JPH07109407B2 - 金属材ボルトの水素測定装置 - Google Patents

金属材ボルトの水素測定装置

Info

Publication number
JPH07109407B2
JPH07109407B2 JP1077117A JP7711789A JPH07109407B2 JP H07109407 B2 JPH07109407 B2 JP H07109407B2 JP 1077117 A JP1077117 A JP 1077117A JP 7711789 A JP7711789 A JP 7711789A JP H07109407 B2 JPH07109407 B2 JP H07109407B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
bolt
hole
gas
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1077117A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02254361A (ja
Inventor
昭紘 小野
孝 大坪
泰弘 早川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP1077117A priority Critical patent/JPH07109407B2/ja
Publication of JPH02254361A publication Critical patent/JPH02254361A/ja
Publication of JPH07109407B2 publication Critical patent/JPH07109407B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、実用に供せられている金属材ボルトへの、使
用環境からの水素の侵入を検知するための装置に関す
る。
〔従来の技術〕
例えば、100Kg/mm2以上の強度の高張力鋼が、応力のか
かった状態で水素にされられると非常に脆くなること
は、水素脆化あるいは水素遅れ割れとして、良く知られ
ている。高張力鋼に限らず、一般の金属でも水素脆化が
生じる。したがって、実用に供せられている金属部材に
それが置かれた環境から侵入する水素を検知して金属部
材の水素脆化程度を把握又は推察することは有意義であ
る。
このような重要性に鑑み、金属部材中の水素を検知又は
定量測定する方法がいくつか提案されている。
例えば、Metal Progress,58,May,1979に発表されたBerm
anの論文では、金属部材にバーナクル電極を密着させて
電極電流を検知して、電極電流により水素濃度を検出す
る(従来技術1)。すなわち、電解液として水酸化ナト
リウム水溶液を満した容器を金属部材の表面に密着させ
て、ニッケル/酸化ニッケルからなる電極を挿入し、金
属部材表面から出る水素を水に酸化し表面水素濃度をゼ
ロに保つように金属部材の電位を設定する。これによる
と、酸化のために流れる電流は次式のように水素濃度の
関数となる。
Jt/zF=C0(D/πt)1/2 …(1) ここで、Jtは時間t(sec)における酸化電流密度(A/c
m2)、C0は測定部分における水素濃度、zは酸化に関与
する電子の数、Fはファラデー定数、Dは金属部材中の
水素拡散係数である。Dが既知であれば、JtからC0が得
られる。
特公昭56−44369号公報では、構造金属部材の一部、ま
たは、該部材に近接して設置された該部材と同材質の検
出ブロック内に、水素捕獲空間を設けて、環境から該部
材中に侵入し該空間に放出される水素をガスクロマトグ
ラフィなどの水素量検出装置で検出する(従来技術
2)。
特開昭56−24563号公報では、金属部材に水素捕集容器
を密着させて、該部材の表面から放出される水素を捕集
し、捕集した水素の量を、接触燃焼式又は半導体式の可
燃性ガス検出器によって電気信号に変換する(従来技術
3)。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の従来技術1および3では、水素の検出が金属部材
の表面部に限られ、内部に侵入した水素の検出には不向
きである。また、測定操作に技術を要すると共に煩雑で
ある。
上述の従来技術2では、金属部材の内部に侵入した水素
を検出しうるが、構造金属部材の内部に水素捕獲空間を
形成すると構造金属部材を部分的に破壊しなければなら
ない。同材質の金属ブロック(試験材)を備えることに
よりこれは回避されるが、試験材の設置および測定が簡
易であることが望まれ、特に連続的又は隔時的に長期の
測定を簡易に行なうことが望まれる。
本発明は、金属材ボルトの内部に侵入する水素を簡易に
測定することを目的とし、特に、試験片の設置が容易で
しかも長期間に渡って連続的又は隔時的に侵入水素を簡
