(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に介設される流路耐食試験装置であって、試験液体が導入されるチャンバと、前記チャンバ内で試験片を保持する１つの試験片装着具と、前記試験片装着具に保持された前記試験片の試験面部に前記試験液体を接触させるために前記チャンバと前記流路を接続する２つの液体口部と、前記チャンバ内で前記試験片の試験面部と対向する基準面部を有する１つの基準体と、前記チャンバ内で前記試験片装着具を移動させる１つの試験片移動手段と、前記試験面部を前記基準面部から所定の距離に位置決めする１つの位置決め手段とを備え、一方の液体口部は、前記チャンバ内における前記試験液体の流れ方向が前記試験面部に対して略垂直となるように前記試験面部に対して垂直方向に延びる基準軸に沿って配設され、他方の液体口部は、前記チャンバ内における前記試験液体の流れ方向が前記試験面部に対して略平行となるように配設され、
前記試験片装着具は、凸状滑り面からなる球冠を備えた原動体と、前記球冠が圧入される凹状滑り面を備えた従動体とからなり、前記従動体は一端側が前記原動体に対して前記基準軸を回動中心として所定の頂角で形成される部分球面内を回動可能にかつ自己姿勢保持可能に連結され他端側が前記試験面部を有する前記試験片を装着可能に構成され、
前記基準体の前記基準面部は、前記基準軸に沿って配設された前記一方の液体口部の開口縁部に形成され前記基準軸に対して所定の角度・姿勢で配置され、
前記試験片移動手段は、前記試験片装着具の前記原動体を前記基準体に向かって前記基準軸上を前進させ前記従動体に装着された前記試験片の前記試験面部を前記基準面部と当接させて前記試験面部を前記基準面部に倣わせた後、前記試験面部が前記基準面部から所定の距離に位置するように前記原動体を前記基準軸上で前記基準体から後退させ、前記原動体は、前記基準面部から離間した前記試験面部を前記基準面部に倣う角度・姿勢で保持することを特徴とする流路耐食試験装置。
【請求項２】
前記従動体が、前記試験面部を含む前記試験片と一体に形成されてなる請求項１に記載に流路耐食試験装置。
【請求項３】
前記基準体が、前記基準軸に沿って配設された前記液体口部の前記開口縁部として形成され、前記開口縁部は前記基準軸に直交する平面からなる請求項１または２に記載の流路耐食試験装置。
【請求項４】
前記球冠は、前記従動体の前記凹状滑り面に圧入される際に所定の弾性変形を生じるよう前記球冠の表面に形成された変形部を有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の流路耐食試験装置。
【請求項５】
前記変形部は、前記球冠の表面に前記基準軸を中心として放射状に形成された溝またはカットからなる請求項４に記載の流路耐食試験装置。
【請求項６】
前記基準体は、角度・姿勢設定用の治具を脱離可能に前記基準面部に取り付けるための治具取り付け部を具備してなる請求項１〜５のいずれか１つに記載の流路耐食試験装置。
【請求項７】
前記試験片装着具は、前記従動体に装着された前記試験片の前記試験面部と前記基準面部とを当接させた際に、前記試験面部が前記基準面部または前記基準面部に取り付けられた治具に倣う角度・姿勢を保持した状態で前記原動体に対する前記従動体の回動を規制する回動規制手段をさらに備えてなる請求項１〜６のいずれか１つに記載の流路耐食試験装置。
【請求項８】
前記回動規制手段は、前記原動体の前記球冠の内部に前記基準軸方向に穿設された中空部と、先端部位を前記基準面部に向かって前記中空部に嵌入して前記球冠を膨張させ、それによって前記従動体を前記原動体に固定する充填棒とからなる請求項７に記載の流路耐食試験装置。
【請求項９】
