JPH08201270A - 金属材料の腐食試験方法及び装置 - Google Patents
金属材料の腐食試験方法及び装置Info
- Publication number
- JPH08201270A JPH08201270A JP7008681A JP868195A JPH08201270A JP H08201270 A JPH08201270 A JP H08201270A JP 7008681 A JP7008681 A JP 7008681A JP 868195 A JP868195 A JP 868195A JP H08201270 A JPH08201270 A JP H08201270A
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- JP
- Japan
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- corrosion
- pitting
- damage
- state
- test
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- 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.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】金属材料の応力腐食割れ感受性を、非常に短い
試験時間で簡便に判定する。 【構成】被試験材の亀裂発生に先立つ腐食損傷の密度，
サイズ等を表面測定手段１で測定し、この測定値と、記
憶手段２に記憶しておいた、前記腐食損傷の密度，サイ
ズ等とＳＣＣ破断寿命との相関データベースより、演算
手段３において被試験材のＳＣＣ破断寿命を求め、表示
手段４に表示する。
試験時間で簡便に判定する。 【構成】被試験材の亀裂発生に先立つ腐食損傷の密度，
サイズ等を表面測定手段１で測定し、この測定値と、記
憶手段２に記憶しておいた、前記腐食損傷の密度，サイ
ズ等とＳＣＣ破断寿命との相関データベースより、演算
手段３において被試験材のＳＣＣ破断寿命を求め、表示
手段４に表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力，火力、及び化
学プラント等の中の構造物や配管などにおいて、溶液に
接して使用される金属材料の腐食損傷に対する感受性を
評価する腐食試験方法及び装置に関する。
学プラント等の中の構造物や配管などにおいて、溶液に
接して使用される金属材料の腐食損傷に対する感受性を
評価する腐食試験方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラント中の構造物や配管などの溶液に
接して使用される金属材料では、腐食損傷がその部材、
ひいてはプラント全体の寿命を決定する重大な因子とな
っており、材料の腐食損傷に対する感受性を評価する技
術が重要視されている。
接して使用される金属材料では、腐食損傷がその部材、
ひいてはプラント全体の寿命を決定する重大な因子とな
っており、材料の腐食損傷に対する感受性を評価する技
術が重要視されている。
【０００３】腐食損傷は、材料表面がほぼ均一に腐食さ
れる全面腐食と、局所的に腐食が加速される局部腐食に
分類される。この局部腐食の一形態である応力腐食割れ
（以下、ＳＣＣとする）は、最終的に亀裂の伝ぱという
高速の破壊が生じるため、その発生可能性の評価、即
ち、感受性評価は最も重要なものである。
れる全面腐食と、局所的に腐食が加速される局部腐食に
分類される。この局部腐食の一形態である応力腐食割れ
（以下、ＳＣＣとする）は、最終的に亀裂の伝ぱという
高速の破壊が生じるため、その発生可能性の評価、即
ち、感受性評価は最も重要なものである。
【０００４】従来のＳＣＣ試験法は、試験片に定荷重を
負荷したＳＣＣ試験により試験片の破断寿命を評価する
方法、また低歪速度引っ張り試験により脆性破面率を評
価する方法などがある。
負荷したＳＣＣ試験により試験片の破断寿命を評価する
方法、また低歪速度引っ張り試験により脆性破面率を評
価する方法などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のＳＣＣ試験法の
うち、破断寿命によって感受性を評価する方法は、試験
時間が非常に長いという問題がある。例えば、高温高圧
