JPH0113050B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は材料腐食試験槽に関し、特に、金属材
料等の応力割れ試験、腐食疲労試験等に用いられ
るものに関する。

上記応力腐蝕割れ試験、腐蝕疲労試験とは、腐
蝕環境下において試験片（試料）に対し長時間に
わたつて一定の荷重（引張応力等）を負荷し、或
いは繰返し応力を負荷し、応力腐蝕割れの感受性
または腐蝕疲労現象等を解明すべく行なわれる試
験であるが、液体または気体の腐蝕剤（例えば硫
化水素等）を用いる関係から、試験槽は試験期間
中十分な気密性を保持する必要がある。

ところで、試験対象である試験片には、一般
に、第１図ａに示す丸棒形のものと第１図ｂに示
す平板形（矩形）のものがあるが、平板形のもの
はその横断面が矩形である故に、断面円形の丸棒
形試験片と比較して、シールを行なうことが困難
である。更に、丸棒形、平板形、いずれの場合
も、試験片の一端部を固定しつつ他端部に例えば
引張応力を負荷すると、該引張応力を負荷された
試験片端部は試験片の伸びにより時間の経過と共
に試験片固定側に対し微少量相当摺動する。従つ
て、腐蝕槽の気密性を保持するにはかかる試験片
端部の摺動を考慮する必要がある。

第２図乃至第４図は平板形試験片用のシール機
構を有する腐蝕槽の従来例を示すものであるが、
まず、第２図に示すシール機構は、平板形試験片
１０の固定側端部１２及び摺動側端部１４の夫々
と気密性槽本体１６に設けた開口部１８，２０と
の間に、試験片端部の断面形状に適合する貫通開
口を有するゴム状弾性体栓部材２２，２４を夫々
圧入させたものである。槽本体開口部１８，２０
の内壁面と栓部材２２，２４の半径方向外周面が
共に槽内部に向つて収歛するテーパ面となされ、
栓部材の槽本体開口部内への挿入を容易にすると
共に、栓部材圧入時に、該栓部材と試験片端部
間、及び栓部材と槽本体開口部間の密着性を高
め、シール性を向上させるようにしている。

しかしこの構成は、試験片摺動側端部１４の摺
動を十分に考慮したものではない。すなわち、摺
動側シール機構は単にテーパ付きゴム栓部材２４
をテーパ付き開口部２０内に圧入させたものにす
ぎないので、試験片端部１４が第２図で上方に摺
動すると、栓部材２４と開口部２０間が離脱して
洩れが生じ易くなると共に、栓部材による締付力
（シール力）が弱くなり、該栓部材２４と試験片
摺動側端部１４間に洩れが生ずる原因となつてい
た。

第３図に示すシール機構は試験片の摺動を考慮
したもので、平板形試験片１０′の固定側端部１
２′には第２図と同様の栓部材２２′を用いるが、
試験片摺動側端部１４′にはベローズ２６及び開
口付き蓋部材２８を用い、更に該蓋部材２８の開
口と試験片摺動側端部との間に接着剤等のシール
層３０を充填して、試験片の摺動に対しても試験
槽の気密性を保持するようにしたものである。し
かし、この構成によると、試験片摺動側端部が一
定量以上摺動した場合にはベローズ２６のバネ定
数による影響が顕著となり、荷重精度を確保し得
ない。また、構成自体も極めて複雑である。更
に、試験片の交換毎にシール層３０を充填せねば
ならず、作業が極めて煩雑となる。

第４図の試験槽は、第２図及び第３図のものが
共に平板形試験片の両端部を槽本体の外部に突出
させていたのに対して、平板形試験片４０全体を
試験槽中に浸漬させ、且つ該試験片の両端部に略
円筒形のチヤツク４２，４４を夫々連結して該チ
ヤツクを試験槽外部に突出させたものである。固
定側シール機構は円形貫通開口を有するゴム状弾
性体栓部材４６よりなり、摺動側シール機構は一
般的なＯリング・シール部材４８よりなる。しか
し、この構成ではシール機構自体は比較的簡素と
なるもののチヤツク４２，４４が腐蝕剤中に浸漬
されているため、腐蝕電位が発生して腐蝕を促進
するので、正確な試験結果を得ることが困難であ
る。