前記流路に導入される前記試験液体が、少なくとも前記液体口部において気泡を生じないようその前記試験液体を大気圧における沸点を超える高温、高圧に制御されたボイラプラント水であり、前記試験片が、ボイラプラントの流路を構成する炭素鋼、銅または銅合金、ステンレス、チタン、プラスチックス、硝子、セラミックス及びこれらを添加あるいは複合した材料のいずれか１つである請求項１〜８のいずれか１つに記載の流路耐食試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験片装着制御方法と試験片装着制御機構及びその機構が組み込まれた流路耐食試験装置に関し、特にボイラ水系等を形成する流路に使用される材料の耐食試験に供される試験片に関する試験片装着制御方法と試験片装着制御機構及びその機構が組み込まれた流路耐食試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種のプラント等における液体の流路、特にポンプ等の可動部、あるいは曲がり部分や拡大・縮小部分では、流動する液体により化学的あるいは電気化学的腐食及び物理的浸食が見られる。例えば、火力発電プラント等のボイラ水系では、一般に配管等の流路を構成する材料として炭素鋼が使用されているが、上記した流れの乱れの激しい部分や剪断力が増加する部分では、高温高圧のボイラプラント水の供給により保護性酸化皮膜が局部的に破壊されて減肉を生じる場合がある。
そのため、流路に使用される材料の検討あるいは流体の供給方法の改善を通じて前記の腐食環境に適合した耐食手段を確立すべく、従来から耐食試験が行われている。
【０００３】
耐食試験は従来、流路を有する試験装置内に試験片を配置し、所定の流量、流速の試験液体を前記試験片の試験面部に所定の距離、角度で接触させた後、試験装置から取り外して腐食の度合いの観察あるいは試験片の損失重量及び表面浸食深さを測定することにより行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した耐食試験では試験片と試験液体との距離及び試験片の角度、姿勢等を正確に設定する場合、試験面部の平滑性、試験片の厚みの均一性及び試験片取り付け部材、例えば試験片取り付け用ネジ部を含む試験片ホルダーなどの加工精度等の問題がある。さらに上記各部材が所定の精度で作製された場合でも、試験片が試験装置内に一旦取り付けられると、取り付けられた試験片の試験面部が試験液体に対して所定の距離（位置）、角度、姿勢をとっているか否かの判定、あるいはどの程度正確な距離（位置）、角度、姿勢で取り付けられているかの測定は困難である。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、試験片、試験片を取り付ける各部材及び測定に関与して、試験片の近傍に配置される関連部材の加工精度並びに組み立てあるいは取り付けの精度等による影響を受けることがなく、取り付け後の試験片の取り付け角度・取り付け姿勢の測定が不要であり、試験片を所望の位置・角度・姿勢で確実に取り付け得る試験片装着制御方法と試験片装着制御機構及びその機構が組み込まれた流路耐食試験装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、流路に介設される流路耐食試験装置であって、試験液体が導入されるチャンバと、前記チャンバ内で試験片を保持する１つの試験片装着具と、前記試験片装着具に保持された前記試験片の試験面部に前記試験液体を接触させるために前記チャンバと前記流路を接続する２つの液体口部と、前記チャンバ内で前記試験片の試験面部と対向する基準面部を有する１つの基準体と、前記チャンバ内で前記試験片装着具を移動させる１つの試験片移動手段と、前記試験面部を前記基準面部から所定の距離に位置決めする１つの位置決め手段とを備え、一方の液体口部は、前記チャンバ内における前記試験液体の流れ方向が前記試験面部に対して略垂直となるように前記試験面部に対して垂直方向に延びる基準軸に沿って配設され、他方の液体口部は、前記チャンバ内における前記試験液体の流れ方向が前記試験面部に対して略平行となるように配設され、前記試験片装着具は、凸状滑り面からなる球冠を備えた原動体と、前記球冠が圧入される凹状滑り面を備えた従動体とからなり、前記従動体は一端側が前記原動体に対して前記基準軸を回動中心として所定の頂角で形成される部分球面内を回動可能にかつ自己姿勢保持可能に連結され他端側が前記試験面部を有する前記試験片を装着可能に構成され、前記基準体の前記基準面部は、前記基準軸に沿って配設された前記一方の液体口部の開口縁部に形成され前記基準軸に対して所定の角度・姿勢で配置され、前記試験片移動手段は、前記試験片装着具の前記原動体を前記基準体に向かって前記基準軸上を前進させ前記従動体に装着された前記試験片の前記試験面部を前記基準面部と当接させて前記試験面部を前記基準面部に倣わせた後、前記試験面部が前記基準面部から所定の距離に位置するように前記原動体を前記基準軸上で前記基準体から後退させ、前記原動体は、前記基準面部から離間した前記試験面部を前記基準面部に倣う角度・姿勢で保持することを特徴とする流路耐食試験装置が提供される。
