JP2007113994A - Life evaluation method and device for aluminum - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウムの寿命評価方法及び寿命評価装置に係る発明であって、特に、複合サイクル試験（Ｃｕ2+，Ｆｅ3+含有塩水噴霧→乾燥→湿潤）を行い加速評価するアルミニウムの寿命評価方法及び寿命評価装置に関するものである。 The present invention relates to an aluminum lifetime evaluation method and an lifetime evaluation apparatus, and in particular, an aluminum lifetime evaluation in which a combined cycle test (Cu 2+ , Fe 3+ containing salt spray → dry → wet) is performed for accelerated evaluation. The present invention relates to a method and a life evaluation apparatus.
熱交換器の材料としては、成形性、溶接性、耐食性を考慮してアルミニウムが多く使用されている。しかし、アルミニウムが耐食性を有しているといえども、塩害が懸念される地域での長期使用の間には腐食は免れない。そのため、的確な製品の寿命評価が必要不可欠である。 As a material for the heat exchanger, aluminum is often used in consideration of formability, weldability, and corrosion resistance. However, even though aluminum has corrosion resistance, corrosion is unavoidable during long-term use in areas where salt damage is a concern. Therefore, accurate product life evaluation is indispensable.
従来、アルミニウムの耐食性試験には、短時間で試験を行うために特許文献１に示す腐食促進環境下で試験が行われていた。具体的に、特許文献１では、塩水噴霧→乾燥→湿潤サイクルを繰り返すことにより腐食促進させ、孔食を主体に腐食を評価していた。これにより、特許文献１は、アルミニウム材料について、短期間で市場の相関関係の高い耐食性試験を開示している。
Conventionally, the corrosion resistance test for aluminum has been performed in a corrosion-promoting environment shown in
しかし、特許文献１に開示されているアルミニウム材料の耐食性試験方法は、アルミニウムの孔食に関してのみ評価が行われている。つまり、特許文献１は、アルミニウム腐食の深さ方向のみ評価しており、アルミニウムの他の腐食形態である表面腐食については評価していないという課題があった。
However, the corrosion resistance test method for aluminum materials disclosed in
また、特許文献１は、アルミニウム材料の耐食性比較評価のみを行っているだけで、寿命については何ら評価していないという課題もあった。
In addition,
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、実環境中での腐食形態を簡便に評価し、かつ短時間でアルミニウムの寿命を評価するアルミニウムの寿命評価方法及び寿命評価装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, an aluminum life evaluation method for simply evaluating corrosion forms in an actual environment, and evaluating the life of aluminum in a short time, and An object is to provide a life evaluation apparatus.
本発明に係る解決手段は、アルミニウムからなる評価体に対して、塩水噴霧ステップ、乾燥ステップ、湿潤ステップを繰り返し行い腐食を加速させる加速工程と、評価体の表面に形成された腐食部分の表面積と、前記評価体の全表面積との比を腐食面積比として測定する測定工程と、腐食面積比に基づいて評価体の寿命を評価する評価工程とを備える。 The solution according to the present invention includes an acceleration step of accelerating corrosion by repeatedly performing a salt spray step, a drying step, and a wetting step on an evaluation body made of aluminum, and a surface area of a corrosion portion formed on the surface of the evaluation body. And a measuring step of measuring the ratio of the total surface area of the evaluation body as a corrosion area ratio, and an evaluation step of evaluating the life of the evaluation body based on the corrosion area ratio.
本発明に記載のアルミニウムの寿命評価方法は、評価体の表面に形成された腐食部分の表面積と、前記評価体の全表面積との比を腐食面積比として測定し、当該腐食面積比に基づいて寿命を評価するので、実環境中での腐食形態を簡便に評価し、かつ短時間でアルミニウムの寿命を評価することができる。 In the method for evaluating the life of aluminum according to the present invention, the ratio of the surface area of the corrosion portion formed on the surface of the evaluation body and the total surface area of the evaluation body is measured as a corrosion area ratio, and based on the corrosion area ratio. Since the life is evaluated, the corrosion form in the actual environment can be easily evaluated, and the life of aluminum can be evaluated in a short time.
（実施の形態１）
従来、アルミニウムの腐食を評価する場合、孔食の深さを腐食評価指標として採用する場合が多かった。しかし、本実施の形態では、アルミニウムの腐食を評価する腐食評価指標としてアルミニウムの表面が変色する表面腐食を腐食評価指標として採用する。
(Embodiment 1)
Conventionally, when evaluating the corrosion of aluminum, the depth of pitting corrosion has often been adopted as a corrosion evaluation index. However, in the present embodiment, surface corrosion that discolors the surface of aluminum is adopted as a corrosion evaluation index as a corrosion evaluation index for evaluating corrosion of aluminum.
