JP2014163823A - Corrosion pit material manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は腐食ピット材製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a corrosion pit material.
蒸気タービンのタービンロータ、ガスタービンの圧縮機ロータや圧縮機翼、インペラ、原子力機器等の腐食環境下で使用される機器では、材料の表面に腐食ピットが生成される。腐食ピットが生成されると、腐食ピットを起点として亀裂が進展することで高サイクル疲労や応力腐食割れが発生してしまい材料の強度が低下してしまうおそれがある。そのため、腐食環境下で腐食ピットが生成されるような金属材料では、強度評価を行い腐食ピットの影響を把握しておくことが必要となる。このような強度評価方法を検討する際には、人工的に腐食ピットを作成した試験片が用いられている。 In equipment used in a corrosive environment such as a steam turbine turbine rotor, a gas turbine compressor rotor, compressor blades, impellers, and nuclear equipment, corrosion pits are generated on the surface of the material. When the corrosion pits are generated, cracks develop from the corrosion pits, causing high cycle fatigue and stress corrosion cracking, which may reduce the strength of the material. Therefore, it is necessary to evaluate the strength and grasp the influence of the corrosion pits in a metal material in which corrosion pits are generated in a corrosive environment. When examining such a strength evaluation method, a test piece in which corrosion pits are artificially created is used.
例えば、特許文献１には、試験片の観察面に電解液を付与し、電解液に電流を供給することで擬似的に観察面を腐食させ、腐食ピットを有する試験片を作成する方法が開示されている。この方法では、観察面に注射器によって電解液を付与しながら、注射器を陰極、試験片を陽極として電流を供給することで電解液に電流が供給される。これによって、観察面にて電解研磨が行われる結果、腐食ピットが形成される。 For example, Patent Literature 1 discloses a method of creating a test piece having corrosion pits by applying an electrolytic solution to the observation surface of the test piece and supplying the current to the electrolytic solution to artificially corrode the observation surface. Has been. In this method, an electric current is supplied to the electrolytic solution by supplying an electric current to the observation surface by using a syringe and supplying an electric current using the syringe as a cathode and a test piece as an anode. As a result, corrosion pits are formed as a result of electropolishing on the observation surface.
しかしながら、このような方法では観察面全体に電解液を付与する必要があり、観察面の全面が腐食されてしまう。そのため、任意の位置のみに腐食ピットを作成した試験片を作成することが困難であるという問題を有している。 However, in such a method, it is necessary to apply an electrolytic solution to the entire observation surface, and the entire observation surface is corroded. Therefore, there is a problem that it is difficult to create a test piece in which corrosion pits are created only at arbitrary positions.
そこで、機械加工によって試験片に孔部を設けることで擬似的に腐食ピットを作成する方法も用いられている。しかしながら、この方法では、機械加工により作成された孔部の表面は、腐食状態を呈していない上に、機械加工による残留応力の影響が表面に残ってしまい、正確に腐食ピットを模擬することが困難である。 Therefore, a method of artificially creating a corrosion pit by providing a hole in a test piece by machining is also used. However, with this method, the surface of the hole created by machining does not exhibit a corrosion state, and the effect of residual stress due to machining remains on the surface, which accurately simulates the corrosion pits. Have difficulty.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、任意の位置のみに腐食ピットを形成することが可能な腐食ピット材製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a corrosion pit material manufacturing method capable of forming a corrosion pit only at an arbitrary position.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る腐食ピット材製造方法は、試験片の表面に密着するマスク材を形成するマスク工程と、前記マスク材に前記試験片の表面の一部を露出させる孔部を形成する孔あけ工程と、少なくとも前記孔部を電解液に浸漬させた前記試験片を陽極とし、陰極としての電極を前記孔部に対向させて電気分解を行う電気分解工程と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The method for producing a corrosion pit material according to an aspect of the present invention includes a mask process for forming a mask material that adheres to the surface of a test piece, and a hole that exposes a portion of the surface of the test piece to the mask material. A hole forming step, and an electrolysis step in which electrolysis is performed with the test piece having at least the hole portion immersed in an electrolytic solution as an anode and an electrode as a cathode opposed to the hole portion. To do.
このような工程によれば、孔あけ工程によって形成された孔部がマスク材で覆われた試験片の表面の一部を露出させていることで、電気分解工程で孔部が電解液内に浸漬されると、試験片の表面のうち孔部によって露出している表面にのみ孔部を介して電解液が接触する。そのため、一定の電流を陽極から陰極に負荷し続けることで、電解液に接触している試験片の表面のみが電気分解され、孔部が形成された表面にのみ腐食ピットを形成することができる。これにより、試験片の表面の任意の位置のみに腐食ピットを容易に設けることが可能となる。 According to such a process, the hole formed in the drilling process exposes a part of the surface of the test piece covered with the mask material, so that the hole is in the electrolytic solution in the electrolysis process. When immersed, the electrolyte solution comes into contact with only the surface of the surface of the test piece exposed by the hole through the hole. Therefore, by continuously applying a constant current from the anode to the cathode, only the surface of the test piece in contact with the electrolyte can be electrolyzed, and corrosion pits can be formed only on the surface where the hole is formed. . Thereby, corrosion pits can be easily provided only at arbitrary positions on the surface of the test piece.
