超音速流とともにオーステナイト系ステンレス鋼またはニッケル基合金の合金素材を含む粉末材料を噴射して、前記合金素材を固相状態のまま前記微小欠陥に衝突させて皮膜を形成させることを特徴とする微小欠陥補修方法。
【請求項２】
前記粉末材料の前記鋼板への噴射が、前記鋼板をチャンバーで覆い、前記水槽に充填された液体を前記チャンバーの内部から排出した後に行われることを特徴とする請求項１に記載の微小欠陥補修方法。
【請求項３】
前記合金素材が、オーステナイト系ステンレス鋼としてＪＩＳ規格に規定されるＳＵＳ３１６Ｌであることを特徴とする請求項１又は２に記載の微小欠陥補修方法。
【請求項４】
前記合金素材を含む粉末材料は、その粒子の直径が５μｍ以上であって２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の微小欠陥補修方法。
【請求項５】
前記合金素材を含む粉末材料が、前記鋼板の表面に層状に積層されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の微小欠陥補修方法。
【請求項６】
前記作動ガスがヘリウムガスであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の微小欠陥補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの基礎面上にステンレス鋼の鋼板が内張りされた水槽において、鋼板に生じた微小欠陥を補修する微小欠陥補修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントでは、貯蔵ピットと呼ばれる水槽の内部に原子炉内で使用されたものが保管される。この貯蔵ピットは、コンクリートの基礎面上に複数のステンレス鋼板が接着されてなるものであり、互いに隣接するステンレス鋼板同士は溶接によって互いに接合される。
【０００３】
ここで、貯蔵ピットを構成するステンレス鋼板は、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４を材料とするのが一般的である。そして、このＳＵＳ３０４からなるステンレス鋼板の溶接部では、溶接作業時に長時間に渡って５００〜７５０℃の温度に加熱されると、粒界（結晶と結晶の界面）に沿ってクロム炭化物と呼ばれる物質が析出する。そうすると、このクロム炭化物が析出した周囲では、クロム濃度が低下したクロム欠乏層が形成されることにより、耐食性が低下する。
【０００４】
ところで、この貯蔵ピットを長期に渡って使用すると、コンクリートから染み出した塩化物がステンレス鋼板同士の溶接部に溜まり、クロム欠乏層が形成されて耐食性が低下した部分においてコンクリートに面する側から応力腐食割れが生じる可能性が懸念されている。そして、このような割れが鋼板の表面側まで達すると、水槽に充填された水がこの割れを伝って外部へ漏れ出す問題が生じる。
【０００５】
このように溶接部分に生じた微細な欠陥を補修する手段としては、当該溶接部分の上から再度溶接を施して割れを埋める方法がある。しかし、このような溶接による補修によれば、加熱されたステンレス鋼板にクロム欠乏層が更に形成されて耐食性が一層低下することにより、或いは残留応力が一層大きくなることにより、応力腐食割れが再発する可能性がある。
【０００６】
そこで、溶接部分を加熱することなく微細な欠陥を補修する他の手段として、ステンレス鋼板の表面において欠陥が生じた部分を水中硬化型接着剤でコーティングする方法が従来提唱されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２１６２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、微小な欠陥を水中硬化型接着剤でコーティングする従来の微小欠陥補修方法によれば、貯蔵ピットを長期に渡って使用する間にコーティング層が劣化しやすく、当該劣化箇所から水漏れが再び発生するという問題がある。従って、ステンレス鋼板への加熱を最小限に抑えつつ、貯蔵ピットを長期に渡って使用しても劣化することがない微小欠陥補修方法が必要とされている。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、鋼板への加熱を最小限に抑えつつ、貯蔵ピットの長期の使用にも劣化することなく耐え得る微小欠陥補修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る微小欠陥補修方法は、コンクリートの基礎面上に内張りされた水槽を構成するオーステナイト系ステンレス鋼の鋼板の微小欠陥を補修する微小欠陥補修方法であって、作動ガスの超音速流とともにオーステナイト系のステンレス鋼またはニッケル基合金の合金素材を含む粉末材料を噴射して、前記合金素材を固相状態のまま前記微小欠陥に衝突させて皮膜を形成させることを特徴とする。
