CN103733043B - 腐蚀环境监控装置及腐蚀环境监控方法 - Google Patents

腐蚀环境监控装置及腐蚀环境监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种能够简便且在短时间内高精度地评价周围环境的腐蚀性的腐蚀环境监控装置及腐蚀环境监控方法。本发明涉及的腐蚀环境监控装置(1)具有设置试验片(2a、2b、2c)的一个以上的通气路(3a、3b、3c)，并根据试验片(2a、2b、2c)的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其中，在一个通气路(3a、3b、3c)内设置以涉及测定的区域使用同一金属材料的方式形成的试验片(2a、2b、2c)，在通气路(3a、3b、3c)为多个的情况下，将通气路(3a、3b、3c)并列配置。

Description

腐蚀环境监控装置及腐蚀环境监控方法
技术领域
本发明涉及对存在于室内环境中的腐蚀性气体等引起的电气电子装置的腐蚀程度进行测定的腐蚀环境监控装置及腐蚀环境监控方法。
背景技术
作为本技术领域的现有(背景)技术，已知有下述的专利文献1。
在专利文献1中记载了“将金属、陶瓷或金属盐在测定对象的环境气氛中放置规定时间之后，对它们所吸附的气体成分进行分析。尤其是，多孔质金属或陶瓷(过渡金属氧化物)在对NOX的选择吸附性上优异，而且，多孔质陶瓷(稀土类元素氧化物)在对CO2的选择吸附性上优异，而且，氯化铜、氯化银等特定的氯化物在对SO2的选择吸附性上优异”这样的内容。此外，在专利文献1中记载了将这样的材料的试验片收容于壳体而成的试验成套工具、以及用于使试验成套工具实用化的试验成套工具用保护壳体、伞、强制空气供给装置。
图11A、图11B示出了现有的环境监控装置的一例，图11A是表示现有的环境监控装置的保护壳体的内部结构的侧视图，图11B是表示现有的环境监控装置的保护壳体的内部结构的俯视图。
在现有的环境监控装置100中，在保护壳体112的通气路112r内收容有例如铜、银、铝、铁、铁镍合金制的各试验片111(111a、111b、111c、111d、111e)。
在测定对象的周围环境中存在的腐蚀性气体106如空心箭头所示那样流动，由此腐蚀性气体106中含有的腐蚀性物质附着在试验片111的表面，使试验片111变色。保护壳体112使用透明的材料，由此能够从保护壳体112的外部目视(透视)到试验片111的变色。
暴露在腐蚀性气体106中一定时间之后回收了的试验片111的腐蚀程度通过利用重量法、基于荧光X射线的腐蚀性气体元素的定量分析法、基于定电流电解的膜厚测定法对规定的区域进行测定而得知。
例如，根据专利文献1，报告了如下内容：根据在各试验片111的各种金属表面上形成的腐蚀性气体106所引起的腐蚀生成物中的腐蚀性气体元素的定量分析结果，能够推定测定对象的环境中的腐蚀性气体浓度。还报告了按照IEC654-4规格、ISO11844-1规格、ISO9223规格、ISA71.04规格，根据在测定对象的环境中暴露了一个月的铜板的腐蚀生成物的厚度来对该环境的腐蚀性进行分类的方法。
具体而言，对于在测定对象的气氛中暴露一定时间后的试验片111，通过荧光X射线分析、X射线光量分析而分析了在试验片111的表面上形成的腐蚀生成物中的腐蚀性气体成分(硫氧化物或硫化物中的硫、氮氧化物中的氮、氯化物中的氯)。而且，通过腐蚀生成物的与明度、色相、彩度相关的表色数据分析而分析了腐蚀性气体成分。
另外，在专利文献1中公开了如下的方法：在希望缩短向周围环境的气氛暴露的时间的情况下，将周围环境中的腐蚀性气体强制性地向试验片111供给，促进试验片111中的腐蚀反应(参照专利文献1的第0050段、图8)。
在现有的环境监控装置100中，无论有无风扇，都通过流动或扩散从保护壳体112的开口部112k向试验片111供给周围环境中的腐蚀性气体106。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-117976号公报(第0050段、图8等)
发明内容
发明要解决的课题
其中，就电气电子装置而言，为了使控制对象的设备稳定地运转，而要求长期的可靠性。
