JPS6056251A - 被覆金属の腐食速度を測定する方法及びその装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、有機物、無機物または有機・無機混合物であ
る被覆物によって被覆された金属の耐食性の評価を４−
ろための水素測定法及びその装置に関する。

（従来技＜Φ５） 一殻に、メツへ、塗装（コーティング、ライニンク）、
化成処理等々、金属を腐食環境から保護するための防食
法は多種多様である。そして、これらのμツノ食）ノ；
に上る１９ｊ食効果をｈ・１２価する方法も、目視、電
気的＋　’ｌｕ％化学ＩＹ）＋　を学的、物理１１９等
／（Ｔの手段かある。さらにまた、腐食環境も工業の発
達１こより多様化し−）−〕ある。従って、単に防食性
を評価するにしてちル１′価法と腐食環境条１′１との
組合せは簡単でなく、極めて高度の技術を要する。

例えば、実験片で行う代表的な促進試験装置であるとこ
ろのツルトスプレーテスト、浸漬テストは実際の使用環
境を促進しているかは疑問である。。

従って、モデルプラント、天然バクロ、天使）（１下で
の試験等々、出来る限り使用される腐食環境下での被覆
金属の耐食性を追跡することが望ましい。

しかしなか呟この場合、被覆金属の力比速度は小さく、
長期にわたる試験期間となり、例えは、目視で追跡して
も長い年月にわすこ１）「良好」な状態にあると、判断
されることが多いか、目視で劣化か認められる時期にな
ると、もはや、その被覆金属の耐食性か相当進んでいる
こともある（例えば孔食による貫通孔の発生）。　まｔ
こ、目視で′１′す断できない腐食状態もある（例えば
、応力腐食′Ｉ！Ｉ！ｌれ。

水素脆性腐食）。このため、腐食反応を適碌゛に把握し
、早期に耐食性を診断する枝杯」の開発か強く望まれて
いる。

本発明者らは、実際に被覆金属か゛使用されている状態
で、あるいは天然バクロ王での状態で被覆金属の６・１
食性を連続的にモニターする方法、装置の開発に努力し
てきた。その結果、特５’ｌ　ｌ　ｏ　Ｉ　ｉｉ２・１
１号（特公昭５５−１０８５６号）を発展させることか
最良のものであるとの結論を導き出した。

しかし、例えば、建物の屋根−二よく使用される塗装金
属板−Ｃあるカラートタンの温度は冬と夏で相当な差か
あ１）、：した、１［］の温度変化も大きい。

従って１、−の巧ミ装金属の腐食反応により溶角イした
水素を引抜くｔこめ、定電位電解を行うと、このとと、
電解型ｉＡｔは温度により大きく変化する。そのため、
塗膜１・゛第１ｉ（ｉｉの腐食反応に上って、鋼中に溶
解しｔこ水素にＪ、（ついて電解電流量のみの検出は極
めて困５１１であった。そこで、上記裏面の温度をサー
ミスターて′１ｉ　１Ｌｌｌｉ　Ｌ、このサーミスター
の抵抗変化をフリ／］回路の一辺のバランス変化の補信
号とすること（二ｌ、る、いわゆる通常の温度補償法を
採用する装置を試）？だか、温度変化に基つく上記裏面
の不動悪気１ｊｊ電ｌ光白身の変化か大きく、水素引抜
き分のみの電＋１’ｌ電流は微少呈となり、極めて高精
度測定手段とする必要かあるとの事かＩ’ｌｌ明した。

但し、最近の電ｒ工学の発展によ（）、満足１べき装置
を開発）−る、−とがでたなか、高額な装置となった。

（発明の目的） そこで、この発明の目的は、温度補正かイ・必要で、各
試料間の耐食１つ、か極めて簡便に１′１１定で５、か
つ安価な被覆金属の水素測定法及びその装置を提供する
ことにある。