【００１１】
このような方法によれば、補修作業に伴う鋼板への加熱を最小限に抑えつつ、粉末材料からなる皮膜で覆うことにより、微小欠陥を補修することができる。これにより、鋼板にクロム欠乏層が形成されて耐食性が低下することが抑制されるとともに、残留応力の発生も抑制されるので、応力腐食割れの再発を未然に防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る微小欠陥補修方法は、前記粉末材料の前記鋼板への噴射が、前記鋼板をチャンバーで覆い、前記水槽に充填された液体を前記チャンバーの内部から排出した後に行われることを特徴とする。
【００１３】
このような方法によれば、チャンバーで覆った鋼板の周囲だけを気中環境にすることができるので、粉末材料の鋼板への噴射を気中環境下で容易且つ確実に行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係る微小欠陥補修方法は、前記合金素材が、オーステナイト系ステンレス鋼としてＪＩＳ規格に規定されるＳＵＳ３１６Ｌであることを特徴とする。
【００１５】
このような方法によれば、ＳＵＳ３１６Ｌは炭素の含有量が少ないため、鋼板への噴射時に若干加熱されてもクロム欠乏層が生じにくく、また残留応力も発生しにくい。従って、応力腐食割れの再発を未然に防止することができる。また、一般的に炭素の含有量が少なくなると強度が低下するところ、ＳＵＳ３１６Ｌは窒素が僅かに添加されることで強度が維持されるので、欠陥を覆った皮膜に経時的な劣化が生じにくい。
【００１６】
また、本発明に係る微小欠陥補修方法は、前記合金素材を含む粉末材料は、その粒子の直径が５μｍ以上であって２５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
このような方法によれば、粉末材料の粒子は、その直径が５μｍ以上であって十分な質量を有するため、超音速流の作動ガスが鋼板に噴射される際に生じるいわゆる弧状衝撃波の影響によって鋼板の表面から一掃されることなく、鋼板の表面に確実に皮膜を形成する。また、粉末材料の粒子は、その直径が２５μｍ以下であって適度な質量の範囲内に抑えられており、高速な粒子速度の達成が阻害されることがないため、鋼板の表面には密度が高く緻密な皮膜が形成される。これにより、皮膜に覆われた微小欠陥を周囲の腐食環境から確実に遮断することができる。
【００１８】
また、本発明に係る微小欠陥補修方法は、前記合金素材を含む粉末材料が、前記鋼板の表面に層状に積層されたことを特徴とする。
【００１９】
このような方法によれば、粉末材料が層状に積層されることにより、鋼板の表面に形成される皮膜は全体として密度が高く緻密なものとなる。これにより、皮膜に覆われた微小欠陥を周囲の腐食環境から確実に遮断することができる。
【００２０】
また、本発明に係る微小欠陥補修方法は、前記作動ガスがヘリウムガスであることを特徴とする。
【００２１】
このような方法によれば、分子量の低いヘリウムガスを用いることにより、作動ガスとして他の不活性ガスを用いる場合と比較して作動ガスをより高速化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る微小欠陥補修方法によれば、鋼板への加熱を最小限に抑えつつ微小欠陥を覆う皮膜を形成することができる。従って、鋼板における微小欠陥の周囲にクロム欠乏層が形成されて耐食性が低下することが防止されるので、応力腐食割れの再発を未然に防止することができる。また、微小欠陥を覆う皮膜を形成する作業は簡略であって、短時間での施工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る微小欠陥方法に使用するコールドスプレー装置の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る微小欠陥補修方法を適用する微小欠陥の説明図であって、図２（ａ）は概略正面図、図２（ｂ）は概略断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る微小欠陥方法に使用するコールドスプレー装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る微小欠陥補修方法に使用するコールドスプレー装置の構成について説明する。図１は、コールドスプレー装置１０の構成を示す模式図である。
