JP2016045007A - 腐食試験装置、および腐食試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の試料片に対して、同一の試験条件で腐食試験を行うことが可能であり、かつ、固体成分の多い高濃度のスラリーを用いて腐食試験を行うことが可能な腐食試験装置、およびこの腐食試験装置を用いた腐食試験方法を提供する。【解決手段】試料片のスラリーに対する耐蝕性を試験するための腐食試験装置であって、 前記スラリーを収容する容器と、該容器の底面に対して所定の間隔を保って回動自在に支持される円板状の試料保持板と、該試料保持板を回転させる回転手段と、を備え、前記試料保持板には、前記一面とこれに対向する他面との間を貫通する貫通穴が形成され、前記容器の底面と対向する前記試料保持板の一面に、複数の前記試料片が係止されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、粉体を懸濁する液に対する金属試料片の耐食性を試験するための腐食試験装置、およびこれを用いた腐食試験方法に関するものである。

例えば、石膏など粉体を含有する懸濁液（以下スラリーとよぶ）をポンプを用いて輸液する場合、ポンプ内の羽根車は、スラリーとの接触による物理的な浸食（エロージョン）と、スラリーの成分に対する化学的な腐食（コロージョン）によって、肉厚が減少したり、局所的に破断するなどの不具合が生じる懸念がある。スラリー中の羽根車は、コロージョン及びエロージョンが同時に進行し相互作用により腐食が激しく進行する（エロージョン・コロージョン）。このため、スラリーを輸液する羽根車は、こうしたエロージョン・コロージョンに対して耐久性のある材料を選択する必要がある。

特定の材料のスラリーによるエロージョン・コロージョンに対する耐久性を調べるためには、例えば、特許文献１に開示された腐食試験装置が知られている。なお、以下の説明においては、エロージョン・コロージョンに対する耐久性試験を、単に腐食試験と称することがある。この腐食試験装置では、先端がラッパ状に広がったノズルから金属試験片に向けてスラリーを流すことによって、１つの試料片の一面全体に対して、ほぼ均一な流速でスラリーを接触させることができるとされている。

特開２０１１−２２０８１８号公報

しかしながら、特許文献１に示した腐食試験装置では、一回の試験で試料片を１つしか処理できない構成であるため、複数の試料片に対して腐食試験を行う場合、試料片の数だけ試験を繰り返す必要があり、試験に長時間を要するという課題があった。
また、複数回の試験を行う際に、毎回の試験条件（流速など）を完全に同じにすることは困難であり、試料片どうしの比較試験結果の信頼性が低くなる懸念もあった。

更に、均一なエロージョン・コロージョン雰囲気を形成するためには、ノズルの根元部分の内径を十分に小さくする必要があるが、スラリーに含まれる固体成分が例えば５０％以上など高濃度の場合、このノズルが固体成分によって閉塞される虞があった。このため、固体成分が多いスラリーを用いて腐食試験を行うことが困難であった。

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、複数の金属試料片に対して、同一の試験条件で腐食試験を行うことが可能であり、かつ、固体成分の多い高濃度のスラリーを用いて腐食試験を行うことが可能な腐食試験装置、およびこの腐食試験装置を用いた腐食試験方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は、次のような腐食試験装置、および腐食試験方法を提供した。
すなわち、本発明の腐食試験装置は、金属試料片のスラリーに対する耐食性を試験するための腐食試験装置であって、前記スラリーを収容する容器と、該容器の底面に対して所定の間隔を保って回動自在に支持される円板状の試料保持板と、該試料保持板を回転させる回転手段と、を備え、前記試料保持板には、前記一面とこれに対向する他面との間を貫通する貫通穴が形成され、前記容器の底面と対向する前記試料保持板の一面に、複数の前記金属試料片が係止されることを特徴とする。