本発明の第１の目的は、上記の如き欠点を解消
し、試験片の摺動に対しても槽本体の気密性を保
持し、且つ常に正確・高精度の材料試験を可能と
する材料腐食試験槽を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に従う試験槽は
気密性の試験槽本体と；前記試験槽本体に設けら
れ、試験材料の固定側端部がそのなかを貫通し前
記試験槽本体の外部に伸びている第１開口部と；
前記試験槽本体に設けられ、試験材料の移動側端
部が、そこを貫通して前記試験槽本体の外部に伸
びている第２開口部と；前記第１開口部と試験材
料の固定端とをシールする固定側シール機構と；
前記第２開口部と試験材料の移動端部とをシール
する摺動側シール機構とを含み、前記摺動側シー
ル機構が材料腐食試験槽と試験槽内の気密を保ち
つつ移動可能なアダプター部と；前記アダプター
部の内側に位置し、前記アダプター部と係合して
試験槽内の気密を保ちつつかつ、その内側にて試
験材料の外形に密着するように変形可能なシール
部とを含むことを特徴とする。

本発明の他の目的及び他の特徴は本明細書及び
添附図面の記載から当業者には明らかとなるであ
ろう。

以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施
例の数例を例示的に説明する。

第５図は特に平板形の試験片を用いる場合の本
発明に従つた材料腐食試験槽を示す。試験槽は上
蓋５０、底蓋５２及び胴部材５４を含み、これら
を固定ボルト５６及びナツト５８により図示の如
く固定すると共に、胴部材５４と上蓋５０及び底
蓋５２との間にパツキン６０を設けて、気密性槽
本体６２を形成する。

槽本体６２の底蓋５２及び上蓋５０には夫々、
互いに対向する位置に開口部６４，６６が設けら
れ、平板形試験片７０の固定側端部７２及び摺動
側端部７４が夫々開口部６４及び開口部６６を貫
通して槽本体６２の外部へ延びるようになされて
いる。開口部６４及び開口部６６には後述する摺
動側シール機構８０及び摺動側シール機構９０が
夫々設けられ、槽本体６２と試験片７０との間を
シールする。更に、好ましくは槽本体の上蓋５０
を貫通して試験槽内部に延びる不図示の腐蝕剤供
給管及びドレン管が設けられ、腐蝕剤の供給及び
排出を行なうようになされている。

試験片の固定側端部７２はピン等の連結手段に
より固定側チヤツク６８に連結され、該固定側チ
ヤツクは材料試験機に対して固定される。一方、
試験片の摺動側端部も同様の連結手段により不図
示の摺動側チヤツクに連結され、該摺動側チヤツ
クを介して試験片７０に例えば引張応力等の応力
が負荷される。

固定側シール機構８０について説明すると、該
固定側シール機構は開口部６４に着脱可能に挿入
されるゴム等の弾性体よりなる栓部材８１を含
む。該栓部材８１には試験片固定側端部７２の矩
形断面形状に適合する貫通開口８２が形成され、
試験片固定側端部７２が該貫通開口８２をシール
状態で貫通して槽本体６２の外部へ延びるように
なされている。好ましくは開口部６４の内壁面及
び栓部材８１の半径方向外周面に共に試験槽内部
に向つて収歛するテーパ面が形成され、開口部６
４内への栓部材８１の挿入を容易とすると共に、
栓部材圧入時に、該栓部材８１と開口部６４間及
び栓部材８１と試験片固定側端部７２間の密着性
を高めるようになされている。

試験片固定側端部のシールは試験片摺動側端部
と比べて比較的容易であるので、上記構成でも十
分であるが、好ましくは、袋ナツト８３等の固定
手段により栓部材８１を槽本体６２に対し固定す
る。

槽本体上蓋５０の開口部６６と試験片摺動側端
部７４間をシールする摺動側シール機構９０は、
開口部６６内に着脱自在に挿入可能な栓部材９１
を含む。図示の実施例において、栓部材９１は一
端にフランジを有する略円筒形のアダプタ部分９
２と、該アダプタ部分に設けた孔部９２ａ内に圧
入されるシール部分９３とにより構成され、該シ
ール部分９３には試験片摺動側端部７４の矩形断
面形状に適合する貫通開口９４が形成されてい
る。シール部分９３はゴム状弾性体よりなる、試
験片摺動側端部７４が貫通開口９４をシール状態
で貫通して槽本体６２の外部へ延びることを可能
とすると共に、該シール部分が試験片摺動側端部
７４とアダプタ部分９２間に圧入された場合に、
該シール部分とアダプタ部分が試験片摺動側端部
７４の摺動と一体的に摺動し得るようになされて
いる。

アダプタ部分９２を受容する槽本体上蓋５０の
開口部６６には試験片の長手方向と並行に延びる
内壁面が形成されている。一方、アダプタ部分９
２の外周面には同様に試験片長手方向と並行に延
びる滑り面９５が形成され、該アダプタ部分９２
と槽本体上蓋５０との相対摺動を十分に許容する
ようになされている。更に、開口部６６の前記試
験片長手方向と並行に延びる内壁面に周方向に延
びる溝９６が形成され、該溝内にＯ−リング・シ
ール等のシール部材９７が設けられて、前記滑り
面９５、すなわちアダプタ部分外周面と開口部６
６の内壁面間をシールする。