水中でのステンレス鋼のＳＣＣ試験の場合、一般に破断
寿命は数千時間のオーダとなる。またこの方法では、感
受性の低い材料ほど試験時間が長くなり、所定の試験時
間内に破断しない試験片が複数あった場合、これらの試
験片間の感受性の大小が判定できない。試験時間を短縮
するためには、応力条件，水質条件等をよりシビアな方
向に変え、ＳＣＣを加速することが考えられるが、この
場合、あまり大きく条件を変えると、実際の環境下での
ＳＣＣとは異なる過程での腐食損傷が発生する恐れがあ
る。従来のＳＣＣ試験のうち低歪速度引っ張り試験によ
る方法では、試験時間を短縮するために試験片を強制的
に引っ張り、動的な歪を与えて割れを発生させているた
め、実際のＳＣＣ過程とは大きく異なっているという問
題がある。通常のＳＣＣ過程は、亀裂が発生し定常的に
進展する亀裂進展期と、その前段階の亀裂潜伏期とに大
別されるが、低歪速度引っ張り試験では特に亀裂潜伏期
の評価が困難である。このため、亀裂進展よりも亀裂発
生に対する耐性が高い材料では、実際よりもＳＣＣ感受
性を大きく評価する可能性がある。
うち、破断寿命によって感受性を評価する方法は、試験
時間が非常に長いという問題がある。例えば、高温高圧
水中でのステンレス鋼のＳＣＣ試験の場合、一般に破断
寿命は数千時間のオーダとなる。またこの方法では、感
受性の低い材料ほど試験時間が長くなり、所定の試験時
間内に破断しない試験片が複数あった場合、これらの試
験片間の感受性の大小が判定できない。試験時間を短縮
するためには、応力条件，水質条件等をよりシビアな方
向に変え、ＳＣＣを加速することが考えられるが、この
場合、あまり大きく条件を変えると、実際の環境下での
ＳＣＣとは異なる過程での腐食損傷が発生する恐れがあ
る。従来のＳＣＣ試験のうち低歪速度引っ張り試験によ
る方法では、試験時間を短縮するために試験片を強制的
に引っ張り、動的な歪を与えて割れを発生させているた
め、実際のＳＣＣ過程とは大きく異なっているという問
題がある。通常のＳＣＣ過程は、亀裂が発生し定常的に
進展する亀裂進展期と、その前段階の亀裂潜伏期とに大
別されるが、低歪速度引っ張り試験では特に亀裂潜伏期
の評価が困難である。このため、亀裂進展よりも亀裂発
生に対する耐性が高い材料では、実際よりもＳＣＣ感受
性を大きく評価する可能性がある。
【０００６】本発明の目的は、応力条件，水質条件等を
実環境と大きく変化させること無く短時間の試験でＳＣ
Ｃ感受性を簡便に評価可能な方法及び装置を提供するこ
とにある。
実環境と大きく変化させること無く短時間の試験でＳＣ
Ｃ感受性を簡便に評価可能な方法及び装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、亀裂発生の前段階での腐食損傷に着目
し、これを感受性判定指標として用いることにより、実
際に亀裂が発生，進展し破断に至る以前の短時間試験で
の感受性判定を可能とした。
に、本発明では、亀裂発生の前段階での腐食損傷に着目
し、これを感受性判定指標として用いることにより、実
際に亀裂が発生，進展し破断に至る以前の短時間試験で
の感受性判定を可能とした。
【０００８】
【作用】ＳＣＣ亀裂発生の前段階としては、材料や環境
によって種々のものが報告されている。例えば、高温高
圧水中での炭素鋼では、まず孔食が発生し、この孔食の
底で微小な亀裂が発生，合体し、マクロな亀裂の進展に
至るとされている。また、高温高圧水中のステンレス鋼
でも、亀裂の発生に先立って微小な孔食が生成する。こ
れら亀裂発生に先立つ腐食損傷にもＳＣＣ感受性との間
に相関があり、材料のＳＣＣ感受性に応じて損傷の密度
やサイズ等が変化する。従って、一定時間腐食環境中に
置かれた材料の、亀裂発生に先立つ特定の腐食損傷の密
度，サイズ等を測定することにより、それらの材料のＳ
ＣＣ感受性を判定することが可能となる。
によって種々のものが報告されている。例えば、高温高
圧水中での炭素鋼では、まず孔食が発生し、この孔食の
底で微小な亀裂が発生，合体し、マクロな亀裂の進展に
至るとされている。また、高温高圧水中のステンレス鋼
でも、亀裂の発生に先立って微小な孔食が生成する。こ
れら亀裂発生に先立つ腐食損傷にもＳＣＣ感受性との間
に相関があり、材料のＳＣＣ感受性に応じて損傷の密度
やサイズ等が変化する。従って、一定時間腐食環境中に
置かれた材料の、亀裂発生に先立つ特定の腐食損傷の密
