JP2016061678A - Corrosion resistance test device and corrosion resistance test method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐食性試験装置及び耐食性試験方法に関する。 The present invention relates to a corrosion resistance test apparatus and a corrosion resistance test method.
鋼板等の金属板の耐食性を評価する方法として、塩水噴霧試験(JIS Z 2371)や、自動車部品外観試験法(JASO M610)をはじめとした各種の方法が提案されており、性能評価手段や研究開発のツールとして活用されている。 Various methods such as salt spray test (JIS Z 2371) and automobile parts appearance test method (JASO M610) have been proposed as methods for evaluating the corrosion resistance of metal plates such as steel plates. It is used as a development tool.
また、下記の特許文献1には、金属材の耐食性を評価するために、(A)金属材の表面に塩化物イオンを含む塩分を付着させる工程と、(B)金属材に温度と相対湿度をステップ状に変化させて設定した乾燥工程及び湿潤工程と、を1又は複数回行う方法が開示されている。 In addition, in Patent Document 1 below, in order to evaluate the corrosion resistance of a metal material, (A) a step of attaching a salt containing chloride ions to the surface of the metal material, and (B) temperature and relative humidity on the metal material. Discloses a method of performing the drying step and the wetting step set by changing the step shape one or more times.
これらの耐食性の評価方法は、端面、加工部、傷部等といった特定部位の耐食性向上を検討するための手段や、腐食環境における腐食生成物への影響を調査する手段として、極めて有用である。 These evaluation methods for corrosion resistance are extremely useful as means for examining improvement in corrosion resistance of specific parts such as end faces, processed parts, and scratched parts, and means for investigating the influence on corrosion products in a corrosive environment.
しかしながら、上記塩水噴霧試験及び自動車部品外観試験法や、特許文献1に開示の評価方法は、NaCl等の塩化物イオンを含む化合物により腐食を促進する方法を採用している。そのため、これらの評価方法では、腐食促進因子である塩化物イオンの濃度が100ppm以下となることが多い屋内や、田園地域等の屋外のように、腐食促進因子であるNaCl等がほとんど存在しない環境での腐食条件を模擬できないという問題がある。これにより、NaCl等の腐食促進因子がほとんど存在しない環境における腐食の調査は、実暴露試験に頼る必要があり、再現性が得られない、時間がかかる等の問題があった。 However, the salt spray test and the automotive part appearance test method and the evaluation method disclosed in Patent Document 1 employ a method of promoting corrosion with a compound containing chloride ions such as NaCl. Therefore, in these evaluation methods, an environment in which NaCl, which is a corrosion promoting factor, is hardly present, such as indoors where the concentration of chloride ions, which are corrosion promoting factors, is often 100 ppm or less, or outdoors, such as in rural areas, etc. There is a problem that it is impossible to simulate the corrosion conditions in As a result, the investigation of corrosion in an environment where there is almost no corrosion promoting factor such as NaCl needs to rely on the actual exposure test, and there are problems such as inability to obtain reproducibility and time.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、腐食促進因子である塩化物イオンが少ない環境下であっても、試験片の耐食性を試験することが可能な、耐食性試験装置及び耐食性試験方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to test the corrosion resistance of a test piece even in an environment where there are few chloride ions which are corrosion promoting factors. An object of the present invention is to provide a corrosion resistance test apparatus and a corrosion resistance test method that can be used.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、耐食性に関する試験対象である金属製の試験片が配設される試験室と、前記試験室に対して供給される湿潤空気を生成する湿潤空気生成部と、前記試験室の外部の温度を少なくとも含む試験環境を調整するように制御される機能を有する試験環境調整部と、を備え、前記試験室は、所定の熱伝導率を有する素材で形成される筺体部と、前記筺体部の一部に設けられた開口部を充填するように埋設され、前記筺体部よりも熱伝導率の高い伝熱部材で形成された高熱伝導部と、から構成されており、前記試験材が前記高熱伝導部に配設される耐食性試験装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a test chamber in which a metal test piece which is a test object related to corrosion resistance is disposed, and wet air supplied to the test chamber are generated. And a test environment adjusting unit having a function controlled to adjust a test environment including at least a temperature outside the test chamber, and the test chamber has a predetermined thermal conductivity. A housing part formed of a material having a high heat conduction part embedded in a part of the housing part so as to be filled and formed of a heat transfer member having a higher thermal conductivity than the housing part And a corrosion resistance test apparatus in which the test material is disposed in the high thermal conductivity portion.
前記試験環境調整部は、前記試験環境として、更に、前記試験室に対して供給される前記湿潤空気の温度及び流量と、前記試験室から排出される前記湿潤空気の流量との少なくとも何れかを調整するように制御される機能を有してもよい。 The test environment adjustment unit further includes at least one of a temperature and a flow rate of the wet air supplied to the test chamber and a flow rate of the wet air discharged from the test chamber as the test environment. You may have the function controlled to adjust.
前記試験室では、前記湿潤空気は、当該試験室の底面側から供給され、かつ、天面側から排出されてもよい。 In the test chamber, the humid air may be supplied from the bottom surface side of the test chamber and discharged from the top surface side.
前記試験環境調整部は、前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、が交互に実施されるように、前記試験環境を調整してもよい。 The test environment adjustment unit maintains the first temperature for a predetermined time while adjusting the temperature outside the test chamber to a first temperature higher than the temperature of the wet air. A drying process for drying the interior, and maintaining the second temperature for a predetermined time while adjusting the temperature outside the test chamber to a second temperature lower than the temperature of the humid air, The test environment may be adjusted such that a moistening process for moistening the inside of the water is alternately performed.
前記試験環境調整部は、前記試験室に対して前記湿潤空気を所定時間供給させた後、前記試験室に対する前記湿潤空気の供給及び前記試験室からの前記湿潤空気の排出を停止する湿潤空気供給プロセスと、前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、が順次実施されるように、前記試験環境を調整してもよい。 The test environment adjusting unit supplies the wet air to the test chamber for a predetermined time, and then stops supplying the wet air to the test chamber and discharging the wet air from the test chamber. The process and the temperature outside the test chamber are adjusted to a second temperature lower than the temperature of the humid air, and the second temperature is maintained for a predetermined time to wet the inside of the test chamber. The inside of the test chamber is dried by maintaining the first temperature for a predetermined time while adjusting the temperature outside the test chamber to a first temperature higher than the temperature of the wet air. The test environment may be adjusted such that the drying process is performed sequentially.
前記湿潤空気生成部は、所定温度の水が収容されている容器を有し、当該水の中に空気が吹き込まれることで前記湿潤空気が生成されることが好ましい。 It is preferable that the wet air generating unit has a container in which water of a predetermined temperature is accommodated, and the wet air is generated by blowing air into the water.
前記試験室の外部の温度に関する前記試験環境を調整する前記試験環境調整部は、前記試験室の外部に設けられた温度調整機構又は恒温槽であってもよい。 The test environment adjustment unit that adjusts the test environment related to the temperature outside the test chamber may be a temperature adjustment mechanism or a thermostat provided outside the test chamber.
前記試験室に対して供給される前記湿潤空気の流量と、前記試験室から排出される前記湿潤空気の流量と、をそれぞれ調整する前記試験環境調整部は、前記試験室の前段及び後段に位置する湿潤空気用配管に設けられた調整弁であってもよい。 The test environment adjusting units for adjusting the flow rate of the humid air supplied to the test chamber and the flow rate of the wet air discharged from the test chamber are respectively positioned at the front and rear stages of the test chamber. The adjustment valve provided in the piping for the humid air to perform may be sufficient.
前記試験室に対して供給される前記湿潤空気の温度を調整する前記試験環境調整部は、前記湿潤空気生成部に設けられた温度調整機構であってもよい。 The test environment adjustment unit that adjusts the temperature of the wet air supplied to the test chamber may be a temperature adjustment mechanism provided in the wet air generation unit.
前記試験環境調整部を少なくとも制御する制御ユニットを更に備えてもよい。 You may further provide the control unit which controls at least the said test environment adjustment part.