【００２５】
コールドスプレー装置１０は、図１に示すように、２つの流路に分岐して設けられた配管１１と、この配管１１の一方の流路上に設けられた粉末供給装置１２と、配管１１の他方の流路上に設けられたヒータ１３と、配管１１の２つの第２流路の端部がそれぞれ接続されたスプレーガン１４と、を備えるものである。
【００２６】
配管１１は、始端側から終端側に向かってヘリウムガス（作動ガス）が流通するものである。この配管１１は、図１に示すように、始端側の所定位置において第１流路１１１と第２流路１１２とに分岐されている。そして、これら第１流路１１１及び第２流路１１２には、ヘリウムガスの流量を調整可能な流量調整バルブ１５がそれぞれ設けられている。これにより、始端側から供給される高圧のヘリウムガスは、その一部分が第１流路１１１へ供給されるとともに、残りの部分が第２流路１１２へ供給される。
【００２７】
粉末供給装置１２は、ヘリウムガスに対して粉末材料を供給するためのものである。この粉末供給装置１２は、図１に示すように、配管１１の第１流路１１１における流量調整バルブ１５より下流側の位置に設けられている。そして、この粉末供給装置１２の内部には、ステンレス鋼を含んだ粉末材料１６が貯蔵されている。ここで、この粉末材料１６は、その粒子の直径が略５μｍ以上であって２５μｍ以下に形成されている。また、粉末材料１６に含まれるステンレス鋼は、いわゆるオーステナイト系ステンレス鋼としてＪＩＳ規格に規定されているＳＵＳ３１６Ｌである。このように構成される粉末供給装置１２は、上流側から導入されたヘリウムガスに対して粉末材料１６を混入させた後、このヘリウムガスを下流側へ吐出する。
【００２８】
ヒータ１３は、ヘリウムガスの一部を加熱するためのものである。このヒータ１３は、図１に示すように、配管１１の第２流路１１２における流量調整バルブ１５より下流側の位置に設けられている。そして、このヒータ１３は、上流側から導入されたヘリウムガスを加熱し、より詳細には室温以上の温度であってＳＵＳ３１６Ｌの融点よりも低い温度まで加熱した後、このヘリウムガスを下流側へ吐出する。
【００２９】
スプレーガン１４は、ＳＵＳ３１６Ｌが混合されたヘリウムガスを噴射するためのものである。このスプレーガン１４は、図１に示すように、第１流路１１１及び第２流路１１２がそれぞれ接続されたガン本体１４１と、このガン本体１４１の先端部に設けられたノズル１４２と、を有している。ここで、ノズル１４２の材質としては、粉末材料１６が超音速流で衝突することを考慮し、耐摩耗性の高いタングステンカーバイトやコバルト合金等を用いることが好適である。このように構成されるスプレーガン１４によれば、粉末材料１６が混合されて第１流路１１１を流通するヘリウムガスと、加熱されて第２流路１１２を流通するヘリウムガスとがガン本体１４１の内部で混合され、混合後のヘリウムガスが超音速流としてノズル１４２の先端から噴射される。
【００３０】
次に、本発明の第１実施形態に係る微小欠陥補修方法の手順、及びその作用効果について説明する。本実施形態に係る微小欠陥方法は、微小欠陥が大気等の気体に曝された条件下に存在する場合に適用可能なものである。
【００３１】
ここで、図２は、第１実施形態に係る微小欠陥補修方法を適用する微小欠陥Ｋの説明図であって、図２（ａ）は概略正面図、図２（ｂ）は概略断面図である。微小欠陥Ｋは、図２に詳細は示さないが、原子力発電プラントに設置される貯蔵ピット１７（水槽）に形成されるものである。より詳細に説明すると、貯蔵ピット１７は、図２に示すように、コンクリート基礎面１７１に対して複数のステンレス鋼板１７２が接着されたものであって、互いに隣接するステンレス鋼板１７２同士が溶接によって互いに接合される。そして、隣接するステンレス鋼板１７２の間の溶接部１７３に、微小欠陥Ｋが形成されている。尚、図２では説明の便宜上、複数枚のステンレス鋼板１７２のうち互いに隣接する２枚のステンレス鋼板１７２だけを図示している。
【００３２】
尚、微小欠陥Ｋが形成されるメカニズムは前述と同様であるため詳細な説明は省略するが、コンクリート基礎面１７１から染み出した塩化物が溶接部１７３に溜まり、溶接部１７３の耐食性が低下した部分に応力腐食割れが発生することによって微小欠陥Ｋが形成される。
【００３３】