（発明の構成） 本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意開力し、本発明
を完成するに至った。［なわち、従来、］試料毎、単独
で評価していた電解電；Ａワの経時変化を、複数量の試
料を用い、その中の１つを１「・、は１こ選定し、この
選定した試料の電解電流の経時変化を基準にして、この
基準値より、他の試料の電１１！１電流の変化がどれた
け多いかとの「差」を取り出１゜いわゆる差検出法を採
用して、本発明を完成した。

すなわち、本発明の被覆金属の水素測定法は、（ｌｋ覆
金金属被覆膜下の腐食反応による金属中への水素吸収反
応を電角イ法により引抜外測定する）Ｊ法において、２
つ以上の複数個の試料の内、任、（４２の試料を基準資
料として、その水素引抜き電解電流の経時変化をＪｌ（
べ（１ニして、池の試料の水素引抜と電解電流の経時変
化か呟」二点基７（（の試料の電解電流の経時変化分だ
け差引いて、電ＩＭ’！電）Ａ乙の経時変化の差より、
被覆金属の耐食性を連続的に追跡することを特徴とする
。また、本発明の被覆金属の水素ｉ！１＋１定装置ｉ’
ｔ’　１．ｈ、　一部分ｔこ非被覆面を有する被覆金属
である誌第１のＪ１被覆而に測定セル容器を（（ｉえ、
二の容器内に比較型（−ｔ３よび対極を（ｌｉｉｉえ、
この試料の非被覆面と比較電極との電１◇″差を一定に
保持・砒持するボテ／シラス２２１手段と、−１−記非
被覆面と−１−記λ・］極間に；カコれる電解電流を１
ｔｌｌｌ定する手段とをイｉ′するｉｔｌ’ｌ定［・段
を複数４ツ１１え、さら１こ、−４−記複数の測冗手殺
の電解電流の差を取り出す手段を（Ｉｉｉｉえたことを
１、ン徴とする。

（実施例） 以下、本発明を実施例について、図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明に係る測定セル容器の断面図である。測
定セル容器１を、被覆膜３，３゛か形成された金属２の
一力１則４にシリコンゴム製などの弾性板またはＯリン
グ等のバッキング５を介して、図示しない取ｆτｌ金具
で押圧し、容器１内のアルカリ性液なとの電解液６が漏
れないようにする３、但し、この金属２の両側に被覆膜
３及び３゛か形成されているため、容器１を取イτ１け
る１則て゛ある＝−力価４の被膜３゛の容器１の７ラン
ン゛７より同しまたは大きい面積に相当する部分を予め
削りとり、金属２の金属面を露出さす。

そして、」１記容器１には、その−ｉａｌより取付筒８
を介してカロメル電極、銀−塩化銀電極等の安定な電極
電位を示す基準電極Ｙく及び白金〜）の月極Ｃを容器内
に挿入している。そして、容器内の電解液６か外部に蒸
発などで減量しないように取イ・）簡にはシリコンゴム
等の弾性体により密閉されている。

試料である被覆金属の金属２には、電気的導体である接
続線Ｗが、被覆膜３と反＾’１１１Ｉ１１である−・力
価４に接続されている。但し、この接続線Ｗは一方側４
に必ずしも接続しなくても、別の（１７；Ｉｉνｉより
接続線Ｗ゛を設けてもよい。すなわち、金属２は電気的
導体であり、ＷとＷ゛との間の電気抵抗は充分小さい。

次に、もしｊｄ外で゛測定する場合には、−力価４の金
属２の表面は露出しており、山などにより容易に腐食＞
ｒｔ、この露出部、１：す水素が鋼中に溶解し、測定面
ＡＬり検出されることになる。すなわち、目的とする被
覆膜：嶋３”ｌ−の金属面の腐食による水素落屑反応に
加算、される。これを除くｊこめ、一方ｊｌｌト・１の
露出部には防食性の１襞ｊｔた被膜材０゜９゛で被覆さ
れている。