前記湿潤空気生成部で生成される前記湿潤空気の相対湿度は、100%であることが好ましい。 It is preferable that the relative humidity of the moist air generated by the moist air generator is 100%.
前記試験室の内部における塩化物イオンの濃度が、100ppm以下であることが好ましい。 The chloride ion concentration in the test chamber is preferably 100 ppm or less.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、耐食性に関する試験対象である金属製の試験片が配設される試験室と、前記試験室に対して供給される湿潤空気を生成する湿潤空気生成部と、前記試験室の外部の温度を少なくとも含む試験環境を調整するように制御される機能を有する試験環境調整部と、を備え、前記試験室は、所定の熱伝導率を有する素材で形成される筺体部と、前記筺体部の一部に設けられた開口部を充填するように埋設され、前記筺体部よりも熱伝導率の高い伝熱部材で形成された高熱伝導部と、から構成されており、前記試験材が前記高熱伝導部に配設される耐食性試験装置を用い、前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、を交互に実施する耐食性試験方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a test chamber in which a metal test piece which is a test object related to corrosion resistance is disposed, and a wetness supplied to the test chamber. A humid air generating unit for generating air, and a test environment adjusting unit having a function controlled to adjust a test environment including at least a temperature outside the test chamber, wherein the test chamber has a predetermined heat A housing part formed of a material having conductivity and an embedded portion filled with an opening provided in a part of the housing part, and formed of a heat transfer member having a higher thermal conductivity than the housing part. A high heat conduction part, and a corrosion resistance test apparatus in which the test material is disposed in the high heat conduction part, and the temperature outside the test chamber is higher than the temperature of the wet air. While adjusting the temperature, maintain the first temperature for a predetermined time. Thus, while adjusting the drying process for drying the inside of the test chamber and the temperature outside the test chamber to a second temperature lower than the temperature of the wet air, the second temperature is set for a predetermined time. By maintaining, there is provided a corrosion resistance test method that alternately performs a wetting process of wetting the inside of the test chamber.
また、本発明の更に別の観点によれば、耐食性に関する試験対象である金属製の試験片が配設される試験室と、前記試験室に対して供給される湿潤空気を生成する湿潤空気生成部と、前記試験室の外部の温度を少なくとも含む試験環境を調整するように制御される機能を有する試験環境調整部と、を備え、前記試験室は、所定の熱伝導率を有する素材で形成される筺体部と、前記筺体部の一部に設けられた開口部を充填するように埋設され、前記筺体部よりも熱伝導率の高い伝熱部材で形成された高熱伝導部と、から構成されており、前記試験材が前記高熱伝導部に配設される耐食性試験装置を用い、前記試験室に対して前記湿潤空気を所定時間供給させた後、前記試験室に対する前記湿潤空気の供給及び前記試験室からの前記湿潤空気の排出を停止する湿潤空気供給プロセスと、前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、を順次実施する、耐食性試験方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, a test chamber in which a metal test piece which is a test object related to corrosion resistance is disposed, and wet air generation for generating wet air supplied to the test chamber. And a test environment adjustment unit having a function controlled to adjust a test environment including at least a temperature outside the test chamber, and the test chamber is formed of a material having a predetermined thermal conductivity. And a high heat conduction part that is embedded to fill an opening provided in a part of the case part and is formed of a heat transfer member having a higher thermal conductivity than the case part. And using the corrosion resistance test apparatus in which the test material is disposed in the high thermal conductivity portion, supplying the wet air to the test chamber for a predetermined time, and then supplying the wet air to the test chamber and Exhaust the humid air from the test chamber The wet air supply process, and adjusting the temperature outside the test chamber to a second temperature lower than the temperature of the wet air while maintaining the second temperature for a predetermined time. A wet process for wetting the interior of the chamber, and adjusting the temperature outside the test chamber to a first temperature higher than the temperature of the humid air while maintaining the first temperature for a predetermined time, A corrosion resistance test method is provided which sequentially performs a drying process for drying the inside of the test chamber.
前記耐食性試験方法において、前記湿潤空気生成部で生成される前記湿潤空気の相対湿度は、100%であることが好ましい。 In the corrosion resistance test method, it is preferable that a relative humidity of the wet air generated by the wet air generation unit is 100%.
前記耐食性試験方法において、前記試験室の内部における塩化物イオンの濃度は、100ppm以下であることが好ましい。 In the corrosion resistance test method, the concentration of chloride ions in the test chamber is preferably 100 ppm or less.
以上説明したように本発明によれば、腐食促進因子である塩化物イオンが少ない環境下であっても、試験片の耐食性を試験することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to test the corrosion resistance of a test piece even in an environment where there are few chloride ions which are corrosion promoting factors.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(耐食性試験装置の全体構成について)
まず、図1を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る耐食性試験装置の全体構成について、詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る耐食性試験装置の全体構成の一例を示した模式図である。
(About the overall configuration of the corrosion resistance test equipment)
First, the overall configuration of the corrosion resistance test apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of the corrosion resistance test apparatus according to the present embodiment.
本実施形態に係る耐食性試験装置は、鉄や非鉄金属等を含む金属板、又は、めっき等の表面処理の施された金属板、樹脂もしくはセラミックス材料等を試験対象として、かかる金属板等の耐食性を試験する装置である。本実施形態に係る耐食性試験装置は、塩化物イオンの濃度が100ppm以下という腐食促進因子がほとんど存在しない環境であっても、試験対象とする金属板等の耐食性を評価することが可能である。この耐食性試験装置10は、例えば図1に模式的に示したように、少なくとも試験ユニット100を有しており、好ましくは、更に、制御ユニット200を有する。
The corrosion resistance test apparatus according to the present embodiment is a metal plate containing iron or non-ferrous metal, or a metal plate that has been subjected to surface treatment such as plating, a resin or a ceramic material, and the like. Is a device for testing. The corrosion resistance test apparatus according to the present embodiment can evaluate the corrosion resistance of a metal plate or the like to be tested even in an environment where there is almost no corrosion promoting factor having a chloride ion concentration of 100 ppm or less. For example, as schematically shown in FIG. 1, the corrosion
試験ユニット100は、試験対象とする金属板から採取された試験片が所定の場所に設置されて、かかる試験片の耐食性が試験されるユニットである。この試験ユニット100は、図1に示したように、湿潤空気生成部101と、試験室103と、試験環境調整部105と、を有している。なお、後述するように、試験環境調整部105は、試験室103を取り囲むように配置され、試験室103が試験環境調整部105の内部に設けられていてもよい。
The
湿潤空気生成部101は、後述する試験室103に対して供給される湿潤空気を生成する部分である。湿潤空気生成部101では、所定の温度に調整された水の中に所定の圧力(空気圧)に調整された空気が吹き込まれることで、飽和状態にある湿潤空気が生成される。すなわち、かかる湿潤空気生成部101は、相対湿度がほぼ100%である湿潤空気(好ましくは、相対湿度が100%である湿潤空気)を生成する部分である。湿潤空気生成部101によって生成された湿潤空気は、断熱された配管を介して試験室103へと供給される。
The wet
なお、湿潤空気生成部101の具体的な構成は、以下で改めて説明する。
また、湿潤空気を供給するための配管については、特に限定されるものではなく、断熱されたパイプ状の部材であれば、例えば、樹脂製のもの、金属製のもの、合金製のもの等といった公知の部材を利用することが可能である。かかる場合において、配管に用いるパイプ状の部材が単独では十分な断熱性を有していない場合であっても、かかるパイプ状の部材の周囲に断熱材を十分に巻きつけて、配管内を通る湿潤空気と外部環境とが互いに影響を及ぼしあわないようになっていればよい。かかる配管として、例えば、プラスチック製のパイプに断熱材を十分に巻き付けたもの(例えば、φ10mmのプラスチック製のパイプに、外形がφ30〜40mm程度となるまで断熱材を巻き付けたもの)を利用することが可能である。
In addition, the specific structure of the humid air production |
In addition, the piping for supplying the humid air is not particularly limited, and may be a resin-like member, a metal member, an alloy member, etc., as long as it is a heat-insulated pipe member. Known members can be used. In such a case, even if the pipe-shaped member used for the piping does not have sufficient heat insulation by itself, the pipe-shaped member is sufficiently wound around the pipe-shaped member and passed through the pipe. It is sufficient that the humid air and the external environment do not affect each other. As such piping, for example, a pipe in which a heat insulating material is sufficiently wound around a plastic pipe (for example, a pipe in which a heat insulating material is wound around a plastic pipe of φ10 mm until the outer shape becomes about φ30 to 40 mm) is used. Is possible.