まず、図１に、本発明の実施の形態１に係るアルミニウムの寿命評価装置の構成図を示す。図１に示す寿命評価装置は、アルミニウムの実環境腐食を模擬している。具体的に図１に示す寿命評価装置では、槽１内にアルミニウムの評価体２が評価体設置場所３に設置されている。
First, FIG. 1 shows a configuration diagram of an aluminum lifetime evaluation apparatus according to
そして、槽１内には、塩水にＣｕ2+、Ｆｅ3+を含めることが可能な塩水噴霧装置４（Ｃｕ2+、Ｆｅ3+、Ｃｌ-濃度を調節可能）と、温度・湿度制御装置５とを備えている。そのため、図１に示す寿命評価装置は、Ｃｕ2+、Ｆｅ3+含めることが可能な塩水噴霧ステップと、乾燥ステップと、湿潤ステップのサイクルを繰り返し行うことができる。
Then, the
上記サイクルを行うことで、評価体２に腐食が生じることになる。当該腐食を評価するために、図１に示す寿命評価装置では、洗浄装置８及び洗浄ノズル９を設けて、評価体２の表面を水洗浄する。その後、図１に示す寿命評価装置では、評価体２の表面を顕微鏡６で観察し、撮像・画像処理装置７で評価体２の表面積に対する腐食部分の表面積の比（以下、腐食面積比ともいう）を測定する。
By performing the above cycle, the
なお、顕微鏡６は、評価体２に対し９０度の位置に設置され、撮像・画像処理装置７は、評価体２の表面の画像を撮像し、当該画像を腐食部分と非腐食部分の二値で表現されるように画像処理（二値化）が行われる。撮像・画像処理装置７は、画像を二値化する際に、ガンマ値、光照射を変更することで、０（黒）から２５５（白）に分割された輝度レンジのうち、５０から１００を腐食部分のピークに、２００から２５０を非腐食部分のピークになるように画像を調節している。そのため、撮像・画像処理装置７は、輝度レンジのうち０から1５０以下が腐食部分、1５1から２５５以下が非腐食部分と評価している。
The microscope 6 is installed at a position of 90 degrees with respect to the
なお、図１に示す寿命評価装置では、塩水噴霧ステップや湿潤ステップで顕微鏡６のガラスが曇るため、図示していないがワイパーを設けている。又は、ワイパーの代わりに、ガラスが曇らないように、顕微鏡６にシャッターを設けても良い。 In addition, in the lifetime evaluation apparatus shown in FIG. 1, since the glass of the microscope 6 is fogged in the salt spray step and the wetting step, a wiper is provided although not shown. Alternatively, instead of the wiper, a shutter may be provided on the microscope 6 so that the glass is not fogged.
以上のように、本実施の形態に係る寿命評価装置では、従来と異なり、アルミニウムの孔食の深さを腐食評価指標とするのではなく、撮像・画像処理装置７を用いて腐食面積比を腐食評価指標としているので、アルミニウムの腐食について孔食だけではなく実環境で問題となっている腐食を再現することができる。 As described above, in the life evaluation apparatus according to the present embodiment, unlike the conventional case, the corrosion area ratio is determined by using the imaging / image processing apparatus 7 instead of using the depth of aluminum pitting corrosion as a corrosion evaluation index. Since it is used as a corrosion evaluation index, it is possible to reproduce not only pitting corrosion but also corrosion that is a problem in the real environment.
また、本実施の形態に係る寿命評価装置では、従来と異なり、アルミニウムの腐食促進剤と考えられているＣｕ2+やＦｅ3+を塩水に含ませ噴霧することにより、アルミニウムの腐食を加速的に促進させることができる。なお、塩水に含ませるＣｕ2+やＦｅ3+は、少なくともいずれか一方でも良い。 Moreover, in the life evaluation apparatus according to the present embodiment, unlike the conventional case, Cu 2+ and Fe 3+ , which are considered to be aluminum corrosion accelerators, are contained in salt water and sprayed to accelerate the corrosion of aluminum. Can be promoted. Note that Cu 2+ and Fe 3+ contained in the salt water may be at least one of them.