【０００７】
すなわち、本発明の流路耐食試験装置では、試験片を基準軸に対して所望の位置・角度・姿勢で取り付ける際、原動体に対して自在回動可能に連結された従動体に試験片を装着して外力により試験片の試験面部を基準面部に当接させる。このとき、従動体と原動体とは摩擦嵌合により、すなわち所定の摩擦力で両者が自在回動可能に連結されているので、この摩擦力より大きい外力により試験面部は基準面部に倣う角度・姿勢を形成する。さらに、基準面部に当接した試験面部が基準面部から所定の距離まで基準軸上を移動するが、従動体と原動体とは所定の摩擦力より大きい外力が加わらない限り基準面部によって形成された角度・姿勢を保持することができる。したがって、部材の加工精度並びに組み立てあるいは取り付けの精度等による影響を受けることがなく、取り付け後の試験片の取り付け位置（間隔）・取り付け角度・取り付け姿勢の測定が不要となり、試験片を所望の位置・角度・姿勢で確実に取り付けることができる。
【０００８】
この発明における試験面部を有する試験片とは、試験片の試験面部に外部から特定の作用を付与することにより生じる物理的及び／または化学的変化を観察・測定する試験において、試験片の試験面部に外部から特定の作用を付与するに際して試験面部と外部からの作用との間に距離（間隔）、角度あるいは姿勢について所定の条件を要するような試験片をさす。
この発明における従動体と原動体とは摩擦嵌合により連結されるが、この摩擦嵌合とは、従動体と原動体とが所定の摩擦力より大きい外力が加わらない限り両者の間に形成された角度・姿勢が保持されるような嵌合を意味し、この嵌合とは両者を連結する際に一方を他方に圧入してなる構成のみならず、第三の部材を介して両者を圧入状態とする構成を含む。
この発明における従動体に対する試験片の装着は、接着、ねじ止め、フィルムによるラミネート、磁力等が挙げられる。また、従動体そのものを試験片で形成するものもこの発明に含まれる。
【０００９】
この発明における試験面部及び基準面部は、平面あるいは曲面から構成されたもの、または平面あるいは曲面に突出あるいは陥没部分を付与したもの等が挙げられる。
この発明における従動体に装着された試験片の試験面部と基準面部との当接とは、試験面部が基準面部に倣う角度・姿勢を得るまで従動体と原動体との摩擦嵌合を形成する摩擦力より大きい外力を試験面部と基準面部との間に加えることにより両者を接触させることをいう。
【００１０】
従動体が、試験面部を含む試験片と一体に形成されておれば、試験片と従動体の構成を簡略化するとともに、試験片と従動体との装着機構部における角度・姿勢の変化が生じないことになり試験片の試験面部と基準面部とが当接した後に試験面部が変化するのを防止できる。
原動体が基準軸上を移動させるための移動子に連結されてなり、この移動子の変位を測定しながら試験面部を基準面部から所定の距離に離間させることにより、試験面部の位置決めが容易になる。
試験片を従動体に装着する際に基準面部に角度・姿勢設定用の治具を取り付け、試験片の試験面部と基準面部とを当接させた後、試験面部が基準面部に取り付けられた治具に倣う角度・姿勢を保持した状態でこの治具を基準面部から取り外す工程を有しておれば、治具を取り替えることにより治具の種類に応じて試験面部の角度・姿勢を多様に設定できる。
【００１２】
試験片装着具は、凸状滑り面からなる球冠を備えた原動体とこの球冠が圧入される凹状滑り面を備えた従動体とを嵌合してなり、従動体は、基準軸を回動中心として所定の頂角で形成される部分球面内を回動可能にかつ自己姿勢保持可能に原動体に連結されてなるものが好ましい。
球冠が、従動体の凹部に圧入される際に所定の弾性変形を生じるよう球冠の表面に形成された変形部を有しておれば、従動体の凹部への圧入が容易になる。
【００１３】
変形部は、球冠の表面に基準軸を中心として放射状に形成された溝またはカットからなるものが挙げられる。
基準体は、位置・角度・姿勢設定用の治具を脱離可能に基準面部に取り付けるための治具取り付け部を具備するものが好ましい。