度，サイズ等を測定することにより、それらの材料のＳ
ＣＣ感受性を判定することが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１０】図１には本発明に基づくＳＣＣ感受性判定
手順のフローチャートを示す。対象はステンレス鋼の高
温高圧水中ＳＣＣである。まず、材料に所定の応力，水
質条件で定荷重，定歪負荷等のＳＣＣ試験を施す。前述
のようにステンレス鋼の高温高圧水中ＳＣＣでは、亀裂
発生に先立って微小な孔食が発生する。この孔食の密度
を次に測定する。測定結果の一例として、鋭敏化度が異
なる材料に対して、同一条件（同一の応力，水質条件、
及び同一試験時間）でＳＣＣ試験を行った際の孔食密度
の違いを図２に模式的に示す。図２に示すように鋭敏化
度が大きな材料、即ちＳＣＣ感受性が大きな材料ほど孔
食密度は高くなる。従って、図２のような複数の材料に
対する孔食密度の測定結果の内、一つを基準とし、感受
性を判定したい材料の測定結果と比較することにより、
着目した材料のＳＣＣ感受性が基準材に対して高いか低
いかを判定することができる。
手順のフローチャートを示す。対象はステンレス鋼の高
温高圧水中ＳＣＣである。まず、材料に所定の応力，水
質条件で定荷重，定歪負荷等のＳＣＣ試験を施す。前述
のようにステンレス鋼の高温高圧水中ＳＣＣでは、亀裂
発生に先立って微小な孔食が発生する。この孔食の密度
を次に測定する。測定結果の一例として、鋭敏化度が異
なる材料に対して、同一条件（同一の応力，水質条件、
及び同一試験時間）でＳＣＣ試験を行った際の孔食密度
の違いを図２に模式的に示す。図２に示すように鋭敏化
度が大きな材料、即ちＳＣＣ感受性が大きな材料ほど孔
食密度は高くなる。従って、図２のような複数の材料に
対する孔食密度の測定結果の内、一つを基準とし、感受
性を判定したい材料の測定結果と比較することにより、
着目した材料のＳＣＣ感受性が基準材に対して高いか低
いかを判定することができる。
【００１１】前述のように、高温高圧水中のステンレス
鋼のＳＣＣの場合、破断寿命は数千時間に及ぶが、本実
施例において孔食が測定可能となるＳＣＣ試験時間は２
０時間程度以下である。
鋼のＳＣＣの場合、破断寿命は数千時間に及ぶが、本実
施例において孔食が測定可能となるＳＣＣ試験時間は２
０時間程度以下である。
【００１２】図３には本発明の他の実施例によるＳＣＣ
感受性判定手順の流れ図を示す。本実施例では、前述の
実施例のように材料間のＳＣＣ感受性の大小を判定する
代わりに、孔食密度の測定結果から従来の定荷重ＳＣＣ
試験による破断寿命を推定する。まず、ＳＣＣ感受性を
判定したい材料の試験に先立って、孔食密度と破断寿命
の相関関係をデータベースとして取得する。図４には、
同一のＳＣＣ試験条件で試験を行った数種の材料の孔食
密度と、同じ材料の定荷重ＳＣＣ試験による破断寿命と
の関係を模式的に示す。図４に示すように、孔食密度と
破断寿命の間には、孔食密度が大であるほど破断寿命が
短いという一定の相関がある。このようなデータベース
を取得した後に、ＳＣＣ感受性を判定したい材料に対し
て、データベースを取得したときと同一条件でＳＣＣ試
験を行い、この材料の孔食密度を測定し、先程のデータ
ベースを参照することにより、この材料の破断寿命を推
定することが可能となる。
感受性判定手順の流れ図を示す。本実施例では、前述の
実施例のように材料間のＳＣＣ感受性の大小を判定する
代わりに、孔食密度の測定結果から従来の定荷重ＳＣＣ
試験による破断寿命を推定する。まず、ＳＣＣ感受性を
判定したい材料の試験に先立って、孔食密度と破断寿命
の相関関係をデータベースとして取得する。図４には、
同一のＳＣＣ試験条件で試験を行った数種の材料の孔食
密度と、同じ材料の定荷重ＳＣＣ試験による破断寿命と
の関係を模式的に示す。図４に示すように、孔食密度と
破断寿命の間には、孔食密度が大であるほど破断寿命が
短いという一定の相関がある。このようなデータベース
を取得した後に、ＳＣＣ感受性を判定したい材料に対し
て、データベースを取得したときと同一条件でＳＣＣ試
験を行い、この材料の孔食密度を測定し、先程のデータ
ベースを参照することにより、この材料の破断寿命を推
定することが可能となる。
【００１３】本実施例によれば、ＳＣＣ感受性に関し
て、材料間の感受性の相対的な比較ではなく、破断寿命
という絶対的，定量的な量を非常に短い試験時間で簡便
