JP3261655B1 - 塩水噴霧試験装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 中性塩水噴霧試験装置における、試験用塩溶
液をｐＨ６．５〜７．２に調整して噴霧すると採取した
噴霧液が酸性になるという問題に対し、装置作製コスト
を抑えつつ、スペースをとらないで、試験者が誰でも容
易に、噴霧したときに採取した噴霧液がｐＨ６．５〜
７．２の範囲内とすることが可能とし、信頼性向上を図
ること。 【解決手段】 塩水補給タンク内の試験用塩溶液水面に
浮設した浮遊板、塩水補給タンクと試験用塩溶液貯槽と
を繋ぐ最短の配管、蒸気発生機及び噴霧塔内のフロート
式の試験用塩溶液貯槽、噴霧液採取容器と噴霧液採取用
メスシリンダーを繋ぐシリコーン樹脂チューブ及び塩水
補給タンクと試験用塩溶液貯槽を繋ぐ硬質塩化ビニル管
を有し、試験溶液への酸性物質の溶け込みを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、腐食試験に用いら
れる塩水噴霧試験装置、特に腐食試験溶液として中性塩
溶液を用いるｐＨ７を中心とした中性塩水噴霧試験装置
に関するものである。本発明において、塩水噴霧試験装
置とは、連続的塩水噴霧試験装置並びに間欠的塩水噴霧
試験装置を指す。間欠的塩水噴霧試験装置とは、いわゆ
る複合サイクル塩水噴霧試験装置であり、塩水噴霧が間
欠して行われる塩水噴霧試験をする装置であり、乾燥空
気及び湿潤空気を試験槽内に送入する手段を有するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】塩水噴霧試験は、腐食液を噴霧し、被試
験体を腐食させて試験を行なうものである。詳細には、
塩水補給タンクから試験用塩溶液貯槽に導いた腐食液で
ある試験溶液を飽和空気とともに噴霧ノズルからミスト
として噴霧塔より試験槽内に噴霧させ、槽内に配置され
た試験片にミストを上方より自然落下させ接触させるこ
とにより行われる。そして、試験片はミストにより腐食
が促進される。

【０００３】中性塩水噴霧試験においては、ＪＩＳ Ｚ
２３７１：２０００に規定されているように、試験用
塩溶液は、２５±２℃で電導率２０μＳ／ｃｍ以下の脱
イオン水又は蒸留水で特級の塩化ナトリウムを溶かし
て、塩濃度５０±５ｇ／Ｌに調整する。ｐＨの調整は、
噴霧したときに採取した噴霧液がｐＨ６．５〜７．２と
なるように、水酸化ナトリウム又は塩酸の０．１mol/L
水溶液を用いて行なう。

【０００４】さらに、噴霧したときに採取した噴霧液は
ｐＨ６．５〜７．２の範囲にあるようにしなければなら
ない。また、試験用塩溶液貯槽の温度は、中性塩水噴霧
試験では３５±２℃を保持しなければならない。

【０００５】噴霧したときに採取した噴霧液のｐＨは、
試験終了後に噴霧液採取容器に溜まった溶液のｐＨを測
定することにより行うが、試験中は、試験槽を開けるこ
とができないため、噴霧液採取容器から配管を通って噴
霧液採取用メスシリンダーに溜まった溶液のｐＨを測定
することによって行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の塩水噴霧試験装
置においては、試験用塩溶液をｐＨ６．５〜７．２に調
整して噴霧すると、採取した噴霧液が酸性になるという
問題があった。

【０００７】この問題に対し、水酸化ナトリウム水溶液
などの空気中の大気汚染物質を除去する手段を備え、該
手段により予め大気汚染物質を除去した空気を試験槽及
び空気供給手段に供給するようにしたことを特徴とする
塩水噴霧試験装置が特開昭５７−１２５３４２号に開示
されている。しかし、かかる化学的方法による空気の清
浄化には、清浄器を付加するため、コストやスペースの
問題がある。

