JPS5960351A - 腐食検知方法 - Google Patents

腐食検知方法

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JPS5960351A
JPS5960351A JP16979082A JP16979082A JPS5960351A JP S5960351 A JPS5960351 A JP S5960351A JP 16979082 A JP16979082 A JP 16979082A JP 16979082 A JP16979082 A JP 16979082A JP S5960351 A JPS5960351 A JP S5960351A
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JP
Japan
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curve
corrosion
sample metal
electric potential
electrode
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Pending
Application number
JP16979082A
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English (en)
Inventor
Masayuki Suzuki
雅行 鈴木
Yuichi Sato
祐一 佐藤
Toru Sugita
徹 杉田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/02Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は金属の表面防御皮膜の破壊を迅速かつ容易に判
断できる腐食検知方法に関する。
〔発明の技術的背景及びその問題点〕
装置材料等に多用される実用金属の多くは表面に自然に
あるいは人為的に形成された防御皮膜によって耐食性を
保持している。たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム
およびその合金あるいはチタンおよびその合金などは不
動態皮膜によって耐食性を得ている一方、炭素鋼は塗装
、化成皮膜。
メッキあるいは接触する液中に添加(7た腐食抑制剤に
よる皮膜等によって耐食性を得る。しかし、それらの金
属の表面状態によっては局部的に腐食され易い部分が生
じる。これは防御皮膜がその不均質性1g食性物質の作
用あるいは物理的作用によって局部的に破壊されるため
に引き起こされるものである。このような防御皮膜の局
部的破壊は孔食、すき間腐食等の局部腐食あるいは全面
的な侵食に発展し装置・部品等の機能低下や破壊あるい
は内容物の汚染などの著るしい損害をひき起す。
したがって、このような防御皮膜の局部的破壊をいち早
く検知することは装置・部品等の保全上また安全面、経
済面からも非常に有効である。さらに材料研究の立場か
らも適性材料や防御方法を選定するために非常に有効で
ある。
従来上述のような局部腐食に関する試験法は主として拐
料、環境の局部腐食性を判定するものであり、たとえば
第1図に示すような腐食試験装置がよく用いられている
この装置は主に電解槽(1)、電源装置(2)および検
出装fi (3) −t’ 構成サレ、電解槽(1)6
−11 N((2804溶液(4)を充満し、中央部に
浸透膜(5)を設けた容器(6)の中にステンレスなど
の試料電極(7)と標準電極としての大面積飽和カロメ
ル電極(8)が配置されている。
標準電極(8)側にはこの標準電極(8)が分極されて
いるか否かの照合を行なうだめの飽和カロメル電極(9
)および直流電圧計01が設けられ、前記標準電極(8
)が対極となるように構成されている。なお前記浸透膜
(5)は試料電極(7)からの不純物、特にカリウムイ
オンなどを添加した時に標準電極(8)側へ浸入させな
いためのものである。
電源装置(2)は直流基準電圧発生器θl)で発生した
電圧(1,sボルト)を負帰還制御回路+12で所定の
電圧(EOボルト)に制御して試料電極(7)へ印加す
る。
この電圧(Boボルト)の印加によって試料電極(7)
から溶液(4)を介して標準電極(8)に電流(iアン
ペア)が流れる。なおこの標準電極(8)に流れる電流
路に設けた電流測定回路0(至)は電流−電圧変換型の
もので回路電流に影響を与えない程度に入力抵抗は低い
ものである。負帰還制御回路02は、試料電極(7)と
標準電極(8)との間の電位を常に所要の電極電位(V
ボルト)を得るために電圧増巾器0荀でV・A倍に増巾
して直流電圧計t151で監視すると共に、この負帰還
制御回路を構成する差動増113器a2の一端子に人力
してEftft−・準電圧発生器の電圧(ESボルト)
と比較し、−m!、値に制御する。
恢出装置(3)は、試料電極(7)と標準′FIi、 
4参(8)との間を流れる電流(iアンペア)を電流測
定回路0′5で電圧に変換して検出する装置riで、こ
の検出装置(3)の出力に電圧増rij器OQを接続し
て、直流電圧を増1] L、て直流′1b、圧計〔ηで
測定する。