尚、図示の構成では、開口部６６には後述する
別形態の栓部材を固定するためのネジ山９８が設
けられているが、開口部６６の内壁面全体が試験
片の長手方向に並行に延びる壁面であつてもよ
い。また、溝９５及びシール部材９６は栓部材側
に設けてもよく、滑り面９５、すなわちアダプタ
部分外周面と開口部内壁面間をシールし得るもの
であれば任意の構成でよい。

更に、好ましくはアダプタ部分９２に設けた孔
部９２ａの内壁面とシール部分９３の外周面に共
に腐蝕槽内部に向つて収歛するテーパ面が形成さ
れている。これにより、栓部材９１を試験片摺動
側端部７４の周囲に装着した場合に、少なくとも
シール部分９３内に、該シール部分の弾性変形に
よる結果として、第６図に矢印で示す如く、貫通
開口９４の周囲においては該貫通開口（従つて試
験片端部）に向う反力が、またシール部分９３の
外周面近傍ではアダプタ部分９２上に向う反力が
発生する。この結果、試験片摺動側端部７４、シ
ール部分９３及びアダプタ部分９２間の密着性が
一層高められてシール性が向上すると共に、アダ
プタ部分９２及びシール部分９３が試験片摺動側
端部７４と一体摺動することが一層確実となる。

上記第５図実施例の構成は平板形試験片用のも
のであるので、固定側栓部材８１及び摺動側栓部
材９１のシール部分９３には夫々矩形の貫通開口
８２，９４が設けてあるが、丸棒形試験片（第１
図ａ）を用いる場合、固定側栓部材８１及び摺動
側栓部材のシール部分９３を夫々円形の貫通開口
を有するものに交換するだけでよいことは容易に
理解されよう。また、試験片両端部の断面寸法が
種々異なる場合でも、固定側及び摺動側の栓部材
をこれら端部の断面寸法に適合した貫通開口を有
するものに交換するだけで対応できることも容易
に理解されよう。

アダプタ部分９２は適度な硬度を有するゴム状
弾性体、或いは金属、プラスチツク等の任意の材
料より形成することができる。更に、第５図に示
す栓部材９１は別体のアダプタ部分９２とシール
部分９３とにより構成されているが、本発明は別
体型に限られるものではなく、例えば、外周面に
滑り面９５を備え且つ試験片摺動側端部７４との
間に十分なシール状態を保ち得るゴム状弾性体よ
りなる一体型のものとし、アダプタ部分とシール
部分とを一部材構成したものでもよい。また、シ
ール部分９３も図示の形態に限られるものでな
く、例えばアダプタ部分９２の孔部９２ａ上にシ
ール層を被覆したものでもよい。

第７図は本発明の別の実施例を示すもので、特
に丸棒形試験片（第１図ａ）と共に用いる場合を
示しているが、槽本体は第５図に符号６２で示し
たものと同一のものをそのまま用いている。従つ
て、第５図と同一の部材には同様の符号を附して
ある。図示の如く、槽本体６２の外部に延びる試
験片固定側及び摺動側端部１０２，１０４には
夫々固定側チヤツク１０６及び摺動側チヤツク１
０８が螺着連結され、槽本体底蓋５２の開口部６
４と試験片固定側端部１０２との間には固定側シ
ール機構１８０が、また、槽本体上蓋５０の開口
部６６と試験片摺動側端部１０４との間には摺動
側シール機構１９０が夫々装着されている。固定
側シール機構１８０は、栓部材１８１の貫通開口
１８２が円形である点以外は第５図に示すシール
機構８０と同様の構成である。

本実施例の摺動側シール機構１９０と第５図実
施例の摺動側シール機構９０との第１の相違点
は、第５図実施例のものが栓部材９１のアダプタ
部分９２の半径方向外周面に滑り面９５を設けた
のに対し、本実施例のものは、栓部材１９１のア
ダプタ部分１９２の半径方向内周面に滑り面を設
けた点にある。すなわち、第７図において、栓部
材１９１のアダプタ部分１９２は試験片１００の
摺動側端部１０４の断面形状に適合する貫通開口
１９３を有し、該貫通開口の内壁面は試験片の長
手方向に並行に延びる滑り面を形成しており、ア
ダプタ部分１９２と試験片摺動側端部１０４間に
相対摺動を十分に許容するようになされている。
貫通開口１９３の内壁面には周方向に延びる溝１
９４が形成され、該溝内にＯ−リング・シール等
のシール部材１９５が設けられて前記滑り面、す
なわち、貫通開口１９３の内壁面と試験片摺動側
端部１０４間をシールする。