先だって説明した塩水噴霧試験や特許文献1に記載の方法では、NaClを含む液体を噴霧する。かかるNaCl等の塩化物イオンを含む塩類は水分を吸収する性質(すなわち、潮解性)を有するため、塩水噴霧試験や特許文献1に記載の方法では、供給する湿潤空気の相対湿度を気にすることなく、結露状態を作り出すことができる。しかしながら、本実施形態に係る耐食性試験装置10は、NaCl等の塩化物イオンを含む塩類の濃度が例えば100ppm以下という、塩化物イオンを含む塩類がほとんど存在しない環境を模擬するものであるため、かかる塩類の特性を利用して結露状態を作り出すことができない。そのため、上記のように、湿潤空気生成部101によって、飽和状態にある湿潤空気(相対湿度がほぼ100%である湿潤空気)を作り出すことが重要となる。
In the salt spray test and the method described in Patent Document 1 described above, a liquid containing NaCl is sprayed. Since salts containing chloride ions such as NaCl have a property of absorbing moisture (ie, deliquescence), the salt spray test and the method described in Patent Document 1 care about the relative humidity of the supplied humid air. Without causing condensation. However, since the corrosion
試験室103は、耐食性に関する試験対象である金属製の試験片が配設される。試験室103は、断熱された配管によって湿潤空気生成部101と接続されており、湿潤空気生成部101によって生成された湿潤空気が供給される。また、試験室103には、試験室103から湿潤空気を排出するための、断熱された配管が接続されており、かかる配管を通じて、試験室103に供給された湿潤空気が試験室103の外部へと排出される。
The
本実施形態に係る耐食性試験装置10では、かかる試験室103の外部の温度を、供給される湿潤空気の温度よりも低い温度にしたり高い温度にしたりすることで、試験室103の内部を、結露が生じる状態や乾燥した状態に制御する。換言すれば、本実施形態に係る耐食性試験装置10は、試験室103の内部雰囲気の絶対湿度を定露点とし、試験室103を冷熱サイクルにかけることで、試験室103の内部の相対湿度を制御する。従って、かかる試験室103は、調湿機能を有していないことが重要である。
In the corrosion
また、本実施形態に係る耐食性試験装置10では、塩化物イオン濃度が100ppm以下という、腐食促進因子の存在しない環境を模擬するものであるため、試験室103の内部の塩化物イオン濃度を、100ppm以下とする。
In addition, since the corrosion
かかる試験室103の具体的な構成については、以下で改めて詳細に説明する。
A specific configuration of the
試験環境調整部105は、試験室103の外部の温度を少なくとも含む試験環境を調整するように制御される機能を有するものである。かかる試験環境調整部105は、上記の試験環境として、更に、試験室103に対して供給される湿潤空気の温度及び流量と、試験室103から排出される湿潤空気の流量との少なくとも何れかを調整するように制御される機能を有することが好ましい。
The test
この試験環境調整部105は、具体的には、湿潤空気生成部101や、試験室103や、試験室103に接続されている配管や、試験室103の外部の空間等に設けられている、様々な機器や部材によって実現される。
Specifically, the test
例えば、試験室103の外部の温度に関する試験環境を調整する試験環境調整部105は、試験室103の外部に設けられた、ヒーターやクーラーやサーモスタット等といった温度調整機構、又は、試験室103を取り囲むように設けられた恒温槽として実現することが可能である。
For example, the test
また、試験室103に対して供給される湿潤空気の流量や、試験室103から排出される湿潤空気の流量をそれぞれ調整する前記試験環境調整部105は、試験室103の前段及び後段に位置する配管に設けられた各種の調整弁として実現することが可能である。
In addition, the test
更に、試験室103に対して供給される湿潤空気の温度を調整する試験環境調整部105は、湿潤空気生成部101に設けられた、ヒーターやクーラーやサーモスタット等の各種の温度調整機構として実現することが可能である。
Further, the test
これらの試験環境調整部105が、湿潤空気生成部101や、試験室103の外部の環境や、配管等を適切に調整することで、耐食性試験の試験環境を所望の状態に維持することが可能となる。
These test
これらの試験環境調整部105は、耐食性試験装置10に対する各種のユーザ入力に基づいて、後述する制御ユニット200により制御されてもよい。また、これらの試験環境調整部105をユーザが直接操作することで、所望の試験環境が実現されてもよい。
These test
これらの試験環境調整部105の具体例についても、以下で改めて説明する。
Specific examples of these test
これらの試験環境調整部105が互いに連携しながら機能することにより、試験片の耐食性試験を行うことができる。
When these test
例えば、これらの試験環境調整部105が、(1)試験室103の外部の温度を、湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、試験室103の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、(2)試験室103の外部の温度を、湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、試験室103の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、が交互に実施されるように試験環境を調整することで、試験片の耐食性試験を行うことができる。
For example, the test environment adjusting unit 105 (1) maintains the first temperature for a predetermined time while adjusting the temperature outside the
また、上記の試験環境調整部105が、(1)試験室103に対して湿潤空気を所定時間供給させた後、試験室103に対する湿潤空気の供給及び試験室103からの湿潤空気の排出を停止する湿潤空気供給プロセスと、(2)試験室103の外部の温度を、湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、試験室103の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、(3)試験室103の外部の温度を、湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、試験室103の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、が順次実施されるように、試験環境を調整することで、試験片の耐食性試験を行うことができる。
In addition, the test environment adjusting unit 105 (1) after supplying the
なお、これら2種類の耐食性試験方法については、以下で改めて説明する。 These two types of corrosion resistance test methods will be described again below.
