腐食試験装置及び腐食試験方法
【課題】実際の自然環境に近い環境によって試験対象物の耐食性を試験することができる腐食試験装置及び腐食試験方法を提供する。
【解決手段】腐食試験装置１は、試験対象物を搬送装置３によって搬送させながら腐食液と接触させるとともに、この試験対象物を乾燥させたり水と接触させたり凍結させたりして、試験対象物の耐食性を試験する。腐食液接触装置４は、試験対象物に腐食液を滴下又は噴霧し、乾燥装置５は試験対象物に熱風を吹き付けてこの試験対象物を乾燥させる。水接触装置６は、試験対象物に水を滴下又は噴霧し、照射装置７は赤外線又は紫外線などの光(電磁波)を照射する。凍結装置８は、試験対象物を冷却又は冷凍させ、設定装置９は試験条件及び／又は試験時間を設定するときに試験者によって操作される。制御装置１１は、実際の自然環境と同一環境を再現するように各動作を制御する。
【解決手段】腐食試験装置１は、試験対象物を搬送装置３によって搬送させながら腐食液と接触させるとともに、この試験対象物を乾燥させたり水と接触させたり凍結させたりして、試験対象物の耐食性を試験する。腐食液接触装置４は、試験対象物に腐食液を滴下又は噴霧し、乾燥装置５は試験対象物に熱風を吹き付けてこの試験対象物を乾燥させる。水接触装置６は、試験対象物に水を滴下又は噴霧し、照射装置７は赤外線又は紫外線などの光(電磁波)を照射する。凍結装置８は、試験対象物を冷却又は冷凍させ、設定装置９は試験条件及び／又は試験時間を設定するときに試験者によって操作される。制御装置１１は、実際の自然環境と同一環境を再現するように各動作を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、試験対象物の耐食性を試験する腐食試験装置及び腐食試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の腐食試験装置を概略的に示す構成図であり、図８（Ａ）は塩水噴霧試験装置の構成図であり、図８（Ｂ）は液体浸漬試験装置の構成図である。
電気車などの鉄道車両の集電装置(パンタグラフ)が接触するトロリ線やこのトロリ線を支持する電車線金具などは、耐蝕性の材料を用いなければならない。このため、新しいトロリ線や電車線金具などを開発する場合には、塩水噴霧試験装置を用いた塩水噴霧試験方法(JIS Z 2371)や腐食溶液に浸した液体浸漬試験(材料が銅系材料のときにはJIS K 8085に規定するアンモニア水などを用いた時期割れ試験)などによって材料の評価をする必要がある。例えば、図８（Ａ）に示す従来の塩水噴霧試験装置１０１は、試験対象物（試験片）Ｔを収容する容器１０２と、塩水Ｌ10を収容するタンク１０３と、塩水Ｌ10を噴霧するノズル１０４と、タンク１０３からノズル１０４に塩水Ｌ10を供給する配管１０５と、タンク１０３からノズル１０４に塩水Ｌ10を送出するポンプ１０６などを備えている。また、図８（Ｂ）に示す従来の液体浸漬試験装置２０１は、試験対象物（試験片）Ｔ及び液体Ｌ20を収容するタンク２０２を備えている。このような従来の腐食試験では、腐食判定がし易く、短時間に評価可能であり、設備が簡単であり、実際のフィールドと同じ結果であることなどの特性が要求されている。
【０００３】
従来の環境再現システムは、対象となる場所の環境を測定する環境測定部と、この環境測定部が測定した環境測定データを記憶するデータ記憶部と、このデータ記憶部が記憶する環境測定データを読み出して対象となる場所の環境を再現する環境再現部などを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の環境再現システムでは、環境測定部の気温センサ、湿度センサ及び風速センサによって対象となる場所の気温、湿度及び風速を測定し、環境再現部の冷暖房装置、除加湿装置及びファンを動作させて環境測定部で測定された環境を再現している。
【０００４】
【特許文献１】特開平4-367744号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の環境再現システムでは、現地の自然環境を環境再現部で再現することができるが、再現可能な環境が温度や湿度などの気象状況に制限される。このため、従来の環境再現システムでは、腐食や凍結などの影響を受ける実際の自然環境に近い環境を高精度に再現することができない問題点がある。