微小欠陥Ｋの補修作業を行う作業者は、前述のコールドスプレー装置１０を用い、スプレーガン１４から噴射した粉末材料１６をステンレス鋼板１７２に吹き付けることにより、微小欠陥Ｋを覆うようにして粉末材料１６の皮膜１８を形成する。ここで作業者は、図に詳細は示さないが、スプレーガン１４を所定の送り速度で水平方向へ移動させながら、所定距離だけ移動した後にスプレーガン１４を鉛直方向へ所定のずらし量（ステップサイズ）だけ移動させ、再びスプレーガン１４を水平方向へ移動させるという動作を繰り返す。これにより、微小欠陥Ｋを覆うようにして、溶接部１７３の表面に粉末材料１６の皮膜１８を所定の層数だけ積層する。尚、スプレーガン１４を移動させる方向は、水平方向と鉛直方向に限られず、皮膜１８を積層させ得る任意の方向に設定することができる。
【００３４】
ここで、本実施形態では、粉末材料１６の粒子の直径が略５μｍ以上であるため、粒子が十分な質量を有している。従って、この粉末材料１６は、超音速流のヘリウムガスがステンレス鋼板１７２に噴射される際に生じるいわゆる弧状衝撃波の影響によって微小欠陥Ｋの周囲から一掃されることなく、ステンレス鋼板１７２の表面に確実に皮膜１８を形成する。また、粉末材料１６の粒子が略２５μｍ以下であって適度な質量の範囲内に抑えられている。従って、この粉末材料１６は、高速な粒子速度の達成が阻害されることがないため、鋼板の表面には密度が高く緻密な皮膜１８が形成される。これにより、皮膜１８に覆われた微小欠陥Ｋを周囲の腐食環境から確実に遮断することができる。尚、粉末材料１６の粒子の直径は、本実施形態の５μｍ以上２５μｍ以下の範囲が好ましいが、これに限定されず１μｍ以上５０μｍ以下程度の範囲で任意に設定することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、粉末材料１６に含まれるステンレス鋼としてＳＵＳ３１６Ｌを用いているため、皮膜１８の強度を確保しつつ、応力腐食割れの再発を確実に防止することができる。これは、ＳＵＳ３１６Ｌは炭素の含有量が略０．０３％以下と少ないので、加熱されてもクロム炭化物が析出しにくく、従ってクロム欠乏層も形成されにくいが、その一方でＳＵＳ３１６Ｌには窒素が僅かに添加されているので、皮膜１８の強度が維持されるためである。尚、粉末材料１６に含まれるステンレス鋼としては、本実施形態のＳＵＳ３１６Ｌに限定されず任意のオーステナイト系ステンレス鋼を用いることが可能である。更に、粉末材料１６に含まれる合金素材はＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６などのオーステナイト系ステンレス鋼に限られず、例えば高温水中での耐食性に優れるいわゆるインコネル６９０合金やインコネル６２５合金等のオーステナイト系のニッケル基合金を用いることもできる。
【００３６】
また、本実施形態では、微小欠陥Ｋを覆って粉末材料１６の皮膜１８を所定の層数だけ積層するので、溶接部１７３の周囲に形成される皮膜１８は全体として密度が高く緻密なものとなる。これにより、皮膜１８に覆われた微小欠陥Ｋを周囲の腐食環境から確実に遮断することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、作動ガスとして分子量が低いヘリウムガスを用いているので、分子量が高い他の不活性ガスを用いる場合と比較して、作動ガスをより高速化することができる。尚、作動ガスとしては、本実施形態のヘリウムガスに限定されず、例えば窒素等の不活性ガスを用いてもよいし、複数種類の不活性ガスの混合ガスを用いてもよい。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る微小欠陥補修方法に使用するコールドスプレー装置の構成について説明する。図３は、第２実施形態に係るコールドスプレー装置２０の構成を示す模式図である。本実施形態のコールドスプレー装置２０は、図１に示す第１実施形態のコールドスプレー装置２０と比較すると、スプレーガン１４及びステンレス鋼板１７２を収容するチャンバー２１と、このチャンバー２１に接続された排出手段２２とをさらに備える点で異なっている。それ以外の構成は第１実施形態のコールドスプレー装置２０と同じであるため、図１と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００３９】
チャンバー２１は、貯蔵ピット１７の内部に気中環境を形成するためのものである。このチャンバー２１は、図３に示すように、内部が空洞の筐体であって一面が開口されたチャンバー本体２１１と、このチャンバー本体２１１の開口縁部に設けられたゴムパッキン２１２と、を有している。そして、チャンバー本体２１１の内部にはコールドスプレー装置２０のスプレーガン１４が収容されるとともに、このスプレーガン１４に接続される第１流路１１１及び第２流路１１２がチャンバー本体２１１をそれぞれ貫通している。