このように構成されている従来の腐食試験装置は、たと
えば試料電極(7)にステンレス鋼を用いたとすると、
直流基準電圧発生器01]の′電圧を変化させることに
よって第2図に示すような特性曲線をイυることができ
る。ただし、よこ軸の電圧(Vボルト)はカー電圧計0
9のflmを、たて軸の′直流(iアンペア)は直流電
圧計αηを測定した<+fiである。
この282図に示す特性曲線は試料であるステンレス鋼
の分極曲線を示し、tIi極電位(Vボルト)を0ボル
トから連続的に上昇させると、電流(1アンペア)は急
激に増加し、活性域u8と称する領域に入る。この領域
1181をすぎると、11)、がt、け魚−′(に減少
しtRW反応が不活発となるイ・重り態度u翅に丹する
さら(先tli位を上げると再びn3’を夜反■6を起
して試享F1b、極IN)1状態が著しく破壊さit 
02力ス力量発生するj尚不働憇域四にキる。通常のス
テンレス俳4などは上記不働態域QIJの状態でその表
偵jを安定イヒさせて使用している0 このような分極曲線において、侍与に會友計V電極の表
面状態が不安定な場合であっては、点+INt2υで示
したように低い電位(Vボルト)で破壊状態に達する。
すなわち不動態域a9が極めて少ない↓に態であり、こ
の様な分極的■υの得られる八木・1は局部す腐食が多
く存在し、材料として品位の悪いもので腐食が発生し易
いことを示す。
しかし、上述の方法では局部腐食の起り易さは試験でき
ても、それはかなり限定さtzだ試験溶液の中での経験
からの相対的判断にすぎない。また、この方法では金属
を上記過不動yIり域シ1に至IJ達させる8砦があり
、金属の表面を破壊してしまう。さらに、この方法は金
属がさらさgる実用環境の水道水、工業用水等の比較的
抵抗の大へい中(4E(ζ1近の水では正確な辿1定が
困JjLで榎)す、塗装鋼、1シ成処理<I;′tri
などでは1)III >Zも、σill >3i結果の
判定も1木尉(である。また、この方法は自然環境Vこ
おいて局部腐食の発生を検知する用途には適用しシ1体
いという欠点があった。
上述のような従来法の欠点の一部を元服する方法として
覚り)1者等tよ金属に不!1IIl悪化状態となる電
圧を印加し、前記金属に流れる電流の101h以下の交
流信号外を検出する方法および装置を提案した( ’t
1j源1411ij 50 009322 )。コノ方
法訃ヨび装置1Z Kよって局部腐食が孔食によるもの
か隙間腐食によるものかを門弟に判断することが11」
能となった。
しかし、上記方法によっても自然環境において局h6腐
食の発生を検知することけ困細、であり、また適用でき
る金属およびsJt境がそれほど広くないといった欠点
があった。
〔発明の目的〕
本発明は上述の従来の欠点を改良したもので。
溶液中の金属の自然電位10KHz以1の交流伯号分を
検出することによって局部腐食の発生を明確に判断でき
る腐食検知方法を(J、1供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本9(−明は腐食性取体中の試料金属の自然電位の10
K 1.−1z以下の交流侶号分を検出して局部腐食の
発生を検知するrpTi食検知方法である。
)まり本発明は局部腐食の進行に伴い変動する自然電位
の内、微少の交流信号成分に着目し、10KHz以下の
交流信号成分を検出する事によシ局部腐食の発生が確実
に検知できる事を見い出したものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明する。
第3図は本発明による腐食検知方法を実施するための装
置構成の1例を示す。試料金属(7)と基準電極(8)
との間の電位差を差動増巾器(14)を用いて検出し、
その出力の直流分を電位補償回路(2湯によって消去し
た後局波7数分析装置(241を用いて10KHz以下
の交流信号を検出する。
試料金属(7)と1〜で炭素鋼(JIS 5S41 )
板を用い、これを亜硝酸ソーダ200ppmを含む水道
水に浸漬した。この試料金属(7)と同じ液中に浸漬し
た飽′AI+14’こう電極からなるJ+!;準電極(
8)との間の電位差を差動増巾器α蜀を用いて検出し、
イの出力の直流分を電位補償回路(2湯によってほは0
になるまで消去した後、デジタルスペクトルアナライザ
ーを周波数分析装置FJ、 (24]として使用し、1
)−1zがら10i(Hziでの周波数範囲のスペクト
ルを(i+だ。これを第4図の曲線aで示す。次に上記
液中に食塩を2000ppmのσ4度添加し、5時間後
にスペクトルを得た。
この時、試料金属(7)を詳細に肉眼観察したが腐食は
認められなかった。し7かし、スペクトル曲線は第4図
の曲線すに示すように10KHz以下の領域、特にIK
Hz以下の領域でレベルが増大するのが紹められだ。試
料金属(7)をそのまま放置したところ約20時間後に
は試料金属(7)の表面の一部にサビの発生が認められ
た。この時のスペクトル曲線は第4図曲線Cで示すよう
に、未だサビが発生しない時(曲線b)よりレベルが低
下するのが認められた。
また比較のために、亜硝酸ソーダおよび食塩を添加しな
い水道水中に試料金属を浸漬し、はぼ全面にサビが発生
した時点でスペクトル曲線を得たところ、第4図曲線d
のように、亜硝酸ソーダによって腐食が抑制されていた