本発明の腐食試験装置によれば、複数の金属試料片を１つの試料保持板に係止して、この試料保持板を回転させることで、試料保持板の遠心力によって、貫通穴を通過して底面に向かう下降流と、この底面から試料保持板の周縁と容器の内壁との隙間を通過して上昇する上昇流とを含むスラリーの対流が形成される。これによって、複数の金属試料片は、一様な流れのスラリーの対流に晒され、複数の金属試料片どうしを、ほぼ同一の条件で腐食試験を行うことが可能になる。また、こうしたスラリーの対流を形成することによって、例えば、固体成分の割合が多いスラリーを適用したとしても、固体成分が沈殿することを防止することが可能になる。更に、複数の金属試料片を同時に試験することによって、金属試験片を１つずつ試験する場合と比較して、試験時間を大幅に短縮することも可能になる。

本発明では、前記試料保持板の一面側を平面視した時に、前記試料保持板の周縁と前記容器の内壁との隙間の面積は、前記貫通穴の面積に対して１００％以上１３０％以下であることを特徴とする。
試料保持板の周縁と容器の内壁との隙間の面積が、貫通穴の面積よりも小さいと、貫通穴によって試料保持板の一面側に引き込まれるスラリーよりも、試料保持板の周縁と容器の内壁との隙間から上昇するスラリーのほうが少なくなるため、試料保持板の一面側でスラリーの乱流が生じやすくなる。こうした乱流は、例えば固体成分の割合の高いスラリーを用いた場合、固体成分の沈殿を引き起こす。このため、試料保持板の周縁と容器の内壁との隙間の面積を、貫通穴の面積と同じかそれよりも大きくすることによって、試料保持板の一面側でのスラリーの乱流を防止する。これにより、スラリーの固体成分の沈殿を防止することが可能になる。

本発明では、前記容器から前記スラリーを汲み上げ、該記スラリーを所定の温度に調温してから前記容器に還流させる調温手段を更に備えたことを特徴とする。
これによって、液温の変動によるエロージョン・コロージョンの進行度合いが変動することを防止して、より正確に金属試料片の腐食試験を行うことが可能になる。

本発明では、前記調温手段は、前記スラリーを汲み上げるポンプと、前記スラリーを貯留する調温槽と、該調温槽に設けられるヒータと、を含むことを特徴とする。
これによって、容器内に収容されているスラリーの液温を均一にすることができ、一定の液温でより正確な金属試料片の腐食試験を行うことが可能になる。

本発明では、前記容器の底面を構成する底板は、耐摩耗性材料からなることを特徴とする。
これによって、スラリーとの接触による底板の摩耗を防止して、スラリーを収容する容器の劣化を防止することができる。

本発明の腐食試験方法は、金属試料片のスラリーに対する耐食性を試験する腐食試験方法であって、前記スラリーを収容する容器の底面に対して所定の間隔を保って回動自在に支持される円板状の試料保持板における前記容器の底面と対向する一面に、複数の前記金属試料片を係止させて、前記試料保持板を回転させることによって、前記貫通穴を通過して前記底面に向かう下降流と、前記底面から前記試料保持板の周縁と前記容器の内壁との隙間を通過して上昇する上昇流とを含む対流を前記スラリーに生じさせ、複数の前記金属試料片を前記スラリーの対流環境に晒すことを特徴とする。

本発明の腐食試験方法によれば、貫通穴が形成された試料保持板を回転させることによって、貫通穴を通過して底面に向かう下降流と、底面から試料保持板の周縁と容器の内壁との隙間を通過して上昇する上昇流とを含む対流をスラリーに生じさせる。これによって、複数の金属試料片を完全に同一の腐食環境下で、エロージョン・コロージョンによる腐食の影響を試験することが可能になる。また、こうしたスラリーの対流を形成することによって、例えば、固体成分が多いスラリーを適用したとしても、固体成分が沈殿することを防止することが可能になる。更に、複数の金属試料片を同時に試験することによって、金属試験片を１つずつ試験する場合と比較して、試験時間を大幅に短縮することも可能になる。