而且，为了实现控制的高速化和占有容积的省空间化而采用高密度安装结构，在电气电子装置上安装有多个由微细配线结构或薄膜镀敷结构构成的电气电子部件。在上述的电气电子部件中，微小的腐蚀损伤会使电特性或磁特性变动而导致产生故障或误动作，因此抑制该腐蚀损伤被列举为用于确保电气电子装置的可靠性的课题。
因此，为了将与环境的腐蚀性的程度对应的防蚀对策反映到电气电子装置的设计及维护中，要求简便且在短时间内高精度地评价电气电子装置的设置环境的腐蚀性。
在现有的专利文献1的技术中，每当根据在测定对象的设置环境中暴露规定时间后的金属试验片的腐蚀程度来评价腐蚀性时，都存在过小评价腐蚀程度的问题(课题)。
在现有的专利文献1中，如图11A、图11B所示，在一个容器的保护壳体112内安装多个试验片111，并使这些试验片111在测定对象的大气环境(设置环境)中暴露规定时间，由此检查试验片111的腐蚀状态来一次性地评价各种腐蚀性气体的影响。
作为在测定对象的大气环境(设置环境)的腐蚀评价中使用的试验片111的金属材料，铜、银、铝、铁、锌等以IEC规格、ISO规格、ISA规格示出。已知铜、银、铝、铁、锌虽然影响程度不同，但在SO2、NO2、H2S任一腐蚀性气体中均发生腐蚀。
在现有的环境监控装置100中，测定对象的外部气体中包含的腐蚀性气体106从保护壳体112的开口部112k朝向长条状的试验片111以流动或扩散的方式供给。在此，各试验片111沿着腐蚀性气体106流动的方向或扩散方向串联地排列安装，因此在接近开口部112k的上游侧(试验片111a侧)的试验片111中消耗腐蚀性气体106。
因此，到达从开口部112k离开的下游侧(试验片111e侧)的试验片111的腐蚀性气体106的浓度比周围气氛的腐蚀性气体106的浓度下降。即，当关注各试验片111时，即使在同一试验片111上，在试验片111的上游侧端部腐蚀程度大，而在下游侧腐蚀程度减小。
可以推定根据保护壳体112中的试验片111的表面的场所的不同，由腐蚀性气体106生成的腐蚀生成物的厚度相差几十％。因此，推测由于容器的保护壳体112内的试验片111的排列方法，其腐蚀程度发生不均。
以下，说明定性地研究了试验片111沿着腐蚀性气体106的流动串联排列时的影响所得的结果。
在用于试验片111的铜、银、铝、铁、铁镍合金之中，例示说明银。
就以3mm间隔配置了5片(参照图11B)的各个银的试验片111(图11B的纸面左右方向的长度5mm)的腐蚀性物质的厚度而言，说明用试验片111的上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度对腐蚀生成物的厚度进行了规格化的结果(将试验片111的上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度设为1的结果)。
图12示出基于后述的式(1)的移流扩散方程式得到的现有的环境监控装置中的解析结果的一例、即用试验片的上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度对腐蚀生成物的厚度进行了规格化的结果(将试验片的上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度设为1的结果)。图12的横轴表示与试验片111的最上游侧端部相距的距离s1(参照图13的上图)。
从试验片111的测定面起算的通气路112r的高度H=10mm，Vd(腐蚀性物质(腐蚀生成物)向试验片111的测定面的堆积速度)=0.01mm／s。
使用后述的(1)式来求解图12的关系，就银的各试验片111的腐蚀生成物的平均厚度而言，下游侧端部处的腐蚀生成物的厚度(图12的b点)减少为上游侧端部处的厚度(图12的a点)的约60％。
即，确认了试验片111的上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度厚，且随着朝向下游侧而腐蚀生成物的厚度变薄的倾向。
因此，在现有的环境监控装置100中，随着朝向通气路112r的下游(图11B的试验片111e侧)，而过小评价了测定对象的周围环境中的腐蚀性物质。
图13示出在现有的环境监控装置中将试验片在测定对象的周围(设置)环境中暴露一定时间的情况下的试验片的腐蚀程度的测定例。
