JP5315869B2 - 金属材料の耐食性評価方法、金属材料及び金属材料の腐食促進試験装置 - Google Patents
金属材料の耐食性評価方法、金属材料及び金属材料の腐食促進試験装置 Download PDFInfo
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Description
工程(A):金属材料に付着した、塩化物イオンを含む塩水の平均粒径が1〜500μmであり、且つ塩分付着量が0.1〜10000mg/m2であって、塩化物イオンを含む塩分を付着させる時間を10分間以内として、金属材料の表面に塩化物イオンを含む塩分を付着させる工程。
工程(B):金属材料に対して、乾燥工程及び湿潤工程での露点変動が±5℃以内の範囲内で温度及び相対湿度を変化させて設定した乾燥工程と湿潤工程とを繰り返すことを1サイクルとし、このサイクルを少なくとも1回行う工程。
工程(C):洗浄水の温度を20〜60℃、洗浄時間を1分以上12時間以下として、金属材料の表面を、塩分を含まない洗浄水で洗浄する工程。
乾燥工程:温度;20〜60℃、相対湿度;70%以下、保持時間;2〜12時間。
湿潤工程:温度;20〜50℃、相対湿度;80〜96%、保持時間;2〜12時間。
条件(D):前記工程(A)における塩分付着量条件。
条件(E):前記工程(B)における乾燥工程の条件と湿潤工程の条件との組み合わせからなる条件。
条件(F):露点条件。
条件(G):湿潤率条件(湿潤率=湿潤工程保持時間/(乾燥工程保持時間+湿潤工程保持時間))。
本発明に係る金属材料の耐食性評価方法について、図1、図2及び図3を参照して説明する。図1、図2及び図3は、本発明の実施形態の一つであり、金属材料の耐食性評価を行うための腐食促進試験の工程を示す図である。図1、図2及び図3に示される腐食促進試験では、実際の環境を模擬するために種々の環境因子を組み合わせた、下記の工程(A)、下記の工程(B)及び下記の工程(C)の各工程を少なくとも1回行うサイクルを1回以上行う。
工程(A):金属材料の表面に塩化物イオンを含む塩分を付着させる工程。
工程(B):金属材料に対して、温度と相対湿度を変化させて設定した乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すことを1サイクルとし、このサイクルを少なくとも1回行う工程。
工程(C):金属材料の表面を、塩分を含まない洗浄水で洗浄する工程。
金属材料の耐食性に及ぼす環境因子の影響は金属材料の種類によって様々であることから、環境因子を変化させて腐食促進試験を行い、各金属材料の耐食性の特性を調べることが望ましい。図6は、3種類の金属材料において、環境因子として塩分付着量を例にとり、腐食促進試験の或る試験期間における塩分付着量と腐食量との関係を比較して示した図である。また、ここで腐食量とは、塗装膜の膨れ幅(または、単に、膨れ幅)や亜鉛めっきや下地鋼材の腐食量等を示す。図6からも明らかなように、金属材料No.1、No.2、No.3の塩分付着量と腐食量との関係の直線の傾きは異なり、塩分付着量水準a、b、cにおいて、金属材料No.1、No.2、No.3の腐食量の序列が入れ替わっている。
本発明の金属材料の耐食性評価方法を用いることにより、実構造物の腐食の進行を予測した金属材料の受注、製造及び販売を行うことが可能である。
鋼材の脱脂工程(step61):塗装前の鋼材の表面に付着した油分や汚れを除去する。
鋼材の研磨工程(step62):ブラシで、鋼材表面の酸化皮膜を除去し、表面を活性化させる。後工程の化成処理性が改善する。
化成処理工程(step63):りん酸塩処理、クロメート処理、クロメートフリー処理等を行う。塗装膜密着性を改善する前処理的役割と鋼材の耐食性を改善する機能的役割がある。本発明の金属材料の耐食性評価方法により鋼材の寿命が予測できた場合であって、更に高寿命を期待する場合には、この化成処理に反映させることができる。
塗装工程(step64):塗料をコーティングする工程。ロールコーティング、スプレーコーティングが一般的である。
焼付け工程(step65):塗料の乾燥、硬化、塗装膜の形成。要求される耐食性に応じて塗装、焼付を2、3回繰り返す場合がある。
検査工程(step66):塗装膜のピンホール、光沢むら、色調等を検査する。