本発明では、前記試料保持板の一面側を平面視した時に、前記試料保持板の周縁と前記容器の内壁との隙間の面積は、前記貫通穴の面積に対して１００％以上１３０％以下であることを特徴とする。
試料保持板の周縁と容器の内壁との隙間の面積が、貫通穴の面積よりも小さいと、貫通穴によって試料保持板の一面側に引き込まれるスラリーよりも、試料保持板の周縁と容器の内壁との隙間から上昇するスラリーのほうが少なくなるため、試料保持板の一面側でスラリーの乱流が生じやすくなる。こうした乱流は、例えば固体成分の割合の高いスラリーを用いた場合、固体成分の沈殿を引き起こす。このため、試料保持板の周縁と容器の内壁との隙間の面積を、貫通穴の面積と同じかそれよりも大きくすることによって、試料保持板の一面側でのスラリーの乱流を防止する。これにより、スラリーの固体成分の沈殿を防止することが可能になる。

本発明では、前記スラリーは、液体成分に対する固体成分の体積割合が０．５％以上、７０％以下であることを特徴とする。
これは、体積比０．５％以下ではエロージョン効果があまり確認されず、７０％以上では反応槽の底面にスラリーが堆積してしまうためである。

本発明の腐食試験装置および腐食試験方法によれば、複数の金属試料片に対して、同一の試験条件で腐食試験を行うことができ、かつ、固体成分の多い高濃度のスラリーを用いて腐食試験を行うことを可能にする。

本発明の腐食試験装置を示す概略構成図である。 容器および試料保持板を示す要部拡大断面図、および平面図である。 試料保持板の貫通穴の面積を示す説明図である。 試料保持板の別な実施形態を示す平面図である。 本発明の腐食試験方法を示すフローチャートである。 容器中でのスラリーの流れを示す説明図である。 実施例に用いた試料保持板を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の腐食試験装置、腐食試験方法について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（腐食試験装置）
本発明の腐食試験装置について説明する。
図１は、腐食試験装置の一構成例を示す概略構成図である。
本発明の腐食試験装置１０は、本体部１１と調温部（調温手段）１２とから構成されている。本体部１１は、容器１４と、この容器１４の底面１４ａに対して所定の間隔を保って回動自在に支持される円板状の試料保持板１５と、この試料保持板１５を回転させるモータ（回転手段）１６と、を備えている。

容器１４は、例えば、上部が開放された円筒形の樹脂製部材であり、腐食試験時には、内部にスラリー（試料流体）Ｑが収容される。容器１４を構成する樹脂としては、例えば、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。また、この容器１４の底面を構成する部材として、耐摩耗性材料からなる底板１７が配されている。この底板１７を構成する耐摩耗性材料としては、金属材料、例えばニッケル合金が挙げられる。ニッケル合金としては、例えばインコネル６２５（登録商標）やインコネル６００（登録商標）、ハステロイＢ（登録商標）、ハステロイＣ（登録商標）などが挙げられる。また、金属材料以外にも、例えば、アルミナなどのセラミック材料が挙げられる。

なお、こうした底板１７は、本実施形態のように、容器１４の樹脂製の底板の上に重ねて配置する構成以外にも、両端が開放されたパイプ状の部材の一方の端面に、耐摩耗性材料からなる底板を接合したものを容器として用いることもできる。

図２（ａ）は、試料保持板の厚み方向に沿った断面を示す断面図である。また、図２（ｂ）は、試料保持板を一面側から見た時の平面図である。
試料保持板１５は、容器１４の内径よりも小さい直径の円板状部材である。試料保持板１５は、容器１４の底板１７に対向する側が一面（下面）１５ａとされ、この一面１５ａの反対面が他面（上面）１５ｂとされる。

試料保持板１５を構成する材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂などの樹脂板、または金属板などを用いることができる。本実施形態では、試料保持板１５として、塩化ビニル樹脂製の円板を用いている。こうした試料保持板１５の一面１５ａには、複数の試料片（金属試料片）Ｔが係止可能とされている。本実施形態では、試料保持板１５の一面１５ａに、例えば、４つの試料片Ｔ１〜Ｔ４が係止される。