一力、１−記の第１図のように、被覆金属の両側に被覆
膜か形成さＪ′している場合が全てで゛ない（例えは鋼
管の内面には被覆膜が形成されていない事例もある）。

また、１Ｉｉ７．’食反応は、被覆膜３あるいは３゛の
いずＪ’Ｌの膜１・゛で主体に進行するかは、その被覆
金属の使用される条１′１によって異なる。従って、第
１し１の容器１は、第２図の１．または１１のように任
意に設置すればよい（第２ＶＪ中の数字１土第１図中の
数字と同し）。

また、第１図で示した被Ｍ祠９，９゛のがわりに、第２
図Ｉｌ＋に示したように、コムなとの弾性板またはＯリ
ングなとのバンキング５′を介して図示しない取付金具
で、被覆容器］゛を抑圧し、容器１の全体を覆い、雨水
などが入らないようにしてもよい。

第３図は試料極Ｗを基〈（ξ電極肌月極口こより、定電
位電解する手段であり、Ｗ、　ＩＩ、　Ｃは各／／第１
図のＷ、Ｒ，Ｃと同一である。非被覆面の金属面におい
て、原子状水素がイオン化するに必要な電位を−り乙る
直流電源１０と、常に試料（敬Ｗを初期設定電位に保持
する、ポテンショスタット１１か設けられている（一般
に、この１０と１１が−・木となったものかボテンショ
スタ、トと称される）。

更に、試料極Ｗと月極Ｃ間に流れる電流、いわゆる電解
電流を測定する電流計１２が設けられている。

Ｉ−記したものは試料と４−る各被覆金属フ１〕に設け
るものであり、各々の電解電流の差を測定→−るツノ法
について以下に記する。

第４図は電解電流の差を測定する装置のブロック図であ
る。

測定容器８１１８．＋　８１１・・・・・、ＳＩｌ中の
各々の基準電極Ｒ，，Ｌ、＋７．．　・・・・・・、Ｒ
ｎ、月（敬Ｃｌ　ｌＣ２１Ｃ３＋・・・・、（二１１及
び試料極ｗ、、ｗ、Ｗ、。

、ＷｎかボテンンヨスタントＰ　ｌ　ｌ　Ｐ２１　Ｐ　
：ｌ　Ｉ・・・・・、Ｐｌｌに接続され、各々の試料極
Ｗ、、　Ｗ２゜・・・、Ｗｎか名々のポテンショスタッ
トで定電位電解されている。そして、このときの電解電
流が、電！、１ｉＣＮ１１ｚ　：ｒ＋　’ｌ：ｎ　・　
・、１１．で常に４測されている。いま、試オ、［極Ｗ
１の電解電流の変化である電１Ａｃｉｆ１１１の繰１１
１！変化を基で（ξにするならば、１１の出力電流ａ（
必ずしも電ｌＡ乙に限定されす、ＩＲドロップを利用し
て、電圧の変化を出力信号とする電）疵−電１ヶ変換信
−）でもよい。）が、差動増１１１器（差検出器）Ｍの
一方側に人力されている。次いで、飢の電流Ｈ’：）＋
　：：、＋　・・Ｉ’１１の出力信号は切換器ＳＥの接
点１］−ｙ１ｅｌ’＋　・・・、ＩＩ−ｙ間を介して、
上記した差動増［１１器Ｎ１の池力ｊｌｌｌｌに入力さ
れている。従って、差動増中器Ｎ′ｌの人力値はａとｙ
との差が常に人力され、切換器８１・この接点をｌｌ、
　Ｃ，・・、　ＩＩと順次切換え、かつ、くり返すこと
によりａｙ間の値は−１−記した電解電流の電流計１１
を基準とする（ｉ、−ｉ、）。

（１１−１３）、・・・・、いｌ　’ＩＩ）の差となる
。そして、この差が小さいときには差動増巾器Ｍにより
増巾し、これを記録計なとの記録装置ＲＥに記録するよ
うにされている。