以上、図1を参照しながら、本実施形態に係る耐食性試験装置10が備える試験ユニット100について説明した。
The
制御ユニット200は、試験ユニット100の各種機能を制御するユニットである。かかる制御ユニット200は、例えば、試験ユニット100に設けられている各種の試験環境調整部105を制御することで、試験ユニット100を所望の状態となるように制御する。
The
かかる制御ユニット200の具体的な構成については、特に限定されるものではなく、公知の制御ユニットを利用することが可能である。例えば、かかる制御ユニット200は、上記のような試験環境調整部105に実装されているICチップ等からなる制御基板であってもよいし、コンピュータの管理下で稼働する、試験環境調整部105に実装されているアクチュエータ等の駆動機構であってもよい。また、かかる制御ユニット200は、試験ユニット100の機能を統括的に制御するコンピュータ等のような演算処理装置であってもよい。
The specific configuration of the
かかる制御ユニット200は、ユーザ操作に応じて試験環境調整部105を所望の状態となるように制御する。また、制御ユニット200は、予め設定された各種の制御プログラムに基づいて、試験ユニット100の状態を自動的に制御することも可能である。
The
以上、図1を参照しながら、本実施形態に係る耐食性試験装置10の全体構成を説明した。
The overall configuration of the corrosion
(試験ユニット100の具体例について)
次に、図2〜図6を参照しながら、本実施形態に係る耐食性試験装置10が備える試験ユニット100について、具体的に説明する。図2は、本実施形態に係る耐食性試験装置の試験ユニットの構成の一例を示した模式図である。図3は、本実施形態に係る試験ユニットについて説明するための説明図である。図4及び図5は、本実施形態に係る耐食性試験装置の試験ユニットの構成の一例を示した模式図である。図6は、本実施形態に係る耐食性試験装置の試験ユニットの構成の他の一例を示した模式図である。
(Specific example of test unit 100)
Next, the
<湿潤空気生成部101>
図2に模式的に示したように、試験ユニット100の湿潤空気生成部101は、洗浄瓶等の容器111と、容器111に収容されている水(蒸留水)113と、水113に浸漬されているノズル115と、から構成されている。また、容器111には、水113に浸漬しないように、湿潤空気を供給するための供給用配管107が接続されている。
<
As schematically shown in FIG. 2, the wet
ここで、ノズル115の途中には、ノズル115中を流れる空気の流量を計測するための流量計117が設けられていても良い。また、容器111に収容されている水113の中には、水113の温度(ひいては、生成される湿潤空気の温度)を所望の温度に調整するための温度調整機構119が設けられている。かかる温度調整機構119が、試験室103に対して供給される湿潤空気の温度を調整する試験環境調整部105の一例である。なお、温度調整機構119は、温度を制御できるものであれば特に限定されるものではなく、サーモスタット等の公知の温度調整機構を利用可能である。
Here, in the middle of the
所定の圧力(空気圧)に調整された空気は、ノズル115を介して、温度調整機構119により所望の温度まで加熱された水113へと吹き込まれ、水中を発泡上昇することで、相対湿度100%の湿潤空気となる。生成された相対湿度100%の湿潤空気は、供給用配管107を介して試験室103へと供給されるが、供給用配管107の途中には流量調整弁121が設けられており、湿潤空気の供給流量が調整される。かかる流量調整弁121が、試験室103に対して供給される湿潤空気の流量を調整する試験環境調整部105の一例である。
The air adjusted to a predetermined pressure (pneumatic pressure) is blown into the
<試験室103>
試験室103は、所定の熱伝導率を有する素材で形成される筺体部131と、筺体部131よりも熱伝導率の高い伝熱部材で形成された高熱伝導部133と、から構成されている。本実施形態では、例えば、筺体部131を樹脂製とし、高熱伝導部133を金属製又は合金製とすることができる。ここで、図3に模式的に示したように、筺体部131の一部(例えば、筺体部131の底面)には開口部が設けられており、かかる開口部を充填するように、例えば伝熱板やヒートシンク等の伝熱部材が埋設されている。この埋設された伝熱部材が、高熱伝導部133となる。また、試験室103には、試験片Sを試験室103の内部に配設するための開閉可能な出し入れ口(図示せず。)が設けられている。
<
The
試験室103の筺体部131には、湿潤空気の供給用配管107と、湿潤空気を試験室103から排出するための排出用配管109が接続されている。また、排出用配管109の途中には、流量調整弁123が設けられており、湿潤空気の排出流量が調整される。かかる流量調整弁123が、試験室103から排出される湿潤空気の流量を調整する試験環境調整部105の一例である。
Connected to the
また、試験室103の外部には、外部の温度を調整するための外部温度調整機構151が設けられている。かかる外部温度調整機構151が、試験室103の外部の温度に関する試験環境を調整する試験環境調整部105の一例である。かかる外部温度調整機構151は、温度を制御できるものであれば特に限定されるものではなく、ヒーターやクーラーやサーモスタット等、公知のものを利用することが可能である。
An external
更に、試験室103の内部には、試験室103の内部の温度や湿度を測定するためのセンサ135が設けられている。かかるセンサ135からの出力に着目することで、試験室103内の温度や湿度を随時把握することが可能となる。
Furthermore, a
本実施形態に係る試験室103では、開口部を充填するように伝熱部材が埋設されていることで、試験室103の内部と外部とで直接的な雰囲気の流入・流出は存在しない。しかしながら、試験室103が熱伝導率の異なる2つの部分から構成されることで、試験室103の内部と外部との間の熱の移動は、高熱伝導部133を介して行われるようになる。その結果、試験室103の内部の温度は、容易かつ迅速に試験室103の外部の温度に追随するようになる。
In the
また、熱の移動が主に高熱伝導部133を介して行われることで、試験室103に供給された湿潤空気が結露するような状況となると、筺体部131よりも高熱伝導部133に優先的に結露が生じることとなる。従って、かかる高熱伝導部133に試験片Sを配設することで、例えば図4に模式的に示したように、結露の結果生じる水膜Wを試験片S上に選択的に形成させることができる。
In addition, when the heat is transferred mainly through the high
更に、本実施形態に係る耐食性試験装置10では、湿潤空気中に含まれる水分を結露させることで、試験片S上に水膜Wを形成させるため、形成される水膜の厚み(図4における厚みd)は、nmのオーダーとなる。従って、試験片と水膜との界面で起こる溶存酸素の還元反応(O2+2H2O+4e−→4OH−)において、大気から界面への酸素の供給を早めることが可能となり、水膜W中の溶存酸素濃度を向上させることができる。その結果、腐食促進因子の存在しない屋内の高湿度環境下での結露による腐食を模擬することが可能となる。
Furthermore, in the corrosion
また、より確実に試験片S上に結露を生じさせるために、図5に模式的に示したように、湿潤空気は、試験室103の底面側から供給され、かつ、天面側から排出されることが好ましい。これにより、試験片Sの上方に確実に湿潤空気を導入することが可能となり、結露することなく試験室103から排出されてしまう湿潤空気の量を削減することができる。
Further, in order to cause dew condensation on the test specimen S more reliably, as schematically shown in FIG. 5, the humid air is supplied from the bottom surface side of the
なお、例えば図6に示したように、図2の外部温度調整機構151に代えて、試験室103を取り囲む恒温槽153を設けても良い。かかる恒温槽153を利用することで、より簡便に試験室103の内部の温度を調整することが可能となる。ここで、図6では、柱状の部材を用いて試験室103を支持する場合の態様を示しているが、恒温槽153内に網状の棚を設けて、かかる棚の上に試験室103を設置するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 6, a
以上、図2〜図6を参照しながら、試験ユニット100の具体例について、詳細に説明した。
The specific example of the
(耐食性試験方法について)
次に、図7〜図10を参照しながら、図1〜図6に示した耐食性試験装置10を利用した耐食性試験方法について、詳細に説明する。図7〜図10は、本実施形態に係る耐食性試験方法について説明するための説明図である。
(Corrosion resistance test method)
Next, a corrosion resistance test method using the corrosion
以下では、まず、図7に示した模式的な湿り空気線図を参照しながら、本実施形態に係る耐食性試験方法で実施される冷熱サイクルについて説明する。
湿潤空気生成部101に導入された空気は、湿潤空気生成部101を通過することで、温度Tair、相対湿度100%の湿潤空気となる。湿潤空気生成部101により生成された湿潤空気は、図7に示した湿り空気線図では、相対湿度=100%の曲線上の点Aに対応する。
Below, first, the cooling / heating cycle implemented by the corrosion resistance test method according to the present embodiment will be described with reference to the schematic wet air diagram shown in FIG.