試料保持板１５の周縁に近い領域には、試料片Ｔ１〜Ｔ４を係止するためのピン穴２１ａ〜２１ｄが形成されている。ピン穴２１ａ〜２１ｄは、同心円上に互いに等間隔に形成される。本実施形態では、ピン穴２１ａ〜２１ｄは、同心円上で互いに９０°ずつ離れた位置に形成されている。

試料片Ｔ１〜Ｔ４は、予めピン穴２１ａ〜２１と同じ直径の係止穴が形成され、ピン２２によって、試料保持板１５の一面１５ａに係止される。ピン２２は、例えば樹脂から形成され、ピン穴２１ａ〜２１と、それぞれの試料片Ｔ１〜Ｔ４の係止穴とを貫通するように圧入される。

試料保持板１５の試料片Ｔ１〜Ｔ４が係止される領域よりも中心側には、一面１５ａと他面１５ｂとの間を貫通する複数の貫通穴２３ａ，２３ｂが形成されている。貫通穴２３ａ，２３ｂは、平面視した時に矩形の一辺が外側に湾曲した形状の開口であり、例えば、試料保持板１５の中心に対して対称に配置される。

図３に示すように、試料保持板１５の一面１５ａ側を平面視した時に、試料保持板１５の周縁１５Ｅと容器１４の内壁１４Ｗとの隙間の面積Ｒ１が、貫通穴２３ａと貫通穴２３ｂとの合計の面積Ｒ２と同じか、それよりも大きくなるように、試料保持板１５の直径、および貫通穴２３ａ、２３ｂのサイズが設計される。

再び図１を参照して、試料保持板１５の他面１５ｂの中心には、回転軸２４が固着されている。回転軸２４は、金属製の棒状部材からなり、本実施形態では、ステンレス棒が用いられる。そして、この回転軸２４には、モータ（回転手段）１６が接続されている。これによって、試料保持板１５は、容器１４内において任意の回転速度で回転することができる。

調温部（調温手段）１２は、スラリーＱを容器１４から汲み上げるポンプ２６、スラリーＱを貯留する調温槽２７、調温槽２７に設けられるヒータ２８、およびいくつかの配管から構成されている。

ポンプ２６は、スラリーＱを吸引しても閉塞することないスラリー搬送ポンプを用いることが好ましい。調温槽２７は、樹脂製の水槽、例えば塩化ビニル樹脂製の角型水槽を用いることができる。ヒータ２８は調温槽２７に貯留されたスラリーＱを、予め設定した所定の液温まで昇温させるものである。こうしたヒータ２８は、例えば、調温槽２７に設けられた温度センサ（図示略）によって検出したスラリーＱの液温に応じて、制御装置（図示略）等を介して制御される構成であればよい。

なお、調温槽２７で調温されたスラリーＱは、自然流下によって容器１４に還流される構成であればよい。このため、調温槽２７は、容器１４よりも高い位置に設置されることが望ましい。また、調温槽２７内のスラリーＱを撹拌するための攪拌手段を更に設けることも好ましい。

図４は、試料保持板の他の実施形態を示す平面図である。この実施形態の試料保持板３１では、同心円上に８つの試料片Ｔ１０〜Ｔ１７が係止可能な構成となっている。そして、回転軸３２の周囲には、４つの貫通穴３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが形成されている。このような試料保持板３１を用いることによって、図２に示す試料保持板１５よりもさらに多数の試料片Ｔ１０〜Ｔ１７の腐食試験を一度に行うことができる。