次に、図１に示す寿命評価装置は、撮像・画像処理装置７で測定した腐食面積比に基づいて、評価装置１０で評価体２の寿命の評価する。図２を用いて、寿命の評価方法を説明する。まず、本実施の形態の寿命評価方法では、図２に示すように、横軸をぬれ時間（塩水噴霧時間（塩水噴霧ステップ）＋湿潤時間（湿潤ステップ））、縦軸を腐食面積比とし、測定した値をグラフ化する。なお、図２の横軸及び縦軸はともにｌｏｇスケールである。また、図２には、比較試験となる実環境データもグラフ化している。但し、実環境データにおいて、ぬれ時間は運転時間としている。
Next, the life evaluation apparatus shown in FIG. 1 evaluates the life of the
本実施の形態に係る寿命評価装置で測定した腐食面積比は、ぬれ時間をｔ、腐食面積比をＨ、係数をａ，ｂとすると式１のような関係となる。なお、実環境データも同様に、式１の関係を有している。
The corrosion area ratio measured by the life evaluation apparatus according to the present embodiment has a relationship as shown in
本実施の形態に係る寿命評価装置で測定した試験データの係数ｂは、図２に示すように実環境データの係数ｂと等しくなる。そのため、本実施の形態に係る寿命評価装置で測定は、実環境を加速した関係にあることが分かる。また、係数ａから実環境に対する加速倍率を算出することができる。 The coefficient b of the test data measured by the life evaluation apparatus according to the present embodiment is equal to the coefficient b of the actual environment data as shown in FIG. Therefore, it can be seen that the measurement with the life evaluation apparatus according to the present embodiment has a relationship in which the real environment is accelerated. Further, the acceleration magnification for the actual environment can be calculated from the coefficient a.
また、本実施の形態に係る寿命評価方法では、式１のような関係式が成り立つため、ぬれ時間ｔと腐食面積比Ｈとの関係を一点測定できれば、図２に示すような関係図を作成することができる。なお、式１の関係から分かるように、ｌｏｇ（ａ）が大きいほど腐食発生時間が速くなるため、腐食進行速度は速くなる。
Further, in the life evaluation method according to the present embodiment, a relational expression such as
さらに、腐食面積比Ｈとぬれ時間ｔとが式１のような関係を有していることから、ある一定値以上の腐食面積比Ｈを有した場合、その評価体２は製品として使用できないとすると、当該一定値の腐食面積比Ｈから評価体２の寿命を算出することができる。また、加速倍率が算出できるため、実環境でのアルミニウムの寿命評価を短時間で行うことができる。
Furthermore, since the corrosion area ratio H and the wetting time t have a relationship as shown in
上述したように、本実施の形態では、アルミニウムの腐食促進剤として、アルミニウムよりイオン化傾向の小さい金属イオン（Ｃｕ2+やＦｅ3+）を添加した塩水を噴霧する。そのため、Ｃｌ-が酸化被膜を破った後に、Ｃｕ2+やＦｅ3+が電気化学作用を促進するために、実環境での腐食モードを保った上で、加速倍率のみを増加させることができる。噴霧水中に添加する薬剤としては、Ｃｕ2+、Ｆｅ3+、Ｃｌ-の他に腐食因子が添加されることがないように、ＣｕＣｌ2やＦｅＣｌ3を使用する。 As described above, in the present embodiment, salt water to which metal ions (Cu 2+ or Fe 3+ ) having a smaller ionization tendency than aluminum is added as an aluminum corrosion accelerator is sprayed. Therefore, after Cl − breaks the oxide film, Cu 2+ and Fe 3+ promote the electrochemical action, so that only the acceleration factor can be increased while maintaining the corrosion mode in the actual environment. . As a chemical agent to be added to the spray water, CuCl 2 or FeCl 3 is used so that a corrosion factor is not added in addition to Cu 2+ , Fe 3+ and Cl − .
さらに、アルミニウムの腐食を加速する濃度は、Ｃｕ2+として０.０１ｐｐｍ以上、Ｆｅ3+として０.０１ｐｐｍ以上添加する。また、濃度５％の塩水噴霧（Ｃｌ-）であるため、添加する薬剤の最大量は、それぞれＣｕＣｌ2が４.５％、ＦｅＣｌ3が２.６％として、ＣｕＣｌ2とＦｅＣｌ3による塩水噴霧水中のＣｌ-が５％を超えないようにしている。 Further, the concentration for accelerating the corrosion of aluminum is 0.01 ppm or more as Cu 2+ and 0.01 ppm or more as Fe 3+ . The concentration of 5% salt spray (Cl -) because it is the maximum amount of the agent to be added is, CuCl 2 4.5% respectively, as FeCl 3 is 2.6%, salt spray according CuCl 2 and FeCl 3 The Cl − in the water is not allowed to exceed 5%.
また、実環境中においては、アルミニウムに水分（水道水）が付着すると、Ｃｕ2+やＦｅ3+が付着することがわかっている。そして、この水道水中には、最大Ｃｕ2+が１.０ｐｐｍ、Ｆｅ3+が０.３ｐｐｍ含まれているため、Ｃｕ2+を１.０ｐｐｍ、Ｆｅ3+を０.３ｐｐｍ含有する塩水噴霧を適用するのが実環境との関係から好ましいと考えられる。 Further, it is known that Cu 2+ and Fe 3+ adhere when aluminum (tap water) adheres to aluminum in an actual environment. Then, this tap water, the maximum Cu 2+ is 1.0 ppm, for Fe 3+ is contained 0.3ppm, 1.0 ppm of Cu 2+, the salt spray to 0.3ppm containing Fe 3+ It is considered preferable to apply it in relation to the actual environment.