图13的上图示出沿着通气路112r(参照图11B)串联排列的试验片111a～111e的从上方观察到的状态，图13的下图示出各试验片111a～111e的腐蚀生成物的厚度。图13的下图的横轴表示与试验片111a的上游侧端部相距的距离s1，图13的下图的纵轴表示各试验片111a～111e的腐蚀生成物的厚度。
可知试验片111随着从保护壳体112的开口部112k离开(随着从试验片111a向试验片111e)而腐蚀生成物的厚度变薄。
如上述那样，在分析了下游侧的腐蚀生成物的厚度比较薄的区域的情况下，即在从开口部112k离开而设置了试验片111的情况下，例如在图11A、图11B的试验片111e的情况下，存在试验片111的腐蚀程度下降，与本来的环境腐蚀性相比，过小评价试验片111的腐蚀生成物的厚度这样的第一问题(课题)。
而且，在现有技术中关注一个试验片111的情况下，可确认到试验片111的两端部的腐蚀程度大，随着朝向中央部而腐蚀程度减小的倾向。因此，在分析了中央部附近的腐蚀程度比较小的区域的情况下，存在过小评价试验片的腐蚀程度这样的第二问题(课题)。
而且，试验片111的腐蚀程度通过重量法、基于荧光X射线的腐蚀性气体元素的定量分析法、基于定电流电解的膜厚测定法来测定，但是在这些评价中，由于是试验片111的整体的平均值或者中心部附近的腐蚀程度比较小的部位处的值，因此存在过小评价试验片111的腐蚀程度这样的第三问题(课题)。
本发明鉴于上述实际情况而提出，其目的在于提供一种能够简便且在短时间内高精度地评价周围环境的腐蚀性的腐蚀环境监控装置及腐蚀环境监控方法。
用于解决课题的手段
本发明的第一方面涉及的腐蚀环境监控装置具有设置试验片的一个以上的通气路，并根据所述试验片的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其中，在一个所述通气路内设置以涉及所述测定的区域使用同一金属材料的方式形成的所述试验片，在所述通气路为多个的情况下，将所述通气路并列配置。
本发明的第二方面涉及的腐蚀环境监控装置具有设置试验片的一个以上的通气路，并根据所述试验片的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其中，所述各试验片以涉及所述测定的区域形成为长的形状且使用同一金属材料的方式形成，在各所述通气路内设置的所述试验片的涉及测定的区域的长度方向配置成与在所述通气路内流动的所述周围环境中的腐蚀性物质的流动方向平行或沿着该流动方向。
本发明的第九方面涉及的腐蚀环境监控方法具有设置试验片的一个以上的通气路，并根据所述试验片的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其中，在单个设置的所述通气路或多个并列设置的各所述通气路内，配置以涉及所述测定的区域使用同一金属材料的方式形成的所述试验片，从而进行监控。
本发明的第十方面涉及的腐蚀环境监控方法具有设置试验片的一个以上的通气路，并根据所述试验片的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其中，在各所述通气路内，将以涉及所述测定的区域形成为长的形状且使用同一金属材料的方式形成的所述试验片配置成涉及所述测定的区域的长度方向与在所述通气路内流动的所述周围环境中的腐蚀性物质的流动方向平行或沿着该流动方向，从而进行监控。
发明效果
根据本发明，能够简便且在短时间内高精度地评价电气电子装置等的周围环境的腐蚀性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的腐蚀环境监控装置的外观的立体图。
图2A是表示实施方式的腐蚀环境监控装置的内部结构的侧视图。
图2B是表示实施方式的腐蚀环境监控装置的内部结构的俯视图。
图3A是表示使用了实施方式的小片试验片的腐蚀环境监控装置的内部结构的侧视图。
图3B是表示使用了实施方式的小片试验片的腐蚀环境监控装置的内部结构的俯视图。
图4A是表示腐蚀环境监控装置的在从通气路的入口部离开的位置处配置了试验片的状态的内部结构的侧视图。
图4B是表示腐蚀环境监控装置的在从通气路的入口部离开的位置处配置了试验片的状态的内部结构的俯视图。
图5是表示基于腐蚀环境监控装置进行的测定对象的周围环境的气氛的腐蚀性的评价方法的顺序的图。