易に測定することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本願の第1番の発明の測定装置は、頭部(4)の端面で
開口し頭部(4)から軸部(3)に延び、頭部(4)側
で気密封止された穴(6,7)、および、穴(6,7)に挿入
され、ガス検出のための通電用端子(10)が気密封止さ
れた穴(6,7)部より頭部(4)の端面方向に延びた半
導体ガスセンサ(8)、を有する金属材のボルト
(1);通電用端子(10)に結合する電気コネクタ(1
2);および、電気コネクタ(12)に接続され、電気コ
ネクタ(12)に通電して半導体ガスセンサ(8)の水素
検出量情報を得る水素量検出装置(13);を備える。な
お、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の対
応要素を示す。
〔作用〕
ボルト(1)は、侵入する水素量を検出する対象のボル
トと同材質のものとして、実用に供せられている構造金
属材又はその近くに取り付ける。ボルトであってその脚
端にねじ部を有するので、設置が容易である。測定を要
するときには、水素量検出装置(13)をボルト(1)の
設置場時に運んで、その電気コネクタ(12)を、ボルト
(1)の頭部の通電用端子(10)に結合して、ボルト
(1)内部の半導体ガスセンサ(8)に通電して、穴
(6,7)内の水素量を測定する。測定を終了すると電気
コネクタ(12)を通電用端子(10)から外す。以下、所
要時点に同様な操作を行なえばよい。
なお、電気コネクタ(12)を通電用端子(10)に結合し
たまま水素量検出装置(13)を現場に設置又は仮置きし
て、水素量検出装置(13)のメータ又はディスプレイに
常時検出情報を表示しあるいはペンレコーダで連続的に
記録してもよいし、又は、水素量検出装置(13)を隔時
的に動作させて、隔時的に測定を行なって、測定値を表
示,記録又は送信してもよい。
本願の第2番の発明の測定装置は、頭部(24)から軸部
(23)に延び、頭部(24)の端面で開口し少くとも開口
部に雌ねじ(27)が切られた穴(26),穴(26)を軸部
(23)側に空間を残して閉じるシール材(28,29,30)、
および、雌ねじ(27)に螺合しシール材(28,29,30)を
加圧する雄ねじ部材(41)、を有する金属材のボルト
(21);シール材(28,29,30)を貫通して穴(26)の内
部に進入する中空細管(42,43)を有するガス採取コネ
クタ(32);および、中空細管(43)から導出される穴
内ガスの水素量を検知する水素量検出装置(33);を備
える。
〔作用〕
ボルト(21)は、侵入する水素量を検出する対象のボル
トと同材質のものとして、実用に供せられている構造金
属材又はその近くに取り付ける。ボルトであってその脚
端にねじ部を有するので、設置が容易である。測定を要
するときには、水素量検出装置(33)をボルト(1)の
設置場所に運んで、ボルト(21)の雄ねじ部材(41)を
外して、ガス採取コネクタ(32)の中空細管(42,43)
をシール材(29,30,31)に刺して穴(26)のガスを中空
細管を通して水素量検出装置(33)に導びき、このガス
の水素量を測定する。測定を終了するとガス採取コネク
タ(32)をボルト(24)から外して、ボルト(24)の雌
ねじ(27)に雄ねじ部材(41)をねじ込む。
なお、ガス採取コネクタ(32)をボルト(21)に結合し
たまま水素量検出装置(33)を現場に設置又は仮置きし
て、水素量検出装置(33)のメータ又はディスプレイに
常時検出情報を表示しあるいはペンレコーダで連続的に
記録してもよいし、又は、水素量検出装置(33)を隔時
的に動作させて、隔時的に測定を行なって、測定値を表
示,記録又は送信してもよい。
〔実施例1〕 第1図に本発明の第1実施例の縦断面を示す。第1図に
示すボルト1は、構造材の結合にボルトとして実用に供
せられるものの1つを加工したものである。ボルト1の
頭部4の端面から軸部3を通ってねじ部2に至る小径の
穴6が開けられており、頭部4でこの小径の穴6に中径
の穴7が連続し、更に、頭部4の端部側でこの中径の穴
7に大径の穴が連続している。中径の穴7および大径の
穴には、半導体ガスセンサ8が挿入され、そのベース材
が、中径の穴7と大径の穴の間のリング状の肩に当接
し、ガスセンサ8の通電用のピン10が頭部4の端面から
外に向けて突出している。ガスセンサ8のベース部分
は、大径の穴に注入されたシール材9で気密封止されて
いる。11はゴムキャップであり、大径の穴に圧入され
て、通電用のピン10を包囲する。
第1図に示すボルト1は、実用に供せられるボルトと共
に構造材にボルト締めされて、実用に供せられるボルト
と実質上同じ環境に置かれる。このように設置される
と、環境よりボルト1内に徐々に水素が侵入して遂には
穴6に至る。
第2図に、第1図に示すボルト1の穴6内の水素量を検
出するガス分析装置13の外観を示す。このガス分析装置