【０００８】本発明者らは、特願２００１−１０５８４
号の、吸着剤によって二酸化炭素を減少させる塩水噴霧
試験装置を開発した。しかし、かかる物理化学的方法に
よる二酸化炭素除去も、吸着塔を付加するため、コスト
やスペースの問題がある。

【０００９】また、ＪＩＳ Ｚ ２３７１：２０００解
説に示唆されているように試験用塩溶液をアルカリ性に
調整するなどの処置を行っていた。しかし、試験用塩溶
液をアルカリ性に調整するなどの処置を行う場合、試験
用塩溶液調整に経験により培われたノウハウが必要であ
るという問題があった。

【００１０】したがって、本発明の目的は、従来技術の
有する上記問題点を解決し、装置作製コストを抑え、ス
ペースをとらないで、試験者が誰でも容易に、噴霧した
ときに採取した噴霧液がｐＨ６．５〜７．２の範囲内と
することが可能な、信頼性に優れた塩水噴霧試験装置を
提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の目
的を達成するため、鋭意検討を重ねた結果、噴霧したと
きに採取した噴霧液が酸性化する原因は、試験用塩溶液
が噴霧されるまでに空気に長時間接触するために空気中
の二酸化炭素が試験用塩溶液に溶け込むこと、及び試験
用塩溶液を通す配管から不純物が溶け込むことであると
いうことを突き止めた。そして、空気を化学的又は物理
化学的に処理するのではなく、試験用塩溶液と酸性物質
との接触を遮断することがコストやスペースの面からも
有効であると考察した。

【００１２】本願発明は、かかる知見に基づいて完成さ
れたものであり、試験溶液作成時のｐＨを保持するた
め、塩水補給タンク内の試験用塩溶液水面に浮遊板を浮
設して、塩溶液と空気との接触を遮断し塩溶液を配管で
直接噴霧塔に送ることにより、塩溶液への酸性物質の溶
け込みにより塩溶液のｐＨが変化することを防止するこ
とを特徴とする塩水噴霧試験装置である。

【００１３】本発明において、「酸性物質」とは、水に
溶解して酸性を示す物質をいう。

【００１４】酸性物質には、空気中の二酸化炭素や配管
からの酸性溶出物等がある。

【００１５】本発明は、また、試験溶液作成時のｐＨを
保持するために、試験槽外部に試験用塩溶液貯槽用水位
調製タンクを設ける代わりに、浮遊板を浮設した塩水補
給タンクからの試験用塩溶液を貯蔵するための噴霧塔内
にフロート式開閉弁を内設した試験用塩溶液貯槽を有し
たことにより、塩溶液と空気との接触を遮断し、塩溶液
への酸性物質の溶け込みにより塩溶液のｐＨが変化する
ことを防止することを特徴とする塩水噴霧試験装置であ
る。

【００１６】本発明は、塩溶液と空気との接触を遮断す
ることによって物理的に塩溶液の酸性化を防止し、噴霧
したときに採取した噴霧液のｐＨが酸性にならないよう
にして、塩溶液への酸性物質の溶け込みにより塩溶液の
ｐＨが変化することを防止することにより、試験溶液作
成時のｐＨを保持し、試験溶液作成時のｐＨと採取した
時の噴霧液のｐＨの差をなくすものである。

【００１７】浮設する浮遊板の面積は試験用塩溶液の上
面を全て覆う大きさであることが望ましい。

【００１８】また、本発明者らの実験によれば、上述の
ように塩水補給タンク内の試験用塩溶液水面に浮遊板を
浮設したうえに、試験槽へ蒸気を送る蒸気発生機及び噴
霧塔内にフロート式開閉弁を内設した試験用塩溶液貯槽
を有し、試験用塩溶液貯槽用水位調整タンクを有しない
ことにより、更に噴霧したとき採取した噴霧液のｐＨが
酸性になりにくいことがわかった。

【００１９】

【００２０】また、本発明において、塩水補給タンクと
試験用塩溶液貯槽との配管の長さを最短にすることが望
ましい。

【００２１】さらに、噴霧液採取容器と噴霧液採取用メ
スシリンダーを繋ぐ配管材料及び／又は塩水補給タンク
と試験用塩溶液貯槽を繋ぐ配管材料が塩溶液へイオン性
物質を溶出しにくい材料とすることが好ましい。