（実施の形態２）
実施の形態１では、腐食面積比を測定する方法として、顕微鏡６と撮像・画像処理装置７とを用いる方法で説明したが、本発明はこれに限られない。そこで、実施の形態１と異なる腐食面積比の測定方法を行う寿命評価装置の構成を図３に示す。図３に示す寿命評価装置でも、図１と同様、槽１、評価体２、評価体設置場所３、塩水噴霧装置４、温度・湿度制御装置５、洗浄装置８、洗浄ノズル９及び評価装置１０を備えている。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the method using the microscope 6 and the imaging / image processing apparatus 7 has been described as the method for measuring the corrosion area ratio. However, the present invention is not limited to this. Therefore, FIG. 3 shows a configuration of a life evaluation apparatus that performs a corrosion area ratio measurement method different from that of the first embodiment. Also in the life evaluation apparatus shown in FIG. 3, the
しかし、図３に示す寿命評価装置では、腐食面積比を測定するための顕微鏡６と撮像・画像処理装置７の代わりに、光源及び検出器１１が設置されている。この光源及び検出器１１は、評価体２の表面に光を照射する光源部分と、評価体２の表面で反射された光源からの反射光を検出し、当該反射光より腐食面積比を測定する検出部分から構成されている。
However, in the life evaluation apparatus shown in FIG. 3, a light source and
なお、光源部分は、評価体２に対し９０度の位置に設置されており、評価体２に向かって光を入射する。そして、検出部分は、光源部分からの光を評価体２の表面で跳ね返えした反射光が全反射である場合、当該部分は非腐食と判断し、反射光が乱反射される場合、当該部分は腐食と判断している。
The light source portion is installed at a position of 90 degrees with respect to the
次に、図３に示す寿命評価装置は、光源及び検出器１１で測定した腐食面積比に基づいて、評価装置１０で評価体２の寿命の評価する。評価装置１０での寿命評価は、実施の形態１で説明した方法で行うため、本実施の形態では説明を省略する。
Next, the life evaluation apparatus shown in FIG. 3 evaluates the life of the
なお、図３に示す寿命評価装置でも、塩水噴霧ステップや湿潤ステップで光源及び検出器１１のガラスが曇るため、図示していないがワイパーを設けている。又は、ワイパーの代わりに、ガラスが曇らないように、光源及び検出器１１にシャッターを設けても良い。
In the life evaluation apparatus shown in FIG. 3, the glass of the light source and the
以上のように、本実施の形態に係る寿命評価装置では、従来と異なり、アルミニウムの孔食の深さを腐食評価指標とするのではなく、光源及び検出器１１を用いて腐食面積比を腐食評価指標としているので、アルミニウムの腐食について孔食だけではなく実環境で問題となっている腐食を再現することができる。
As described above, in the life evaluation apparatus according to the present embodiment, unlike the conventional case, the depth of pitting corrosion of aluminum is not used as a corrosion evaluation index, but the corrosion area ratio is corroded using the light source and the
（実施例）
次に、上述した実施の形態に係る寿命評価装置を用いて、熱交換器アルミニウムフィンの寿命評価を行った場合の具体的な実施例について説明する。なお、寿命評価を行う熱交換器は、図４に示すような形状をしており、熱交換器の側面からアルミニウムフィン２０の部分が確認できる。本発明に係る寿命評価は、熱交換器の側面から確認できるアルミニウムフィン２０のうち、当該側面から側面近傍のＣｕ管（図示せず）までの全体を表面観察し、その部分の全体が変色した時間を寿命として評価する。
(Example)
Next, specific examples in the case where the lifetime evaluation of the heat exchanger aluminum fins is performed using the lifetime evaluation apparatus according to the above-described embodiment will be described. In addition, the heat exchanger which performs lifetime evaluation has a shape as shown in FIG. 4, and the portion of the
（実施例１）
図１に示した寿命評価装置を用いて、純アルミニウム（１２００）からなる熱交換器のアルミニウムフィン（５ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ）の寿命評価を行った実施例を以下に説明する。なお、純アルミニウム（１２００）とは、ＪＩＳ Ｈ４０００（アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条）において規格化されている合金番号である。そして、純アルミニウム（１２００）の成分は、Ａｌが９９．００％以上、Ｓｉ＋Ｆｅが１．００％以下、Ｃｕ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｔｉのそれぞれが０．０５％以下、その他の合計が０．１５％以下（但し、個々は０．０５％以下）となっている。
Example 1
An example in which the lifetime evaluation of aluminum fins (5 cm × 10 cm × 10 cm) of a heat exchanger made of pure aluminum (1200) was performed using the lifetime evaluation apparatus shown in FIG. 1 will be described. Pure aluminum (1200) is an alloy number standardized in JIS H4000 (aluminum and aluminum alloy plates and strips). The components of pure aluminum (1200) are 99.00% or more for Al, 1.00% or less for Si + Fe, 0.05% or less for each of Cu, Mn, Zn and Ti, and 0.15 for the other total. % Or less (however, each is 0.05% or less).