試験片装着具は、従動体に装着された試験片の試験面部と基準面部とを当接させた際に、試験面部が基準面部または基準面部に取り付けられた治具に倣う角度・姿勢を保持した状態で原動体に対する従動体の回動を規制する回動規制手段をさらに備えるのが好ましい。このような回動規制手段により試験期間中における試験面部の角度・姿勢の変化を防止できる。
回動規制手段は、原動体の球冠の内部に基準軸方向に穿設された中空部と、先端部位を基準面部に向かって中空部に嵌入して球冠を膨張させ、それによって従動体と原動体に固定する充填棒とからなるものが挙げられる。
【００１５】
基準体は、基準軸に直交する平面からなる液体口部の開口縁部として形成されてもよい。
流路耐食試験装置は、具体例として、流路に導入される試験液体が、少なくとも液体口部において気泡を生じないようその試験液体を大気圧における沸点を超える高温、高圧に制御されたボイラプラント水であり、試験片が、ボイラプラントの流路を構成する炭素鋼、銅または銅合金、ステンレス、チタン、プラスチックス、硝子、セラミックス及びこれらを添加あるいは複合した材料のいずれか１つである流路耐食試験装置が挙げられる。
【００１６】
このような流路耐食試験装置では、試験面部近傍での２つの異なる流れに起因する腐食・浸食の状況、例えば、試験液体を試験面部と略垂直に衝突させて生じる、試験液体の境界層が剥離するような、流れの激しい乱れの場（乱流）での腐食・浸食の状況と、試験液体を試験面部と略並行に接触させて生じる、流れの激しい乱れを生じない場（層流）での腐食・浸食の状況とをそれぞれの試験面部上に作りだすことができる。したがって、同時にかつ同条件で腐食・浸食を進行させることができるので、試験片の暴露時間、試験液体の流速のみならず試験面部の局部位置に関する比較試験が可能となる。
【００１７】
また、上記した２つの異なる流れは、実際のプラント等における流路の変化、例えば、管路断面積の変化、流れ方向の変化、分岐・合流等と直接または間接的に結び付けることができるので、得られる試験結果を実際のプラント等における流路に反映させることにより耐食のための有効な対策、例えば、局部的耐食処理、管路断面積の最適化、流体の改善等を施すことができる。
【００１８】
この発明によれば、上記した流路耐食試験装置において試験液体を試験面部と所定の角度で衝突させて腐食・浸食の状況をそれぞれの試験面部上に作り出すに際し、試験片及び試験片を保持する試験片装着具の加工精度並びに組み立てあるいは取り付けの精度等による影響を受けることがなく、取り付け後の試験片の取り付け角度・取り付け姿勢の測定が不要となり、試験片を所望の位置・角度・姿勢で確実に取り付けることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施形態１
以下に、本発明の実施の一形態による耐食試験装置を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、ボイラ水系の耐食試験装置としての高温高圧用隙間噴流法試験装置の構成を示す。
高温高圧用隙間噴流法試験装置１０は、水質調整タンク１及びポンプ２と、ポンプ２の駆動により水質調整タンク１から供給された試験液を循環可能に流動させる試験液循環流路３と、試験液循環流路３に介設された２つの試験部４ａ，４ｂと、試験液循環流路３に供給された試験液を排出する試験液排出流路１９とから主に構成されている。
【００２０】
試験液を収容する水質調整タンク１は、収容された試験液に空気または窒素ガスを供給するガス供給手段１１と、ヒータ１５と、試験液中の溶存酸素濃度を測定する供給試験液用ＤＯメータ２０を備える。
【００２１】
試験液循環流路３には、水質調整タンク１との接続部から順に、ポンプ２、バルブ１６が介設された流量調整用バイパス路１２、それぞれが流量調整用バルブ１７に接続された並列の流量計１８及び試験部４ａ，４ｂがそれぞれ介設されている。
試験部４ａ，４ｂは、試験液循環流路３に直列に保持されており、両者間にはフィルター１４が介接されている。ヒータ１５及び試験部４ａ，４ｂには、それぞれ図示しない温度指示調節計が取り付けられている。
【００２２】
試験部４ａ，４ｂは、図２に示すように、試験片６を循環流路３内に支持する各部材４１〜４４とから主に構成される。本体４１は、平行円筒状部材であって中央部を基準軸Ｘ方向に貫通して形成された平行孔４１ａを有する。