【００２２】上記材料がシリコーン樹脂又は硬質塩化ビ
ニルであることが望ましい。

【００２３】また、上記材料は、ＰＴＦＥやＰＥＴ、Ｆ
ＰＭ、ＰＥＥＫ、ＰＤＦＥ、変性ＰＰＥでもよい。

【００２４】

【実施例】本発明を以下の実施例により図面を参照して
更に詳細に説明する。

【００２５】図１は本発明を適用した塩水噴霧試験装置
の一構成例を一部破断して示す概略正面図である。図１
に示した一構成例である実施例１の装置は、腐食試験溶
液として中性塩溶液を用いる中性塩水噴霧試験装置であ
り、試験槽（１０）内を蒸気発生機（１）により試験温
度に加温保持され、塩水補給タンク（１３）から噴霧液
用配管（３）を通して、噴霧塔（９）内にフロート式開
閉弁（６）を内設した試験用塩溶液貯槽（５）に供給さ
れた塩溶液を、噴霧ノズル（８）からミストとして、噴
霧塔（９）より、空気飽和器（７）で飽和させた空気と
ともに、試験槽（１０）内に噴霧させ、槽内に配置され
た試験片（１１）に該ミストを上方より自然落下させ接
触させることにより腐食試験される塩水噴霧試験装置
（１２）であり、噴霧されたミストは噴霧液採取容器
（１４）で採取され、更に一部の噴霧液採取容器（１
４）に繋がったメスシリンダー用配管（４）を通じて噴
霧液採取用メスシリンダー（１５）に導かれる構成であ
る。塩水補給タンク（１３）中には試験用塩溶液を満た
し、その水面に浮遊板（１６）を浮設してある。

【００２６】図２は、塩水補給タンク内の試験用塩溶液
のｐＨの経時変化を示す特性図である。本図において、
比較例のプロットは、従来の塩水噴霧試験装置における
塩水補給タンク内の試験用塩溶液のｐＨを測定した結果
である。実施例１のプロットは、上述した本発明の実施
例１の塩水噴霧試験装置における塩水補給タンク内の試
験用塩溶液のｐＨを測定した結果である。図２、図３及
び図５において、２本の平行した一点鎖線の間、すなわ
ちｐＨ６．５〜７．２の範囲は、ＪＩＳで規定された噴
霧した時採取した噴霧液のｐＨの範囲である。

【００２７】比較例では、塩水噴霧試験を開始して１４
時間後には、塩水補給タンク内の試験用塩溶液はｐＨ
６．３まで下がった。一方、実施例１では、塩水噴霧試
験を開始して２２時間後でも、塩水補給タンク内の試験
用塩溶液はｐＨ６．８であった。比較例と実施例１の測
定結果から、比較例よりも実施例１の方が、塩水補給タ
ンク内の試験用塩溶液のｐＨ低下が生じにくいことが分
かった。

【００２８】従来の塩水噴霧試験装置においては、塩水
補給タンク内の試験用塩溶液の上面が全面、塩水補給タ
ンク内の空気に常に接触している。したがって、塩水補
給タンク内の空気中にある二酸化炭素その他の気体が試
験用塩溶液に溶け込んでいく。二酸化炭素は、水を酸性
化させる酸性物質の１つである。その他、窒素酸化物や
二酸化硫黄なども酸性物質である。尚、塩水補給タンク
内は常に外気圧と同じになるように、試験用塩溶液貯槽
に試験用塩溶液が流出した分、外気から空気が流入す
る。

【００２９】そこで、本発明者らは、２つのビーカーに
分けたｐＨ６．５の試験用塩溶液に、片方には、塩溶液
の上面に浮遊板を浮かばせ、もう片方には、浮遊板を浮
かばせずに６７時間放置後、それぞれの試験用塩溶液の
ｐＨを測定する実験を行った。その結果、浮遊板を浮か
ばせた方はｐＨが低下しなかったのに対し、浮遊板を浮
かばせなかった方はｐＨが低下した。