アダプタ部分１９２の半径方向外周面に、槽本
体上蓋５０の開口部６６に設けられたネジ山９８
と螺合するネジ山が形成されており、アダプタ部
分１９２を上蓋５０に対し固定し得るようになさ
れている。アダプタ部分１９２と上蓋５０間のシ
ールは栓部材のシール部分９７′により行なう。
第７図実施例の槽本体６２は第５図実施例のもの
をそのまま用いているため、上記シール部分９
７′は第５図実施例において滑り面９５用のシー
ル部材として機能したシール部材９７をそのまま
用いることができる。また、シール部材９７′を
受容する溝９６′も第５図実施例における溝９６
をそのまま用いることができる。尚、上記シール
部分はアダプタ部分１９２と槽本体上蓋５０間を
シールし得るものであれば任意の構成でよい。ま
た、アダプタ部分とシール部分が別体型に限られ
ないことは第５図実施例と同様である。

また、第７図に示す実施例は、アダプタ部分１
９２を槽本体に固定し、アダプタ部分と試験片摺
動側端部１０４が相対摺動する構成としたが、本
発明はこれに限られるものでなく、アダプタ部分
１９２の半径方向外周面にも、第５図実施例と同
様の、試験片長手方向と並行に延びる滑り面を設
け、該滑り面用のシール部材として例えば図示の
シール部分９７′を兼用させて、試験片摺動側端
部１０４、栓部材１９１及び槽本体上蓋５０が
夫々互いに相対摺動し得るようにすることもでき
る。

以上の如く、本発明においては、試験槽本体
と、試験材料の固定端がその中を通過する第１開
口部及び試験材料の移動端がその中を通過する第
２開口部と、第１開口部との間をシールする固定
側シール機構及び第２開口部と試験材料との間を
シールする摺動側シール機構とを含む材料腐食試
験槽において、前記摺動側シール機構は、試験槽
内外の気密を保ちつつ移動可能なアダプター部
と、このアダプター部の内側に位置し、これと係
合して試験槽内の気密を保ちつつ、その内側にお
いて試験材料の外形に密着するように変形可能な
シール部とから成るようにした。

これにより、たとえ試験材料が移動するような
ことがあつても、試験槽の気密性が保持され、常
に正確な材料試験が保証される。更に、試験材料
の形状、寸法が変わつたときはシール部及び／又
はアダプター部を交換するのみで対応でき、試験
槽の汎用性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は丸棒形及び平板形の試験片を示す斜視
図、第２図乃至第４図は従来の材料腐食試験槽を
示す概略断面図、第５図は本発明の一実施例によ
る材料腐食試験槽を示す断面図、第６図は第５図
に示す摺動側栓部材を示す平面図、第７図は本発
明の別の実施例による材料腐食試験槽を示す断面
図である。 〔主要部分の符号の説明〕、６２……槽本体、
６４……第１の開口部、６６……第２の開口部、
８０，１８０……固定側シール機構、９０，１９
０……摺動側シール機構、９１，１９１……摺動
側シール機構の栓部材、９２，１９２……アダプ
タ部分、９３，９７′……シール部分、９４，１
９３……栓部材の貫通開口、９５，１９３……滑
り面、９７，１９５……滑り面用シール部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 材料腐食試験槽であつて、 気密性の試験槽本体と、 該試験槽本体に設けられ、試験材料の固定側端
   部がそのなかを貫通し前記試験槽本体の外部に伸
   びている第１開口部と、前記試験槽本体に設けら
   れ、試験材料の移動側端部がそこを貫通して前記
   試験槽本体の外部に伸びている第２開口部と、前
   記第１開口部と試験材料の固定端との間をシール
   する固定側シール機構と、前記第２開口部と試験
   材料の移動端部との間をシールする摺動側シール
   機構とを含む材料腐食試験槽において、 前記摺動側シール機構は、材料腐食試験槽の内
   外の気密を保ちつつ移動可能なアダプター部と； 前記アダプター部の内側に位置し、前記アダプ
   ター部と係合して試験槽内の気密を保ちつつ、そ
   の内側にて試験材料の外形に密着するように変形
   可能なシール部と；を含むことを特徴とする材料
   腐食試験槽。 ２ 前記移動可能なアダプター部と前記試験槽本
   体との間の気密を保つ手段がＯリングを利用して
   いる特許請求の範囲第１項に記載の材料腐食試験
   槽。 ３ 前記アダプター部の断面外形が円形である特
   許請求の範囲第２項に記載の材料腐食試験槽。