また、本発明の他の態様に係る腐食ピット材製造方法は、前記マスク工程の後に、前記孔あけ工程を実施することを特徴とする。 Moreover, the corrosion pit material manufacturing method which concerns on the other aspect of this invention is characterized by implementing the said drilling process after the said mask process.
このような工程によれば、マスク工程によって試験片の表面にマスク材を密着させた後に、孔あけ工程によって孔部を形成し、マスク材から試験片の表面の一部を露出させることで、試験片の表面における孔部の端部でもマスク材を密着させたままにすることができる。つまり、試験片の表面における孔部の端部でマスク材と試験片の表面との間に隙間が生じ電解液が侵入してしまうことがないため、試験片の表面における腐食ピットＰの開口端部が意図した形状よりも広がってしまうことを防止できる。これにより、孔部の形状に沿って任意の形状の腐食ピットを確実に形成できる。 According to such a process, after the mask material is brought into close contact with the surface of the test piece by the mask process, a hole is formed by the drilling process, and by exposing a part of the surface of the test piece from the mask material, The mask material can be kept in close contact with the end of the hole on the surface of the test piece. In other words, since there is no gap between the mask material and the surface of the test piece at the end of the hole on the surface of the test piece and the electrolyte does not enter, the open end of the corrosion pit P on the surface of the test piece It is possible to prevent the portion from spreading beyond the intended shape. Thereby, the corrosion pit of arbitrary shapes can be reliably formed along the shape of a hole.
さらに、本発明の他の態様に係る腐食ピット材製造方法は、前記マスク工程を実施する前に、前記試験片の表面に凹部を形成する凹部形成工程を有し、前記孔あけ工程を該凹部に対して実施し、前記孔あけ工程は、前記凹部の中心部分を含み、前記試験片の表面における開口端部を含まないように前記孔部を形成することを特徴とする。 Furthermore, the corrosion pit material manufacturing method according to another aspect of the present invention includes a recess forming step of forming a recess on the surface of the test piece before the masking step, and the drilling step is performed as the recess. And the hole forming step includes forming the hole portion so as to include a central portion of the concave portion and not include an open end portion on a surface of the test piece.
このような工程によれば、凹部形成工程によって形成したい腐食ピットの形状に近い凹部を、容易に試験片の表面に形成することができる。そして、孔あけ工程によって、凹部の中心部分を含み、試験片の表面における開口端部を含まないように孔部を形成し、電気分解工程にて孔部が形成された試験片を電解液内に浸漬すると、孔部を介して凹部内に電解液が流れ込み、凹部の表面のみが電解液に接触することができる。電解液が凹部に満たされた状態で、陽極から陰極に一定の電流を流すことで、電解液と接触している凹部の表面部分のみが電気分解され腐食ピットを形成することができる。したがって、凹部を形成した際に凹部の表面に残った加工による残留応力は、凹部の表面が電気分解されることで除去される。これにより、任意の形状をしており、加工による影響のない腐食ピットを容易に形成することができる。 According to such a process, a recess close to the shape of the corrosion pit to be formed by the recess forming process can be easily formed on the surface of the test piece. Then, the hole is formed by the drilling process so as to include the central part of the recess and not include the open end on the surface of the test piece, and the test piece in which the hole is formed in the electrolytic process is placed in the electrolytic solution. When immersed in, the electrolyte flows into the recess through the hole, and only the surface of the recess can contact the electrolyte. By flowing a constant current from the anode to the cathode while the electrolyte is filled in the recess, only the surface portion of the recess in contact with the electrolyte can be electrolyzed to form corrosion pits. Therefore, the residual stress due to processing remaining on the surface of the recess when the recess is formed is removed by electrolyzing the surface of the recess. Thereby, it is possible to easily form a corrosion pit which has an arbitrary shape and is not affected by processing.
本発明の腐食ピット材製造方法によれば、孔部によって露出させた表面にのみ電解液が付着して電気分解されることで、任意の位置のみに腐食ピットを形成することが可能となる。 According to the method for producing a corrosion pit material of the present invention, an electrolytic solution adheres only to the surface exposed by the hole and is electrolyzed, so that the corrosion pit can be formed only at an arbitrary position.
以下、本発明に係る第一実施形態について図１から図３を参照して説明する。
本発明の第一実施形態に係る腐食ピット材製造方法は、図１に示すように、試験片１の表面にマスク材２を密着させるマスク工程Ｓ１と、マスク材２に孔部３を形成する孔あけ工程Ｓ２と、電解液Ｗに試験片１を浸漬させて電気分解を行う電気分解工程Ｓ３とを備えている。
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
In the corrosion pit material manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a mask process S <b> 1 for bringing the mask material 2 into close contact with the surface of the test piece 1, and a hole 3 is formed in the mask material 2. A drilling step S2 and an electrolysis step S3 in which the test piece 1 is immersed in the electrolytic solution W for electrolysis are provided.
