JP3062807B2 - 金属素材と塗膜とよりなる試験体の耐食試験法 - Google Patents
金属素材と塗膜とよりなる試験体の耐食試験法Info
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Description
属素材に形成された塗膜とよりなる試験体の耐食試験法
に関する。
付着力を調べるための試験法としては陰極剥離試験法が
知られている(例えば、特開平7−195612号公報
参照)。この試験法においては、塗膜に、金属素材に達
する損傷部を備えた試験体を、電解液としてのNaCl
水溶液中に浸漬し、次いで金属素材の極性を陰極として
その金属素材とNaCl水溶液中の電極との間に直流を
流す、といった方法が採用される。
は、水の電気分解により生成された発生期のOHイオン
が塗膜の損傷部を起点として塗膜の、金属素材に対する
付着力を低下させ、同時に発生したH2 ガスがその物理
的作用で塗膜を剥離するものである。
力の優劣を簡便に判定することができる、といった利点
を有するが、その塗膜の剥離に伴う金属素材の腐食を予
測することはできず、したがって陰極剥離試験法によっ
たのでは、試験体に関し総合的な耐食性評価を行うこと
ができない、という問題があった。
極酸化)とを共に評価することのできる複合腐食試験法
(CCT:Cycle Corrosion Test) が採用されている。
合腐食試験法は多大な試験時間を必要とするため早期に
試験結果を得ることができない、といった問題があっ
た。
手段を採用することによって、塗膜の剥離と金属素材の
腐食とを共に評価することができ、また試験時間を大幅
に短縮することが可能な前記耐食試験法を提供すること
を目的とする。
金属素材と、その金属素材に形成された塗膜とよりなる
試験体を電解液中に浸漬し、次いで前記金属素材に電圧
を印加して金属素材腐食工程および塗膜剥離工程を交互
に繰返して行う耐食試験法であって、前記金属素材に印
加される電圧を直流電圧Vdと交流電圧Vaとの重畳電
圧Vd+Vaとし、前記金属素材腐食工程ではVd<0
で、且つVd+Va>0の電圧条件を成立させ、前記塗
膜剥離工程ではVd<0で、且つVd+Va<0の電圧
条件を成立させる、金属素材と塗膜とよりなる試験体の
耐食試験法が提供される。
起点とした塗膜の剥離および金属素材の腐食が、重畳電
圧Vd+Vaの瞬間的な極性変換によって交互に繰返し
て行われ、これにより、塗膜の剥離を促進させると同時
に金属素材表面を活性状態に保持する、つまりその表面
の不動態化を防止してその腐食を十分に進行させること
ができ、したがって短時間のうちに総合的な耐食性評価
を行うことが可能である。また金属素材の腐食による凹
部の内面が凹弧面となり、これにより自然界における腐
食に近似した腐食を再現することができる。前記損傷部
には塗膜が剥離した部分の外に、塗膜の薄い部分、ピン
ホール等が含まれる。
を示し、電解槽2に、電解液としてのNaCl水溶液3
が貯溜されている。NaCl水溶液3に、板状試験体3
と板状電極5とが浸漬される。試験体4は、金属素材と
しての鋼板6と、その鋼板6全体に形成された塗膜7と
よりなる。図2に明示するように、塗膜7にはカッタに
よって鋼板6に達する損傷部8が形成されている。電極
5はカーボンより構成される。鋼板6および電極5は通
電路9,10を介して電源11に接続される。電源11
は、鋼板6に対して、直流電圧Vdと交流電圧Vaとの
重畳電圧Vd+Vaを印加し得るように構成されている
(ただし、|Va|>|Vd|である)。
Vaの波形を示す。鋼板腐食工程では、鋼板6におい
て、Vd<0で、且つVd+Va>0の電圧条件を成立
させる。これにより鋼板6の極性が陽極に保持されるの
で、その鋼板6において陽極酸化現象が発生する。一
方、塗膜剥離工程では、鋼板6において、Vd<0で、
且つVd+Va<0の電圧条件を成立させる。これによ
り鋼板6の極性が陰極に保持されるので、前記のように
発生期のOHイオンおよびH2 ガスによる塗膜剥離が行
われる。耐食試験においては、所定時間に亘って前記両
工程が交互に繰返して行われる。
る時間と、その極性が陰極に保持される時間とを比べる
と、後者の方が十分に長くなる。鋼板6の腐食は、その
陽極保持時間が短くても確実に進行するので何等問題を
生じない。塗膜7の剥離には、OHイオンおよびH2 ガ
スを十分に発生させることが必要であるから、陰極保持
時間が短いと塗膜7の剥離がスムーズに進行しないが、
前記のように陰極保持時間を長くし得るので、前記問題
は生じない。
される直流電圧VdがVd>0では、鋼板6の腐食が過
大となる反面、塗膜7の剥離が過小となるため、試験体
3の耐食性を正当に評価することが難しい。 〔実施例I〕幅70mm、長さ150mm、厚さ1mmの鋼板
6に、前処理剤(日本ペイント社製、商品名SD280
0)を用いて前処理を施し、次いで鋼板6全体にカチオ
ン電着塗装を施して厚さ20〜25μmの塗膜7を形成
し、これにより試験体4を得た。その後、塗膜7にカッ
タを用いて長さ50mmの損傷部8を形成した。
濃度3%、その液温45℃、鋼板6に印加される直流電
圧Vd=−6V(一定)、交流電圧Va=12,17ま
たは30V、その周波数50Hzの条件で耐食試験を行
った。
に、損傷部8を起点とした塗膜7の剥離と鋼板6の腐食
とが発生し、その腐食による凹部12aの内面は凹弧面
となる。そこで、試験時間と、塗膜7の剥離幅wおよび
