JP6097832B2 - 金属の耐食性評価方法、金属材料の耐食性評価装置、金属材料の組成予測方法、金属材料の組成予測装置 - Google Patents
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- 耐食性を有する金属の耐食性評価方法であって、 評価対象の前記金属を使用環境の液である0.1M未満のNaCl水溶液に浸漬した状態で前記金属の表面電位を計測して前記金属の表面電位分布を求め、 前記表面電位分布に基づいて、前記金属のミクロ組織の表面電位差を算出し、 算出した表面電位差のうち、最大の表面電位差を腐食評価の評価指標として、前記金属のすきま腐食の腐食速度、または孔食の腐食速度を予測することを特徴とする金属の耐食性評価方法。
- 請求項1に記載の金属の耐食性評価方法において、 前記金属の表面電位の計測は、先端に探針電極を備えるカンチレバーと前記液中に浸漬した前記金属との間に交流のバイアス電圧を印加し、前記探針電極を前記金属の表面に対して水平方向に走査しながら、静電的相互作用力によって生じる前記カンチレバーの振動を利用して前記金属の表面の表面電位を算出することを特徴とする金属の耐食性評価方法。
- 請求項1に記載の金属の耐食性評価方法において、 前記液中におけるすきま腐食深さ、または、孔食深さの腐食速度が既知の組成の異なる2つ以上の金属の前記液中における最大の表面電位差と腐食速度の相関関係に基づいて、前記評価対象の前記金属のすきま腐食の腐食速度、または孔食の腐食速度を予測することを特徴とする金属の耐食性評価方法。
- 請求項1に記載の金属の耐食性評価方法において、 プラント実機で使用中の金属材料から採取した金属、あるいはプラント設計段階の金属を評価対象とし、 予測した前記金属のすきま腐食の腐食速度、または孔食の腐食速度に基づいて、前記金属材料の交換時期を予測することを特徴とする金属の耐食性評価方法。
- 請求項1に記載の金属の耐食性評価方法において、 前記評価対象の前記金属がステンレス鋼であることを特徴とする金属の耐食性評価方法。
- 探針と、前記探針と試料となる耐食性を有する金属の間にバイアス電圧を印加するための交流電源と、前記探針と前記試料との間にバイアス電圧を印加する閉回路の途中に設けられたコンデンサと、前記探針と前記試料との間に働く相互作用力に対応付けられた電圧信号を出力する変位計測部と、前記変位計測部によって出力される電圧信号に含まれる特定の周波数成分をもつ静電気力信号を検出し、検出された信号に対応する値を出力する信号検出部と、を備えた、液中の前記試料の表面電位を計測する電位計測装置と、 特定の液中における各種組成の金属のミクロ組織の表面電位差とすきま腐食、または、孔食の腐食速度の関係が格納されたデータベースと、 前記電位計測装置で測定された表面電位から前記金属のミクロ組織の表面電位差を算出し、前記データベースのデータを参照して前記金属のミクロ組織の表面電位差から前記金属のすきま腐食の腐食速度、または孔食の腐食速度を予測する予測手段と、を備え、
前記試料の表面電位を計測する前記液としては、0.1M未満のNaCl水溶液を用いることを特徴とする金属材料の耐食性評価装置。 - 請求項6に記載の金属材料の耐食性評価装置において、 前記交流電源が出力する交流電圧の周波数は10kHz以上であることを特徴とする金属材料の耐食性評価装置。
- 請求項6に記載の金属材料の耐食性評価装置において、 前記探針を前記試料表面で走査するためのX及びY方向のスキャナと、前記試料の凹凸に前記探針を追従させるためのZ方向のスキャナと、を備え、 前記X及びY方向のスキャナの移動量が100μm以上であることを特徴とする金属材料の耐食性評価装置。
- 請求項7に記載の金属材料の耐食性評価装置において、 前記交流電源は、 前記探針と前記試料との間に、第1の交流電圧を印加する第1の交流電源と、 前記探針と前記試料との間に、前記第1の交流電圧の周波数と異なる周波数を有する第2の交流電圧を、前記第1の交流電圧に加算して印加する第2の交流電源で構成されていることを特徴とする金属材料の耐食性評価装置。
- 金属材料の組成予測方法であって、 評価対象の耐食性を有する金属を使用環境の液である0.1M未満のNaCl水溶液に浸漬した状態で前記金属の表面電位を計測して前記金属の表面電位分布を求め、 前記表面電位分布に基づいて、前記金属のミクロ組織の表面電位差を算出し、 算出した表面電位差に基づいて金属組織内に析出した析出物の組成を予測することを特徴とする金属材料の組成予測方法。
- 請求項10に記載の金属材料の組成予測方法において、 予め、特定の液中における各種組成の金属の表面電位を基準となる金属に対する表面電位差として計測しておき、これを用いて、1ナノメートルから100マイクロメートルまでの大きさの複数の析出物の組成を予測する金属材料の組成予測方法。
- 請求項10に記載の金属材料の組成予測方法において、 前記表面電位分布を画像処理により特定の析出物電位を有する領域の全体に対する面積率を求め、前記面積率から前記金属組織内に析出した析出物の含有量を予測する金属材料の組成予測方法。
- 探針と、前記探針と試料となる耐食性を有する金属の間にバイアス電圧を印加するための交流電源と、前記探針と前記試料との間にバイアス電圧を印加する閉回路の途中に設けられたコンデンサと、前記探針と前記試料との間に働く相互作用力に対応付けられた電圧信号を出力する変位計測部と、前記変位計測部によって出力される電圧信号に含まれる特定の周波数成分をもつ静電気力信号を検出し、検出された信号に対応する値を出力する信号検出部と、を備え、液中の前記試料の表面電位を計測する電位計測装置と、 各種組成の金属の表面電位と基準となる金属の表面電位の表面電位差のデータが格納されたデータベースと、 前記電位計測装置で測定された表面電位から前記金属のミクロ組織の表面電位差を算出し、前記データベースのデータを参照して測定された表面電位差から金属組織内に析出した析出物の組成を予測する予測手段と、を備え、
前記液としては、0.1M未満のNaCl水溶液を用いることを特徴とする金属材料の組成予測装置。
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