13は、半導体ガスセンサを検出端として用いるものであ
り、操作盤には、電源スイッチ他各種スイッチ14,メー
タ指示値校正用摘子,通電電圧調整摘子,水素濃度メー
タ15およびキャラクタディスプレイ16ならびにプリンタ
17等が備わっており、装置13の内部には、半導体ガスセ
ンサに通電して検出信号を増幅処理して、水素濃度を示
す電気信号を生成し、この電気信号でメータ15を振らせ
ると共に、該電気信号をデジタル変換してキャラクタデ
ィスプレイ16に表示しかつプリンタ17でプリントアウト
する電気回路が収納されている。
このガス分析装置13の半導体ガスセンサとの接続線に
は、半導体ガスセンサ8のピン10を受けるメス接触子を
有するコネクタ12が接続されている。
第1図に示すボルト1は、第1図に示すように、ゴムキ
ャップ11を装着して構造材にボルト締めされているの
で、ガス分析装置13を用いてボルト1内の侵入水素量を
測定するときには、まずゴムキャップ11を外し、次にコ
ネクタ12を半導体ガスセンサ8のピン10に結合し、そし
て分析装置13で水素濃度を測定する。所要の測定を終了
すると、コネクタ12をピン10から外して、ボルト1に
は、第1図に示すようにゴムキャップ11をかぶせる。こ
のギムキャップ11は、ピン10の環境による汚染,酸化を
防ぐ。
このように金属材ボルト中の侵入水素濃度を簡易に測定
することができ、その後、所要時点に任意に測定を行な
うことができ、長時間に渡って、所定タイミングで測定
を繰返して金属材ボルト中への水素の侵入量を測定し
て、実用に供されているボルトの水素脆化を推察するこ
とができる。また、コネクタ12をボルト1に装着したま
まとして長期に連続測定又は隔時測定を行なうこともで
きる。
第2図実施例装置を用いて、自然環境下では水素の侵入
に時間がかかるので第1図のボルトを硫酸(6N)に浸漬
して水素侵入を促進する条件下でボルト内に侵入する拡
散性水素濃度の実測を行った結果の一例を第5図に示し
た。6N硫酸によってボルト外表面は溶解されてH+を発生
し、ボルト材中を侵入し、ボルトの内空間に入って拡散
性水素ガスとなる。この反応は第5図に示すように非常
に速い速度で起り、これまで容易に測定できなかったこ
のような測定を本発明では簡単に行える。
〔実施例2〕 第3図に本発明の第2実施例の縦断面図を示す。第3図
に示すボルト21も、構造材の結合にボルトとして実用に
供せられるものの1つを加工したものである。ボルト21
の頭部24の端面から軸部23を通ってねじ部22に至る小径
の穴26が開けられており、頭部24でこの小径の穴26に大
径の雌ねじ穴27が連続して、この雌ねじ穴27が頭部24の
端面で外に開いている。小径の穴26と大径の雌ねじ穴27
の間のリング状の肩にOリング28に当接し、このOリン
グ28にアルミニウムシート29を裏貼りした、比較的に弾
力性がある合成樹脂円板(シリコン樹脂円板)30が当接
し、この円板30の周縁部を、雌ねじ27にねじ込まれた雄
ねじリング31が締め付け、かつ円板30の中央部を、肩付
き雄ねじ41が締め付けている。
第3図に示すボルト21は、実用に供せられるボルトと共
に構造材にボルト締めされて、実用に供せられるボルト
と実質上同じ環境に置かれる。このように設置される
と、環境よりボルト21内に徐々に水素が侵入して遂には
穴26に至る。
第4図に、第3図に示すボルト21の穴26内の水素量を検
出するガス分析装置33の外観を示す。このガス分析装置
33の操作盤には、電源スイッチ他各種スイッチ34,メー
タ指示値校正用摘子,水素濃度メータ35およびキャラク
タディスプレイ36ならびにプリンタ37等が備わってお
り、装置33の内部には、水素濃度センサおよびセンサの
検出信号を増幅処理して、水素濃度を示す電気信号を生
成し、この電気信号でメータ35を振らせると共に、該電
気信号をデジタル変換してキャラクタディスプレイ36に
表示しかつプリンタ37でプリントアウトする電気回路、
ならびに、除湿した空気又は不活性ガスをガス送管に送
り出し、かつガス受管のガスを水素濃度センサ部に送る
ガス回収装置が備わっている。
このガス分析装置33のガス送管には、ガス採取コネクタ
32の、注射針状の細管42が接続され、また、装置33のガ
ス受管には同じく注射針状の細管43が接続されている。
第3図に示すボルト21は、第3図に示すように肩付雄ね
じ41をねじ込んだ形で構造材にボルト締めされているの
で、ガス分析装置33を用いてボルト21内の侵入水素量を
測定するときには、まず肩付雄ねじ41を外し、次にコネ
クタ32の細管42および43を、合成樹脂円板30に刺して穴
26内に入れる(第3図の2点鎖線42,43)。そして分析
装置33て、細管42に搬送用のガスを送り込んで細管43で
穴26のガスを装置33の水素濃度センサ部に導いて水素濃
度を測定する。所要の測定を終了すると、細管42,43を
円板30から引き抜くようにしてコネクタ32をボルト21か
ら外して、ボルト21には、第3図に示すように肩付雄ね