【０００６】
この発明の課題は、実際の自然環境に近い環境によって試験対象物の耐食性を試験することができる腐食試験装置及び腐食試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、試験対象物（Ｔ）の耐食性を試験する腐食試験装置であって、前記試験対象物と腐食液（Ｌ1）とを接触させる腐食液接触手段（４）と、前記試験対象物を凍結させる凍結手段（８）と、前記腐食液接触手段の動作及び前記凍結手段の動作を制御する制御手段（１１）とを備える腐食試験装置（１）である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の腐食試験装置において、前記試験対象物と水（Ｌ2）とを接触させる水接触手段（６）を備え、前記制御手段は、前記水接触手段の動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、試験対象物（Ｔ）の耐食性を試験する腐食試験装置であって、前記試験対象物と腐食液（Ｌ1）とを接触させる腐食液接触手段（４）と、前記試験対象物と水（Ｌ2）とを接触させる水接触手段（６）と、前記腐食液接触手段の動作及び前記水接触手段の動作を制御する制御手段（１１）とを備える腐食試験装置（１）である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、前記試験対象物を乾燥させる乾燥手段（５）を備え、前記制御手段は、前記乾燥手段の動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の腐食試験装置において、前記乾燥手段は、前記試験対象物を60〜100°Ｃで乾燥させることを特徴とする腐食試験装置である。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、前記試験対象物に光（Ｌ3）を照射する照射手段（７）を備え、前記制御手段は、前記照射手段の動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、前記制御手段は、実際の自然環境と同一環境を再現するように前記各動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の腐食試験装置において、前記制御手段は、前記一年間の実際の自然環境を実際の時間よりも短時間に再現するように前記各動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【００１５】
請求項９の発明は、試験対象物（Ｔ）の耐食性を試験する腐食試験方法であって、前記試験対象物と腐食液（Ｌ1）とを接触させる腐食液接触工程（＃１１０，＃１５０）と、前記腐食液接触工程後に前記試験対象物を凍結させる凍結工程（＃１６０）とを含む腐食試験方法（＃１００）である。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の腐食試験方法において、前記試験対象物と水（Ｌ2）とを接触させる水接触工程（＃１４０）を含むことを特徴とする腐食試験方法である。
【００１７】
請求項１１の発明は、試験対象物（Ｔ）の耐食性を試験する腐食試験方法であって、前記試験対象物と腐食液（Ｌ1）とを接触させる腐食液接触工程（＃１１０）と、前記腐食液接触工程後に前記試験対象物と水（Ｌ2）とを接触させる水接触工程（＃１４０）とを含む腐食試験方法（＃１００）である。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載の腐食試験方法において、前記腐食液接触工程後に前記試験対象物を乾燥させる乾燥工程（＃１２０）を含むことを特徴とする腐食試験方法である。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の腐食試験方法において、前記乾燥工程は、前記試験対象物を60〜100°Ｃで乾燥させる工程を含むことを特徴とする腐食試験方法である。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項１２又は請求項１３に記載の腐食試験方法において、前記乾燥工程後に前記試験対象物に光（Ｌ3）を照射する照射工程（＃１３０）を含むことを特徴とする腐食試験方法である。