板厚減少量tとの関係を調べたところ、図5,6の結果
を得た。
経過に対し略比例的に増加することが判る。また交流電
圧Vaを高めると、単位時間当りの剥離幅wが増すこと
も明らかである。
時間のうちに急増するが、その後は増加の程度が極めて
緩やかになることが判る。これは、塗膜7の剥離の進行
に伴い鋼板6に新たな露出面が現われると、腐食はその
露出面について優先的に進行し、それに応じて板厚方向
への進行が緩慢となるからである。また交流電圧Vaを
高めると、単位時間当りの板厚減少量tが増すことも明
らかである。
腐食試験法(CCT)の結果を示す。複合腐食試験法に
おける20,50,80サイクル(1サイクル:8時
間)における試験結果と略同等の試験結果を得るために
必要な試験条件を、図5,6から求めたところ、表1の
結果を得た。
ば、複合腐食試験法に比べて極めて短い試験時間にて試
験体4の耐食性を正当に評価することが可能である。
体4を用いて、NaCl水溶液の濃度3%、その液温4
5℃、鋼板6に印加される直流電圧Vd=−10V(一
定)、交流電圧Va=14V(一定)、試験時間1時間
の条件において、交流の周波数を50Hzより高くなる
ように変化させながら耐食試験を行った。
板厚減少量tとの関係を示す。図8より、交流の周波数
が50Hzより高くなるに従って板厚減少量tが低下す
ることが判る。一方、交流の周波数が50Hz未満では
電源の出力効率が悪くなることを考慮すると、交流の周
波数は50Hzが適当である。 〔実施例II〕実施例Iと同様の、損傷部8を有する試験
体4を用いて、NaCl水溶液の濃度3%、その液温4
5℃、交流電圧Va=30V(一定)、その周波数50
Hz、鋼板6に印加される直流電圧Vd=−6,−8ま
たは−10V、の条件で耐食試験を行った。
7の剥離幅wおよび板厚減少量tとの関係を調べたとこ
ろ、図9,10の結果を得た。
経過に対し略比例的に増加することが判る。また直流電
圧Vdを、−6Vから−8V、−10Vへ低めると、単
位時間当りの剥離幅wが増すことも明らかである。これ
は、交流電圧Va=一定において、直流電圧Vdが低く
なると、それに伴って鋼板6の極性が陰極に保持される
時間が長くなるからである。
短時間のうちに急増するが、その後は増加が極めて緩や
かになることが判る。また直流電圧Vdを、−10Vか
ら−8V、−6Vへ高めると、単位時間当りの板厚減少
量tが増加する。これは、交流電圧Va=一定におい
て、直流電圧Vdが高くなると、それに伴って鋼板6の
極性が陽極に保持される時間が長くなるからである。
における20,50,80サイクル(1サイクル:8時
間)における試験結果と略同等の試験結果を得るために
必要な試験条件を、図9,10から求めたところ、表2
の結果を得た。
ば、複合腐食試験法に比べて極めて短い試験時間にて試
験体4の耐食性を正当に評価することが可能である。 〔比較例〕実施例Iと同様の、損傷部8を有する試験体
4を用いて、NaCl水溶液の濃度3%、その液温45
℃、交流電圧Va=8V、その周波数50Hzの条件、
つまり交流のみを用いて耐食試験を行った。
7の剥離幅wおよび板厚減少量tとの関係を調べたとこ
ろ、図11の結果を得た。
6の極性が陽極に保持される時間と、陰極に保持される
時間とは同一であるから、鋼板6におけるFeの溶出量
とFeの析出量とが同一となり、したがって鋼板6の厚
さは減少しないことになる。
弦波ではない等の理由によりFeの溶出反応がFeの析
出反応に勝り、その結果、図11、線tで示すように鋼
板6の厚さが減少する。一方、交流通電では、鋼板6の
極性を陰極に保持する時間が極めて短いので、発生期の
OHイオンの生成量が不十分となり、その結果、図1
1、線wで示すように塗膜7の剥離が殆ど進行しない。
用することによって、塗膜の損傷部、薄肉部、ピンホー
ル等を起点とした塗膜の剥離および金属素材の腐食を十
分に促進させて試験時間を大幅に短縮し、これにより試
験体に関し短時間のうちに総合的な耐食性評価を行うこ
とが可能な耐食試験法を提供することができる。
部拡大断面図である。
すグラフである。
グラフである。
量tとの関係を示すグラフである。
ラフである。
すグラフである。
すグラフである。
量tとの関係を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 金属素材(6)と、その金属素材(6)
に形成された塗膜(7)とよりなる試験体(4)を電解
液(3)中に浸漬し、次いで前記金属素材(6)に電圧
を印加して金属素材腐食工程および塗膜剥離工程を交互
に繰返して行う耐食試験法であって、前記金属素材
(6)に印加される電圧を、直流電圧Vdと交流電圧V
aとの重畳電圧Vd+Vaとし、前記金属素材腐食工程
ではVd<0で、且つVd+Va>0の電圧条件を成立
させ、前記塗膜剥離工程ではVd<0で、且つVd+V
a<0の電圧条件を成立させることを特徴とする、金属
素材と塗膜とよりなる試験体の耐食試験法。 - 【請求項2】 前記直流電圧Vdが一定であるとき、試
験時間の増加に応じて前記交流電圧Vaを高める、請求
項1記載の金属素材と塗膜とよりなる試験体の耐食試験
法。 - 【請求項3】 前記交流電圧Vaが一定であるとき、試
験時間の増加に応じて前記直流電圧Vdを高める、請求
項1記載の金属素材と塗膜とよりなる試験体の耐食試験
法。
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