图6是表示腐蚀环境监控装置的试验片的沿着长度方向的腐蚀程度的测定例的图。
图7是表示基于移流扩散方程式得到的解析结果的一例、即用试验片的上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度对腐蚀生成物的厚度进行了规格化的结果的图。
图8A是腐蚀环境监控装置的另一结构图的例子，是表示将试验片安装在通气路中的面对的两面上的情况的腐蚀环境监控装置的内部结构的侧视图。
图8B是图8A的A-A线剖视图。
图9A是表示将试验片安装在通气路中的相邻的两面上的情况的腐蚀环境监控装置的横向剖视图。
图9B是表示将试验片安装在通气路中的相邻的三面上的情况的腐蚀环境监控装置的横向剖视图。
图9C是表示将试验片安装在通气路中的四面上的情况的腐蚀环境监控装置的横向剖视图。
图10A是表示将试验片沿着铅垂方向安装在通气路中的一面上的情况的腐蚀环境监控装置的横向剖视图。
图10B是表示将试验片沿着铅垂方向安装在通气路中的面对的两面上的情况的腐蚀环境监控装置的横向剖视图。
图11A是表示现有的一例的环境监控装置的保护壳体的内部结构的侧视图。
图11B是表示现有的一例的环境监控装置的保护壳体的内部结构的俯视图。
图12是表示基于移流扩散方程式得到的现有的用试验片的上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度对腐蚀生成物的厚度进行了规格化的结果的图。
图13是表示现有的环境监控装置中的在测定对象的设置环境中暴露一定时间后的试验片的腐蚀程度的测定例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的腐蚀环境监控装置的外观的立体图。图2A是表示实施方式的腐蚀环境监控装置的内部结构的侧视图，图2B是表示实施方式的腐蚀环境监控装置的内部结构的俯视图。
在实施方式中，主要说明对在电气电子装置(未图示)的设置环境的气氛中存在的腐蚀性气体所引起的电气电子装置的腐蚀程度进行测定(推定)的腐蚀环境监控装置1及其方法的例子。电气电子装置是指例如对机械进行控制那样的精密设备、计算机等。
在腐蚀环境监控装置1形成有三个通气路3(3a、3b、3c)，这三个通气路3(3a、3b、3c)形成具有矩形形状的横截面且沿长度方向延伸贯通的通气空间。在通气路3(3a、3b、3c)的下游侧分别配设有促进各通气路3的气体流动的风扇4(4a、4b、4c)。风扇4(4a、4b、4c)由电源5(参照图2A、图2B)施加电压而被驱动。
长方形的平板状的试验片2(2a、2b、2c)分别以其长度方向沿着通气路3的长度方向的姿态安装在腐蚀环境监控装置1的各通气路3(3a、3b、3c)中。试验片2(2a、2b、2c)分别由不同的同一金属材料形成。
通过测定各试验片2(2a、2b、2c)的表面的、沿着在各通气路3(3a、3b、3c)内流动的周围环境的流通气体中含有的腐蚀性物质6的流动方向或扩散方向的腐蚀程度(腐蚀生成物的厚度)，并推定该腐蚀生成物的厚度分布，由此进行测定对象的周围环境(设置环境)处的腐蚀性的评价。
作为腐蚀性物质6，可列举腐蚀性气体、飞来的海盐、尘埃等，以下，以腐蚀性气体为代表例来进行说明。
<试验片2>
试验片2的形状优选为能够高精度地测定在试验片2的表面上形成的腐蚀生成物的厚度分布的较长的长方形形状的薄厚度的长条状。并且，优选以在各个通气路3内使由同一金属材料构成的各试验片2的长度方向平行于周围环境中的腐蚀性气体在通气路3内流动的方向或扩散的方向、或者沿着周围环境中的腐蚀性气体在通气路3内流动的方向或扩散的方向这样的方式，将试验片2安装于腐蚀环境监控装置1。
就长条状的试验片2的纵横比而言，只要能够在流通气体的流动方向或扩散方向上测定腐蚀生成物厚度的分布即可，可以为任意的值。
在图2A、图2B中，例如将由铜、银、镀金(铜基底)分别形成的试验片2a、2b、2c收容在各个通气路3(3a、3b、3c)中。
铜、银、镀金(铜基底)多用作电气电子部件的材料(母材)，而且在电气电子装置的设置环境的研究中使用。各试验片2的材料也可以使用在室外大气的环境研究中使用的铁、铁镍合金、铝、锌等。这样，作为试验片2，也可以是铜、银以外的纯金属或合金。
在各通气路3内分别安装由一种类的金属(包括合金)构成的试验片2。