本体４１の後端面には、後述するハンドルホルダー４２が複数のボルト４９（図示は１つだけ）により固定される。平行孔４１ａには、調整用ハンドル４７が後端側に、試験片６を取り付ける試験片装着具５が前端側に、それぞれ共軸配置された移動子４０が挿入されている。移動子４０は、両端面に基準軸Ｘに沿って穿設されネジ部を有するねじ孔４５ａ、４５ｂを有し、本体４１との間に挿入されたキー４６により基準軸Ｘ周りに回動不能かつ基準軸Ｘ方向に摺動可能に平行孔４１ａに挿入されている。
【００２３】
調整用ハンドル４７はハンドル本体４７ａと、ハンドル本体４７ａの中心から延出した軸部４７ｂと、軸部４７ｂの外周面に形成されたネジ部４７ｃとを有し、軸部４７ｂはハンドルホルダー４２中央のボス部に基準軸Ｘに沿って形成された貫通孔４２ａに挿入されスナップリング５０によりハンドルホルダー４２に対して基準軸Ｘ方向に挿抜不能にかつ基準軸Ｘ周りに回動可能に支持されている。さらに軸部４７ｂのネジ部４７ｃが移動子４０の後端面に穿設されたねじ孔４５ａに螺合されている。それによって調整用ハンドル４７を回転させるとき、移動子４０を基準軸Ｘに沿って前後方向に回動不能に移動させることができる。
【００２４】
調整用ハンドル４７は、基準軸Ｘに沿って軸部４７ｂを貫通する小径の貫通孔４７ｅを有し、貫通孔４７ｅには、前端が移動子４０に固定され後端がハンドル本体４７ａから後方に延出する棒状のゲージ４８が挿通されている。ゲージ４８は移動子４０の移動に応じてハンドル本体４７ａの基端面から突出するので、この突出したゲージ４８の長さから基準軸Ｘ上における移動子４０の相対位置を測定することができ、後述する試験面部の位置決め手段として作用する。
【００２５】
移動子４０の前端のねじ孔４５ｂには、試験片装着具５が基準軸Ｘと共軸配置されている。試験片装着具５は、移動子４０のねじ孔４５ｂに螺合するネジ部７１を有する原動体７と、一端側が原動体７に対して摩擦嵌合により自在回動可能に連結された従動体６とからなる。すなわち、この実施形態では従動体６が試験面部６３を含む試験片と一体に形成されている。
【００２６】
原動体７は、図３の正面図及び図４の側面図で示すように、ネジ部７１が形成された円柱状の基部７２と、円板状の肩部７５と、凸状滑り面７３ａからなる球冠７３とからなり、球冠７３は基準軸Ｘを中心に球冠７３に放射状に形成された変形部としての十字カット部７４を有する。十字カット部７４は、基準軸Ｘと直角方向に球冠７３を貫通して一定幅で切除してなる割れ目である。
従動体６は、図５の正面断面図で示すように、ブロック状部材に断面が矩形の凹部６ａを穿設して球冠７３が圧入される凹状滑り面６１を備えるよう形成され、凹状滑り面６１はこの凹部６ａ側面に形成された矩形平面６２ａ及び凹部６ａの底面に形成された四角錐平面６２ｂからなる。凹部６ａの裏面は所定の表面処理がなされて平坦な平面を有する試験面部６３を形成する。
【００２７】
球冠７３は従動体６の凹部６ａに圧入され、これによって従動体６は基準軸Ｘを回動中心として所定の頂角で形成される部分球面内を摩擦嵌合により回動可能にかつ自己姿勢保持可能に原動体７に連結されてなる。さらに、球冠７３は凹部６ａに圧入される際、十字カット部７４が球冠７３の外径を減少させるよう弾性変形を生じるので圧入された球冠７３が凹部６ａから離脱するのを防止できる。
【００２８】
本体４１の前端面には、カバー４３がボルト５２により固定される。カバー４３には、基準軸Ｘに沿って貫通孔４３ａが形成され、この貫通孔４３ａには、試験面部６３に対向して配設された液体口部としてのノズル本体４４がフランジ８１及びボルト８２を介して取り付けられている。ノズル本体４４は、基準軸Ｘに沿って所定の直径を有して形成された流路８３を有し、流路８３の開口縁から基準軸Ｘと直角方向に外周方向に延びた円形の平行面部４５を先端に有する。平行面部４５は基準軸Ｘに対して所定の位置・角度・姿勢で配置された基準面部として耐摩耗性材料から一体に成形されている。すなわち、この実施の形態では、基準体が液体口部と一体に成形されているが、例えば、環状の平行面部を有する基準体リングを流路８３の開口縁に配設する構成としてもよい。
【００２９】