The air introduced into the humid
ここで、外部温度調整機構151又は恒温槽153により、試験室103の外部の温度を所定時間(例えば、0.5時間)かけてTdry(>Tair)まで上昇させて、所定の保持時間(例えば、3.5時間)だけ保持することにより、試験室103内に供給される湿潤空気の温度もTdryとなる。温度が上昇することで飽和水蒸気量も大きくなるため、温度Tairでは飽和状態にある湿潤空気の相対湿度は、温度Tdryでは、100%未満の値となる。その結果、温度Tdryでは、試験室103内は乾燥した状態となる。かかる状態操作は、絶対湿度が一定であるために、湿り空気線図では、温度軸に平行に高温側へ点Aを移動させる操作に対応し、かかる状態の湿潤空気は、図7に示した湿り空気線図では、点Bに対応する。
Here, the temperature outside the
その後、外部温度調整機構151又は恒温槽153により、試験室103の外部の温度を所定時間(例えば、0.5時間)かけてTwet(<Tair)まで低下させて、所定の保持時間(例えば、3.5時間)だけ保持することにより、試験室103内に供給される湿潤空気の温度もTwetとなる。ここで、Twet<Tairの関係が成立しているため、温度がTwetまで移行する際に、点Aにおいて相対湿度=100%の曲線と交わり、その後は、相対湿度=100%の曲線に沿って、点Cまで変化する。その結果、温度Twetでは、試験室103内は湿潤状態となり、点Aと点Cの縦軸座標の差分に対応する湿潤空気中の水分が、結露することとなる。
Thereafter, the temperature outside the
ここで、温度Tdry及びTwetの値は、特に限定されるものではなく、模擬したい環境における最高気温や最低気温等を考慮して、適宜設定すればよい。また、温度Tairについても、Twet<Tair<Tdryの関係を満たすような、扱いやすい温度をTairとして設定すればよいが、模擬したい環境における大気の露点を参考にしてもよい。例えば、日本における屋内や田園地帯等の環境を模擬する場合には、Twet=15℃、Tair=20℃、Tdry=35℃のように設定することができる。 Here, the values of the temperatures T dry and T wet are not particularly limited, and may be appropriately set in consideration of the maximum temperature and the minimum temperature in the environment to be simulated. As for the temperature T air , an easy-to-handle temperature that satisfies the relationship of T wet <T air <T dry may be set as T air , but the atmospheric dew point in the environment to be simulated may be referred to. For example, when an environment such as indoors or countryside in Japan is simulated, T wet = 15 ° C., T air = 20 ° C., T dry = 35 ° C. can be set.
以上のような冷熱サイクルが、屋外曝露試験における1日分の曝露操作に対応する。従って、乾燥状態(3.5時間)→移行時間0.5時間→湿潤状態(3.5時間)→移行時間0.5時間→という1つのサイクルを24時間分繰り返すことで、屋外曝露試験における3日分の曝露操作を行ったことになる。従来の塩水噴霧を含む試験方法では、試験片に付着した塩分が潮解し、試験片上に過剰な厚みの水膜が形成されるという問題があった。しかし、本実施形態に係る耐食性試験方法によれば、湿潤空気中に含まれる水分の結露によって試験片上に形成される水膜の厚みはnmのオーダーとなり、腐食促進因子の存在しない屋内の高湿度環境下での結露による腐食を模擬することが可能となる。 The cooling cycle as described above corresponds to the exposure operation for one day in the outdoor exposure test. Therefore, by repeating one cycle of dry state (3.5 hours) → transition time 0.5 hours → wet state (3.5 hours) → transition time 0.5 hours → 24 hours, in the outdoor exposure test The exposure operation for 3 days was performed. The conventional test method including salt water spray has a problem that salt adhering to the test piece is deliquescent and an excessively thick water film is formed on the test piece. However, according to the corrosion resistance test method according to the present embodiment, the thickness of the water film formed on the test piece due to condensation of moisture contained in the humid air is on the order of nm, and the indoor high humidity where there is no corrosion promoting factor. It is possible to simulate corrosion due to condensation in the environment.
<第1の耐食性試験方法>
次に、図8を参照しながら、本実施形態に係る耐食性試験装置10で実施可能な2種類の耐食性試験方法のうち、試験環境の調整がより簡便な第1の方法について説明する。
<First Corrosion Resistance Test Method>
Next, of the two types of corrosion resistance test methods that can be performed by the corrosion
この第1の方法は、図8に示したように、湿潤空気生成部101で生成される温度Tair、相対湿度100%の湿潤空気が、常に試験室103に供給され、かつ、試験室103から排出される条件下で実施される。すなわち、図2や図6に示した耐食性試験装置10における耐食性試験中、温度調整機構119は、容器111に収容されている水113の温度をTair(例えば、20℃)に維持し続け、流量調整弁121,123は、湿潤空気の供給流量及び排出流量が所望の値となるように、弁の開放度合いが維持されている。
In this first method, as shown in FIG. 8, the temperature T air generated by the humid
第1の方法では、外部温度調整機構151又は恒温槽153により、試験室103の外部の温度は、所定時間(例えば、0.5時間)かけてTdry(例えば、35℃)まで上昇し、所定の保持時間(例えば、3.5時間)だけ、温度Tdryに保持される。その結果、Tair=20℃、Tdry=35℃の場合に、試験室103の内部の相対湿度は、湿り空気線図から約42%となって、乾燥状態が実現される。
In the first method, the temperature outside the
続いて、外部温度調整機構151又は恒温槽153は、0.5時間程度の移行時間をかけて、試験室103の周囲の温度を低下させて、Twet(例えば、15℃)に保持する。ここで、試験室103における絶対湿度は一定であるため、試験室103の内部の相対湿度は100%となり、湿潤空気中に存在できない水蒸気は、高熱伝導部133上に優先的に結露していき、湿潤状態が実現される。その結果、高熱伝導部133上に載置された試験片S上には、厚みがnmのオーダーである水膜が形成されることとなる。
Subsequently, the external
その後、移行時間(0.5時間以内)→乾燥状態(3.5時間)→移行時間(0.5時間以内)→湿潤状態(3.5時間)→・・・という冷熱サイクルが繰り返されることで、試験片Sの耐食性試験が実施されていく。 After that, the cooling cycle is repeated: transition time (within 0.5 hours) → dry state (3.5 hours) → transition time (within 0.5 hours) → wet state (3.5 hours) →. Thus, the corrosion resistance test of the test piece S is carried out.
<第2の耐食性試験方法>
次に、図9及び図10を参照しながら、本実施形態に係る耐食性試験装置10で実施可能な2種類の耐食性試験方法のうち、試験片S上に形成される水膜Wの厚みを一定に保つことが可能な、第2の方法について説明する。
<Second Corrosion Resistance Test Method>
Next, referring to FIGS. 9 and 10, the thickness of the water film W formed on the test piece S is constant among the two types of corrosion resistance test methods that can be performed by the corrosion
先だって説明した第1の方法は、試験環境を簡便に調整することが可能であるが、試験片S上に形成される水膜Wの厚みが常時変化してしまう。そのため、水膜中に含有される溶存酸素や、NaCl等の腐食促進因子の濃度が常に変化してしまい、これら腐食促進因子が耐食性に与える影響を正確に把握することが困難になる。 In the first method described above, the test environment can be easily adjusted, but the thickness of the water film W formed on the test piece S always changes. Therefore, the concentrations of dissolved oxygen contained in the water film and corrosion promoting factors such as NaCl constantly change, and it becomes difficult to accurately grasp the influence of these corrosion promoting factors on the corrosion resistance.
そこで、以下に示す第2の方法では、任意の厚さの水膜を試験片上に形成させ、かかる水膜の厚さを一定にしたまま腐食を進行させる。これにより、腐食促進因子の濃度の経時変化をほぼ一定にすることができ、これら腐食促進因子が耐食性に与える影響を、再現性高く把握することが可能となる。 Therefore, in the second method shown below, a water film having an arbitrary thickness is formed on the test piece, and the corrosion proceeds while the thickness of the water film is kept constant. Thereby, the change with time of the concentration of the corrosion promoting factor can be made almost constant, and the influence of these corrosion promoting factors on the corrosion resistance can be grasped with high reproducibility.