【００２１】
請求項１５の発明は、請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載の腐食試験方法において、前記各工程は、実際の自然環境と同一環境になるように再現されることを特徴とする腐食試験方法である。
【００２２】
請求項１６の発明は、請求項１５に記載の腐食試験方法において、前記各工程は、一年間の実際の自然環境が実際の時間よりも短時間で再現されることを特徴とする腐食試験方法である。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によると、実際の自然環境に近い環境によって試験対象物の耐食性を試験することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の構成図である。図２は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の腐食液接触装置を概略的に示す構成図である。図３は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の乾燥装置を概略的に示す構成図である。図４は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の水接触装置を概略的に示す構成図である。図５は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の照射装置を概略的に示す構成図である。図６は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の凍結装置を概略的に示す構成図である。
【００２５】
図２〜図６に示すに示す試験対象物Ｔは、腐食試験の対象となる試験片であり、例えばトロリ線又はこのトロリ線を支持する支持金具などである。試験対象物Ｔの材質は、例えば、銅又はアルミニウムなどの金属、プラスチックなどの合成樹脂である。
【００２６】
図１〜図６に示す腐食試験装置１は、試験対象物Ｔの耐食性を試験する装置である。腐食試験装置１は、試験対象物Ｔを搬送装置３によって搬送させながら腐食液Ｌ1と接触させるとともに、この試験対象物Ｔを乾燥させたり水Ｌ2と接触させたり凍結させたりして試験対象物Ｔの耐食性を試験する。腐食試験装置１は、図１〜図６に示すように、収容装置２と、搬送装置３と、腐食液接触装置４と、乾燥装置５と、水接触装置６と、照射装置７と、凍結装置８と、設定装置９と、記憶装置１０と、制御装置１１などを備えている。
【００２７】
図２〜図６に示す収容装置２は、試験対象物Ｔを収容する手段である。収容装置２は、外部の温度及び湿度などの環境による影響が試験対象物Ｔなどに作用しないように、この試験対象物Ｔを密閉して収容する容器などである。収容装置２は、図２に示すように、滴下後の腐食液Ｌ1を収容装置２の外部に排出する排出口２ａと、図４に示すように噴霧後の水Ｌ2を収容装置２の外部に排出する排出口２ｂとを備えている。
【００２８】
図２〜図６に示す搬送装置３は、試験対象物Ｔを搬送する手段である。搬送装置３は、図２〜図６に示すように、腐食液接触領域Ｓ1、乾燥領域Ｓ2、水接触領域Ｓ3、照射領域Ｓ4、凍結領域Ｓ5に試験対象物Ｔが位置するように、この試験対象物Ｔを間欠的に搬送してこの試験対象物Ｔを腐食させる。搬送装置３は、図２〜図６に示すように、搭載部３ａと、駆動部３ｂと、位置検出部３ｃなどを備えている。搭載部３ａは、試験対象物Ｔを搭載する部分であり、中心軸Ｏ回りに回転する円板状のテーブルである。駆動部３ｂは、搭載部３ａを回転駆動する部分であり、搭載部３ａを中心軸Ｏ回りに回転させる駆動力を発生するモータである。位置検出部３ｃは、搭載部３ａの回転位置を検出する部分である。位置検出部３ｃは、中心軸Ｏを中心とする搭載部３ａの回転角度及び／又は回転位置を検出するエンコーダであり、この検出結果を位置検出情報として制御装置１１に出力する。
【００２９】