本実施例では、上述の熱交換器アルミニウムフィン（以下、単にアルミニウムフィンともいう）を評価体２として、評価体設置場所３に設置し、以下に示すサイクル１又はサイクル２のいずれかのサイクルを繰り返すことにより評価体２を腐食させて、評価体２の腐食面積比を測定して寿命を評価している。
In this example, the heat exchanger aluminum fin (hereinafter also simply referred to as an aluminum fin) described above is installed as the
サイクル１では、塩水噴霧装置４から噴霧される塩水噴霧水中に、Ｃｕ2+及びＦｅ3+を０ｐｐｍ含んでいる。そして、サイクル１では、塩水噴霧ステップ（温度３５℃、塩水噴霧水のＮａｃｌ濃度５％、２時間）→乾燥ステップ（温度６０℃、湿度３５％ＲＨ、４時間）→湿潤ステップ（湿潤温度５０℃、湿度９５％ＲＨ、２時間）の順で行われる。
In the
一方、サイクル２では、塩水噴霧装置４から噴霧される塩水噴霧水中に、Ｃｕ2+を１ｐｐｍ、Ｆｅ3+を０．３ｐｐｍ含んでいる。そして、サイクル２では、塩水噴霧ステップ（温度３５℃、塩水噴霧水のＮａｃｌ濃度５％、２時間）→乾燥ステップ（温度６０℃、湿度３５％ＲＨ、４時間）→湿潤ステップ（湿潤温度５０℃、湿度９５％ＲＨ、２時間）の順で行われる。
On the other hand, in the
図５に、本実施例において行ったアルミニウムフィンの寿命評価結果を示す。図５では、サイクル１又はサイクル２を行ったアルミニウムフィンのぬれ時間（塩水噴霧時間＋湿潤時間）と腐食面積比との関係が示されている。なお、本実施例では、比較例として実環境から採取したアルミニウムフィンの運転時間（ぬれ時間）と腐食面積比との関係も測定して、図５に示している。
In FIG. 5, the lifetime evaluation result of the aluminum fin performed in the present Example is shown. FIG. 5 shows the relationship between the wetting time (salt water spraying time + wetting time) of the aluminum fin subjected to
図５に示すグラフは、式１の関係式を適用することができる。そのため、サイクル１を行ったアルミニウムフィンのぬれ時間と腐食面積比との関係式は、Ｈ＝４.０×１０-4ｔ1.4（式２）となり、サイクル２を行ったアルミニウムフィンのぬれ時間と腐食面積比との関係式は、Ｈ＝３．７×１０-3ｔ1.4（式３）となる。なお、比較例である実環境から採取したアルミニウムフィンのぬれ時間と腐食面積比との関係式は、Ｈ＝２．０×１０-5ｔ1.4（式４）となる。
The relational expression of
図５及び式２から式４において、本発明に係る寿命評価方法により測定したぬれ時間と腐食面積比との関係式（式２，３）と、実環境データのぬれ時間と腐食面積比の関係式（式４）とは、ともに係数ｂが１.４と等しい。そのため、サイクル１及びサイクル２が、実環境の加速試験として成立していることがわかる。また、式２と式４との比較から、サイクル１の加速倍率は８.５倍、式３と式４との比較から、サイクル２の加速倍率は、４１.６倍となる。よって、Ｃｕ2+及びＦｅ3+を含有した塩水噴霧水を用いる場合、加速倍率が増加することがわかる。
5 and
また、式３から、アルミニウムフィンの腐食面積比が１００％となるぬれ時間は、１４６４ｈｒと評価できるため、実環境でのアルミニウムフィン（純アルミニウム（１２００））の寿命は、７.０年であると評価することができる。 Moreover, since the wetting time at which the corrosion area ratio of the aluminum fin is 100% can be evaluated as 1464 hr from Equation 3, the life of the aluminum fin (pure aluminum (1200)) in the actual environment is 7.0 years. Can be evaluated.