この第2の方法は、図9に模式的に示したように、試験室103に対して湿潤空気を供給しつつ排出させるプロセス、湿潤プロセス、乾燥プロセスという3つのプロセスが繰り返される。ここで、図2や図6に示した耐食性試験装置10における耐食性試験中、温度調整機構119は、容器111に収容されている水113の温度をTair(例えば、20℃)に維持し続けるが、湿潤空気の供給プロセスが終了すると、流量調整弁121,123を閉じてしまい、湿潤空気の供給と排出を止めてしまう。
In this second method, as schematically shown in FIG. 9, three processes are repeated: a process of exhausting while supplying humid air to the
まず、湿潤空気の供給プロセスでは、湿潤空気生成部101で生成される温度Tair、相対湿度100%の湿潤空気が、試験室103に供給されるとともに、試験室103から排出される。
First, in the humid air supply process, humid air having a temperature T air and a relative humidity of 100% generated by the humid
ここで、図10に模式的に示したように、試験室103内に供給される湿潤空気の流量をF0[m3/s]、水含有量をα0[g/m3]、温度をT0[℃]とし、試験室103内の温度をT1[℃]、水含有量をα1[g/m3]とする。また、試験室103内から排出される湿潤空気の流量をF1[m3/s]、温度をT1[℃]とすると、排出流量F1は供給流量F0に依存して決まる定数となる。ここで、試験室103の内部における定常状態での水含有量はα1[g/m3]であり、温度はT1[℃]である。
Here, as schematically shown in FIG. 10, the flow rate of wet air supplied into the
従って、図10に示した例では、試験室103に単位時間当たりに供給される水分量は、流量F0と水含有量α0とを用いて、F0α0[g−H2O/s]となり、試験室103から単位時間当たりに排出される水分量は、F1α1[g−H2O/s]となる。従って、時間t[s]の間に試験室103内で増加する水分量は、(F0α0−F1α1)×t[g]となる。
Therefore, in the example shown in FIG. 10, the amount of water supplied to the
本実施形態に係る耐食性試験装置10では、試験室103内に高熱伝導部133を設けることで、増加した水蒸気は優先的に高熱伝導部133上に凝縮することとなる。いま、増加した水蒸気が全て高熱伝導部133(面積A[m2])上に凝縮する場合、時間t[s]の間に増加する水膜Wの量は、{(F0α0−F1α1)×t}/A[g/m2]となる。
In the corrosion
ここで、試験環境F0,α0,T0,T1は制御可能な環境因子であり、試験環境F1,α1は、制御可能な環境因子に依存して決まる定数である。従って、試験片S上に形成される水膜Wの厚みdは、湿潤空気を供給する時間tの関数となる。これらの知見より、時間t[s]が経過した後に、試験室103の入口と出口を密閉する(換言すれば、流量調整弁121,123を閉じる)ことで、水膜の厚みdを維持したままでの耐食性試験が可能となる。なお、保持時間tは、模擬したい環境で形成される水膜の厚さを事前に特定することで、予め算出することができる。また、試験時間を短縮したい場合には、高い腐食速度を得ることができる水膜の厚みを事前に特定しておくことで、保持時間tを算出することができる。
Here, the test environments F 0 , α 0, T 0, T 1 are controllable environmental factors, and the test environments F 1, α 1 are constants determined depending on the controllable environmental factors. Therefore, the thickness d of the water film W formed on the test piece S is a function of the time t for supplying the humid air. From these findings, after the time t [s] has elapsed, the thickness d of the water film is maintained by sealing the inlet and outlet of the test chamber 103 (in other words, closing the flow
湿潤空気生成部101で生成される温度Tair、相対湿度100%の湿潤空気を、上記のような知見に基づき供給・排出した後、流量調整弁121,123が閉じられて、試験室103内の水分量が一定の値に保持される。
After supplying and discharging the humid air having a temperature T air and a relative humidity of 100% generated by the humid
その後、外部温度調整機構151又は恒温槽153は、0.5時間程度の移行時間をかけて、試験室103の周囲の温度を低下させて、Twet(例えば、15℃)に保持する。試験室103における絶対湿度は一定であるため、試験室103の内部の相対湿度は100%となり、湿潤空気中に存在できない水蒸気は、高熱伝導部133上に優先的に結露していき、湿潤状態が実現される。その結果、高熱伝導部133上に載置された試験片S上には、増加した水膜の量{(F0α0−F1α1)×t}/A[g/m2]に応じた厚みの水膜が、形成されることとなる。
Thereafter, the external
続いて、外部温度調整機構151又は恒温槽153により、試験室103の外部の温度は、所定時間(例えば、0.5時間)かけてTdry(例えば、35℃)まで上昇し、所定の保持時間(例えば、3.5時間)だけ、温度Tdryに保持される。その結果、Tair=20℃、Tdry=35℃の場合に、試験室103の内部の相対湿度は、湿り空気線図から約42%となって、乾燥状態が実現される。
Subsequently, the temperature outside the
その後、湿潤空気供給(0.5時間以内)→湿潤状態(3.5時間)→移行時間(0.5時間以内)→乾燥状態(3.5時間)→・・・という冷熱サイクルが繰り返されることで、試験片Sの耐食性試験が実施されていく。 After that, the cooling cycle is repeated: wet air supply (within 0.5 hours) → wet state (3.5 hours) → transition time (within 0.5 hours) → dry state (3.5 hours) →. Thus, the corrosion resistance test of the test piece S is performed.
以上、図8〜図10を参照しながら、本実施形態に係る耐食性試験装置10で実施される2種類の耐食性試験方法について、詳細に説明した。
Heretofore, the two types of corrosion resistance test methods performed by the corrosion
(制御ユニット200のハードウェア構成)
次に、図11を参照しながら、本実施形態に係る耐食性試験装置10の制御ユニット200がコンピュータ等の演算処理装置で実現される場合ついて、かかる制御ユニット200のハードウェア構成の一例を詳細に説明する。図11は、本発明の実施形態に係る制御ユニット200のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
(Hardware configuration of control unit 200)
Next, with reference to FIG. 11, an example of the hardware configuration of the
制御ユニット200は、主に、CPU(Central Processing Unit)901と、ROM(Read Only Memory)903と、RAM(Random Access Memory)905と、を備える。また、制御ユニット200は、更に、バス907と、入力装置909と、出力装置911と、ストレージ装置913と、ドライブ915と、接続ポート917と、通信装置919とを備える。
The
CPU901は、演算処理装置および制御装置として機能し、ROM903、RAM905、ストレージ装置913、またはリムーバブル記録媒体921に記録された各種プログラムに従って、制御ユニット200内の動作全般またはその一部を制御する。ROM903は、CPU901が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。RAM905は、CPU901が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはCPUバス等の内部バスにより構成されるバス907により相互に接続されている。
The
バス907は、ブリッジを介して、PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)バスなどの外部バスに接続されている。
The
入力装置909は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置909は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段(いわゆる、リモコン)であってもよいし、制御ユニット200の操作に対応したPDA等の外部接続機器923であってもよい。さらに、入力装置909は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、CPU901に出力する入力制御回路などから構成されている。耐食性試験装置10のユーザは、この入力装置909を操作することにより、耐食性試験装置10に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
The
出力装置911は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、CRTディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ELディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置911は、例えば、制御ユニット200が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、制御ユニット200が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
The
ストレージ装置913は、制御ユニット200の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置913は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置913は、CPU901が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。
The
ドライブ915は、記録媒体用リーダライタであり、制御ユニット200に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ915は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体921に記録されている情報を読み出して、RAM905に出力する。また、ドライブ915は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体921に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体921は、例えば、CDメディア、DVDメディア、Blu−ray(登録商標)メディア等である。また、リムーバブル記録媒体921は、コンパクトフラッシュ(登録商標)(CompactFlash:CF)、フラッシュメモリ、または、SDメモリカード(Secure Digital memory card)等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体921は、例えば、非接触型ICチップを搭載したICカード(Integrated Circuit card)または電子機器等であってもよい。
The
接続ポート917は、機器を制御ユニット200に直接接続するためのポートである。接続ポート917の一例として、USB(Universal Serial Bus)ポート、IEEE1394ポート、SCSI(Small Computer System Interface)ポート、RS−232Cポート等がある。この接続ポート917に外部接続機器923を接続することで、制御ユニット200は、外部接続機器923から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器923に各種のデータを提供したりする。
The
通信装置919は、例えば、通信網925に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置919は、例えば、有線または無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)、またはWUSB(Wireless USB)用の通信カード等である。また、通信装置919は、光通信用のルータ、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置919は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばTCP/IP等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置919に接続される通信網925は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内LAN、社内LAN、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。
The
以上、本発明の実施形態に係る制御ユニット200の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
Heretofore, an example of the hardware configuration capable of realizing the function of the
続いて、実験例を示しながら、本実施形態に係る耐食性試験装置及び耐食性試験方法について、具体的に説明する。なお、以下に示す実験例は、本発明に係る耐食性試験装置及び耐食性試験方法のあくまでも一例であって、本発明に係る耐食性試験装置及び耐食性試験方法が、下記の例に限定されるものではない。 Subsequently, the corrosion resistance test apparatus and the corrosion resistance test method according to the present embodiment will be specifically described with reference to experimental examples. The following experimental examples are merely examples of the corrosion resistance test apparatus and the corrosion resistance test method according to the present invention, and the corrosion resistance test apparatus and the corrosion resistance test method according to the present invention are not limited to the following examples. .