（腐食試験方法）
図１に示す構成の腐食試験装置を用いた、本発明の腐食試験方法を説明する。
図５は、本発明の腐食試験方法を段階的に示したフローチャートである。
本発明の腐食試験方法によって、例えば４つの試料片を同一の環境下で腐食試験（エロージョンおよびコロージョンに対する耐久性試験）を行う際には、まず、試料保持板１５のピン穴２１ａ〜２１ｄの形成位置に、試料片Ｔ１〜Ｔ４を係止する（試料片係止工程Ｓ１）。本実施形態では、試料片Ｔ１〜Ｔ４として、硬度やハロゲン元素に対する耐蝕性が互いに異なる４種類の金属片（金属試料片）を用いた。

試料片Ｔ１〜Ｔ４の係止は、試料片Ｔ１〜Ｔ４に予め形成した係止穴と、ピン穴２１ａ〜２１とを貫通するように、例えば、樹脂製のピン２２を圧入することによって行う。こうした試料片係止工程Ｓ１によって、４つの試料片Ｔ１〜Ｔ４は、試料保持板１５の一面１５ａ側の同心円上に等間隔で係止される。

次に、試料片Ｔ１〜Ｔ４を係止した試料保持板１５の回転軸２４を、モータ（回転手段）１６に取り付ける（Ｓ２）。この時、試料片Ｔ１〜Ｔ４の下面と、容器１４の底板１７との間の隙間が、適切な寸法になるように調節する。こうした試料片Ｔ１〜Ｔ４の下面と、底板１７との隙間は、例えば、１ｍｍ〜３０ｍｍ程度に設定される。

次に、容器１４および調温槽２７にスラリーＱ、例えば石膏液を所定の容量入れる。本実施形態では、スラリーＱとして、水（液体成分）に対する固体成分の割合が７０％の石膏スラリーを用いた。なお、スラリーＱとして液体成分に対する固体成分の割合が７０％を超えると、容器１４中に固体成分が沈殿する虞があるため好ましくない。

次に、調温槽２７のヒータ２８を動作させて、調温槽２７内のスラリーＱを所定の液温にする。そして、ポンプ２６を動作させて、容器１４と調温槽２７との間でスラリーＱを循環させ、容器１４および調温槽２７のスラリーＱ全体を均一な液温にする。

次に、モータ（回転手段）１６を動作させて、スラリーＱに対する試料片Ｔ１〜Ｔ４の腐食試験を開始する（試験工程Ｓ３）。試料保持板１５の回転速度は、例えば、３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ程度に設定される。なお、こうした試料保持板１５の回転速度は、腐食環境の再現状態に応じて適宜選択されればよい。

図６に示すように、試料保持板１５を回転させると、容器１４内でスラリーＱの対流が発生する。即ち、スラリーＱは、試料保持板１５に形成された貫通穴２３ａ，２３ｂを通過する下降流Ｌ１が形成され、かつ試料保持板１５の周縁１５Ｅと容器１４の内壁１４Ｗとの隙間を通過する上昇流Ｌ２が形成される。こうしたスラリーＱの対流は、試料保持板１５の回転によって生じる遠心力によって、試料保持板１５と底板１７との間にあるスラリーＱが、試料保持板１５の周縁Ｅに向けて流動するために生じるものである。また、試料片Ｔ１〜Ｔ４は、試料保持板１５の一面１５ａから底板１７に向かって突出するように係止されているので、試料保持板１５の回転中は、これら試料片Ｔ１〜Ｔ４がフィンの役割を果たし、より一層円滑なスラリーＱの対流が形成される。

試料片Ｔ１〜Ｔ４は、このような流動するスラリーＱに対して所定の時間晒されることによって、試料片Ｔ１〜Ｔ４の材質に応じたエロージョンやコロージョンによる腐食が生じる。

試料保持板１５を予め設定した所定の試験時間、例えば、数日から数十日間回転させたら試料保持板１５を停止させ、試料片Ｔ１〜Ｔ４を試料保持板１５から取り外す。なお、所定の試験時間が経過する前に、試料片Ｔ１〜Ｔ４のうち、特定の試料片だけが他の試料片よりも大きく腐食した場合、試料保持板１５の回転振動が増大する虞があるため、所定の試験時間よりも前に試験を終了させることが好ましい。

