(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食測定対象の金属表面と同じ材質を有し、且つその表面に金属電極の酸化物を形成させてなる複数の電極を測定対象と同一の非水系有機液中における腐食条件下に曝らした状態で各電極間の電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズをそれぞれ測定し、演算処理によって腐食量を算出することを特徴とする非水系有機液中における腐食測定方法。
【請求項２】
腐食測定対象の金属表面と同じ材質を有する複数の電極、該電極の金属表面に金属電極の酸化物を形成させる手段、該酸化物を形成させてなる電極を非水系有機液中における腐食条件下に曝らす手段、該電極間の電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズをそれぞれ測定する手段並びに電気化学的電流ノイズ測定値及び電気化学的電位ノイズ測定値から演算処理によって腐食量を算出する手段を具備してなることを特徴とする非水系有機液中における腐食測定装置。
【請求項３】
演算処理が、下記式により行われる請求項１に記載の腐食測定方法。
【数１】
△Ｅ／△Ｉ＝Ｒ      ・・・（式１）
（式１中、ΔＥは電位の変化量を表し、ΔＩは電流の変化量を表し、Ｒは腐食の電気化学的抵抗を表す。）
【数２】
腐食率＝Ｋ×Ｒ      ・・・（式２）
（式２中、Ｋは金属材質と流体性状により決まる係数を表し、Ｒは腐食の電気化学的抵抗を表す。）
【請求項４】
演算処理が、下記式により行われる請求項２に記載の腐食測定装置。
【数３】
△Ｅ／△Ｉ＝Ｒ      ・・・（式１）
（式１中、ΔＥは電位の変化量を表し、ΔＩは電流の変化量を表し、Ｒは腐食の電気化学的抵抗を表す。）
【数４】
腐食率＝Ｋ×Ｒ      ・・・（式２）
（式２中、Ｋは金属材質と流体性状により決まる係数を表し、Ｒは腐食の電気化学的抵抗を表す。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水系有機液中における金属材料の腐食測定方法及びその測定装置に関する。詳しくは、非水系有機液中における金属材料の腐食を電気化学的測定法（以下、電気化学的ノイズ法ということがある）により測定する方法及びその測定装置に関する。
本発明の方法により、化学プラント等において有機液と接触する金属材料の腐食を信頼性高く、迅速に、且つ簡便に測定することができる。
【０００２】
【従来の技術】
化学プラント等において、有機物からなるプラント液流体と接触する装置内部の金属面、例えば、反応器、蒸留塔、タンク（貯槽）、熱交換器等の内部金属面、及び、これらの相互間を接続する金属配管の内部金属面等においては、その金属材質の腐食がしばしば問題となる。例えば、熱交換器の内部配管では、流体に接する部分が、いわゆる伝熱面になるために腐食を生じ易いことが知られており、このような腐食障害を未然に防止する必要上、その金属表面の腐食速度ないしは腐食傾向を確認しなければならない。
一般に、この種の金属材質の腐食測定法としては、重量減少測定法、電気抵抗測定法及び電気化学的測定法（ノイズ法）等が従来から知られている。
【０００３】
これらの中、重量減少測定法（クーポン法又は浸漬試験法とも称される）については、測定対象金属表面と同一材質の金属からなる試料試験片（細片クーポン）を腐食性の試験流体中に浸漬して腐食を進行（該腐食に伴って試料試験片自体の重量が減少する）させておき、一定期間経過（通常の場合、３０日〜９０日程度）後、該浸漬前後の試料試験片の腐食減量（質量差）から試験期間中の平均的な腐食速度（腐食度）を求める手段である。
この方法の場合、（ａ）腐食速度を瞬時（リアルタイム）的に測定できないこと、（ｂ）測定結果を得るまでに比較的長時間を要して対応が手遅れになる惧れを有すること、（ｃ）局所腐食を測定できないこと等の不利がある。
【０００４】
電気抵抗測定法については、試料試験片を腐食性の試験流体中に浸漬して腐食を進行（該腐食に伴う試料試験自体の断面積の減少に対応して、その電気抵抗値が増加する）させると共に、一定期間毎に該試料試験片の電気抵抗値を測定し、その測定値勾配から該当時間における平均腐食速度を求める手段である。