(実験例1)
実験例1では、図6に示した耐食性試験装置10を利用して、表面にZn−Al−Mgめっき処理が施されためっき鋼板の耐食性試験を、図8に示した第1の方法に則して実施した。
(Experimental example 1)
In Experimental Example 1, using the corrosion
なお、試験室103は、プラスチック樹脂を用いて筺体部131を形成し、高熱伝導部133は、市販のヒートシンク(面積:200mm×200mm=0.04m2)を用いて形成した。また、温度Twet=15℃、Tair=20℃、Tdry=35℃に設定し、湿潤空気の供給流量及び排出流量は、それぞれ1(L/min)=1.7×10−5(m3/sec)とした。冷熱サイクル条件は、乾燥状態(3.5時間)→移行時間(0.5時間)→湿潤状態(3.5時間)→移行時間(0.5時間)→・・・とした。
In the
また、試験片であるZn−Al−Mgめっき鋼板は、
・めっき層のままで更なる処理を行っていないもの(無処理)
・めっき層の表面にポリウレタン樹脂、シリカ及びリン酸化合物からなる化成処理を施したもの(化成処理1)
・めっき層の表面にポリウレタン樹脂及びリン酸化合物からなる化成処理を施したもの(化成処理2)
・めっき層の表面にクロメート処理を施したもの(クロメート処理)
の4種類を準備した。
Moreover, the Zn-Al-Mg plated steel sheet as a test piece is
・ Thin plating layer that has not been further treated (no treatment)
-The surface of the plating layer is subjected to chemical conversion treatment consisting of polyurethane resin, silica and phosphoric acid compound (chemical conversion treatment 1)
· The surface of the plating layer is subjected to chemical conversion treatment consisting of polyurethane resin and phosphoric acid compound (chemical conversion treatment 2)
・ Chromate treatment on the surface of the plating layer (chromate treatment)
4 types were prepared.
この際、図12に模式的に示したように、試験室103の内部(高熱伝導部133上)に、試験片Sとともに水晶振動子微量天秤(Quartz Crystal Microbalance:QCM)を設置し、試験室103内の質量変化(すなわち、水膜量の変化)を計測した。なお、水晶振動子微量天秤とは、水晶振動子の電極表面に物質が付着すると付着物の質量に応じて共振周波数が変動する(下がる)性質を利用して、極めて微量な質量変化を計測可能な質量センサである。また、試験室103の内部には、センサ135を設置して、温度及び相対湿度をあわせて計測している。
At this time, as schematically shown in FIG. 12, a quartz crystal microbalance (QCM) is installed inside the test chamber 103 (on the high heat conduction unit 133) together with the test piece S, and the test chamber A mass change in 103 (that is, a change in the amount of water film) was measured. The quartz crystal microbalance is capable of measuring very small mass changes by utilizing the property that the resonance frequency fluctuates (decreases) depending on the mass of the deposit when a substance adheres to the electrode surface of the quartz crystal. Mass sensor. In addition, a
まず、図13に、QCM及びセンサ135の出力結果を示した。
図13から明らかなように、試験室103の外部の温度の変化に応じて、試験室103の内部の温度及び湿度が周期的に変化していることがわかる。具体的には、試験室103の温度が15℃に保持されると、試験室103の相対湿度は100%となっており、試験室103の温度が35℃に保持されると、試験室103の相対湿度は50%未満となっていることがわかる。また、QCMからの出力に着目すると、相対湿度が100%となっている状態で、QCMの表面に2.5μg/cm2程度の付着物(すなわち、結露した水)が観測されている。この結果から、本発明に係る耐食性試験装置及び耐食性試験方法を用いることで、試験片Sの表面にnmオーダーの水膜を形成できることが明らかとなった。
First, FIG. 13 shows the output results of the QCM and the
As can be seen from FIG. 13, the temperature and humidity inside the
続いて、上記4種類の試験片Sについて、上記のような本発明に係る耐食性試験方法、屋外曝露試験(塩化物イオンが100ppm以下の場所である。)、及び、JIS Z2371に則した塩水噴霧試験を実施して、めっき鋼板の端面耐食性を評価した。なお、評価は、めっき鋼板の端面に発生した赤錆の面積率に基づいて行い、その評価基準は、以下の通りである。 Subsequently, with respect to the above four types of test pieces S, the corrosion resistance test method according to the present invention as described above, the outdoor exposure test (where the chloride ion is 100 ppm or less), and the salt spray in accordance with JIS Z2371. A test was conducted to evaluate the end face corrosion resistance of the plated steel sheet. In addition, evaluation is performed based on the area ratio of the red rust which generate | occur | produced in the end surface of the plated steel plate, The evaluation criteria are as follows.
耐食性評価基準
○:赤錆面積率0以上10%未満
△:赤錆面積率10以上30%未満
×:赤錆面積率30以上100%以下
Corrosion resistance evaluation criteria ○: Red
得られた結果を、以下の表1にまとめて示した。
以下の表1から明らかなように、本発明に係る耐食性試験方法は、屋外曝露試験における端面耐食性の評価結果が概ね一致している一方で、塩水噴霧試験における端面耐食性の評価結果は、屋外曝露試験における評価結果と異なっている。この結果から、本発明に係る耐食性試験装置及び耐食性試験方法は、屋外環境を模擬できていることが明らかとなった。
The obtained results are summarized in Table 1 below.
As is apparent from Table 1 below, the corrosion resistance test method according to the present invention is generally consistent with the evaluation results of the end face corrosion resistance in the outdoor exposure test, while the evaluation result of the end face corrosion resistance in the salt spray test is It is different from the evaluation result in the test. From this result, it became clear that the corrosion resistance test apparatus and the corrosion resistance test method according to the present invention can simulate an outdoor environment.
(実験例2)
実験例2では、図6に示した耐食性試験装置10を利用して、図9に示した第2の方法による耐食性試験を実施した場合に、高熱伝導部133上に配置したQCMに付着する水膜量がどのように変化するかを評価した。
(Experimental example 2)
In Experimental Example 2, when the corrosion resistance test is performed by the second method shown in FIG. 9 using the corrosion
ここで、試験室103は、実験例1と同様に、プラスチック樹脂を用いて筺体部131を形成し、高熱伝導部133は、市販のヒートシンク(面積:200mm×200mm=0.04m2)を用いて形成した。また、温度Twet=15℃、Tair=20℃、Tdry=35℃に設定し、湿潤空気の供給流量及び排出流量は、それぞれ5(L/min)=8.3×10−5(m3/sec)とした。本実験例における実験条件及び得られた結果を、以下の表2にまとめて示した。
Here, in the same manner as in Experimental Example 1, the
<実測結果>
湿潤空気の供給流量F0=5L/minとし、湿潤空気の温度T0=20℃とした場合に、排出される湿潤空気の温度T1=15℃とすると、保持時間t=300sとした際の水膜増加は、QCMによる測定結果で2.5g/m2であった。
<Measurement results>
When the supply flow rate of the humid air F 0 = 5 L / min, the temperature of the humid air T 0 = 20 ° C., and the temperature of the discharged wet air T 1 = 15 ° C., the retention time t = 300 s The increase in water film was 2.5 g / m 2 as measured by QCM.