なお、本実施例では、図１に示す寿命評価装置を用いて腐食面積比を測定しているが、図３に示す寿命評価装置を用いて腐食面積比を測定しても良い。 In this embodiment, the corrosion area ratio is measured using the life evaluation apparatus shown in FIG. 1, but the corrosion area ratio may be measured using the life evaluation apparatus shown in FIG.
（実施例２）
図３に示した寿命評価装置を用いて、コーティングされている純アルミニウム（１２００）からなるアルミニウムフィン（５ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ）の寿命評価を行った実施例を以下に説明する。本実施例で行ったコーティングは、アルミニウムフィンの腐食を防止するために施されたものであり、主にウレタン系樹脂をコーティング剤として用いている。なお、本実施例に係るコーティングされているアルミニウムフィンを、以下ではアルミニウムフィンＡという。
(Example 2)
An example in which the life evaluation of aluminum fins (5 cm × 10 cm × 10 cm) made of coated pure aluminum (1200) was performed using the life evaluation apparatus shown in FIG. 3 will be described below. The coating performed in this example is applied to prevent corrosion of aluminum fins, and mainly uses urethane resin as a coating agent. The coated aluminum fin according to this example is hereinafter referred to as aluminum fin A.
本実施例では、アルミニウムフィンＡを評価体２として、評価体設置場所３に設置し、実施例１で示したサイクル２を繰り返すことにより評価体２を腐食させて、評価体２の腐食面積比を測定して寿命を評価している。
In this example, the aluminum fin A is set as the
図６に、本実施例において行ったアルミニウムフィンＡの寿命評価の結果を示す。図６では、サイクル２を行ったアルミニウムフィンＡのぬれ時間（塩水噴霧時間＋湿潤時間）と腐食面積比との関係が示されている。なお、図６では、比較のために、実施例１でサイクル２を行ったアルミニウムフィンのぬれ時間（塩水噴霧時間＋湿潤時間）と腐食面積比との関係も示している。
In FIG. 6, the result of the lifetime evaluation of the aluminum fin A performed in the present Example is shown. In FIG. 6, the relationship between the wetting time (salt water spraying time + wetting time) of the aluminum fin A subjected to
図６に示すグラフおいても、式１の関係式を適用することができる。そのため、サイクル２を行ったアルミニウムフィンＡのぬれ時間と腐食面積比との関係式は、Ｈ＝４.０×１０-4ｔ1.4（式５）となる。
Also in the graph shown in FIG. 6, the relational expression of
図６及び式３と式５において、本実施例でサイクル２を行ったアルミニウムフィンＡのぬれ時間と腐食面積比との関係式（式５）と、実施例１でサイクル２を行ったアルミニウムフィンのぬれ時間と腐食面積比の関係式（式３）とは、ともに係数ｂが１.４と等しい。そのため、サイクル２を行ったアルミニウムフィンＡにおいても、実環境の加速試験として成立していることがわかる。また、式５と式３との比較から、アルミニウムフィンは、コーティングＡを施すことにより、４．９倍寿命がのびる。また、アルミニウムフィンＡの実環境での寿命は、３４年であると評価できる。
6 and
なお、本実施例では、図３に示す寿命評価装置を用いて腐食面積比を測定しているが、図１に示す寿命評価装置を用いて腐食面積比を測定しても良い。 In this embodiment, the corrosion area ratio is measured using the life evaluation apparatus shown in FIG. 3, but the corrosion area ratio may be measured using the life evaluation apparatus shown in FIG.
（実施例３）
図１に示した寿命評価装置を用いて、実施例２と異なるコーティング（３種類）が施されている純アルミニウム（１２００）からなるアルミニウムフィン（５ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ）の寿命評価を行った実施例を以下に説明する。本実施例で行ったコーティングは、アルミニウムフィンの腐食を防止するために施されたものであり、主にアミノ系樹脂、スルフォン酸系樹脂、水溶性樹脂のコーティング剤をそれぞれ用いている。なお、アミノ系樹脂でコーティングされているアルミニウムフィンを、以下ではアルミニウムフィンＢ、スルフォン酸系樹脂でコーティングされているアルミニウムフィンを、以下ではアルミニウムフィンＣ、水溶性樹脂でコーティングされているアルミニウムフィンを、以下ではアルミニウムフィンＤ、とそれぞれいう。
(Example 3)
The life evaluation of aluminum fins (5 cm × 10 cm × 10 cm) made of pure aluminum (1200) coated with different coatings (three types) from Example 2 was performed using the life evaluation apparatus shown in FIG. An example is described below. The coating performed in this example is applied to prevent corrosion of aluminum fins, and mainly uses coating agents of amino resin, sulfonic acid resin, and water-soluble resin. Aluminum fins coated with amino resin, aluminum fin B, aluminum fin coated with sulfonic acid resin, aluminum fin C, aluminum fin coated with water-soluble resin below. In the following, they are referred to as aluminum fins D, respectively.