【００４０】
排出手段２２は、チャンバー２１の内部から流体を排出するためのものである。この排出手段２２は、図３に示すように、一端部がチャンバー本体２１１を貫通して内部に開口されるとともに他端部がチャンバー本体２１１の外部へ引き出されたチューブ２２１と、このチューブ２２１の他端部に接続して設けられた吸引ポンプ２２２とを有している。
【００４１】
次に、本発明の第２実施形態に係る微小欠陥補修方法の手順、及びその作用効果について説明する。本実施形態に係る微小欠陥補修方法は、微小欠陥が水等の液体に曝された条件下に存在する場合に適用可能なものである。尚、本実施形態に係る微小欠陥補修方法を適用すべき微小欠陥が形成される位置、及びその発生のメカニズムは第１実施形態と同様である。
【００４２】
まず作業者は、図３（ａ）に示すように、補修すべき微小欠陥Ｋが形成された溶接部１７３を、前述のコールドスプレー装置２０を構成するチャンバー２１で包囲する。すなわち作業者は、補修対象である溶接部１７３をチャンバー本体２１１で覆い、その開口縁部に設けられたゴムパッキン２１２をコンクリート基礎面１７１に密着させる。これにより、チャンバー２１はその内部が密封された状態となる。この時、貯蔵ピット１７に充填された水等の液体Ｗがチャンバー２１の内部に浸入し、溶接部１７３は液体Ｗに曝された状態である。尚、図３に詳細は示していないが、チャンバーの外部にも内部と同様の液体Ｗが存在している。
【００４３】
次に作業者は、図３（ａ）に示す排出手段２２を構成する吸引ポンプ２２２を駆動することにより、チャンバー２１の内部に満たされた液体Ｗを、チューブ２２１を介してチャンバー２１の外部へ排出する。これにより、図３（ｂ）に示すように、微小欠陥Ｋが形成された溶接部１７３の周辺は、大気に曝された状態になる。
【００４４】
そして作業者は、前述のコールドスプレー装置２０を用いて微小欠陥Ｋの補修作業を行う。すなわち作業者は、第１実施形態と同様に、スプレーガン１４を水平方向及び鉛直方向へ移動させながら、微小欠陥Ｋを覆うようにして粉末材料１６の皮膜１８を形成させる。ここで、この補修作業を行う間、作業者は排出手段２２を構成する吸引ポンプ２２２を駆動しておく。これにより、スプレーガン１４から噴射された粉末材料１６のうち、微小欠陥Ｋを覆う皮膜１８を形成することなくチャンバー２１の内部に拡散した粉末材料１６が、チューブ２２１を介してチャンバー２１の外部へ排出される。
【００４５】
以上説明した第２実施形態に係る微小欠陥補修方法によれば、第１実施形態に係る微小欠陥補修方法が奏する効果に加えて、貯蔵ピット１７に満たされた水等の液体Ｗを排出することなく、微小欠陥Ｋの周辺だけを気中環境にして補修作業を行うことができる。
【００４６】
また、余剰の粉末材料１６を回収しながら補修作業を行うことにより、微小欠陥Ｋの周辺やスプレーガン１４が粉末材料１６によって汚染されることがないため、補修作業を確実且つ確実に行うことができる。
【００４７】
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。本出願人は、本発明に係る鋼板としての役割を果たす所定の基材の表面に、コールドスプレー装置を用いて粉末材料の皮膜を形成した後、その皮膜について品質を確認する試験を行った。以下、更に詳細に説明する。
【００４８】
まず本出願人は、第１実施形態のコールドスプレー装置１０を下記に示す条件で使用することにより、基材の表面に皮膜を形成してなる２個のサンプル、すなわちサンプル１及びサンプル２をそれぞれ作成した。
（１）基材の材質：銅
（２）基材の形状：外形が縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み５ｍｍ
（３）粉末材料の材質：ＳＵＳ３１６Ｌ
（４）粉末材料の粒子の直径：５μｍ以上２５μｍ以下の範囲
（５）作動ガス：ヘリウム
（６）ノズル（スプレーガン）の口径：約１．６ｍｍ（１／１６インチ）
（７）ノズルの材質：タングステンカーバイト（ＷＣ）またはコバルト合金（Ｃｏ）
（８）ノズルの入口温度：約１０℃（華氏５０度）
（９）ノズルの入口圧力：０．５ＭＰａから１．０ＭＰａ、好ましくは０．６ＭＰａ（９０ｐｓｉｇ［重量ポンド毎平方インチ］）
（１０）スプレーガンの送り速度：７６．２ｍｍ／ｓｅｃ（３．０インチ／ｓｅｃ）
（１１）スプレーガンのステップサイズ：約０．５ｍｍ（０．０２インチ）
