JPS6020037Y2 - 高温腐食試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、溶存酸素濃度を低下させた状態での材料の高
温腐食試験装置の改良に関する。

一般にタービンを設計する際の検討項目の１つとして翼
の振動に対する疲労設計の問題がある。

疲労設計に用いる翼材料の疲労強度としては、従来は大
気中の疲労強度が作用されていたが、実機の環境が食塩
、苛性ソーダなどの不純物を含む湿り蒸気状態にある場
合もあり、食塩水、苛性ソーダ溶液中などの疲労強度を
もとに疲労設計を行なうことが必要であると考えられて
いる。

ここで実機のタービン環境中では腐食疲労挙動に大きな
影響を及ぼす溶存酸素濃度が零に近くなっているが、通
常の疲労試験では腐食雰囲気が直接大気と接しているた
め溶存酸素を減少させた状態での腐食疲労強度を求める
ことは不可能である。

そこで、従来第１図に示すような本願出願人の出願にか
かる特公昭５８−１９２１吋の腐食試験装置が、この目
的に最適と考えられていた。

第１図において、窒素ガスボンベ０３より送られてきた
窒素ガスは腐食液０２の貯液タンク０１内に挿入された
散気管０４からバブリングされるようになっている。

又、腐食液０２は貯液タンク０１下部の流出口０５から
出て配管０６を通り、循環ポンプ０７により腐食液槽０
８に送られ試験片０９を腐食液中に浸漬状態とする。

上記腐食液槽０８は腐食液が大気と接触することを防ぐ
ために、窒素ガス封入容器０１０によって覆われている
。

この腐食液槽０８より出た腐食液は溶存酸素濃度を測定
するために使用する採集壜０１１ ａ。

０１１ｂを通り、配管０１３を経て貯液タンク０１の上
部にある流入口０１２より同貯液タンクＯ１に戻される
。

又、ここで使用される窒素ガスは前記窒素ガスボンベ０
３よりガス配管０１４を経て各装置に供給され、その後
、水０１５を満した大気侵入防止容器０１６を通して大
気中に放出される。

配管０１７やコック０１８ａ、０１８ｂ。０１８ｃ、０
１８ｄ、０１８ｅ、０１８ｆ、０１８ｇは腐食液槽０８
や採集板０１１ａ、０１ｌｂに腐食液を流さない場合に
使用される。

しかしながら、前記の腐食試験装置では、高温の腐食液
での腐食試験ができない。

それは、仮りに貯液タンク０１に、ヒーターや温度調節
器を装備したとしても貯液タンク０１内の腐食液０２が
昇温によって蒸気となりガス配管０１４より、大気侵入
防止容器０１６に流れ込む。

さらに、腐食液槽０８と試験片０９のシールが劣化しや
すく、特に腐食疲労試験では、損傷が著しい。

シールの損傷によって、腐食液槽０８より腐食液０２の
漏れが起り始める。

このように、貯液タンク０１よりの蒸気流出及び腐食液
槽０８よりの漏れによって腐食液は減少し、試験続行が
不可能となる。

本考案は、前記の腐食試験装置の不備を解消するために
提案されたもので、試験片を腐食液中にさらす腐食液槽
と、同腐食液槽に腐食液を供給する貯液タンクと、同貯
液タンク及び前記腐食液槽間に腐食液を循環させる循環
機構と、前記腐食液中の溶存酸素量を減少させるため前
記貯液タンク内の腐食液中に窒素ガスをバブリングさせ
る機構と、前記腐食液槽を大気から隔離させるため、前
記腐食液槽を内設し内部に窒素ガスを封入した窒素封入
容器と、前記腐食液循環配管系内に設けられ溶存酸素濃
度を検出するため前記腐食液を採集する採集板を取付け
たサンプリング手段と、前記貯液タンク及び窒素封入容
器に対する大気侵入防止手段とを備えた腐食試験装置に
おいて、前記貯液タンクに配設された定温加熱手段及び
水位検知。

手段と、貯液タンク及び窒素封入容器からの流出蒸気及
び漏洩腐食液を回収するよう貯液タンク及び窒素封入容
器からの配管を受は大気侵入防止手段へと流出管を設け
た回収タンクと、前記水位検知手段と連動して作動する
前記回収タンク内の腐弓食液を前記貯液タンクへ返送す
る貯液返送手段とを備えたことを特徴とする高温腐食試
験装置である。