マスク工程Ｓ１は、直方状をなす試験片１の表面全体をマスク材２で覆う。より具体的には、マスク工程Ｓ１では、マスク材２と試験片１の表面との間に空気等が残らないようマスク材２を試験片１の表面に密着させる。
マスク材２は、試験片１に密着するものであれば良く、該マスク材２としては、ビニールテープ等のテープ材や塗料等を用いることができる。本実施形態では、密着性の高さや手配の容易さを考慮して、セロファンテープを使用することが好ましい。
In the mask process S <b> 1, the entire surface of the test piece 1 having a rectangular shape is covered with the mask material 2. More specifically, in the mask process S <b> 1, the mask material 2 is brought into close contact with the surface of the test piece 1 so that no air or the like remains between the mask material 2 and the surface of the test piece 1.
The mask material 2 only needs to be in close contact with the test piece 1. As the mask material 2, a tape material such as a vinyl tape, a paint, or the like can be used. In this embodiment, it is preferable to use a cellophane tape in consideration of high adhesion and ease of arrangement.
孔あけ工程Ｓ２は、マスク材２の表面からマスク材２を貫通するようピンホール状の孔部３を形成し、試験片１の表面の一部を露出させる。
孔部３は、試験片１の表面における孔部３の端部でマスク材２がめくりあがらないように形成される。孔部を形成する部材としては、先端のとがった部材が好ましく、例えば、縫い針２０が用いられる。孔部３の大きさは、形成したい腐食ピットＰの試験片１の表面における開口の大きさである表面半径に応じて適宜設定されれば良い。
In the drilling step S <b> 2, a pinhole-shaped hole 3 is formed so as to penetrate the mask material 2 from the surface of the mask material 2, and a part of the surface of the test piece 1 is exposed.
The hole 3 is formed so that the mask material 2 does not turn up at the end of the hole 3 on the surface of the test piece 1. As the member for forming the hole, a member having a sharp tip is preferable, and for example, a sewing needle 20 is used. The size of the hole 3 may be appropriately set according to the surface radius that is the size of the opening on the surface of the test piece 1 of the corrosion pit P to be formed.
電気分解工程Ｓ３は、図２に示すように、孔あけ工程Ｓ２が実施された試験片１を電解液Ｗで満たされた水槽５内に浸漬させる。そして、予め定めた一定の電流を負荷させる定電流装置４を用いて、試験片１の腐食ピットＰを形成する表面と対向する面に陽極を接続し、水槽内の試験片１の孔部３が形成されている側に陰極となる電極４ａを配置する。使用される定電流装置４としては公知の物が使用されれば良く、例えば、ポテンショスタット・ガルバノスタットを用いることができる。そして、任意の負荷時間にわたって任意の大きさの電流値を負荷し続ける。
なお、負荷する電流の大きさや、負荷時間は形成したい腐食ピットＰの深さや表面半径等の大きさに応じて適宜設定されれば良い。
In the electrolysis step S3, as shown in FIG. 2, the test piece 1 on which the drilling step S2 has been performed is immersed in the water tank 5 filled with the electrolytic solution W. Then, using a constant current device 4 that loads a predetermined constant current, an anode is connected to the surface of the test piece 1 facing the surface where the corrosion pits P are formed, and the hole 3 of the test piece 1 in the water tank. An electrode 4a serving as a cathode is disposed on the side where the is formed. As the constant current device 4 to be used, a known device may be used. For example, a potentiostat / galvanostat can be used. Then, it continues to load a current value of an arbitrary magnitude over an arbitrary load time.
In addition, the magnitude | size of the electric current to load, and load time should just be suitably set according to magnitude | sizes, such as the depth of the corrosion pit P to form, the surface radius.
次に、上記第一実施形態の腐食ピット材製造方法の作用について説明する。
第一実施形態の腐食ピット材製造方法によれば、孔あけ工程Ｓ２によって形成された孔部３がマスク材２で覆われた試験片１の表面の一部を露出させていることで、電気分解工程Ｓ３で孔部３が形成されたマスク材２を有する試験片１が電解液Ｗ内に浸漬されると、試験片１の表面のうち孔部３によって露出している表面にのみ孔部３を介して電解液Ｗが接触する。そのため、定電流装置４であるポテンショスタット・ガルバノスタットによって一定の電流を陽極から陰極に負荷し続けることで、電解液Ｗに接触している試験片１の表面のみが電解研磨を実施したように電気分解され、孔部３が形成された表面にのみ腐食ピットＰを形成することができる。これにより、試験片１の表面の任意の位置のみに任意の形状の腐食ピットＰを容易に設けることが可能となる。
Next, the operation of the corrosion pit material manufacturing method according to the first embodiment will be described.
According to the corrosion pit material manufacturing method of the first embodiment, the hole 3 formed in the drilling step S2 exposes a part of the surface of the test piece 1 covered with the mask material 2, so that electricity When the test piece 1 having the mask material 2 in which the hole 3 is formed in the decomposition step S3 is immersed in the electrolytic solution W, the hole is formed only on the surface exposed by the hole 3 in the surface of the test piece 1. Electrolytic solution W contacts through 3. Therefore, as a constant current device 4 is a potentiostat / galvanostat, a constant current is continuously applied from the anode to the cathode, so that only the surface of the test piece 1 in contact with the electrolytic solution W is subjected to electrolytic polishing. Corrosion pits P can be formed only on the surfaces that have been electrolyzed and have the holes 3 formed. Thereby, corrosion pits P having an arbitrary shape can be easily provided only at an arbitrary position on the surface of the test piece 1.