に測定することが可能となる。また、破断寿命を得るこ
とができるので、従来のＳＣＣ試験で蓄積された他の材
料の破断寿命と比較することが可能となる。
て、材料間の感受性の相対的な比較ではなく、破断寿命
という絶対的，定量的な量を非常に短い試験時間で簡便
に測定することが可能となる。また、破断寿命を得るこ
とができるので、従来のＳＣＣ試験で蓄積された他の材
料の破断寿命と比較することが可能となる。
【００１４】図５には本発明に基づく金属材料の腐食試
験装置のブロック図を示す。所定の条件でのＳＣＣ試験
を終えた試験片を表面測定手段１に取り付けて孔食の測
定を行う。表面測定手段は光学顕微鏡でも良いが、ＳＣ
Ｃ試験時間が短いと孔食のサイズが小さくなるので、光
学顕微鏡よりも高倍率での観察が可能な走査型電子顕微
鏡や原子間力顕微鏡が望ましい。測定した試験片表面の
画像データは画像処理手段５に送られて孔食密度が求め
られる。得られた孔食密度の数値は演算手段３に送られ
る。一方、記憶手段２には孔食密度と破断寿命の相関デ
ータベースが記憶されており、このデータベースも演算
手段３に送られる。演算手段３では測定した孔食密度と
記憶しておいたデータベースよりこの試験片の破断寿命
を算出する。算出された破断寿命は、孔食密度の測定結
果等と共に表示手段４に表示される。
験装置のブロック図を示す。所定の条件でのＳＣＣ試験
を終えた試験片を表面測定手段１に取り付けて孔食の測
定を行う。表面測定手段は光学顕微鏡でも良いが、ＳＣ
Ｃ試験時間が短いと孔食のサイズが小さくなるので、光
学顕微鏡よりも高倍率での観察が可能な走査型電子顕微
鏡や原子間力顕微鏡が望ましい。測定した試験片表面の
画像データは画像処理手段５に送られて孔食密度が求め
られる。得られた孔食密度の数値は演算手段３に送られ
る。一方、記憶手段２には孔食密度と破断寿命の相関デ
ータベースが記憶されており、このデータベースも演算
手段３に送られる。演算手段３では測定した孔食密度と
記憶しておいたデータベースよりこの試験片の破断寿命
を算出する。算出された破断寿命は、孔食密度の測定結
果等と共に表示手段４に表示される。
【００１５】本装置では、ＳＣＣ試験後の材料の表面観
察から破断寿命判定までを自動的に行える。
察から破断寿命判定までを自動的に行える。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、従来のＳＣＣ試験と比
較して非常に短い試験時間で簡便に材料のＳＣＣ感受性
を求めることが可能となる。また試験時間を短縮するに
際して、実際の環境と大きく異なる条件でＳＣＣ試験を
行う必要が無い。
較して非常に短い試験時間で簡便に材料のＳＣＣ感受性
を求めることが可能となる。また試験時間を短縮するに
際して、実際の環境と大きく異なる条件でＳＣＣ試験を
行う必要が無い。
【図１】ＳＣＣ感受性判定手順のフローチャート。
【図２】材料の鋭敏化度と孔食密度の関係を示す特性
図。
図。
【図３】本発明の他の実施例によるＳＣＣ感受性判定手
順のフローチャート。
順のフローチャート。
【図４】孔食密度と破断寿命の関係を示す特性図。
【図５】本発明に基づく金属材料の腐食試験装置を示す
ブロック図。
ブロック図。
１…表面測定手段、２…記憶手段、３…演算手段、４…
表示手段、５…画像処理手段。
表示手段、５…画像処理手段。
Claims (4)
- 【請求項１】金属材料の溶液中での耐応力腐食割れ性を
判定する腐食試験方法において、材料中に亀裂が発生す
る前段階の腐食損傷に着目し、同一条件の腐食環境中に
置かれた複数の材料における前記腐食損傷の状態を測定
し、複数の材料における前記腐食損傷の状態測定結果を
比較し、これらの状態に応じて前記複数の材料における
応力腐食割れ発生可能性の大小を判定することを特徴と
する金属材料の腐食試験方法。 - 【請求項２】金属材料の溶液中での耐応力腐食割れ性を
判定する腐食試験方法において、材料中に亀裂が発生す
る前段階の腐食損傷に着目し、同一条件の腐食環境中に
置かれた複数の材料における前記腐食損傷の状態と、前
記材料の応力腐食割れによる寿命との相関を予め取得し
ておき、ある材料について、一定時間腐食環境中に置い
た後の前記腐食損傷の状態を測定し、この測定結果と前
記寿命との相関より、前記材料の応力腐食割れによる寿
命を判定することを特徴とする金属材料の腐食試験方