そして、試料保持板１５から取り外した試料片Ｔ１〜Ｔ４の腐食度合いを確認する（評価工程Ｓ４）。試料片Ｔ１〜Ｔ４の評価方法としては、例えば、目視による外観の観察、ＳＥＭによる組織面の観察などが挙げられる。
以上の工程によって、複数の試料片Ｔ１〜Ｔ４を、同一の環境条件で腐食試験を行うことができる。

以上、説明したように、本発明の腐食試験装置、およびこれを用いた腐食試験方法によれば、複数の試料片Ｔ１〜Ｔ４を１つの試料保持板１５に係止して、スラリーＱの液流に接触させることによって、複数の試料片Ｔ１〜Ｔ４を完全に同一の腐食環境下で、エロージョンやコロージョンによる腐食の影響を試験することができる。

また、複数の試料片Ｔ１〜Ｔ４を同時に試験することによって、試験片Ｔ１〜Ｔ４を１つずつ試験する場合と比較して、試験時間を大幅に短縮することが可能になる。
また、複数の試料片Ｔ１〜Ｔ４を係止した試料保持板１５を回転させることでスラリーＱの対流を形成することで、例えば液体成分に対する固体成分の割合が７０％といった固体成分が多いスラリーであっても、固体成分が沈殿することない。これによって、実際に利用しているスラリーの固体成分の割合を数倍に高めて加速試験を行うことが可能になり、試験時間の更なる短縮を実現することができる。

以上、本発明の腐食試験装置、およびこれを用いた腐食試験方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本発明の腐食試験装置、腐食試験方法では、調査したい金属材料を自由に選択することができ、複数の金属試料片を同時に試験できる。スラリーの固体成分、温度、スラリー対流状態（試料保持板の回転速度）、液体成分に対する固体成分の体積割合などを所定の値に調整して腐食試験をすることができる。すなわち、使用環境に合わせた腐食試験を実施することにより、使用環境にて適した金属材料を選定することができる。

また、例えば、上記実施形態では、液体成分に固体成分が懸濁したスラリーを例示しているが、一様な組成をもつ液体化合物やそれらの溶液であっても、全く同様に適用することができる。

また、例えば、上記実施形態では、調温部（調温手段）を備えているが、スラリーの液温による腐食への影響が少ない場合、調温部（調温手段）を省略することもできる。また、調温部（調温手段）として、スラリーを加熱するヒータ以外にも、スラリーを冷却する冷却手段を備えることもできる。

また、例えば、上記実施形態では、試料片の試料保持板への係止手段として、ピンによる係止を例示しているが、これに限定されるものでは無い。例えば、接着剤による接合など試料片に加工を施す必要のない係止手段を用いることも好ましい。

以下、本発明の効果を検証した検証結果について説明する。
（検証例１）
図３に示す試料保持板１５の周縁１５Ｅと容器１４の内壁１４Ｗとの隙間の面積Ｒ１と、貫通穴２３ａ，２３ｂの合計の面積Ｒ２との割合に応じた、スラリーＱの固体成分の沈殿状況を検証した。
腐食試験装置および金属試料片の仕様は以下のとおりである。
容器： 高さ350mm、外径160mm、内径150mmの塩化ビニル製の円筒状容器
ポンプ： マグネットポンプ、送液速度9L/min、チューブ内径10mm
試料保持板： 直径140mm、厚さ10mm
貫通穴： 20mm×60mmの穴
回転軸： SUS316L製、長さ400mm、直径8mmの丸棒
金属試料片： 厚さ5mm、直径30mmのコイン状
金属試料片の下面と底板との隙間： 20mm
この金属試料片を表１記載の金属Ａ〜Ｄとして、合計4個を試料保持板に配した。
スラリー： 石膏スラリー（スラリー濃度２０％）を使用した。なお、スラリー濃度は、石膏スラリー全体積に対する石膏の体積の割合を示す。石膏は、関東化学製、鹿一級のものを用いた。