じ41をねじ込んで円板30を締め付ける。これにより、雌
ねじ41の細径円柱の端面が円板30の表面に密着し、細管
42,43が通った微孔を密閉する。
このように金属材ボルト中の侵入水素濃度を簡易に測定
することができ、その後、所要時点に任意に測定を行な
うことができ、長期間に渡って、所定タイミングで測定
を繰返して金属材ボルト中への水素の侵入量を測定し
て、実用に供されているボルトの水素脆化を推察するこ
とができる。また、コネクタ32のボルト1に装着したま
まとして連続測定又は隔時測定を行なうこともできる。
〔発明の効果〕
以上の通り本発明の測定装置によれば、試験材の設置が
容易でしかも測定を簡易に行ない得ると共に、連続的又
は隔時的に長期の測定を簡易に行ない得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例のボルトの縦断面図であ
り、第2図は、本発明の第1実施例のガス分析装置の外
観を示す斜視図である。 第3図は、本発明の第2実施例のボルトの縦断面図であ
り、第4図は、本発明の第2実施例のガス分析装置の外
観を示す斜視図である。 第5図は、第2図実施例装置を用いてボルト内に拡散し
た水素濃度の測定結果例である。 1,21:ボルト、2,22:ねじ部 3,23:軸部、4,44:頭部 6,7,26:穴、27:雌ねじ穴 8:半導体ガスセンサ、9:シール材 10:ピン(通電用端子)、11:ゴムキャップ 12,32:コネクタ、13,33:ガス分析装置 14,34:スイッチ、15,35:メータ 16,36:キャラクタディスプレイ、17,37:プリンタ 28:Oリング、29:アルミニウムシート 30:合成樹脂円板、31:雄ねじリング 41:肩付雄ねじ、42,43:細管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】頭部の端面で開口し頭部から軸部に延び、
    頭部側で気密封止された穴、および、該穴に挿入され、
    ガス検出のための通電用端子が該気密封止された穴部よ
    り頭部の端面方向に延びた半導体ガスセンサ、を有する
    金属材ボルト; 前記通電用端子に結合する電気コネクタ;および、 該電気コネクタに接続され、電気コネクタに通電して前
    記半導体ガスセンサの水素検出量情報を得る水素量検出
    装置; を組合せた金属材ボルトの水素測定装置。
  2. 【請求項2】頭部から軸部に延び、頭部の端面で開口し
    少くとも開口部に雌ねじが切られた穴,該穴を軸部側に
    空間を残して閉じるシール材、および、前記雌ねじに螺
    合し該シール材を加圧する雄ねじ部材、を有する金属材
    ボルト; 前記シール材を貫通して前記穴の内部に進入する中空細
    管を有するガス採取コネクタ;および、 前記中空細管から導出される穴内ガスの水素量を検知す
    る水素量検出装置; を組合せた金属材ボルトの水素測定装置。
JP1077117A 1989-03-29 1989-03-29 金属材ボルトの水素測定装置 Expired - Lifetime JPH07109407B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1077117A JPH07109407B2 (ja) 1989-03-29 1989-03-29 金属材ボルトの水素測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1077117A JPH07109407B2 (ja) 1989-03-29 1989-03-29 金属材ボルトの水素測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02254361A JPH02254361A (ja) 1990-10-15
JPH07109407B2 true JPH07109407B2 (ja) 1995-11-22

Family

ID=13624847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1077117A Expired - Lifetime JPH07109407B2 (ja) 1989-03-29 1989-03-29 金属材ボルトの水素測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07109407B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19828662C2 (de) * 1998-06-26 2000-06-15 Tyco Electronics Logistics Ag Gassensor mit einem planaren Sensorelement und einem Gehäuse