<理論計算結果>
水含有量α0,α1は、実測した温度T0,T1と、湿り空気線図と、を利用することで算出することができる。例えば、T0=20℃における絶対湿度は、湿り空気線図より、0.015(g−H2O/g−air)であることがわかる。従って、α0=0.015(g−H2O/g−air)=0.015g−H2O/(8.3×10−4)m3−air=18g/m3となる。同様に、湿り空気線図から得られたT1=15℃における絶対湿度を利用して、α1=12g/m3となる。
<Theoretical calculation results>
The water contents α 0 and α 1 can be calculated by using the actually measured temperatures T 0 and T 1 and the wet air diagram. For example, the absolute humidity at T 0 = 20 ° C. is found to be 0.015 (g-H 2 O / g-air) from the wet air diagram. Accordingly, α 0 = 0.015 (g-H 2 O / g-air) = 0.015 g-H 2 O / (8.3 × 10 −4 ) m 3 -air = 18 g / m 3 . Similarly, α 1 = 12 g / m 3 is obtained using the absolute humidity at T 1 = 15 ° C. obtained from the wet air diagram.
いま、供給流量F0=排出流量F1とすると、増加した水蒸気が全て高熱伝導部133上に凝縮する場合、水膜の厚みの増加は、保持時間t=300sより、(F0α0−F1α1)t/A[g/m2]=8.3×10−5m3/s×(18−12)g/m3×300s/0.04m2=3.8g/m2となる。
Now, assuming that the supply flow rate F 0 = the discharge flow rate F 1 , when all of the increased water vapor is condensed on the high
QCMによる実測結果と、上記理論計算結果とを比較すると、理論計算結果は、実測値とオーダーが一致しており、値そのものも似たものとなっている。従って、かかる結果から、先だって説明した理論計算の妥当性を確認することができた。これにより、本発明の第2の方法に係る耐食性試験方法を実施することで、水膜の厚さを一定に保持しつつ耐食性試験を行うことが可能であることが明らかとなった。 When the actual measurement result by QCM is compared with the above theoretical calculation result, the theoretical calculation result is in the same order as the actual measurement value and the value itself. Therefore, from this result, the validity of the theoretical calculation explained earlier could be confirmed. Thereby, it became clear that the corrosion resistance test can be performed while keeping the thickness of the water film constant by performing the corrosion resistance test method according to the second method of the present invention.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
10 耐食性試験装置
100 試験ユニット
101 湿潤空気生成部
103 試験室
105 試験環境調整部
111 容器
113 水
115 ノズル
117 流量計
119 温度調整機構
121,123 流量調節弁
131 筺体部
133 高熱伝導部
135 センサ
151 外部温度調整機構
153 恒温槽
200 制御ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記試験室に対して供給される湿潤空気を生成する湿潤空気生成部と、
前記試験室の外部の温度を少なくとも含む試験環境を調整するように制御される機能を有する試験環境調整部と、
を備え、
前記試験室は、
所定の熱伝導率を有する素材で形成される筺体部と、
前記筺体部の一部に設けられた開口部を充填するように埋設され、前記筺体部よりも熱伝導率の高い伝熱部材で形成された高熱伝導部と、
から構成されており、
前記試験材は、前記高熱伝導部に配設される、耐食性試験装置。 A test room in which a metal test piece to be tested for corrosion resistance is disposed; and
A humid air generating unit for generating humid air to be supplied to the test chamber;
A test environment adjusting unit having a function controlled to adjust a test environment including at least a temperature outside the test chamber;
With
The laboratory is
A housing portion formed of a material having a predetermined thermal conductivity;
A high thermal conductivity portion that is embedded to fill an opening provided in a part of the housing portion and is formed of a heat transfer member having a higher thermal conductivity than the housing portion;
Consists of
The test material is a corrosion resistance test apparatus disposed in the high thermal conductivity portion.
前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、
前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、
が交互に実施されるように、前記試験環境を調整する、請求項1〜3の何れか1項に記載の耐食性試験装置。 The test environment adjustment unit
A drying process for drying the interior of the test chamber by adjusting the temperature outside the test chamber to a first temperature higher than the temperature of the humid air while maintaining the first temperature for a predetermined time; ,
A wetting process for moistening the inside of the test chamber by adjusting the temperature outside the test chamber to a second temperature lower than the temperature of the humid air while maintaining the second temperature for a predetermined time; ,
The corrosion resistance test apparatus according to claim 1, wherein the test environment is adjusted such that the test environment is alternately performed.
前記試験室に対して前記湿潤空気を所定時間供給させた後、前記試験室に対する前記湿潤空気の供給及び前記試験室からの前記湿潤空気の排出を停止する湿潤空気供給プロセスと、
前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、
前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、
が順次実施されるように、前記試験環境を調整する、請求項2又は3に記載の耐食性試験装置。 The test environment adjustment unit
A moist air supply process for stopping the supply of the moist air to the test chamber and the exhaust of the moist air from the test chamber after supplying the moist air to the test chamber for a predetermined time;
A wetting process for moistening the inside of the test chamber by adjusting the temperature outside the test chamber to a second temperature lower than the temperature of the humid air while maintaining the second temperature for a predetermined time; ,
A drying process for drying the interior of the test chamber by adjusting the temperature outside the test chamber to a first temperature higher than the temperature of the humid air while maintaining the first temperature for a predetermined time; ,
The corrosion resistance test apparatus according to claim 2, wherein the test environment is adjusted such that the test environment is sequentially performed.
前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、
前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、
を交互に実施する、耐食性試験方法。 At least a test chamber in which a metal test piece that is a test object related to corrosion resistance is disposed, a humid air generating unit that generates humid air supplied to the test chamber, and a temperature outside the test chamber A test environment adjusting unit having a function controlled so as to adjust the test environment, and the test chamber includes a housing part formed of a material having a predetermined thermal conductivity, and a part of the housing part. Embedded in the opening portion provided, and a high heat conduction portion formed of a heat transfer member having a higher thermal conductivity than the housing portion, and the test material is in the high heat conduction portion. Using the installed corrosion resistance test equipment,
A drying process for drying the interior of the test chamber by adjusting the temperature outside the test chamber to a first temperature higher than the temperature of the humid air while maintaining the first temperature for a predetermined time; ,
A wetting process for moistening the inside of the test chamber by adjusting the temperature outside the test chamber to a second temperature lower than the temperature of the humid air while maintaining the second temperature for a predetermined time; ,
Corrosion resistance test method, which is carried out alternately.
前記試験室に対して前記湿潤空気を所定時間供給させた後、前記試験室に対する前記湿潤空気の供給及び前記試験室からの前記湿潤空気の排出を停止する湿潤空気供給プロセスと、
前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも低い第2の温度に調整しつつ、当該第2の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を湿潤させる湿潤プロセスと、
前記試験室の外部の温度を、前記湿潤空気の温度よりも高い第1の温度に調整しつつ、当該第1の温度を所定時間維持することで、前記試験室の内部を乾燥させる乾燥プロセスと、
を順次実施する、耐食性試験方法。 At least a test chamber in which a metal test piece that is a test object related to corrosion resistance is disposed, a humid air generating unit that generates humid air supplied to the test chamber, and a temperature outside the test chamber A test environment adjusting unit having a function controlled so as to adjust the test environment, and the test chamber includes a housing part formed of a material having a predetermined thermal conductivity, and a part of the housing part. Embedded in the opening portion provided, and a high heat conduction portion formed of a heat transfer member having a higher thermal conductivity than the housing portion, and the test material is in the high heat conduction portion. Using the installed corrosion resistance test equipment,
A moist air supply process for stopping the supply of the moist air to the test chamber and the exhaust of the moist air from the test chamber after supplying the moist air to the test chamber for a predetermined time;
A wetting process for moistening the inside of the test chamber by adjusting the temperature outside the test chamber to a second temperature lower than the temperature of the humid air while maintaining the second temperature for a predetermined time; ,
A drying process for drying the interior of the test chamber by adjusting the temperature outside the test chamber to a first temperature higher than the temperature of the humid air while maintaining the first temperature for a predetermined time; ,
Corrosion resistance test method that carries out sequentially.
The corrosion resistance test method according to any one of claims 13 to 15, wherein a concentration of chloride ions inside the test chamber is 100 ppm or less.
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