また、マスク工程Ｓ１によって試験片１の表面にマスク材２を密着させた後に、孔あけ工程Ｓ２によって孔部３を形成し、マスク材２から試験片１の表面の一部を露出させることで、試験片１の表面における孔部３の端部でもマスク材２を密着させたままにすることができる。つまり、図３に示すように、試験片１の表面における孔部３の開口端部でマスク材２と試験片１の表面との間に隙間が生じ電解液Ｗが侵入してしまうことがないため、試験片１の表面における腐食ピットＰの開口端部が意図した形状よりも広がってしまい腐食ピットＰの開口半径が大きくなってしまうことを防止できる。これにより、孔部３の形状に沿って任意の形状の腐食ピットＰを確実に形成できる。
さらに、微小な腐食ピットＰを形成しようとした場合、腐食ピットＰの開口端部が意図した形状よりわずかに広がってしまっても必要な試験片１を得ることができなくなってしまうため、任意の形状の腐食ピットＰを確実に形成できることが特に有効となる。
Further, after the mask material 2 is brought into close contact with the surface of the test piece 1 by the mask process S1, the hole portion 3 is formed by the drilling process S2, and a part of the surface of the test piece 1 is exposed from the mask material 2. The mask material 2 can be kept in close contact with the end of the hole 3 on the surface of the test piece 1. That is, as shown in FIG. 3, there is no gap between the mask material 2 and the surface of the test piece 1 at the opening end of the hole 3 on the surface of the test piece 1, and the electrolytic solution W does not enter. For this reason, it is possible to prevent the opening end of the corrosion pit P on the surface of the test piece 1 from spreading beyond the intended shape and increase the opening radius of the corrosion pit P. Thereby, corrosion pits P having an arbitrary shape can be reliably formed along the shape of the hole 3.
Furthermore, when the minute corrosion pit P is to be formed, the necessary test piece 1 cannot be obtained even if the opening end of the corrosion pit P slightly expands from the intended shape. It is particularly effective that the corrosion pits P having a shape can be reliably formed.
次に、図４、図５を参照して第二実施形態の腐食ピット材製造方法について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の腐食ピット材製造方法は、事前に試験片１に凹部Ｃを形成する点について第一実施形態と相違する。
Next, the corrosion pit material manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The corrosion pit material manufacturing method of the second embodiment is different from the first embodiment in that the recess C is formed in the test piece 1 in advance.
即ち、図４、第二実施形態では、マスク工程Ｓ１の前に試験片１の表面に凹部Ｃを形成する凹部形成工程Ｓ４と、第一実施形態と同様のマスク工程Ｓ１と、凹部Ｃに対して孔部３を形成する凹部孔あけ工程Ｓ２１と、第一実施形態と同様の電気分解工程Ｓ３とを有している。
凹部形成工程Ｓ４は、図５（ａ）に示すように、リーマ４０を用いて試験片１の表面に凹部Ｃを形成する。
リーマ４０は、試験片１の表面に対して形成したい腐食ピットＰの形状に応じて、公知のリーマ４０から大きさ等を選定し適宜使用すれば良い。
凹部孔あけ工程Ｓ２１は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、マスク工程Ｓ１にて試験片1の表面に凹部Ｃを塞ぐようにマスク材２を密着させた後に、凹部Ｃの中心部分を含み、試験片１の表面における凹部Ｃの開口端部を含まないようにマスク材２を貫通するようピンホール状の孔部３を形成する。
その後、図５（ｄ）に示すように、電気分解工程Ｓ３を実施する。
なお、マスク工程Ｓ１及び電気分解工程Ｓ３は第一実施形態と同様の手順で実施される。
That is, in FIG. 4, 2nd embodiment, with respect to the recessed part formation process S4 which forms the recessed part C in the surface of the test piece 1 before mask process S1, the mask process S1 similar to 1st embodiment, and the recessed part C And a recess punching step S21 for forming the hole 3 and an electrolysis step S3 similar to the first embodiment.
In the recess forming step S4, the recess C is formed on the surface of the test piece 1 using the reamer 40 as shown in FIG.
The reamer 40 may be selected from a known reamer 40 according to the shape of the corrosion pit P to be formed on the surface of the test piece 1 and used as appropriate.
As shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), the recess drilling step S <b> 21 is performed after the mask material 2 is brought into close contact with the surface of the test piece 1 in the mask step S <b> 1 and then the recess C is formed. A pinhole-shaped hole portion 3 is formed so as to penetrate the mask material 2 so as to include the central portion and not include the opening end portion of the concave portion C on the surface of the test piece 1.
Then, as shown in FIG.5 (d), electrolysis process S3 is implemented.