JP2007263577A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電位差法による測定システム及びこれに用いる接続部材
JP5551629B2 (ja) * 2011-02-03 2014-07-16 日本電信電話株式会社 水素脆化予測方法
KR102581478B1 (ko) * 2018-09-21 2023-09-21 삼성전자주식회사 가스 센서를 포함하는 전자 장치 및 그 동작방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5624563A (en) * 1979-08-08 1981-03-09 Nippon Steel Corp Determination of hydrogen released from metallic material
JPS596139B2 (ja) * 1979-09-14 1984-02-09 株式会社日立製作所 軸方向空隙形回転電機の巻線装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02254361A (ja) 1990-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5554269A (en) Nox sensor using electrochemical reactions and differential pulse voltammetry (DPV)
CA2051099A1 (en) Fault detection in electrochemical gas sensing equipment
US8152978B2 (en) Apparatus and method for measuring hydrogen concentration in molten metals
US3518179A (en) Temperature compensated electrochemical cell
MXPA02009573A (es) Sensor de glucosa de rapida respuesta.
US4221651A (en) Electrochemical cell for measuring hydrogen in metal
EP0710835A3 (en) Apparatus for detecting carbon monoxide, organic compound, and lower alcohol, and methods of the same
US5139639A (en) Electrochemical type exhaust gas oxygen sensor
Rao et al. An electrochemical sensor for detection of hydrogen cyanide gas
JPH07109407B2 (ja) 金属材ボルトの水素測定装置
EP0520528A1 (en) Electrochemical-type exhaust gas oxygen sensor having improved metal to ceramic seal
US4036724A (en) Device for the continuous determination of carbon monoxide content of air
EP0073153A2 (en) Improved solid electrolyte gas sensing apparatus
JP2790702B2 (ja) 透過水素測定用金属ボルト
WO2002023153A3 (en) Apparatus for the detection and measurement of particulates in molten metal
CN101027550B (zh) 具有模块检测和放电源校准的气体检测器
US4664886A (en) Trimode gas detection instrument
CA2192019C (en) Amperometric dual-electrode sensors
GB2341689B (en) Locating underground power cable faults
JPH0743637Y2 (ja) 金属部材中透過水素測定用ガス採取装置
JPS6113964Y2 (ja)
IE800647L (en) Device for measuring a gaseous anhydride
CN218496819U (zh) 一种氢通量监测探头
Ishiji et al. Selective detection of acetylene gas extracted from isolation oil by an electrochemical sensor using a gold electrode
JPS61100647A (ja) ガス検出用プローブ