試験例１として、図３に示す面積Ｒ２よりも面積Ｒ１が小さくなるように、試料保持板１５と貫通穴２３ａ，２３ｂとを形成した。具体的には、面積Ｒ１は、面積Ｒ２に対して９０％となるようにした。
また、試験例２として、図３に示す面積Ｒ２よりも面積Ｒ１が大きくなるように、試料保持板１５と貫通穴２３ａ，２３ｂとを形成した。具体的には、面積Ｒ１は、面積Ｒ２に対して１５０％となるようにした。
試験例３として、図３に示す面積Ｒ２よりも面積Ｒ１が同一なるように、試料保持板１５と貫通穴２３ａ，２３ｂとを形成した。
また、試験例４として、図３に示す面積Ｒ２よりも面積Ｒ１が大きくなるように、試料保持板１５と貫通穴２３ａ，２３ｂとを形成した。具体的には、面積Ｒ１は、面積Ｒ２に対して１３０％となるようにした。

こうした腐食試験装置を用いて、固体成分の割合が２０％の石膏スラリーを対流させ、固体成分の沈殿状況を観察した。
その結果、試験例１では試料保持板の下部領域に固体成分の沈殿が見られた。また、試験例２では容器の底面角部に固体成分の沈殿が見られた。試験例３および試験例４では固体成分の沈殿状況が観察されなかった。

（検証例２）
腐食試験装置および試料片の仕様は検証例１と同じである。図３に示す面積Ｒ１は、面積Ｒ２に対して１３０％となるようにした。
試験例５として、スラリーは石膏スラリー（スラリー濃度０．５％）のものを用いた。
試験例６として、スラリーは石膏スラリー（スラリー濃度２０％）のものを用いた。
試験例７として、スラリーは石膏スラリー（スラリー濃度７０％）のものを用いた。
試験例８として、スラリーは石膏スラリー（スラリー濃度８０％）のものを用いた。
試験例５，６，７，８では、石膏は関東化学製、鹿一級のものを用いた。

こうした試験例５〜８の試料保持板を備えた腐食試験装置を用いて、石膏スラリーを対流させ、固体成分の沈殿状況を観察した。
その結果、試験例５ではエロージョンによる腐食が確認されなかった。試験例６および試験例７では固体成分の沈殿状況が観察されなかった。試験例８では試料保持板の下部領域に固体成分の沈殿が見られた。

（検証例３）
腐食試験装置および試料片の仕様は検証例１と同じである。スラリーは石膏スラリー（スラリー濃度２０％）を使用した。（石膏は、関東化学製、鹿一級のもの）図７に、検証例２の試料保持板を示す。また、表１に試料片（サンプル）の具体例を示す。また、表２にスラリーの具体的な仕様を示す。ただし表２の溶液について、Ｃｕ濃度調整には関東化学製、鹿一級試薬である塩化銅二水和物を、Ｃｌ濃度調整には、Ｃｕ濃度調整に用いた塩化銅二水和物に加えて、関東化学製、鹿一級試薬である塩化カルシウムを、ｐＨ調整には関東化学製、特級試薬の塩酸を用いた。

腐食試験装置を用いて、試料保持板に試料片（サンプル）を係止してから、７００ｒｐｍ（≒５ｍ／ｓ）で回転させ、溶液温度５０℃を維持し、一か月（３０日間）の試験を行った。この結果を表３に示す。

試験の結果、エロージョン、コロージョンによる試料片の減量が確認され、調製したスラリーにおける耐エロージョン・コロージョン性に対して優劣を確認することができた。

（検証例４）
腐食試験装置および試料片の仕様は検証例１と同じである。
スラリーはアルミナ粉末スラリー（スラリー濃度７０％）を使用した。（アルミナ粉末は、関東化学製、鹿一級のもの）
図７に、検証例２の試料保持板を示す。試料片（サンプル）は検証例３と同様である。また、スラリーの具体的な仕様は、検証例３の表２と同様である。