時(曲線a)より若干レベルが高い程度であった。
第4図の各曲線を比較してみると、亜揃酸ソーダによる
防御皮膜が破壊されて明らかな局部的腐食が発生するの
と前後して10KHz以下の周波数領域で自然電位の交
流分の実効値が著るしく増大することが明瞭に認められ
る。従って、10Ki4z以下の交流信号分を観察する
ことによって局部腐食の発生をいぢ早く検知することが
できる。
次に試料金属(7)としてベンカラ人シサビ止め塗料5
 pp mを塗装した炭素鋼を用い、これを3%食塩水
に浸漬した。この試料金属について上記と同じようにし
て飽和甘こう電極との電位差の交流分について周波数解
析を行なった。浸漬後約100時間のスペクトル曲線を
第5図の曲、iieに示す。浸漬後約170時間には交
流分が増大してスペクトル曲線は第5図の曲線fのよう
になった。その後しはらくして試料金ル11表面には微
小な塗膜のふくれが多数発生しているのが認められた。
このふくれが存在する時のスペクトル曲線を第5図の曲
線gで示す。さらに浸漬を続けると約700時間後には
ふくれが破れてその部分にサビが発生しているのが認め
られた。この時のスペクトル曲線を第5図の曲線りに示
す。
第5図の各曲線を比較してみると、塗膜の防御機能が低
下して塗膜のふくれが発生する前後で10K)lz以下
、特にlK11z以下の周波数領域の交流実効値が著し
く増大することが明らかである。従来、塗装の防食性の
低下を非破壊的にかつ早期に検出する手段はなく、塗膜
下での腐食反応がある程度進行しないと検出できないの
が実情であった。しかし、本発明によれば塗膜の微小な
ふくれという腐食の前駆現象が起る前に塗膜下での変化
を検出することが可能である。
〔発明の効果〕
本発明によればそのような防御皮膜の局部的破壊を早期
に非破壊的に検出することができ、極めて工業的価値の
高い効果を発挿することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の屓i食試験装置をメiす回路図、第2図
は従来の方法による分極曲線の模式図、第3図は本発明
の実施例であるn−3食検知方法に用いた装置Bの回路
図、第4図は本発明方法で得られた水道水中の炭素鏑に
ついての周波数〜実効電圧曲線図、紀5図は同じく食塩
水中の塗装銅についての周波数〜実効電圧曲線図。 1・・′/i′L解槽、    2・・・電源装置。 3・・・検出装置、   4 ・溶 液。 5・・・浸透胆、   6・容 器。 7・・・試 第1,8・・・基準1↓1極。 9・・・基準電極、10・・・直流電圧計。 11・・・基準電圧発生器、12・・・負帰還制御回路
。 13・・・電流測定回路、  14・・電圧増Ill器
。 15・・・直流電圧計、16・・電圧増+1j器。 17・・・直流電圧計、18・・・活性域。 19・・・不動)゛志域、20・−・過不動態域。 21・・・不安定時の分極曲線。 22・−・周波数分析装置。 23・IIL位消去回路。 第1図 第 〜 凶 一文足り 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 腐食性液体中の試料金属の自然電位の10 K1−1z
    以下の交流信号分を検出して局部腐食の発生を検知する
    ことを特徴とする腐食検知方法。
JP16979082A 1982-09-30 1982-09-30 腐食検知方法 Pending JPS5960351A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16979082A JPS5960351A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 腐食検知方法

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JP16979082A JPS5960351A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 腐食検知方法

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JPS5960351A true JPS5960351A (ja) 1984-04-06

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JP16979082A Pending JPS5960351A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 腐食検知方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015019634A1 (ja) 2013-08-07 2015-02-12 三菱電機株式会社 防食性能劣化検知センサー、給湯暖房システムおよび設備機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015019634A1 (ja) 2013-08-07 2015-02-12 三菱電機株式会社 防食性能劣化検知センサー、給湯暖房システムおよび設備機器

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