試験面部６３と平行面部４５とが向き合う空間の周囲には、カバー４３及び本体４１で取り囲まれたチャンバ７０が形成される。チャンバ７０は、基準軸Ｘに対して直角方向に形成された大径流路部７０ａを介して試験液循環流路３に接続されている。
上記した試験部４ａ，４ｂを構成する各部材の材質は、特に限定されないが、一例を挙げると、原動体７は塩化ビニル樹脂、従動体６は炭素鋼であり、これらを除く部材はアクリル樹脂である。
試験面部６３とチャンバ７０とを臨む本体４１には、電極対が取り付けられ（図示せず）、これら電極間の電位を測定することにより試験面部６３の腐食あるいは試験液体の性状を判断することができる。
【００３０】
高温高圧用隙間噴流法試験装置１０によりボイラ水系の耐食試験を行う際は、まず、図１に示した試験部４ａ，４ｂの双方に図２の試験部４を配置し、試験部４ａでは図中の実線矢印の方向へ試験液体が給排されるように、試験部４ｂでは図中の破線矢印の方向へ試験液が給排されるように試験液循環流路３に直列に接続される。
試験面部６３における試験液体の流れを図６及び図７に示す。図６は試験部４ａにおける流れ、図７は試験部４ｂにおける流れを示す。
【００３１】
試験面部６３は、平行面部４５との距離が所定の間隔Ｓを形成するよう以下の方法で位置決めされる。すなわち、ボルト５２が外されてカバー４３と本体４１とが分離された状態において、試験面部６３が形成された試験片である従動体６の凹部６ａに原動体７の球冠７３を圧入により自在回動可能に連結してなる試験片装着具５を移動子４０に取り付け、ボルト５２によりカバー４３と本体４１とを接続する。
次に、ハンドル本体４７ａを正回転して原動体７を平行面部４５に向かって基準軸Ｘ上を前進させ、試験面部６３と平行面部４５とを当接させた後、本体４１とゲージ４８との間に設置したダイアルゲージ（図示せず）を見ながらハンドル本体４７ａを逆回転させることにより、試験面部６３を平行面部４５から所定の距離Ｓに離間させる。
【００３２】
試験面部６３と平行面部４５とを当接させるとき、凹部６ａと球冠７３との間で両者を固定していた摩擦力より大きい外力が両者に加わり、それによって試験面部６３は平行面部４５に倣う位置・角度・姿勢、すなわち、この場合は基準軸Ｘに直角の位置・角度・姿勢を保持する。さらに、凹部６ａと球冠７３との間の摩擦力は、試験面部６３が試験液体の流れにより受ける力よりも大きく設定されているので、試験期間中に試験面部６３の位置・角度・姿勢は変化しない。
したがって、本発明の試験片装着制御機構により試験面部６３、試験片装着具５あるいは移動子４０の加工精度や取り付けの精度等による影響を受けることがなく、試験面部６３を取り付け後に試験面部６３の取り付け位置・角度・姿勢を測定しなくても平行面部４５に対する試験面部６３の位置・角度・姿勢は保証される。
【００３３】
高温高圧用隙間噴流法試験装置１０を用いた耐食試験例を以下に示す。
試験面部６３には炭素鋼Ｓ２５Ｃを用い、試験前に表面をエメリー紙で２０００番まで研磨し、洗浄、脱脂した後に試験部４ａ，４ｂに設置した。試験液には電気伝導度０．１μＳ／ｃｍのイオン交換水を用い、実際のボイラ給水の水質に基づいて表１に示すように溶存酸素濃度（ＤＯ）とｐＨを設定した。
【００３４】
【表１】
0004167337.tif 000002
ＡＶＴ：揮発性物質処理法 (All Volatile Treatment)
ＣＷＴ：複合水処理法 (Combined Water Treatment)
ＮＷＴ：中性水処理法 (Neutral Water Treatment)
【００３５】
循環流路３中の溶存酸素濃度は、水質調整タンク１に注入する窒素ガスと空気によって制御した。循環流路３中の試験部４ａ，４ｂでの腐食反応によって酸素が消費されるため、水質調整タンク１での溶存酸素濃度は目標濃度より高く設定する必要がある。循環流路３中の溶存酸素濃度が一定になるように、水質調整タンク１のＤＯメータ２０で連続判定し、その値から水質調整タンク１での溶存酸素濃度を決定した。ｐＨ調整にはアンモニア水を用いた。
【００３６】
試験条件は、試験水温度を１２０℃、圧力を１０ＭＰａ、試験時間を４０ｈｒに設定し、試験部４ａ，４ｂにおける流路８３の小径部における流速を０〜６．６ｍ／sec まで変化させて試験を行った。試験面部６３の評価には、試験面部６３に形成された酸化皮膜を電解法により除去した後の腐食減量を用いた。また、局所的な腐食の評価を行うため、表面粗さ計を用いて浸食深さを求めた。