検証例４で用いた腐食試験装置を用いて、試料保持板に試料片（サンプル）を係止してから７００ｒｐｍ（≒５ｍ／ｓ）で回転させ、溶液温度４０℃を維持し、１０日間の試験を行った。この結果を表４に示す。

腐食試験の結果、エロージョン・コロージョンによる金属試料片の減量が確認され、調製したスラリーにおける耐エロージョン・コロージョン性に対して金属Ａ〜Ｄの優劣を確認することができた。
石膏スラリーを用いた検証例３の結果、検証例３に示した腐食試験条件下では、金属Ｄが最も耐食性に優れ、金属Ａが最も耐食性に劣っていた。実際の工場において発生する石膏を含んだ排水（ｐＨおよそ２、スラリー濃度：およそ２０％）を送液するポンプの羽根車に金属Ｄ、金属Ａをそれぞれ使用してポンプの腐食状況を観察した。その結果、金属Ｄからなる羽根車は、２年経過後も、エロージョン・コロージョンによる損耗が観察されていないのに対し、金属Ａからなる羽根車は３カ月程度でエロージョン・コロージョンによって破損した。工場内の類似の使用環境にあるポンプの羽根車の材料を金属Ａから金属Ｄに変更してポンプの使用寿命を大幅に改善することができた。

１０ 腐食試験装置
１１ 本体部
１２ 調温部（調温手段）
１４ 容器
１５ 試料保持板
Ｔ 試料片
Ｑ スラリー

Claims (8)

1. 金属試料片のスラリーに対する耐食性を試験するための腐食試験装置であって、
   前記スラリーを収容する容器と、該容器の底面に対して所定の間隔を保って回動自在に支持される円板状の試料保持板と、該試料保持板を回転させる回転手段と、を備え、
   前記試料保持板には、前記一面とこれに対向する他面との間を貫通する貫通穴が形成され、
   前記容器の底面と対向する前記試料保持板の一面に、複数の前記金属試料片が係止されることを特徴とする腐食試験装置。
2. 前記試料保持板の一面側を平面視した時に、前記試料保持板の周縁と前記容器の内壁との隙間の面積は、前記貫通穴の面積に対して１００％以上１３０％以下であることを特徴とする請求項１記載の腐食試験装置。
3. 前記容器から前記スラリーを汲み上げ、該記スラリーを所定の温度に調温してから前記容器に還流させる調温手段を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の腐食試験装置。
4. 前記調温手段は、前記スラリーを汲み上げるポンプと、前記スラリーを貯留する調温槽と、該調温槽に設けられるヒータと、を含むことを特徴とする請求項３記載の腐食試験装置。
5. 前記容器の底面を構成する底板は、耐摩耗性材料からなることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項記載の腐食試験装置。
6. 金属試料片のスラリーに対する耐食性を試験する腐食試験方法であって、
   前記スラリーを収容する容器の底面に対して所定の間隔を保って回動自在に支持される円板状の試料保持板における前記容器の底面と対向する一面に、複数の前記金属試料片を係止させて、前記試料保持板を回転させることによって、前記貫通穴を通過して前記底面に向かう下降流と、前記底面から前記試料保持板の周縁と前記容器の内壁との隙間を通過して上昇する上昇流とを含む対流を前記スラリーに生じさせ、複数の前記金属試料片を前記スラリーの対流環境に晒すことを特徴とする腐食試験方法。
7. 前記試料保持板の一面側を平面視した時に、前記試料保持板の周縁と前記容器の内壁との隙間の面積は、前記貫通穴の面積に対して１００％以上１３０％以下であることを特徴とする請求項６記載の腐食試験方法。
8. 前記スラリーは、液体成分に対する固体成分の体積割合が０．５％以上、７０％以下であることを特徴とする請求項６または７記載の腐食試験方法。

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