すなわち本考案の高温腐食試験装置は、従来の腐食試験
装置の作用に加えて、定温加熱手段により貯液タンク中
の腐食試験液を任意の温度に加熱することができ、また
、加熱に伴なって蒸発する腐食液及び腐食液槽から窒素
封入容器に漏洩した腐食液を回収タンクに回収して、水
位検知手段により貯液タンクの水位不足を検知すると適
宜、貯液返送手段を介して回収タンクから貯液タンクに
腐食液を返送することができる。

その結果、従来の腐食試験装置の特徴である常；温腐食
液による腐食試験を実施できる上に、蒸気露結水及び漏
れ液を廃液とすることなく、長時間の試験でも腐食液の
ロスがほとんどないので高温腐食液による長期連続的な
腐食試験を実施できる。

本考案の高温腐食試験装置の一例を第２図に示す。

第２図において、貯液タンク１内の腐食液２は温度調節
器３によって温度設定がなされる。

窒素ガスボンベ３より送られて来た窒素ガスは前記貯液
タンク１内に挿入された散気管４からバブリングされる
ようになっている。

又、腐食液２は貯液タンク１下部の流出口５から出て配
管６を通り、循環ポンプ７により腐食液槽８に送られ、
試験片９を腐食液中に浸漬状態とする。

腐食液槽８は、腐食液が大気と接触することを防ぐため
に、窒素封入容器１０によって覆われている。

腐食液槽８より漏れた腐食液は、窒素封入容器１０の流
出口２３より出て、配管２４を通り回収タンク２５にた
まる。

腐食液槽８より出た腐食液は溶存酸素濃度を測定するた
めに使用する採集板１１ａ。

１１ｂを通り、配管１３を経て貯液タンク１の上部にあ
る流入口１２より同貯液タンク１に戻される。

又、腐食液は温度調節器１９によって前記貯液タンク１
内で昇温された場合、蒸気としてガス配管１４を通り蒸
気露結水として回収タンク２５にたまる。

貯液タンク１内の腐食液２が減少して来たら貯液返送手
段としての再生ポンプ２１によって前記回収タンク２５
より貯液タンク１へ配管２２を通に再生循環され、水位
検知手段としての水位調節器２０によって、貯液タンク
１内の腐食液が一定量となるように調整される。

又、ここで使用される窒素ガスは、前記窒素ガスボンベ
３よリガス配管１４を経て各装置に供給され、その後、
水１５を満たした大気侵入防止容器１６を通って大気中
に放出される。

配管１７やコック１８ａｔ １８ｂｔ １８ｃｔ
１８ｄｔ １８ｅｔ １８ｆｔ１８ｇは腐食液槽
８や採集環１１ａ、ｌｌｂに腐食液を流さない場合に使
用される。

又、この装置では系内の腐食液が大気と接触するのを完
全に防止するために、貯液タンク１、回収タンク２５、
コック１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８
ｆ、１８ｇは腐食液採集環１１ａ、１１ｂ１配管６，１
３，１７，２２．２４及びガス配管１４はガラス製とし
、循環ポンプ７、再生ポンプ２１はガラス製のマグネッ
トポンプを使用し、腐食液槽８、窒素封入容器１０など
はアクリル製としている。

さらに温度調節器１９はガラスに覆われた温度検出器を
備えており、マントルヒーターによって加熱される。

水位調節器２０は光学的検知によって調節され、腐食液
には金属をも一切触れないようにしである。

次に、以上説明した本考案の高温腐食試験装置によって
高温でしかも低溶存酸素濃度の腐食液を使用して腐食疲
労試験を実施する際の各装置の作用を説明する。

第２図において、腐食液２を貯液タンク１に入れる前に
、窒素ガスボンベ３中の窒素ガスにより腐食液槽８、窒
素封入容器１０中の空気を置換しておき、コック１８ａ
、１８ｂを閉じて腐食液槽８中に空気が侵入しないよう
にしておく。

これは試験片９を始めから完全に低溶存酸素濃度の腐食
液に浸漬させるためである。

次に腐食液を貯液タンク１、回収タンク２５、配管６゜
１７．１３，２２、循環ポンプ７、再生ポンプ２１、腐
食液槽８中１１ａ、ｌｌｂなどに満たし、循環ポンプ７
で腐食液を循環させなから貯液タンク１内に挿入した散
気管４から窒素ガスをバブリングして腐食液中の溶存酸
素濃度を減少させる。