如图2B所示，在将多个试验片2(2a、2b、2c)暴露(露出)于气氛中的情况下，准备多个通气路3(3a、3b、3c)，在一个通气路3的内部安装由一种类的金属构成的试验片2。
另外，若为一种类的金属，也可以如图3A、图3B所示，使用切断成小片的小片试验片22。
从后述的腐蚀厚度的测定上的理由出发，优选相邻的小片试验片22彼此无间隙地配置，以抑制在小片试验片22之间产生流通气体的紊流而影响腐蚀生成物向小片试验片22的表面的堆积。
通气路3的横截面由矩形、圆形、多边形等任意的形状构成。从腐蚀环境监控装置1的制作的难易度或后述的腐蚀程度的测定容易度等的理由出发，优选通气路3的横截面的形状为简单的结构即矩形结构。
<风扇4>
在通气路3内，设置风扇4作为用于向通气路3中的试验片2(2a、2b、2c)、22供给周围环境中的腐蚀性气体的机构，设置(周围)环境的空气在风扇4的作用下强制性地在通气路3中流动，并经由风扇4向腐蚀环境监控装置1的外部排出。
风扇4可以在配置试验片2、22的通气路3的上游侧、下游侧中的任一侧设置，但需要注意以下点。
在试验片2、22的上游侧设置有风扇4的情况下，可能会因风扇4而使朝向试验片2、22的腐蚀性气体的流动发生紊乱，或者在风扇4上附着腐蚀性物质6。因此，优选在试验片2、22的下游侧设置风扇4。
此外，在使风扇4停止的状态下，也可以不借助风扇4产生的空气的流动，而通过扩散使腐蚀性气体侵入到通气路3内。
通过将存在于测定(监控)对象的周围环境中的腐蚀性气体强制性地取入到腐蚀环境监控装置1的内部的通气路3中，来促进试验片2、22的腐蚀。因此，强制性地取入腐蚀性气体是提高腐蚀性气体引起的腐蚀生成物的厚度测定的精度的有效手段。
通气路3内的流速分布的不均、经时性的流速变动会导致试验片2的腐蚀速度的测定误差。因此，为了能够在短时间内高精度地测定环境的腐蚀性，优选选择通气路3内的流速分布的不均、经时性的流速变动少的风扇4。
<试验片2的通气路3内的位置>
图4A是表示腐蚀环境监控装置的在从通气路的入口部离开的位置处配置了试验片的状态的内部结构的侧视图，图4B是表示腐蚀环境监控装置的在从通气路的入口部离开的位置处配置了试验片的状态的内部结构的俯视图。
如图4A、图4B所示，为了除去通气路3内的流速分布的不均，可以在从入口部(进入口部)3i离开的位置处配置试验片2。
在环境监控装置1中，长条状的试验片2的上游侧端部安装在环境监控装置1的通气路3的比上游侧端部(入口部3i的附近)的流动的紊乱平息的部位靠下游部的位置。由此，能够进行腐蚀生成物向试验片2的表面上的稳定的堆积。
<设置(周围)环境的气氛的腐蚀性的评价>
以下，说明对测定对象的设置(周围)环境的气氛的腐蚀性进行评价的方法。
图5示出测定对象的周围(设置)环境的气氛的腐蚀性的评价方法的顺序。
在一个试验片2的上游侧消耗了腐蚀性气体的情况下，相应地，腐蚀性气体的量会减少，因此到达试验片2的下游侧的腐蚀性气体的浓度与测定对象的周围环境相比下降。
因此，在现有技术中，如上述那样，由于依赖于试验片上的测定位置的腐蚀生成物的厚度的面内变动，而可能使设置环境的腐蚀性评价的精度降低。反之，若利用该试验片的腐蚀厚度的面内变动，则能够高精度地评价周围环境的腐蚀性。
在腐蚀环境监控装置1中，首先，将试验片2在测定对象的气氛中暴露一定时间之后进行回收，测定试验片2上的沿着流动方向或扩散方向的两处以上的腐蚀生成物的厚度(图5的S101)。
使用该测定值并通过后述的移流扩散方程式的解析，求解试验片2上的沿着腐蚀性气体的流动方向或扩散方向的部位处的腐蚀性气体中含有的腐蚀性物质6的堆积速度(通过腐蚀反应形成腐蚀生成物的速度)分布。接着，根据该堆积速度和试验(测定)时间，求解试验片2上的腐蚀生成物的厚度(腐蚀厚度分布)(S102)。
根据该腐蚀厚度分布的解析数据和在试验片2上测定出的腐蚀性气体的流动方向或扩散方向的两处以上的腐蚀厚度，反向推定试验片2的上游侧端部的腐蚀生成物的厚度(暴露在测定对象的周围环境中的试验片2上形成的腐蚀生成物的厚度的最大值)。
也可以简易地根据试验片2上的沿着流动方向或扩散方向的两处以上的腐蚀生成物的厚度的测定值，外推试验片2的上游侧端部的腐蚀生成物的厚度(S103)。需要说明的是，试验片2的腐蚀程度可以与现有技术同样地使用重量法、基于荧光X射线的腐蚀性气体元素的定量分析法、基于定电流电解的膜厚测定法等来测定。也可以使用基于电阻变化的腐蚀传感器、基于石英晶体微天平法的腐蚀传感器。