【００３０】本発明の実施例１においては、塩水補給タ
ンク内の試験用塩溶液の上面に浮遊板を浮設してあるた
め、空気との接触面積が小さくなる。したがって、塩水
補給タンク内の空気中にある二酸化炭素を始めとする酸
性物質が試験用塩溶液に溶け込みにくい。実施例１にお
いて、当該浮遊板は、塩水補給タンク内の試験用塩溶液
の上面を覆うような大きさである。また、塩水補給タン
クの壁に沿って、伸縮又は折りたたみ可能なシートで浮
遊板の側面と塩水補給タンクの上端を繋ぐことによって
空気との遮断をしてもよい。

【００３１】図３は、塩水補給タンク、噴霧液採取容器
及び噴霧液採取用メスシリンダーにおける塩溶液のｐＨ
を示す特性図である。噴霧液採取容器内の塩溶液のｐＨ
は、試験終了後のみ測定するものである。本図は、比較
例及び実施例１の試験終了後の各測定場所における塩溶
液のｐＨ値を示す。比較例のプロットは試験開始から１
４時間後の、実施例１のプロットは試験開始から２２時
間後のｐＨ値である。

【００３２】比較例では、塩水補給タンクでの測定と噴
霧液採取容器での測定の間で、塩溶液のｐＨが低下し、
更に噴霧液採取容器での測定から噴霧液採取用メスシリ
ンダーでの測定の間で顕著に低下した。一方、実施例１
では、塩溶液のｐＨは、塩水補給タンクでの測定と噴霧
液採取容器での測定の間で殆ど低下せず、噴霧液採取容
器での測定から噴霧液採取用メスシリンダーでの測定の
間でも低下しなかった。実施例１によれば、噴霧したと
きに採取した噴霧液はｐＨ６．５〜７．２の範囲内とな
った。

【００３３】従来の塩水噴霧試験装置においては、塩水
補給タンクから試験槽外に配設された試験用塩溶液貯槽
用水位調整タンクを介して噴霧塔下にある試験用塩溶液
貯槽に塩溶液が流入された後に塩水が噴霧される。塩水
補給タンクから試験用塩溶液貯槽までを繋ぐ配管の材料
は、軟質塩化ビニルである。

【００３４】したがって、従来の塩水噴霧試験装置にお
いては、試験用塩溶液貯槽用水位調整タンク内の空気中
にある二酸化炭素を始めとする酸性物質が試験用塩溶液
に溶け込んでいく。尚、試験用塩溶液貯槽用水位調整タ
ンク内は常に外気圧と同じになるように、試験用塩溶液
貯槽に試験用塩溶液が流出した分、外気から空気が流入
する。また、試験用塩溶液貯槽用水位調整タンクは試験
槽外に配設されているので、当該水位調整タンク内の水
温は、試験中３５±２℃の試験温度で保持されている試
験槽内の温度より一般に低く、気体が塩溶液へ溶け込み
やすい。さらに、配管から酸性溶出物が試験用塩溶液に
溶出する。

【００３５】本発明の実施例１においては、塩水補給タ
ンクから、噴霧塔内のフロート式開閉弁を内設した試験
用塩溶液貯槽に、試験用塩溶液が流入され、噴霧され
る。したがって、二酸化炭素を始めとする酸性物質が溶
け込む原因となる、試験用塩溶液貯槽用水位調整タンク
がない。上記試験用塩溶液貯槽は、蒸気発生機から試験
槽へ送られた蒸気によって試験温度である３５±２℃に
温められる。

【００３６】表１は、理科年表（平成８年、第６９冊、
丸善株式会社発行）４５４ページに掲載されている、各
温度における１ａｔｍの二酸化炭素が水１ｃｍ^３中に溶
解する容積（ｃｍ^３）を０℃１ａｔｍ時の容積に改算し
た値を示す。表１から、温度が高いほど二酸化炭素の水
への溶け込みが小さいことがわかる。