この方法の場合、（ａ）腐食速度を瞬時（リアルタイム）的に測定できないこと、（ｂ）測定感度が低くて温度の影響が大であり、且つ高温下での測定ができないこと、（ｃ）局所腐食を測定できない等の不利がある。
【０００５】
これらの不都合を改善する方法として電気化学的ノイズ法が知られている。この方法は腐食性流体中に浸漬させた同一金属表面の二個の試料試験片からなる電極間におけるカップリング電流及び電気化学的電位ノイズを測定し、これらの双方を比較することにより金属表面の腐食を測定する手段である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気化学的ノイズ法については、腐食性流体が非水系有機液である場合、有機液中の電解質が母体の金属表面に付着しても金属電極の表面に付着しない限り、電極間に電気回路を形成しないため、腐食測定ができないという問題点がある。
本発明は、非水系有機液中における金属材料表面の腐食状態を電気化学的ノイズ法により信頼性高く、迅速に且つ簡便に測定する方法及びその測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる事情に鑑み鋭意検討した結果、有機液中に浸漬させる金属電極の表面に予め酸化物を形成させておくと、有機液中の電解質がこの酸化物のところに選択的に付着し、電極間に電気回路が形成されて、腐食測定ができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の要旨は、
１．腐食測定対象の金属表面と同じ材質を有し、且つその表面に酸化物を形成させてなる複数の電極を測定対象と同一の非水系有機液中における腐食条件下に曝らした状態で各電極間の電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズをそれぞれ測定し、演算処理によって腐食量を算出することを特徴とする非水系有機液中における腐食測定方法
２．腐食測定対象の金属表面と同じ材質を有する複数の電極、該電極の金属表面に酸化物を形成させる手段、該酸化物を形成させてなる電極を非水系有機液中における腐食条件下に曝らす手段、該電極間の電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズをそれぞれ測定する手段並びに電気化学的電流ノイズ測定値及び電気化学的電位ノイズ測定値から演算処理によって腐食量を算出する手段を具備してなることを特徴とする非水系有機液中における腐食測定装置
、にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
（腐食測定方法）
本発明の腐食測定方法は、非水系有機液中における金属材料の腐食を測定対象の金属表面と同じ材質を有し、且つその表面に酸化物を形成させてなる複数の金属電極を用いて同一の腐食条件下にて測定することを特徴とする。
【００１０】
ここで非水系有機液とは非水系有機液状物を指し、その具体例としては、例えば化学プラントにおける原料、反応生成物又は溶媒を含んでなるプラント液が挙げられる。
また、金属については、特に限定されるものではないが、その具体例としては、例えばカーボンスチール、ステンレススチール等を挙げることができる。
【００１１】
化学プラントにおける非水系有機液からなるプラント液には極く僅かな電解質を含有している場合が多い。この非水系の有機液中に電解質、例えば水が極く僅か存在していると電解質が次第に装置の母材表面に付着し、その電解質に塩素イオン等が溶け込み、母材金属表面で腐食が発生する。
【００１２】
この腐食を電気化学的ノイズ法で測定する場合には有機液中の電解質が装置の母材金属表面に付着しても、腐食測定用の金属電極の表面に付着しないと、電極間に電気回路を形成しないために、腐食測定ができない。
【００１３】
本発明の測定方法においては、センサーである金属電極の表面に酸化物を形成させておくと、有機液中の電解質は該酸化物の存在するところに、選択的に付着し、電極間に電気回路を形成するため、腐食測定が可能となる。
【００１４】
即ち、本発明においては金属電極の表面に酸化物を形成させておくことが重要である。また、金属酸化物の形成方法については、特に制限はなく、金属電極表面を酸化雰囲気下に所定時間放置する方法、金属電極表面を空気雰囲気中に所定時間放置する方法等により該金属電極表面に酸化物被膜を形成させることができる。