In addition, mask process S1 and electrolysis process S3 are implemented in the procedure similar to 1st embodiment.
次に、上記第二実施形態の腐食ピット材製造方法の作用について説明する。
第二実施形態の腐食ピット材製造方法によれば、凹部形成工程Ｓ４によって形成したい腐食ピットＰの形状に近い凹部Ｃを、リーマ４０を用いることで容易に試験片１の表面に形成することができる。即ち、試験片1の表面に対して深い腐食ピットＰも容易に形成することができる。
Next, the effect | action of the corrosion pit material manufacturing method of said 2nd embodiment is demonstrated.
According to the corrosion pit material manufacturing method of the second embodiment, the recess C close to the shape of the corrosion pit P to be formed in the recess forming step S4 can be easily formed on the surface of the test piece 1 by using the reamer 40. it can. That is, deep corrosion pits P can be easily formed on the surface of the test piece 1.
また、マスク工程Ｓ１によって、試験片１の表面全体を覆うようにマスク材２を密着させ、凹部Ｃも完全に覆ってしまった後に、凹部孔あけ工程Ｓ２１によって、凹部Ｃの中心部分を含み、試験片１の表面における凹部Ｃの開口端部を含まないように孔部３を形成することで、凹部Ｃの中心付近のマスク材２のみが貫通するよう孔部３を形成できる。そして、電気分解工程Ｓ３にて、孔部３が形成された試験片１を電解液Ｗ内に浸漬すると、孔部３を介して凹部Ｃ内に電解液Ｗが流れこみ、凹部Ｃの表面のみが電解液Ｗに接触することができる。電解液Ｗが凹部Ｃに満たされた状態で、定電流装置４によって陽極から陰極に一定の電流を流すことで、電解液Ｗと接触している凹部Ｃの表面部分のみが電気分解され腐食ピットＰが形成される。ここで、リーマ４０によって凹部Ｃを形成した際に凹部Ｃの表面に残ったリーマ４０での加工による残留応力は、凹部Ｃの表面が電気分解されることで除去される。これにより、任意の形状をしており、加工による影響のない腐食ピットＰを容易に形成することができる。 In addition, after the mask material 2 is closely adhered so as to cover the entire surface of the test piece 1 by the mask process S1 and the recess C is completely covered, the recess drilling process S21 includes the central portion of the recess C, By forming the hole 3 so as not to include the opening end of the recess C on the surface of the test piece 1, the hole 3 can be formed so that only the mask material 2 near the center of the recess C penetrates. Then, when the test piece 1 in which the hole 3 is formed is immersed in the electrolytic solution W in the electrolysis step S3, the electrolytic solution W flows into the concave portion C through the hole 3, and only the surface of the concave portion C is obtained. Can come into contact with the electrolytic solution W. In a state in which the electrolytic solution W is filled in the concave portion C, a constant current is passed from the anode to the cathode by the constant current device 4 so that only the surface portion of the concave portion C in contact with the electrolytic solution W is electrolyzed and corroded. P is formed. Here, when the concave portion C is formed by the reamer 40, the residual stress due to processing by the reamer 40 remaining on the surface of the concave portion C is removed by electrolyzing the surface of the concave portion C. Thereby, it is possible to easily form the corrosion pits P having an arbitrary shape and not affected by processing.
さらに、凹部孔あけ工程Ｓ２１にて、凹部Ｃの中心部分を含み、試験片１の表面における凹部Ｃの開口端部を含まないように孔部３を形成することで、マスク材２と試験片１の表面とを密着させたままにすることができる。そのため、マスク材２と試験片１の表面との間に電解液Ｗが侵入してしまうことがないため、凹部Ｃの形状に沿った腐食ピットＰを確実に形成できる。これにより、任意の形状の腐食ピットＰをより容易に形成することができる。 Further, in the recess drilling step S21, the mask material 2 and the test piece are formed by forming the hole 3 so as to include the central portion of the recess C and not include the opening end of the recess C on the surface of the test piece 1. 1 can be kept in close contact with the surface. Therefore, the electrolytic solution W does not enter between the mask material 2 and the surface of the test piece 1, so that the corrosion pits P along the shape of the recess C can be reliably formed. Thereby, the corrosion pit P of arbitrary shapes can be formed more easily.
［実施例１］
以下、実施例１によって本発明の第一実施形態を詳細に説明するが、本発明の第一実施形態は以下の記載によって限定されない。
本実施例１で使用した試験片１を以下に示す。
（試験条件）
試験片１：円筒状金属部材
マスク材２：セロファンテープ
[Example 1]
Hereinafter, although the first embodiment of the present invention will be described in detail by Example 1, the first embodiment of the present invention is not limited by the following description.
The test piece 1 used in Example 1 is shown below.