【００３７】

【表１】

【００３８】本発明の実施例１では、試験用塩溶液貯槽
内の水温が、試験中、一般に試験槽外より高いので、か
かる試験用塩溶液貯槽での二酸化炭素を始めとする気体
の塩溶液への溶け込みが、従来の塩水噴霧試験装置の試
験用塩溶液貯槽用水位調整タンクにおける、かかる気体
の試験用塩溶液への溶け込みより少ない。

【００３９】さらに、本発明の実施例１においては、塩
水補給タンクと試験用塩溶液貯槽とを直接接続し、配管
の長さを最短にしてある。従来の塩水噴霧試験装置にお
いては、塩水補給タンクと試験用塩溶液貯槽との間に、
試験用塩溶液貯槽用水位調整タンクを介するため、例え
ば試験槽壁から噴霧塔までの距離が約４２ｃｍの試験装
置では、塩水補給タンクと試験用塩溶液貯槽の間の配管
の長さは約７２ｃｍであった。本発明の実施例１におい
ては、同じ大きさの試験槽使用時でも、塩水補給タンク
と試験用塩溶液貯槽の間の配管の長さが約４５ｃｍであ
る。したがって、本発明においては、試験用塩溶液が配
管からの酸性溶出物によって酸性化する機会を減らすこ
とができる。また、試験用塩溶液と空気との接触機会も
減らすことができる。

【００４０】また、本発明においては、噴霧液採取容器
と噴霧液採取用メスシリンダーを繋ぐ配管及び塩水補給
タンクと試験用塩溶液貯槽を繋ぐ配管が塩溶液へイオン
性物質を溶出しにくい材料でできている。実施例１にお
いて、塩水補給タンクと試験用塩溶液貯槽を繋ぐ配管に
は、その一部に硬質塩化ビニル管を、その他の部分にシ
リコーン樹脂チューブを、そして、噴霧液採取容器と噴
霧液採取用メスシリンダーを繋ぐ配管にはシリコーン樹
脂チューブを用いている。硬質塩化ビニル管及びシリコ
ーン樹脂チューブは、従来使用されてきた軟質塩化ビニ
ルチューブよりも塩溶液への酸性溶出物の溶出が少な
い。したがって、かかる配管を流れる塩溶液が上記酸性
溶出物によって酸性化することを防止できる。

【００４１】本発明において、噴霧液採取容器と噴霧液
採取用メスシリンダーを繋ぐ配管内にある空気による塩
溶液の酸性化を防止するため、予め、試験用塩溶液で配
管を満たし、試験を開始して１時間後にかかる上記試験
用塩溶液を噴霧液採取用メスシリンダーから抜いた。

【００４２】図４は、材料の差異による塩溶液のｐＨを
示す特性図である。硬質塩化ビニル板、シリコーン樹脂
チューブ及び軟質塩化ビニルチューブを１５時間塩溶液
に浸漬したときの塩溶液のｐＨの変化を示す。硬質塩化
ビニル板及びシリコーン樹脂チューブは、軟質塩化ビニ
ルチューブよりも塩溶液のｐＨ低下が少ないことがわか
った。

【００４３】図５は、噴霧液採取容器と噴霧液採取用メ
スシリンダーとを繋ぐ配管の材料の差異による採取液の
ｐＨを示す特性図である。採取液は、噴霧液採取容器及
び噴霧液採取用メスシリンダーで採取した。シリコーン
樹脂チューブは、軟質塩化ビニルチューブより塩溶液の
ｐＨ低下を防止できることが分かった。

【００４４】従来の塩水噴霧試験装置により腐食試験を
行った試験結果では、銅板がピンク色になったり、鉄板
や亜鉛板が黒ずんだりするなどの酸性腐食態様を示し
た。一方、本発明においては、酸性腐食態様を示さず、
中性で試験されていることがわかった。また、腐食減量
が、比較例よりも小さかった。これは、酸性腐食の方が
中性腐食よりも腐食減量が大きいことによると考えられ
る。