（１２）皮膜の積層数：３層（皮膜の目標施工膜厚：約１０００μｍ）
【００４９】
次に本出願人は、作成した２個のサンプルそれぞれについて、皮膜の品質を確認する試験を行った。ここで、皮膜の品質を確認するための試験としては、皮膜厚さの測定、気孔率の測定、アンモニア浸漬試験、及び皮膜材質の確認の合計４つの試験をそれぞれ実施した。次に示す表１は、４つの試験のうち、皮膜厚さの測定、気孔率の測定、及びアンモニア浸漬試験の３つの試験結果を示したものである。
【００５０】
【表１】
2012181026.tif 000003
【００５１】
表１に示すように、サンプル１及びサンプル２は、その皮膜厚さが共に約１０００μｍ（＝１ｍｍ）であった。これは、コールドスプレー装置の使用条件（１２）で設定した皮膜の目標施工膜厚と合致している。
【００５２】
気孔率は、皮膜の緻密さを示す指標である。この気孔率の測定は、皮膜の所定断面を研磨した後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して当該断面の反射電子像の画像を取得し、取得した画像を画像処理することにより行った。より詳細には、皮膜に形成された気孔の部分は、画像上では黒い点として表示されるため、この黒い点の領域が画像全体の面積に占める割合を算出することにより気孔率を算出した。
【００５３】
アンモニア浸漬試験は、皮膜の環境遮断効果を測定するための確認試験である。この環境遮断効果とは、皮膜によって基材の表面が周囲の環境からどの程度遮断されているかを示す指標である。具体的な試験方法としては、銅製の基材の上に皮膜が形成されたサンプルと、皮膜が形成されていない銅製の基材単体とをアンモニア溶液にそれぞれ浸漬した。その後、２４時間経過後に、皮膜が形成されたサンプルと基材単体のそれぞれについて、アンモニア溶液中における銅イオンの溶出量をそれぞれ測定した。そして、次の式（１）に基づいて環境遮断効果を算出した。その結果、サンプル１とサンプル２の平均値として、９９．６％という高い環境遮断効果が確認された。
【００５４】
【数１】
2012181026.tif 000004
【００５５】
尚、アンモニア浸漬試験の詳細な条件は、以下に示す通りである。
（１）アンモニア濃度：５％
（２）過硫酸アンモニウム（酸化剤）濃度：２％
（３）浸漬液量：１００ｍｌ
（４）浸漬時間：２４時間
（５）マスキング：フロンマスク
（６）有効試験片面積：１７ｍｍ×１７ｍｍ＝２．８９ｃｍ２
（７）銅イオン分析法：原子吸光法
【００５６】
次に、前述の４つの試験のうち、皮膜材質の確認試験の結果を下記の表２に示す。この皮膜材質の確認試験は、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）を使用し、上記サンプル１に形成された皮膜の化学組成を分析した。より詳細には、皮膜における４箇所において、すなわちその外縁部における厚み方向上側及び厚み方向下側の２箇所、及びその中央部における厚み方向上側及び厚み方向下側の２箇所、において化学組成を分析した。次に示す表２は、皮膜材質の確認試験の結果を示したものである。
【００５７】
【表２】
2012181026.tif 000005
【００５８】
表２に示すように、皮膜のいずれの位置においても、耐食性に影響を及ぼすことが懸念される酸素の量は、粉末材料中に当初から存在しているレベルから大きく変化しておらず、問題のないことが確認された。また、ステンレス鋼板の不働態化、すなわちその表面における酸化膜の形成に影響を及ぼすクロムの量も、酸素と同様に大きく変化しておらず、問題のないことが確認された。
【００５９】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  コールドスプレー装置
１１  配管
１２  粉末供給装置
１３  ヒータ
１４  スプレーガン
１５  流量調整バルブ
１６  粉末材料
１７  貯蔵ピット
１８  皮膜
２０  コールドスプレー装置
２１  チャンバー
２２  排出手段
１１１  第１流路
１１２  第２流路
１４１  ガン本体
１４２  ノズル
１７１  コンクリート基礎面
１７２  ステンレス鋼板
１７３  溶接部
２１１  チャンバー本体
２１２  ゴムパッキン
２２１  チューブ
２２２  吸引ポンプ
Ｋ  微小欠陥
Ｗ  液体
【図１】
2012181026.tif 000006
【図２】
2012181026.tif 000007
【図３】
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