本実施例では、アルミニウムフィンＢ，Ｃ，Ｄのそれぞれを評価体２として、評価体設置場所３に設置し、実施例１で示したサイクル２を繰り返すことにより評価体２を腐食させて、評価体２の腐食面積比を測定して寿命を評価している。なお、実環境におけるアルミニウムフィンＢ，Ｃ，Ｄの寿命も測定を行った。
In the present embodiment, each of the aluminum fins B, C, and D is set as the
表１に、本実施例において行ったアルミニウムフィンＢ，Ｃ，Ｄの寿命評価の結果を示す。表１には、各アルミニウムフィンＢ，Ｃ，Ｄのぬれ時間（塩水噴霧時間＋湿潤時間）と腐食面積比とのデータをそれぞれ一点示している。 Table 1 shows the results of the life evaluation of the aluminum fins B, C and D performed in this example. Table 1 shows one point of data on the wetting time (salt water spraying time + wetting time) and the corrosion area ratio of each of the aluminum fins B, C, and D.
サイクル２を行ったアルミニウムフィンＢ，Ｃ，Ｄも、実施例２と同様、実環境の加速試験として成立しているため、式１の関係を有し、かつ係数ｂ＝１.４と考えられる。よって、表１で示したデータから、ぬれ時間と腐食面積比との関係式は、アルミニウムフィンＢが、Ｈ＝２．４×１０-3ｔ1.4（式６）、アルミニウムフィンＣが、Ｈ＝４.４×１０-4ｔ1.4（式７）、アルミニウムフィンＤが、Ｈ＝２．８×１０-3ｔ1.4（式８）となる。
The aluminum fins B, C, and D that have performed the
そして、式６から式８により、アルミニウムフィンＢ，Ｃ，Ｄの実環境での寿命は、表２のように評価できる。
And the lifetime in the real environment of aluminum fin B, C, D can be evaluated like Table 2 by Formula 6 to
実環境におけるアルミニウムフィンＢ，Ｃ，Ｄから評価される寿命は、表２と同程度の寿命になることが確認されている。そのため、アルミニウムフィンＢ，Ｃ，Ｄの寿命が、表１のぬれ時間程度（８０〜２００時間程度）で、簡便に寿命を評価することができる効果がある。 It has been confirmed that the life evaluated from the aluminum fins B, C, and D in the actual environment is comparable to that in Table 2. Therefore, the lifetime of the aluminum fins B, C, and D is about the wetting time shown in Table 1 (about 80 to 200 hours), and the lifetime can be easily evaluated.
なお、本実施例では、図１に示す寿命評価装置を用いて腐食面積比を測定しているが、図３に示す寿命評価装置を用いて腐食面積比を測定しても良い。 In this embodiment, the corrosion area ratio is measured using the life evaluation apparatus shown in FIG. 1, but the corrosion area ratio may be measured using the life evaluation apparatus shown in FIG.
１ 槽、２ 評価体、３ 評価体設置場所、４ 塩水噴霧装置、５ 温度・湿度制御装置、６ 顕微鏡、７ 撮像・画像処理装置、８ 洗浄装置、９ 洗浄ノズル、１０ 評価装置、１１ 光源及び検出器、２０ アルミニウムフィン。
1 tank, 2 evaluation body, 3 evaluation body installation place, 4 salt spray device, 5 temperature / humidity control device, 6 microscope, 7 imaging / image processing device, 8 cleaning device, 9 cleaning nozzle, 10 evaluation device, 11 light source and Detector, 20 aluminum fins.
Claims (8)
前記評価体の表面に形成された腐食部分の表面積と、前記評価体の全表面積との比を腐食面積比として測定する測定工程と、
前記腐食面積比に基づいて前記評価体の寿命を評価する評価工程とを備えることを特徴とするアルミニウムの寿命評価方法。 For the evaluation body made of aluminum, an acceleration process that accelerates corrosion by repeatedly performing a salt spray step, a drying step, and a wetting step;
A measurement step of measuring the ratio of the surface area of the corroded portion formed on the surface of the evaluation body and the total surface area of the evaluation body as a corrosion area ratio;
An aluminum life evaluation method comprising: an evaluation step of evaluating the life of the evaluation body based on the corrosion area ratio.
前記評価工程は、前記腐食面積比をＨ、塩水噴霧ステップと湿潤ステップとの合計時間をｔ、係数をａ及びｂとすると、ｌｏｇ（Ｈ）＝ｌｏｇ（ａ）＋ｂ×ｌｏｇ（ｔ）で表される関係に基づいて寿命を評価することを特徴とするアルミニウムの寿命評価方法。 It is the lifetime evaluation method of the aluminum of Claim 1, Comprising:
The evaluation process is expressed as log (H) = log (a) + b × log (t), where H is the corrosion area ratio, t is the total time of the salt spray step and the wetting step, and the coefficients are a and b. The life evaluation method for aluminum, characterized in that the life is evaluated based on the relationship to be determined.