对于如此求出的试验片2的端部的腐蚀生成物的厚度(最接近于周围环境)按照IEC654-4规格、ISO11844-1规格、ISO9223规格、ISA71.04规格进行评价，由此对周围环境的腐蚀性进行分类(分级)(S104)。
由此，由于能够简便且在短时间内高精度地对电气电子装置的设置环境的腐蚀性进行分类，因此能够将与该环境的腐蚀性的程度对应的防蚀对策反映到设计及维护中(S105)。
<试验片2的腐蚀程度的测定>
图6示出试验片的沿着长度方向的腐蚀程度的测定例。
图6的上图的俯视的试验片2中的虚线是简便起见的测定部位的划分线，图6的下图的标绘示出由虚线的划分线划分开的测定部位的测定结果。图6的下图的坐标图的横轴表示与试验片2的上游侧端部相距的距离s1，图6的下图的坐标图的纵轴表示在试验片2的表面上堆积的腐蚀生成物的厚度。需要说明的是，在试验片2的表面上堆积的腐蚀生成物的厚度通过用上游侧端部的腐蚀生成物的厚度进行规格化来表示(以上游侧端部的腐蚀生成物的厚度为1进行表示)。
在环境监控装置1中将试验片2在测定对象的周围环境的气氛中暴露一定时间之后的试验片2的腐蚀程度如图6所示那样，在按一定间隔划分(图6的虚线)之后，通过重量法、基于荧光X射线的腐蚀性气体元素的定量分析法、基于定电流电解等的膜厚测定法来测定。
随着从试验片2的上游侧端部(图6的试验片2的左端)离开，腐蚀生成物的厚度变薄。这是因为，由于在上游侧的试验片2的表面消耗(附着)腐蚀性物质6而使腐蚀性物质6的量减少，从而使到达试验片2的下游侧的腐蚀性物质6的浓度下降。气流的流速越慢会使消耗(附着)腐蚀性物质6的时间越延长，而且通气路3的从试验片2的测定(试验)表面起算的高度(后述的H)越窄会使腐蚀性物质6与试验片2的测定(试验)表面发生接触的机会越增加，因此，上述随着从试验片2的上游侧端部离开而腐蚀生成物的厚度变薄的倾向变得显著。
<流动的某环境下的腐蚀性物质6的扩散的解析>
流动的某环境下的物质(腐蚀性物质6)的扩散通过下式(1)的移流扩散方程式能够定式化。
在CorrosionScienceVol.29，1179-1187，1989，TheAtmosphericSulfidationofSilverinaTubularCorrosionReactor中记载有圆管中的移流扩散方程式。
将其针对矩形截面的二维问题进行表示。腐蚀性物质6的浓度设为C，腐蚀性气体的流动方向设为x轴，与之正交的方向(铅垂方向)设为y轴，二维的移流扩散方程式用下式表示。假定表示物质扩散的速度的扩散系数为D，矩形截面内的平均流速为v，其流速分布为(1-y2／H2)时，得出
D·(grad(C))-2·v·(1-y2／H2)·δC／δx=0(1)
作为边界条件，
C=Ci(x=0)
δC／δy=0(y=0)
-D·δC／δy=Vd·C(y=H／2)
在此，Ci表示周围环境的腐蚀性物质6的浓度，换言之表示通气路3的进入口(图4A、图4B所示的入口部3i)的腐蚀性物质6的浓度。
δC／δy=0(y=0)表示通气路3的中心处的腐蚀性物质6的浓度梯度为0。
Vd表示腐蚀性气体(腐蚀性物质6)向试验片2的表面上的堆积速度。
与试验片2的表面发生了碰撞的腐蚀性物质6之中，一部分的腐蚀性物质6在试验片2的表面发生反应并堆积。腐蚀性物质6向试验片2的表面上的堆积速度Vd使用反应概率(与试验片2的表面发生了碰撞的腐蚀性物质6中发生反应的概率)γ由下式(2)表示。
Vd=γ(Rg·T／(2π·M))0.5(2)
Rg表示气体常数，T表示绝对温度，M表示腐蚀性物质6的分子的质量。
图7示出基于移流扩散方程式得到的解析结果的一例、即用试验片上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度对腐蚀生成物的厚度进行了规格化的结果(将试验片上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度设为1的结果)。
在图7中，为长度47mm的银的试验片2、试验片2之上的通气路3的高度(从试验片2的测定(试验)面起算的高度)H=10mm、Vd=0.01mm／s。试验片2的下游侧端部附近的腐蚀生成物的厚度(参照图7的d点)减少为上游侧端部处的腐蚀生成物的厚度(参照图7的c点)的约50％。