(Test conditions)
Test piece 1: Cylindrical metal member Mask material 2: Cellophane tape
（試験方法）
マスク工程Ｓ１は、まず、試験片１の表面をエメリーペーパーで研磨し、アセトン等で脱脂洗浄を実施する。その後、腐食ピットＰを形成したい面にマスク材２であるセロファンテープを貼り付ける。事前に試験片1の表面を脱脂洗浄することでマスク材２であるセロファンテープの密着性を高めている。
また、腐食ピットＰを形成する面以外は、塗装を実施することでマスキングを実施する。
孔あけ工程Ｓ２は、セロファンテープに対して縫い針２０で孔部３を形成する。この際、孔部３の端部がささくれてめくりあがらないようにする。
電気分解工程Ｓ３は、下記条件で電解液Ｗ中に浸漬させて実施する
（電気分解条件）
電解液Ｗ：３％のＮａＣｌ水溶液
温度：２０〜６０℃
試験片１と電極４ａとの対向距離：１〜５ｍｍ
負荷電流：１〜１００ｍＡ
負荷時間：２ｈ
(Test method)
In the mask process S1, first, the surface of the test piece 1 is polished with emery paper and degreased and washed with acetone or the like. Thereafter, cellophane tape as the mask material 2 is attached to the surface where the corrosion pits P are to be formed. The adhesion of the cellophane tape as the mask material 2 is enhanced by degreasing and cleaning the surface of the test piece 1 in advance.
Further, masking is performed by performing coating on the surface other than the surface where the corrosion pits P are formed.
In the drilling step S2, the hole 3 is formed with the sewing needle 20 on the cellophane tape. At this time, the end portion of the hole 3 is not turned up and turned up.
The electrolysis step S3 is performed by immersing in the electrolyte W under the following conditions (electrolysis conditions).
Electrolyte W: 3% NaCl aqueous solution Temperature: 20-60 ° C
Opposite distance between test piece 1 and electrode 4a: 1 to 5 mm
Load current: 1-100mA
Load time: 2h
試験を実施した結果、図６から図７に示すように、負荷電流や対向距離といった電気分解条件を変更することで、試験片１の表面には目的の形状の０．１〜１ｍｍ程の微小な腐食ピットＰが形成されていることが確認された。したがって、マスク工程Ｓ１で試験片１の表面にマスク材２を密着させ、任意の箇所に孔部３を設けることで、目的の形状の微小な腐食ピットＰを任意の位置に形成できることが分かった。これにより、微小な腐食ピットＰであっても任意の形状で確実に形成することができることが確認された。 As a result of the test, as shown in FIG. 6 to FIG. 7, by changing the electrolysis conditions such as the load current and the facing distance, the surface of the test piece 1 has a target shape of about 0.1 to 1 mm. It was confirmed that a corrosive pit P was formed. Therefore, it was found that the minute corrosion pits P having the desired shape can be formed at any position by bringing the mask material 2 into close contact with the surface of the test piece 1 in the mask process S1 and providing the hole 3 at any position. . Thereby, it was confirmed that even the minute corrosion pits P can be reliably formed in any shape.
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、孔あけ工程Ｓ２で形成される孔部３の数は一つであることに限定されるものではなく、複数個を有していても良い。
即ち、図８に示すように、第一変形例として、例えば、孔あけ工程Ｓ２にて孔部３を２カ所形成する。なお、孔部３は任意の箇所に形成すれば良い。
The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications are allowed without departing from the scope of the present invention. For example, the number of hole portions 3 formed in the drilling step S2 is not limited to one, and a plurality of hole portions 3 may be provided.
That is, as shown in FIG. 8, as a first modification, for example, two hole portions 3 are formed in the drilling step S2. In addition, what is necessary is just to form the hole part 3 in arbitrary places.
上記のような第一変形例の腐食ピット材製造方法では、複数の箇所に同時に任意の形状の腐食ピットＰを形成することができ、離間した位置に形成された腐食ピットＰの影響等を調べるための試験片１を製造することも容易にできる。
さらに、孔部３のそれぞれの形状も自由に設定することができ、例えば、孔部３を形成する際に縫い針２０の径を変えることで形成する孔部３の径を変更し、形成する腐食ピットＰの表面半径の大きさ等を変更することができる。これにより、実際に機器に生じる腐食ピットＰを試験片１に模擬することができ、実際に使用される機器と同様の腐食ピットＰが形成された試験片１を製造することができる。
In the corrosion pit material manufacturing method of the first modification as described above, the corrosion pits P having an arbitrary shape can be simultaneously formed at a plurality of locations, and the influence of the corrosion pits P formed at spaced positions is examined. Therefore, the test piece 1 can be easily manufactured.
Furthermore, each shape of the hole 3 can be freely set. For example, the diameter of the hole 3 is changed by changing the diameter of the sewing needle 20 when the hole 3 is formed. The surface radius of the corrosion pit P can be changed. Thereby, the corrosion pit P actually generated in the equipment can be simulated in the test piece 1, and the test piece 1 in which the corrosion pit P similar to the equipment actually used is formed can be manufactured.