前記加速工程の前記塩水噴霧ステップは、所定の濃度のＣｕイオン及びＦｅイオンのうち少なくとも一方を含む塩水を前記評価体に噴霧することを特徴とするアルミニウムの寿命評価方法。 The aluminum life evaluation method according to claim 1 or 2,
In the salt spray step of the acceleration step, a salt water containing at least one of Cu ions and Fe ions having a predetermined concentration is sprayed on the evaluation body.
前記測定工程は、前記評価体の表面を撮像した画像を腐食部分と非腐食部分とで二値化して、前記腐食面積比を測定することを特徴とするアルミニウムの寿命評価方法。 It is the lifetime evaluation method of the aluminum as described in any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising:
The aluminum life evaluation method characterized in that the measuring step binarizes an image obtained by imaging the surface of the evaluation body at a corroded portion and a non-corroded portion and measures the corroded area ratio.
前記測定工程は、前記評価体の表面の反射光に基づいて腐食部分の表面積を求め、前記腐食面積比を測定することを特徴とするアルミニウムの寿命評価方法。 It is the lifetime evaluation method of the aluminum as described in any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising:
In the measuring step, the surface area of the corroded portion is obtained based on the reflected light on the surface of the evaluation body, and the corrosion area ratio is measured.
槽内の温度及び湿度を調整する温度・湿度制御部と、
前記評価体の表面を洗浄する洗浄部と、
前記評価体の表面を撮像し、撮像した当該画像を腐食部分と非腐食部分との二値で表現されるように処理し、前記画像に基づいて前記評価体の表面積に対する前記腐食部分の表面積の比を腐食面積比として測定する撮像・画像処理部と、
前記腐食面積比に基づいて前記評価体の寿命を評価する評価部とを備えることを特徴とするアルミニウムの寿命評価装置。 A salt spray section for spraying salt water of a predetermined concentration onto an evaluation body made of aluminum;
A temperature / humidity controller that adjusts the temperature and humidity in the tank;
A cleaning section for cleaning the surface of the evaluation body;
The surface of the evaluation body is imaged, the captured image is processed so as to be expressed by binary values of a corroded portion and a non-corroded portion, and the surface area of the corroded portion with respect to the surface area of the evaluated body is based on the image. An imaging / image processing unit that measures the ratio as a corrosion area ratio;
An aluminum life evaluation apparatus comprising: an evaluation unit that evaluates the life of the evaluation body based on the corrosion area ratio.
槽内の温度及び湿度を調整する温度・湿度制御部と、
前記評価体の表面を洗浄する洗浄部と、
前記評価体の表面に光を照射する光源部と、
前記評価体の表面で反射された前記光源からの反射光に基づいて腐食部分の表面積を求め、前記評価体の表面積に対する前記腐食部分の表面積の比を腐食面積比として測定する検出部と、
前記腐食面積比に基づいて前記評価体の寿命を評価する評価部とを備えることを特徴とするアルミニウムの寿命評価装置。 A salt spray section for spraying salt water of a predetermined concentration onto an evaluation body made of aluminum;
A temperature / humidity controller that adjusts the temperature and humidity in the tank;
A cleaning section for cleaning the surface of the evaluation body;
A light source unit for irradiating light on the surface of the evaluation body;
A detection unit that obtains the surface area of the corroded portion based on the reflected light from the light source reflected on the surface of the evaluation body, and measures the ratio of the surface area of the corroded portion to the surface area of the evaluation body as a corrosion area ratio;
An aluminum life evaluation apparatus comprising: an evaluation unit that evaluates the life of the evaluation body based on the corrosion area ratio.
前記塩水噴霧部は、所定の濃度のＣｕイオン及びＦｅイオンのうち少なくとも一方を含む塩水を前記評価体に噴霧することを特徴とするアルミニウムの寿命評価装置。
The aluminum life evaluation apparatus according to claim 7 or 8,
The said salt water spraying part sprays the salt water containing at least one among Cu ion and Fe ion of predetermined density | concentration to the said evaluation body, The lifetime evaluation apparatus of aluminum characterized by the above-mentioned.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101088206B1 (en) | 2010-02-24 | 2011-11-30 | 성균관대학교산학협력단 | Corrosion estimation method of bottom plate of oil storage tank using settling water and sludge |
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-
2005
- 2005-10-19 JP JP2005304233A patent/JP2007113994A/en active Pending
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