在本实施方式中，根据试验片2上的沿着腐蚀性气体的流动方向或扩散方向减少的两处以上的腐蚀生成物的厚度，对腐蚀生成物的厚度分布进行解析，或者使用外推来推定试验片2的上游侧端部的腐蚀生成物的厚度。根据该方法，由于不依赖于设置试验片2的通气路3的结构，因此不会过小评价测定对象的周围环境的腐蚀性。
<腐蚀环境监控装置1的另一结构例>
在测定(试验)对象的周围环境为强腐蚀性环境下，例如在试验片2的腐蚀过度进展而使腐蚀生成物发生了剥离的情况下，无法高精度地评价腐蚀生成物的厚度。
图8A、图8B是实施方式的腐蚀环境监控装置的另一结构图的例子，图8A是表示在腐蚀环境监控装置的通气路中将试验片安装在面对的两面上的情况的内部结构的侧视图，图8B示出图8A的A-A线剖视图。
这种情况下，试验片2a、2b安装在环境监控装置1的通气路3的面对的两面上。
此时，在通气路3的周围设置槽部7a、7b，通过将试验片2a、2b分别沿着槽部7a、7b插入，而能够安装试验片2a、2b。
由此，使从测定对象的周围环境向通气路3导入的腐蚀性物质6向两个试验片2a、2b分散，从而能够减少各个试验片2a、2b的腐蚀程度。这种情况下，通过缩窄(缩短)试验片2a、2b的面对的两面的距离(上述的尺寸H)，由此试验片2a、2b的面对的两面间的腐蚀性物质6的量相对减少，因此流通气体中的腐蚀性物质6相对大地附着于试验片2a、2b，试验片2a、2b的腐蚀程度的减少效果增大。
图9A、图9B、图9C分别示出将试验片安装在通气路3中的相邻的两面、三面、四面上的情况的腐蚀环境监控装置的横向剖视图。图9A～图9C所示的电源5如上述那样向风扇4供给电压。
试验片2a、2b如图9A所示可以安装在形成通气路3的相邻的两面上。与上述同样，通过将试验片2a、2b分别沿着槽部7a、7b插入来安装试验片2a、2b。
而且，也可以根据环境的腐蚀性的强度，如图9B、图9C分别所示那样，在形成通气路3的三面或四面上安装试验片2。在图9B的例子中，将试验片2a、2b、2c分别沿着在通气路3的周围设置的槽部7a、7b、7c插入，从而将试验片2a、2b、2c安装于通气路3。同样地，在图9C的例子中，将试验片2a、2b、2c、2d分别沿着在通气路3的周围设置的槽部7a、7b、7c、7d插入，从而将试验片2a、2b、2c、2d安装于通气路3。
图10A、图10B示出将试验片沿着铅垂方向安装在通气路中的一面或面对的两面上的情况的另一例的腐蚀环境监控装置的横向剖视图。
如图10A、图10B所示，若将试验片2(2a、2b)的涉及测定的面(暴露面)沿着铅垂方向配置，则能够在尽量抑制测定中(试验中)的周围环境存在的腐蚀性物质的重力影响的状态下进行评价，因此更优选。
需要说明的是，当在腐蚀环境监控装置1中的通气路3的槽部7的跟前侧设置用于插入试验片2的切口或开口时，试验片2的设置、回收(取出和放入)容易，因此更优选。本结构能够适用于所说明的全部结构。
根据上述结构，通过对在测定对象的周围(设置)环境中放置规定时间而回收后的试验片2的腐蚀程度进行测定，由此能够简便且在短时间内高精度地评价电气电子装置的设置环境的腐蚀性。因此，基于该评价，能够将与环境的腐蚀性的程度对应的防蚀对策反映到设计及维护中。
因此，能够实现可简便且在短时间内高精度地评价设置环境对电气电子装置的腐蚀性的腐蚀环境监控装置及其方法。
<<其它的实施方式>>
需要说明的是，在上述实施方式中，例示了试验片2由金属材料构成的情况，但就试验片2而言，只要至少形成腐蚀生成物的部位(周围环境中的腐蚀性物质的测定所涉及的区域)由金属材料形成即可，可以不是试验片2的整体为金属材料。
例如，可以在塑料的基体(基板)上形成金属。这种情况下，由于不是整体为金属，因此能够实现低成本化。
金属层的形成可以任意地选择适用镀敷、溅射、蒸镀等。
需要说明的是，就上述实施方式所说明的腐蚀性而言，由于与强电设备相比弱电设备为配线图案、连接端子等微细结构，因此无论哪个设备都会存在腐蚀性的问题。本发明只要是存在腐蚀性问题的周围(设置)环境即可，没有限定，能够广泛地适用于设置弱电设备、强电设备等的环境。
符号说明
1腐蚀环境监控装置