なお、上記金属電極の酸化物自体は絶縁物であり、電気的短絡等は生じない。
【００１５】
次に電気化学的ノイズ法による金属材質の腐食測定法については特開平９−２９７１１７号公報に記載されている。
図１において、非水系の有機物からなる被測定腐食性溶液中に腐食測定対象となる金属表面の同一の材質で、且つ、その表面に酸化物が形成された三個の測定電極を浸漬する。第１の電極１と第２の電極２との間に内部抵抗がほぼゼロの電流測定回路、いわゆる無抵抗電流計４を接続させ、前記第２の電極２と第３の電極３との間には、該電極側に影響を与えず信号電圧を測定し得る電位計５が接続されている。
【００１６】
この状態では、電極１と電極２の間には、それぞれ各電極表面の腐食の進行程度に応じたカップリング電流が生じ、電流計４によってカップリング電流が測定される。また、電極２と電極３の間の電位差は電位計５によって測定される。図２は上記電流計４と電位計５によって測定された電流、電位の変化を示したものである。これらの測定結果より腐食率は下記式により算出される。
【００１７】
【数１】
0003777934.tif 000002
【００１８】
ここで、ΔＥは電位の変化量
ΔＩは電流の変化量
Ｒは腐食の電気化学的抵抗
をそれぞれ示すものである。
【００１９】
【数２】
腐食率＝Ｋ×Ｒ
【００２０】
ここでＫは金属材質と流体性状により決まる係数であり、金属試験片の腐食減量より逆算して求めることもできるし、また測定で求めることができる。
【００２１】
（腐食測定装置）
本発明の腐食測定装置とは、腐食測定対象の金属表面と同じ材質を有する複数の電極、該電極の金属表面に酸化物を形成させる手段、該酸化物を形成させてなる電極を非水系有機液中における腐食条件下に曝らす手段、該電極間の電気化学的電流ノイズ及び電気化学的電位ノイズをそれぞれ測定する手段並びに電気化学的電流ノイズ測定値及び電気化学的電位ノイズ測定値から演算処理によって腐食量を算出する手段を具備してなることを特徴とする非水系有機液中における腐食測定装置を指す。
【００２２】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り実施例に限定されるものではない。
【００２３】
実施例１
図１に示す装置を用い、且つ金属電極（センサー）の表面を酸化物被膜を形成させたものを用いて、有機溶媒中に浸漬し、電流計４と電位計５によって電流、電位の変化を測定した。図３はその結果を示すものであって、有機溶媒中に水分がない場合には電流、電位はそれぞれ０（Ａ），０（Ｖ）を示しているが、これに水分を添加した場合には電流、電位がそれぞれ変化し、腐食の進行程度が測定されることが分る。
図４は有機溶媒流れ中で測定した結果であり、電流、電位の変化の挙動が測定されており、これのデータより腐食の進行が測定できる。
【００２４】
比較例１
実施例１において、金属電極表面を酸化物被膜を全く形成させずに実施したこと以外は同様にして行なった。その結果、図５においては、有機溶媒に水分を添加しても電流、電位の変化は見られなかった。図６は図４に用いたものと同じ有機溶媒を用いた場合の電流、電位の変化を示すものであるが、電流、電位は全く変化していない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、化学プラント等の有機液中における金属材料の腐食を信頼性高く、迅速に且つ簡便に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気化学的測定法の原理を示す図。
【図２】電流及び電位の変化を示す図。
【図３】水分滴加した有機溶媒中における錆センサーの挙動を示す図。
【図４】有機溶媒中における錆センサーの挙動を示す図。
【図５】水分滴加した有機溶媒中における通常センサーの挙動を示す図。
【図６】有機溶媒中における通常センサーの挙動を示す図。
【符号の説明】
１    センサー
２    センサー
３    センサー
４    電流計
５    電位計
【図１】
0003777934.tif 000003
【図２】
0003777934.tif 000004
【図３】
0003777934.tif 000005
【図４】
0003777934.tif 000006
【図５】
0003777934.tif 000007
【図６】
0003777934.tif 000008