【００３７】
図８は、ＣＷＴにおける浸食深さについて得られた試験結果の一例であって、流速３．３ｍ／sec で試験時間４０ｈｒ後の試験面部の断面形状を表面粗さ計で測定した結果を示す。図中のサンプル（イ），（ロ）は共に本発明の試験片装着制御機構により試験装置１０に装着された試験面部６３の状態を示すものであり、サンプル（ハ）は、本発明の試験片装着制御機構をもたない従来の試験部に装着された試験片の試験面部の状態を示すものであって、サンプル（イ），（ロ）と比較するための一例である。この従来の試験部は、平行面部１４３ｂにその試験面部を対向させて試験片を単に固定させたものである。なお、サンプル（イ）は試験部４ａに設置したもの、サンプル（ロ）は試験部４ｂに設置したもの、サンプル（ハ）は従来の試験装置の試験部の逆流位置（実線の流れ）相当部分に設置したものである。
【００３８】
図８に示された結果からも分かるように、サンプル（イ），（ロ），（ハ）は、ともに試験面部の中心及び中心から離れた場所で局部浸食を生じており、従来の研究から、この場所では乱れ（境界層剥離）が生じることが明らかにされており、同一の場所に浸食が生じていることから、これは流れ誘起局部腐食である。ところが、サンプル（イ），（ロ）では試験面部６３の中心から等距離の場所に、すなわち略左右対称に流れ誘起局部腐食が生じているのに対して、サンプル（ハ）では試験面部の中心から左右非対称に流れ誘起局部腐食が生じている。
【００３９】
つまり、本発明の試験片装着制御機構により試験装置１０に装着された試験面部６３では、平行面部４５との距離が所定の間隔に保たれているので試験面部６３における試験液体の流れが均一であるのに対し、従来の試験装置による試験面部では、平行面部１４３ｂとの距離が一様に保たれていないので試験面部における試験液体の流れが不均一になったものと考えられる。
【００４０】
実施形態２
図９及び図１０は、実施形態１における試験片装着具５のみが異なる構成を示す。図において試験片装着具５ａは、従動体６の試験面部６３と平行面部４５とを当接させた際に、試験面部６３が平行面部４５に倣う位置・角度・姿勢を保持した状態で原動体１０７に対する従動体６の回動を規制する回動規制手段をさらに備える。
【００４１】
すなわち、原動体１０７は、図１０の側面図にも示すように、ネジ部を有する円柱状の基部１７２と、円板状の肩部１７５と、凸状滑り面１７３ａからなる球冠１７３とからなり、球冠１７３は基準軸Ｘを中心にして球冠１７３表面に放射状に刻設された変形部としての十字溝部１７６を有する。十字溝部１７６は一定幅で略等角度で形成され、球冠１７３が凹部６ａに圧入される際、十字溝部１７６が球冠１７３の外径を減少させるよう弾性変形を生じるので圧入された球冠１７３から凹部６ａが離脱するのを防止できる。
【００４２】
回動規制手段は、原動体１０７の球冠１７３の内部に基準軸Ｘ方向に穿設された中空部１８０ａと充填棒１８１とからなる。充填棒１８１は、移動子４０及び調整用ハンドル４７の軸部を貫通して形成された充填用孔部１８０を挿通して先端部１８１ａを平行面部４５に向かって中空部１８０ａに嵌入し、それによって凹部６ａに圧入されて収縮した球冠１７３を膨張させ従動体６を原動体１０７に固定することができる。これにより、試験期間中における試験面部６３の位置・角度・姿勢の変化をより確実に防止できる。
【００４３】
実施形態３
図１１は、基準体としてのノズル本体４４に脱離可能に取り付ける角度・姿勢設定用の治具９を示す。治具９は、平行面部４５の半径に略等しい長さを有する平行板状のアーム９１と、アーム９１の一端の下面から略直角に延出して形成された、ノズル本体４４の流路８３へ挿入可能な軸９２と、アーム９１の他端の上面に固着されたブロック状のアングルチップ９３とからなる。アングルチップ９３は、その上面９３ａが平行面部４５と所定の角度を形成すべく軸９２に向かって下方に傾斜している。
【００４４】