2、2a、2b、2c、2d试验片
3、3a、3b、3c通气路
4风扇(供给机构)
5电源
6腐蚀性物质

Claims (14)

1.一种腐蚀环境监控装置，具有设置试验片的一个以上的通气路，并根据所述试验片的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其特征在于，
在一个所述通气路内设置以涉及所述测定的区域使用同一金属材料的方式形成的所述试验片，
在所述通气路为多个的情况下，将所述通气路并列配置，
在所述试验片的涉及测定的区域中的沿着周围环境中的腐蚀性物质的流动方向的两处以上测定腐蚀程度，并根据该腐蚀程度的分布来求解所述周围环境中的腐蚀性。
2.根据权利要求1所述的腐蚀环境监控装置，其特征在于，
具有供给机构，该供给机构用于向所述通气路内的所述试验片的涉及测定的区域供给所述周围环境中的腐蚀性物质。
3.根据权利要求2所述的腐蚀环境监控装置，其特征在于，
所述供给机构是风扇，设置在所述通气路中的所述试验片的相对于所述腐蚀性物质的流动来说的下游。
4.根据权利要求1所述的腐蚀环境监控装置，其特征在于，
所述金属材料为铜或银。
5.根据权利要求1所述的腐蚀环境监控装置，其特征在于，
一个所述通气路内的所述试验片为多个，
所述试验片的涉及测定的区域与其它所述试验片的涉及测定的区域对置配置或相邻配置。
6.根据权利要求1所述的腐蚀环境监控装置，其特征在于，
所述试验片的涉及测定的区域的暴露在所述周围环境中的暴露面沿着铅垂方向配置。
7.一种腐蚀环境监控装置，具有设置试验片的一个以上的通气路，并根据所述试验片的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其特征在于，
在各所述通气路内，所述试验片以涉及所述测定的区域使用同一金属材料的方式形成，
在各所述通气路内设置的所述试验片的涉及测定的区域的长度方向配置成与在所述通气路内流动的所述周围环境中的腐蚀性物质的流动方向平行或沿着该流动方向，
在所述试验片的涉及测定的区域中的沿着所述腐蚀性物质的流动方向的两处以上测定腐蚀程度，并根据该腐蚀程度的分布来求解所述周围环境中的腐蚀性。
8.一种腐蚀环境监控方法，具有设置试验片的一个以上的通气路，并根据所述试验片的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其特征在于，
在单个设置的所述通气路或多个并列设置的各所述通气路内，配置以涉及所述测定的区域使用同一金属材料的方式形成的所述试验片，从而进行监控，
在所述试验片的涉及测定的区域中的沿着周围环境中的腐蚀性物质的流动方向的两处以上测定腐蚀程度，并根据该腐蚀程度的分布来求解所述周围环境中的腐蚀性。
9.根据权利要求8所述的腐蚀环境监控方法，其特征在于，
向配置在所述通气路内的所述试验片的涉及测定的区域强制性地供给所述周围环境中的腐蚀性物质。
10.根据权利要求9所述的腐蚀环境监控方法，其特征在于，
将所述周围环境中的腐蚀性物质从所述试验片的相对于该腐蚀性物质的流动来说的下游吸入，向该试验片的涉及测定的区域供给。
11.根据权利要求8所述的腐蚀环境监控方法，其特征在于，
所述金属材料为铜或银。
12.根据权利要求8所述的腐蚀环境监控方法，其特征在于，
一个所述通气路内的所述试验片为多个，
将所述试验片的涉及测定的区域与其它所述试验片的涉及测定的区域对置配置或相邻配置，从而进行监控。
13.根据权利要求8所述的腐蚀环境监控方法，其特征在于，
将所述试验片的涉及测定的区域的暴露在所述周围环境中的暴露面沿着铅垂方向配置，从而进行监控。
14.一种腐蚀环境监控方法，具有设置试验片的一个以上的通气路，并根据所述试验片的腐蚀状态来测定周围环境中的腐蚀性，其特征在于，
在各所述通气路内，将以涉及所述测定的区域使用同一金属材料的方式形成的所述试验片配置成涉及所述测定的区域的长度方向与在所述通气路内流动的所述周围环境中的腐蚀性物质的流动方向平行或沿着该流动方向，从而进行监控，
在所述试验片的涉及测定的区域中的沿着所述腐蚀性物质的流动方向的两处以上测定腐蚀程度，并根据该腐蚀程度的分布来求解所述周围环境中的腐蚀性。
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