また、図９に示すように、第二変形例として、電気分解工程Ｓ３において試験片１を電解液Ｗに完全に浸漬させて実施せずに、孔部３が形成された一部分のみを浸漬させる。
即ち、第二変形例では、マスク工程Ｓ１にて腐食ピットＰを形成したい試験片１の任意の表面の周辺にのみマスク材２を密着させる。そして、孔あけ工程Ｓ２にて孔部３をマスク材２に形成した後に、電気分解工程Ｓ３では、マスク材２からはみ出さないようマスク材２の上から円筒状をなす電解液カバー５０を設置する。電解液カバー５０は、マスク材２との間に隙間が生じないよう当接させて孔部３を中心に配置し、電解液カバー５０の内側に電解液Ｗを満たす。そして、電気分解工程Ｓ３では、一定の電流を負荷させる定電流装置４を用いて、試験片１の腐食ピットＰを形成する表面と対向する面に陽極を接続し、電解液カバー５０に満たされた電解液Ｗに内に陰極となる電極４ａを配置する。
Further, as shown in FIG. 9, as a second modification, the test piece 1 is not completely immersed in the electrolytic solution W in the electrolysis step S3, and only a part where the hole 3 is formed is immersed. .
That is, in the second modification, the mask material 2 is brought into close contact only with the periphery of an arbitrary surface of the test piece 1 where the corrosion pit P is to be formed in the mask process S1. Then, after the hole 3 is formed in the mask material 2 in the drilling step S2, in the electrolysis step S3, a cylindrical electrolyte cover 50 is installed from above the mask material 2 so as not to protrude from the mask material 2. To do. The electrolytic solution cover 50 is placed in contact with the mask material 2 so as not to generate a gap and is arranged around the hole 3, and the electrolytic solution W is filled inside the electrolytic solution cover 50. In the electrolysis step S3, the anode is connected to the surface of the test piece 1 facing the surface where the corrosion pits P are formed using the constant current device 4 that loads a constant current, and the electrolyte cover 50 is filled. An electrode 4a serving as a cathode is disposed in the electrolytic solution W.
上記のような第二変形例の腐食ピット材製造方法では、試験片１の孔部３を形成した周辺にマスク材２の上から電解液カバー５０を設置し電解液Ｗを満たすことで、必要最低限の範囲のみにマスク材２を形成し、わずかな電解液Ｗで腐食ピットＰを形成することができる。したがって、例えば、試験片１が大型の装置であり、その表面等に腐食ピットＰを形成したい場合に、大型の装置に対応する大きな水槽５や装置全体を覆うようなマスク材２が不要となる。これにより、どのような試験片１であっても、試験片１の表面の任意の位置のみに任意の形状の腐食ピットＰを容易に設けることが可能となる。 In the corrosion pit material manufacturing method of the second modification as described above, it is necessary to install the electrolyte cover 50 from above the mask material 2 around the hole 3 of the test piece 1 and fill the electrolyte W. The mask material 2 can be formed only in the minimum range, and the corrosion pits P can be formed with a slight amount of electrolyte W. Therefore, for example, when the test piece 1 is a large apparatus and it is desired to form the corrosion pits P on the surface thereof, the mask material 2 that covers the large water tank 5 corresponding to the large apparatus or the entire apparatus becomes unnecessary. . Accordingly, any shape of the corrosion pits P can be easily provided at any position on the surface of the test piece 1 regardless of the test piece 1.
また、図１０に示すように、第三変形例として、第二実施形態における凹部形成工程Ｓ４をリーマ４０ではなくビッカース圧子４１によって実施し凹部Ｃをビッカース圧痕Ｃ４１として形成する。
即ち、凹部形成工程Ｓ４では、ビッカース圧子４１を用いて、ビッカース硬さ試験の条件に従って、形成したい腐食ピットＰの形状に応じて負荷をかけることで、試験片１の表面にビッカース圧痕Ｃ４１を形成する。その後、第二実施形態と同様にマスク工程Ｓ１から電気分解工程Ｓ３までを実施することで腐食ピットＰを形成する。
ビッカース圧子４１は、ビッカース硬さ試験に用いられるもので、ダイヤモンドからなる正四角錐であり、四角すいの頂点における対角は１３６°±０．５°で形成されている。
Further, as shown in FIG. 10, as a third modification, to form a concave portion forming step S4 of the second embodiment as the Vickers indentation C 41 the recess C is carried out by a Vickers indenter 41 rather than the reamer 40.
That is, in the recess forming step S4, using a Vickers indenter 41, in accordance with the terms of the Vickers hardness test, by applying a load in accordance with the shape of corrosion pits P to be formed, the Vickers indentation C 41 on the surface of the test piece 1 Form. Thereafter, the corrosion pits P are formed by performing the mask process S1 to the electrolysis process S3 as in the second embodiment.
The Vickers indenter 41 is used for the Vickers hardness test, and is a regular quadrangular pyramid made of diamond. The diagonal at the apex of the square cone is formed at 136 ° ± 0.5 °.
上記のような第三変形例の腐食ピット材製造方法では、ビッカース圧子４１を用いて凹部Ｃをビッカース圧痕Ｃ４１として形成するため、数μｍの非常に微小な凹部Ｃを任意の表面半径や深さに形成することができる。これにより、非常に小さい腐食ピットＰであっても任意の大きさに形成することができる。 In the corrosion pit material manufacturing method of the third modification as described above, since the concave portion C is formed as the Vickers indentation C 41 using the Vickers indenter 41, a very small concave portion C of several μm is formed at an arbitrary surface radius or depth. Can be formed. Thereby, even a very small corrosion pit P can be formed in an arbitrary size.