法。 - 【請求項３】請求項１または２において、金属材料がス
テンレス鋼，腐食環境が高温高圧水の場合、材料中に亀
裂が発生する前段階の腐食損傷として、微小な孔食に、
またこの腐食損傷の状態として孔食密度に着目する金属
材料の腐食試験方法。 - 【請求項４】材料表面測定手段，記憶手段，演算手段，
表示手段より構成される金属材料の腐食試験装置におい
て、前記記憶手段に、材料中に亀裂が発生する前段階の
腐食損傷の状態と応力腐食割れによる寿命との相関関係
を予め記憶し、材料表面観察手段により被判定材料中の
前記腐食損傷の状態を測定し、前記演算手段により、前
記記憶装置に記憶しておいた相関関係と測定した前記腐
食損傷の状態から前記材料の寿命を求め、判定結果を表
示手段に表示することを特徴とする金属材料の腐食試験
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008681A JPH08201270A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 金属材料の腐食試験方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008681A JPH08201270A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 金属材料の腐食試験方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201270A true JPH08201270A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11699674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7008681A Pending JPH08201270A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 金属材料の腐食試験方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201270A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6016562A (en) * | 1996-01-12 | 2000-01-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Inspection data analyzing apparatus for in-line inspection with enhanced display of inspection results |
| CN109540772A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-03-29 | 中国电器科学研究院有限公司 | 一种量化比较不同气候环境对高分子材料老化损伤的方法 |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP7008681A patent/JPH08201270A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6016562A (en) * | 1996-01-12 | 2000-01-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Inspection data analyzing apparatus for in-line inspection with enhanced display of inspection results |
| CN109540772A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-03-29 | 中国电器科学研究院有限公司 | 一种量化比较不同气候环境对高分子材料老化损伤的方法 |
| CN109540772B (zh) * | 2018-10-11 | 2022-08-19 | 中国电器科学研究院股份有限公司 | 一种量化比较不同气候环境对高分子材料老化损伤的方法 |
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