−）ｊ、第４図では、試料極Ｗ１の電解電流か基準にな
っている。しカル、図示していないか、池の試料極を基
ｃ（ｔｉにしてもよい。例えば、第・・１し１で説明す
るならば、いま、１２を基準とすれば、１．の出カイ３
号をａに、１１の出力信号１１を１）に各７７接糺すれ
ば可能となる。

また、第４図では電流計が：　ＩＩ　；２＋　１ｉ＋　
＋１１、で構成されているが、第５し１に示すように２
、切換器ＳＥをポテンショスタンドと電流計との間に配
置することにより、少なくとも２台の電流計で本発明を
実施することができる。

以」二のように、試料Ｓ、、Ｓ、Ｓ３．Ｓｎか同一・環
境に設置される限り、同じ温度変化を受けるため、温度
変化に相当する電解電流の変化は同しイ１１１となる。

したかって、−，７測電流の差は試料自身の固有の値と
なる。

次に、実験例に１って１−記電角イ電流の差から被覆金
属板のｆ１４食性を評価する。

（実験例） 試料極及び測定容器の構造は第１図とし、各試料１４（
である被覆金属の内容をＦ表１に示した。

（表１　：試料内７°ト） そして、この試料を天然バクロ場に設置し、試料＋ｆｋ
Ｗを月基準電極電位零に設定し、定電位電解を１８（）
口開実施した。そして、表１のＮｏ、１゜Ｎｏ、２．Ｎ
ｏ、３の各々の対極Ｃと試料極Ｗ間に流れる電１１！１
電流がら基べ（試料としたＮｏ、４の化１１’ｌ電流を
差引いた電解電流の結果を表２に示した。

表２．天然バクロ１８０日目の電解型！＋Ｑこの表の糸
、ｌｉ　！！：と１１視ｌこよる糸、ｌＪ果と（土（保
めでよく一致した。

（発明の効果） 以１−の説明て゛明らかなように、この発明によれば、
温度袖］１−ｈ＋イミ必要になり、各試料間の耐食性か
極めて簡便、安価に°Ｉ’ｌ＋定でとる。

【図面の簡単な説明】

第１図は測定セル容器の断面し１、第２図（１）、第２
図（１１）、第２図（Ｉｌ＋）は夫々１ｌｌｌｌ定容器
の取り付けを示１図、第：（し１は定電位電解する′Ｆ
段を示す図、第４，５図は夫々電解型ｉｔを測定する手
段を示す７０ンク図である。 １・・測定セル容器、２・・・被覆金属、１１　・差動
増巾器、１ン・・電；光計。 特許出願Ｊ＜　ｌ−’１本ペイント株式会社代　理　！
（弁理士　青白イ泉はが２名第１図 第３図 １り 第２図（１１第２図（ｎ） 第２１；！Ｊ（Ｉ［Ｉ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被覆金属の被覆膜下の腐食反応による金属中への
   水素吸収反応を電解法により引抜と測定する方法におい
   て、 ２つ以」二の複数個の試料の内、作意の試オ゛１を基糸
   資料としてその水素引抜と電解電流の経時変化を基酢に
   して、皿の試料の水素引抜き電１％＋＋電流の経時変化
   か呟」１記基準の試料の電解電流の経時変化分だけ差引
   いて、電解電流の経時変化の差より、被覆金属の耐食性
   を連続的に追跡することを特徴とする被覆金属の水素測
   定法。
2. （２）一部分に非被覆面を有する被覆金属である試料の
   非被覆面に測定セル容器を備え、この容器内に比較電極
   および対極を備え、この試料のｕｌ被覆面と比較電極と
   の電位差を一定に保持・週４１．持するポテンショスタ
   ット手段と、−に記非被覆面と」１記対極間に流れる電
   解電流を測定する手段とを右する測定手段を複数備え、
   さらに、」二元複数の測定手段の電解電流の差を取り出
   す手段を（ｌｉｉＩえたことを特徴と１ろ被覆金属の水
   素測定装置。