【００４５】図６は、中性雰囲気、酸性雰囲気で各々１
年間屋外暴露後の塩化ビニルコーティング鋼板及び未暴
露の塩化ビニルコーティング鋼板の写真である。鋼板に
は、クロスカットという切れ込みを入れて暴露試験をし
た。暴露後の写真で、黒い所が錆の部分である。ただ
し、中性雰囲気での暴露後の写真において、右半分にあ
る何筋もの黒い線は、はがれたコーティング膜の影であ
る。酸性雰囲気では、中性雰囲気に比べて錆の面積率が
高く、腐食が進んでいることが分かる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の塩水噴霧
試験装置においては、試験溶液作成時のｐＨを保持する
ために、上記構成要件を有することにより塩溶液と空気
との接触を遮断し、塩溶液への酸性物質の溶け込みによ
り塩溶液のｐＨが変化することを防止するので、物理的
に試験溶液をｐＨ６.５〜７.２の範囲に保つことができ
る。よって、噴霧したときに採取された噴霧液をｐＨ
６.５〜７.２の範囲に保つことができる。従って、塩水
噴霧試験の信頼性を向上させることができる。

【００４７】また、本発明の塩水噴霧試験装置において
は、上記のような構成であるので、新たな溶液槽を付加
する必要が無いので作製コストが安い。また、コンパク
トである。また、試験溶液作成時のｐＨと採取した噴霧
液のｐＨの差がほとんどないので試験溶液作成に経験則
が不要で、試験者が誰でも容易に信頼性に優れた試験を
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した塩水噴霧試験装置の一構成例
を一部破断して示す概略正面図である。

【図２】塩水補給タンク内の試験用塩溶液のｐＨの経時
変化を示す特性図である。

【図３】塩水補給タンク、噴霧液採取容器及び噴霧液採
取用メスシリンダーにおける塩溶液のｐＨを示す特性図
である。

【図４】材料の差異による塩溶液のｐＨを示す特性図で
ある。

【図５】噴霧液採取容器と噴霧液採取用メスシリンダー
とを繋ぐ配管の材料の差異による採取液のｐＨを示す特
性図である。

【図６】中性雰囲気、酸性雰囲気で各々１年間屋外暴露
後の塩化ビニルコーティング鋼板及び未暴露の塩化ビニ
ルコーティング鋼板の写真である。

【符号の説明】

１ 蒸気発生機 ２ 蒸気導入口 ３ 噴霧液用配管 ４ メスシリンダー用配管 ５ 試験用塩溶液貯槽 ６ フロート式開閉弁 ７ 空気飽和器 ８ 噴霧ノズル ９ 噴霧塔 １０ 試験槽 １１ 試験片 １２ 塩水噴霧試験装置 １３ 塩水補給タンク １４ 噴霧液採取容器 １５ 噴霧液採取用メスシリンダー １６ 浮遊板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 17/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 腐食試験溶液として中性塩溶液を用いる
   ｐＨ７を中心とした中性塩水噴霧試験装置において、試
   験溶液作成時のｐＨを保持するため、塩水補給タンク内
   の試験用塩溶液水面に浮遊板を浮設して、塩溶液と空気
   との接触を遮断し塩溶液を配管で直接噴霧塔に送ること
   により、塩溶液への酸性物質の溶け込みにより塩溶液の
   ｐＨが変化することを防止することを特徴とする塩水噴
   霧試験装置。
2. 【請求項２】 腐食試験溶液として中性塩溶液を用いる
   ｐＨ７を中心とした中性塩水噴霧試験装置において、試
   験溶液作成時のｐＨを保持するために、試験槽外部に試
   験用塩溶液貯槽用水位調製タンクを設ける代わりに、浮
   遊板を浮設した塩水補給タンクからの試験用塩溶液を貯
   蔵するための噴霧塔内にフロート式開閉弁を内設した試
   験用塩溶液貯槽を有したことにより、塩溶液と空気との
   接触を遮断し、塩溶液への酸性物質の溶け込みにより塩
   溶液のｐＨが変化することを防止することを特徴とする
   塩水噴霧試験装置。