図１２により治具９の使用方法の一例を説明する。まず、上記した試験部４を別途に、あるいは治具９の着脱操作が容易になるようチャンバ７０部分を外方に大きく開口した、ノズル本体４４付きの模擬カバー４３Ａを準備し、この模擬カバー４３Ａのノズル本体４４の流路８３に軸９２を挿入して治具９を取り付ける。次に、前記したように本体４１に取り付けられたハンドル４７の操作により原動体７を平行面部４５に向かって基準軸Ｘ上を前進させ、試験面部６３と平行面部４５とを当接させた後、ノズル本体４４付きの模擬カバー４３Ａを本体４１から取り外す。このとき、治具９に倣う位置・角度・姿勢を保持された試験面部６３が平行面部４５に再接触しないよう模擬カバー４３Ａを基準軸Ｘに沿って移動させる。
【００４５】
次に、試験面部６３の角度・姿勢を保持した状態で本体４１に試験部４のノズル本体４４付きのカバー４３を取り付ける。カバー４３は試験装置１０に使用するもので、このノズル本体４４には治具９は取り付けられていない。これにより、試験面部６３は治具９による所定の角度・姿勢を保持したまま試験装置１０に装着される。
【００４６】
上記した各実施形態では、試験片装着具を、凸状滑り面からなる球冠を備えた原動体と試験面部及びこの球冠が圧入される凹状滑り面を備えた従動体とを嵌合する構成としたが、凸状滑り面からなる球冠及び試験面部を備えた従動体とこの球冠が圧入される凹状滑り面を備えた原動体とを嵌合してなる試験片装着具も本発明に含まれるものとする。この場合、従動体を、試験面部を含む試験片と一体に形成するのが材質及び加工等の点から困難であれば、従動体と試験片とを装着する装着機構部を設けて両者を固着する構成としてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の流路耐食試験装置では、試験片を基準軸に対して所望の位置・角度・姿勢で取り付ける際、原動体に対して自在回動可能に連結された従動体に試験片を装着して外力により試験片の試験面部を基準面部に当接させる。このとき、従動体と原動体とは摩擦嵌合により、すなわち所定の摩擦力で両者が自在回動可能に連結されているので、この摩擦力より大きい外力により試験面部は基準面部に倣う角度・姿勢を形成する。
【００４８】
さらに、基準面部に当接した試験面部が基準面部から所定の距離まで基準軸上を移動するが、従動体と原動体とは所定の摩擦力より大きい外力が加わらない限り基準面部によって形成された角度・姿勢を保持することができる。したがって、部材の加工精度並びに組み立てあるいは取り付けの精度等による影響を受けることがなく、取り付け後の試験片の取り付け位置（間隔）・取り付け角度・取り付け姿勢の測定が不用となり、試験片を所望の位置・角度・姿勢で確実に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流路耐食試験装置としての高温高圧用隙間噴流法試験装置１０の概略図である。
【図２】図１の試験部４ａ及び４ｂの流路構成を示す断面図である。
【図３】図２の試験部４ａ及び４ｂの原動体の正面図である。
【図４】図３の原動体の側面図である。
【図５】図２の試験部４ａ及び４ｂの従動体の正面断面図である。
【図６】図１の試験部４ａにおける試験液体の流れを示す拡大断面図である。
【図７】図１の試験部４ｂにおける試験液体の流れを示す拡大断面図である。
【図８】耐食試験後の試験面部の断面形状を表面粗さ計で測定した結果を示すグラフである。
【図９】本発明に係る流路耐食試験装置の試験部４ａ及び４ｂの他の構成を示す断面図である。
【図１０】図９の試験部４ａ及び４ｂの原動体の側面図である。
【図１１】本発明に係る脱離可能に取り付ける角度・姿勢設定用の治具の構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１の角度・姿勢設定用の治具の使用例を説明する図である。
【符号の説明】
４              試験部
５              試験片装着具
６              従動体（試験片）
７              原動体
１０              高温高圧用隙間噴流法試験装置（耐食試験装置）
４０              移動子（試験片移動手段）
４４              ノズル本体（基準体）
４５              平行面部（基準面部）
６３              試験面部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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