また、第四変形例として、図１１、図１２に示すように、電気分解工程Ｓ３において定電流装置４であるポテンショスタット・ガルバノスタットにて負荷する電流値及び電流を負荷する負荷時間には相関関係があることを利用し、腐食ピットＰを形成する。即ち、電流値を上昇すると同じ負荷時間であっても表面半径が大きく深さの深い腐食ピットＰを形成することができる。同様に、負荷時間を長くすると、同じ電流値であっても、表面半径が大きく深さの深い腐食ピットＰを形成することができる。したがって、電流値もしくは負荷時間の少なくとも一方を調整しながら電気分解工程Ｓ３を実施することで、任意の表面半径及び深さの腐食ピットＰを形成することができる。
さらに、電解液Ｗの種類や濃度を変えることでも形成する腐食ピットＰの大きさ等を調整でき、濃度を下げることでより電気分解の速度が遅くなり、任意の表面半径及び深さの腐食ピットＰを形成し易くすることができる。
As a fourth modification, as shown in FIGS. 11 and 12, there is a correlation between the current value loaded by the potentiostat / galvanostat as the constant current device 4 and the load time for loading the current in the electrolysis step S3. The corrosion pit P is formed by utilizing the relationship. That is, when the current value is increased, the corrosion pits P having a large surface radius and a deep depth can be formed even during the same load time. Similarly, when the load time is lengthened, the corrosion pits P having a large surface radius and a deep depth can be formed even with the same current value. Therefore, the corrosion pit P having an arbitrary surface radius and depth can be formed by performing the electrolysis step S3 while adjusting at least one of the current value and the load time.
Furthermore, the size and the like of the corrosion pit P to be formed can be adjusted by changing the type and concentration of the electrolytic solution W, and the electrolysis speed becomes slower by lowering the concentration, and the corrosion pit having an arbitrary surface radius and depth. P can be easily formed.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.
なお、本実施形態における腐食ピットＰ材製造方法に用いられる試験片１は直方状を試験片１に限定されるものではなく、例えば円柱状をなす試験片１でもよく、矩形板状をなす試験片１でもよい。
また、本実施形態の孔あけ工程Ｓ２で孔部３を形成するために用いられる部材は、縫い針２０に限定されるものでなく、先端がとがった部材であれば良い。
Note that the test piece 1 used in the method for manufacturing the corrosion pit P material in the present embodiment is not limited to the test piece 1 having a rectangular shape, and may be, for example, a test piece 1 having a cylindrical shape, or a test having a rectangular plate shape. One piece 1 may be sufficient.
Moreover, the member used in order to form the hole 3 in the drilling step S2 of the present embodiment is not limited to the sewing needle 20, and may be a member having a sharp tip.
Ｓ１…マスク工程 Ｓ２…孔あけ工程 Ｓ３…電気分解工程 １…試験片 ２０…縫い針 ２…マスク材 ３…孔部 ４…定電流装置 ４ａ…電極 Ｗ…電解液 Ｓ４…凹部形成工程 Ｓ２１…凹部孔あけ工程 ４０…リーマ Ｃ…凹部 Ｐ…腐食ピット ５０…電解液カバー ４１…ビッカース圧子 Ｃ４１…ビッカース圧痕 ５…水槽 DESCRIPTION OF SYMBOLS S1 ... Mask process S2 ... Drilling process S3 ... Electrolysis process 1 ... Test piece 20 ... Sewing needle 2 ... Mask material 3 ... Hole part 4 ... Constant current device 4a ... Electrode W ... Electrolyte S4 ... Recess formation process S21 ... Recessed part Drilling process 40 ... Reamer C ... Recess P ... Corrosion pit 50 ... Electrolyte cover 41 ... Vickers indenter C41 ... Vickers impression 5 ... Water tank
Claims (3)
前記マスク材に前記試験片の表面の一部を露出させる孔部を形成する孔あけ工程と、
少なくとも前記孔部を電解液に浸漬させた前記試験片を陽極とし、陰極としての電極を前記孔部に対向させて電気分解を行う電気分解工程と、
を備えることを特徴とする腐食ピット材製造方法。 A mask process for forming a mask material that adheres to the surface of the test piece;
Forming a hole for exposing a part of the surface of the test piece to the mask material; and
An electrolysis step of performing electrolysis with the test piece having at least the hole immersed in an electrolyte as an anode and an electrode as a cathode facing the hole;
Corrosion pit material manufacturing method characterized by comprising.
前記孔あけ工程を該凹部に対して実施し、
前記孔あけ工程は、前記凹部の中心部分を含み、前記試験片の表面における開口端部を含まないように前記孔部を形成することを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の腐食ピット材製造方法。 Before carrying out the mask process, it has a recess forming step of forming a recess on the surface of the test piece,
Performing the drilling step on the recess,
3. The hole forming step includes forming the hole portion so as to include a central portion of the concave portion and not include an opening end portion on a surface of the test piece. The method for producing a corrosion pit material as described.
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