保護フィルムの貼り付け工程(step67):実施しない場合もあるが、客先からの要望で、保護フィルムを張り付けて出荷する場合がある。
上述の[実施形態3]においては表面処理鋼材として塗装鋼材の耐食性評価について説明した。しかし、本願発明が適用される金属材料は、塗装鋼材に限定されず、化成処理鋼材及びめっき処理鋼材にも適用される。また、本発明は腐食環境下で使用される耐候性鋼材等の鋼材、非鉄金属材料等の金属材料についても適用可能である。
図13、図14、図15は、本発明に係る金属材料の耐食性評価方法を行うための腐食促進試験装置の構成の一例を示す概略図である。本発明の腐食促進試験装置は、図13〜図15に示すように、塩分付着装置、乾燥湿潤試験装置及び洗浄装置で構成される。これらの図において、符号15はスプレーノズル、16は試験片(金属材料)、17はステージである。
2 エアトランスフィルター
3 エアブラシ
4 評価面
5 金属材料
6 塗装鋼材
7 化成処理鋼材
8 めっき処理鋼材
9 鋼
10 めっき層
11 化成処理層
12 塗装膜
13 白錆
14 赤錆
15 スプレーノズル
16 試験片
17 ステージ
Claims (5)
- 下記の工程(A)、下記の工程(B)及び下記の工程(C)の各工程をそれぞれ1回以上行う金属材料の耐食性評価方法であって、前記工程(A)及び前記工程(C)を168時間に2回行い、前記工程(A)の1回の実施に対して前記工程(C)を1回行い、前記工程(A)の後に前記工程(C)を行い、且つ、前記工程(A)の1回の実施に対して前記工程(B)の乾燥工程と湿潤工程との繰り返しからなる1サイクルを2〜21回行うことにより耐食性を評価することを特徴とする、雨ざらしの屋外使用環境での金属材料の耐食性評価方法。
工程(A):金属材料に付着した、塩化物イオンを含む塩水の平均粒径が200〜500μmであり、且つ塩分付着量が1000〜3000mg/m2であって、塩化物イオンを含む塩分を付着させる時間を10〜30秒間として、金属材料の表面に、一流体スプレーノズルまたは二流体スプレーノズルから供給される塩水スプレーにより、塩化物イオンを含む塩分を付着させる工程
工程(B):金属材料に対して、乾燥工程及び湿潤工程での露点変動が±5℃以内の範囲内で温度及び相対湿度を変化させて設定した乾燥工程と湿潤工程とを繰り返すことを1サイクルとし、このサイクルを少なくとも1回行い、乾燥工程及び湿潤工程は以下の条件範囲内で行う工程
乾燥工程:温度;20〜60℃、相対湿度;70%以下、保持時間;2〜12時間
湿潤工程:温度;20〜50℃、相対湿度;80〜96%、保持時間;2〜12時間
工程(C):雨で金属材料の表面の付着塩分が流される雨ざらしの屋外使用環境を模擬した工程であって、洗浄水の温度を20〜30℃、洗浄時間を3分として、金属材料の表面を、塩分を含まない前記洗浄水で洗浄して、塩分を除去するとともに腐食を促進させる工程 - 前記工程(B)において、乾燥工程の保持時間を、湿潤工程の保持時間と同等かそれ以上とすることを特徴とする、請求項1に記載の雨ざらしの屋外使用環境での金属材料の耐食性評価方法。
- 下記の条件(D)及び/または下記の条件(E)の2水準以上について、請求項1または請求項2に記載の、雨ざらしの屋外使用環境での金属材料の耐食性評価方法を行うことを特徴とする、雨ざらしの屋外使用環境での金属材料の耐食性評価方法。
条件(D):前記工程(A)における塩分付着量条件
条件(E):前記工程(B)における乾燥工程の条件と湿潤工程の条件との組み合わせからなる条件 - 前記条件(E)が、下記の条件(F)及び/または下記の条件(G)であることを特徴とする、請求項3に記載の雨ざらしの屋外使用環境での金属材料の耐食性評価方法。
条件(F):露点条件
条件(G):湿潤率条件(湿潤率=湿潤工程保持時間/(乾燥工程保持時間+湿潤工程保持時間)) - 請求項3または請求項4に記載の、雨ざらしの屋外使用環境での金属材料の耐食性評価方法により2水準以上で耐食性を評価し、該評価結果に基づき、前記水準間を外れる領域での耐食性を外挿して評価することを特徴とする、雨ざらしの屋外使用環境での金属材料の耐食性評価方法。
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