又、循環と同時に温度調節器１９によって任意の温度設
定がなされる。

このようにすると配管系内の腐食液全部を、任意の温度
で同一低溶存酸素濃度にすることができる。

腐食液の溶存酸素濃度を減少させた後にコック１８ｇを
閉めコック１８ａ、１８ｂを開き、試験片７を高温低溶
存酸素濃度腐食液に浸漬させ、腐食疲労試験を開始する
。

溶存酸素濃度を測定する際にはコック１８ｃ、１８ｂを
閉じたのち採集環１１ａを取り出し、インジゴ・カルミ
ン法などの比色法により溶存酸素濃度測定を実施する。

更に別の採集環１１ｂにより同様に溶存酸素濃度の測定
が可能であり、採集環の設置数を多くすることにより測
定回数を増すことができる。

ただし、測定方法がインジゴ・カルミン法、ウィンクラ
−法であれば採集液が常温（２０℃前後）とされている
ため、図には記入していないが、採集環の前に冷却器を
設置しなければ；ならない。

腐食疲労試験中に、腐食液槽８などからの漏れによって
貯液タンク１内の腐食液が減少した場合には水位調節器
２０によって再生ポンプ２１が作動し回収タンク２５よ
り腐食液が補充される。

貯液タンク１、回収タンク２５の腐食液は常に窒素ガス
と接触しており、腐食液槽８及び、それからの漏れ液も
窒素ガス封入容器１０によって窒素ガスのみと接触して
おり、更にこれらの窒素ガスは回収タンク２５を経て、
大気侵入防止容器１６により、大気とは完全に遮断され
ている。

以上説明した如く、本考案の高温腐食試験装置は従来の
腐食試験装置と操作方法がほとんど変らず、高温の低溶
存酸素濃度腐食液を使用した長期連続的な腐食試験を実
施することが可能である。

なお、本考案の高温腐食試験装置は各種環境試験装置に
応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の腐食試験装置の一例を示した図、第２図
は本考案の高温腐食試験装置の一例を示した図である。 第１図、第２図において、１・・・・・・貯液タンク、
２・・・・・・腐食液、３・・・・・・窒素ガスボンベ
、４・・・・・・散気管、５・・・・・・流出口、６・
・・・・・配管、７・・・・・・循環ポンプ、８・・・
・・・腐食液槽、９・・・・・・試験片、１０・・・・
・・窒素封入容器、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・・・・採集環
、１２・・・・・・流入口、１３・・・・・・配管、１
４・・・・・・ガス配管、１５・・・・・・水、１６・
・・・・・大気侵入防止容器、１７・・・・・・配管、
１８ａ〜１８ｇ・・・・・・コック、１９・・・・・・
温度調節器、２０・・・・・・水位調節器、２１・・・
・・・再生ポンプ、２２・・・・・・配管、２３・・・
・・・流出口、２４・・・・・・配管、２５・・・・・
・回収タンク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 試験片を腐食液中にさらす腐食液槽と、同腐食液槽に腐
   食液を供給する貯液タンクと、同貯液タンク及び前記腐
   食液槽間に腐食液を循環させる循環機構と、前記腐食液
   中の溶存酸素量を減少させるため前記貯液タンク内の腐
   食液中に窒素ガスをバブリングさせる機構と、前記腐食
   液槽を大気から隔離させるため、前記腐食液槽を内設し
   、内部に窒素ガスを封入した窒素封入容器と、前記腐食
   液循環配管系内に設けられ溶存酸素濃度を検出するため
   前記腐食液を採集する採集壜を取付けたサンプリング手
   段と、前記貯液タンク及び窒素封入容器に対する大気侵
   入防止手段とを備えた腐食試験装置において、前記貯液
   タンクに配設された定温加熱手段及び水位検知手段と、
   貯液タンク及び窒素封入容器からの流出蒸気及び漏洩腐
   食液を回収するよう貯液タンク及び窒素封入容器からの
   配管を受は大気侵入防止手段へと流出管を設けた回収タ
   ンクと、前記水位検知手段と連動して作動する前記回収
   タンク内の腐食液を前記貯液タンクへ返送する貯液返送
   手段とを備えたことを特徴とする高温腐食試験装置。