図２に示す腐食液接触装置４は、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とを接触させる手段であり、例えば試験対象物Ｔに腐食液Ｌ1を滴下する滴下装置である。腐食液接触装置４は、図２に示すように、収容部４ａと、滴下部４ｂと、供給流路４ｃと、調整部４ｄなどを備えている。収容部４ａは、腐食液Ｌ1を収容する部分であり、塩水、水酸化ナトリウム水溶液、硫酸銅水溶液又はアンモニア系水溶液などの腐食液Ｌ1を収容するタンクである。滴下部４ｂは、試験対象物Ｔに腐食液Ｌ1を滴下する部分であり、試験対象物Ｔの表面に向かって腐食液Ｌ1が所定の間隔（例えば、図２に示す滴下間隔Δ）をあけて落下するようにこの腐食液Ｌ1を排出する排出口（ノズル）である。供給流路４ｃは、収容部４ａから滴下部４ｂに腐食液Ｌ1を供給する部分であり、収容部４ａと滴下部４ｂとを接続し収容部４ａ内の腐食液Ｌ1を滴下部４ｂに導く配管である。調整部４ｄは、供給流路４ｃ内の腐食液Ｌ1の流れを調整する部分であり、供給流路４ｃを開閉してこの供給流路４ｃの開度を調整するバルブ、又は供給流路４ｃを流れる腐食液Ｌ1の流量を調整して滴下部４ｂに腐食液Ｌ1を送出するポンプである。調整部４ｄは、例えば、海水が漏出する海底トンネル内などの自然環境を模擬するときには、腐食液Ｌ1の滴下量及び／又は滴下間隔を可変して試験対象物Ｔの表面に腐食液Ｌ1を滴下部４ｂから滴下させる。
【００３０】
図３に示す乾燥装置５は、試験対象物Ｔを乾燥させる手段であり、例えば試験対象物Ｔに熱風を吹き付けてこの試験対象物Ｔを60〜100°Cで乾燥させる熱風乾燥機である。乾燥装置５は、図３に示すように、送風部５ａと、加熱部５ｂと、整流部５ｃと、温度検出部５ｄなどを備えている。送風部５ａは、気体を送出する部分であり、収容装置２の外部から空気を取り込み収容装置２の内部に排出するブロワ、圧縮機、ファンなどの送風機である。加熱部５ｂは、気体を加熱する部分であり、送風部５ａが送出する空気を通過させながらこの空気を加熱するヒータである。整流部５ｃは、気体の流れを調整する部分であり、試験対象物Ｔに熱風が均一に当たるように、加熱部５ｂが加熱した空気の流れの向きを調整する整流板である。温度検出部５ｄは、試験対象物Ｔの温度を検出する部分である。温度検出部５ｄは、試験対象物Ｔの表面温度を検出する温度センサであり、この検出結果を温度情報として制御装置１１に出力する。
【００３１】
図４に示す水接触装置６は、試験対象物Ｔと水Ｌ2とを接触させる手段であり、例えば試験対象物Ｔに水Ｌ2を噴霧する噴霧装置である。水接触装置６は、図４に示すように、収容部６ａと、ノズル部６ｂと、供給流路６ｃと、送出部６ｄなどを備えている。収容部６ａは、水Ｌ2を収容する部分であり、真水、雨水又はイオン水などの水Ｌ2を収容するタンクである。ノズル部６ｂは、試験対象物Ｔに水Ｌ2を排出する部分であり、試験対象物Ｔの表面に向かって水Ｌ2を噴霧する排出口である。供給流路６ｃは、収容部６ａからノズル部６ｂに水Ｌ2を供給する部分であり、収容部６ａとノズル部６ｂとを接続し、収容部６ａ内の水Ｌ2をノズル部６ｂに導く配管である。送出部６ｄは、収容部６ａからノズル部６ｂに水Ｌ2を送出する部分であり、上流側の供給流路６ｃ内の水Ｌ2を圧縮して下流側の供給流路６ｃに排出するポンプである。送出部６ｄは、例えば、雨水を浴びる自然環境を模擬するときには、水Ｌ2の噴霧量を可変して試験対象物Ｔの表面に水Ｌ2をノズル部６ｂから噴霧させる。
【００３２】
図５に示す照射装置７は、試験対象物Ｔに光Ｌ3を照射する手段であり、例えば赤外線又は紫外線などの光(電磁波)Ｌ3を照射する光照射装置である。照射装置７は、図５に示すように、発光部７ａと、反射部７ｂと、駆動部７ｃと、光検出部７ｄなどを備えている。発光部７ａは、光Ｌ3を放射する部分であり、紫外線を放射する紫外線照射用放電ランプなどの光源である。反射部７ｂは、発光部７ａからの光Ｌ3を試験対象物Ｔに向けて反射する部分であり、発光部７ａから等距離に配置された反射鏡などである。駆動部７ｃは、発光部７ａ及び反射部７ｂを駆動する部分である。駆動部７ｃは、発光部７ａ及び反射部７ｂを駆動するモータなどであり、発光部７ａ及び反射部７ｂと試験対象物Ｔとの間の距離を可変して試験対象物Ｔに照射する光Ｌ3の発光強度を調整する。光検出部７ｄは、試験対象物Ｔの表面の照度を検出する照度センサなどであり、この検出結果を照度情報として制御装置１１に出力する。
【００３３】
図６に示す凍結装置８は、試験対象物Ｔを凍結させる手段であり、例えば試験対象物Ｔを冷却又は冷凍させる冷凍装置である。凍結装置８は、図６に示すように、圧縮部８ａと、凝縮部８ｂと、膨張部８ｃと、蒸発部８ｄと、流路８ｅと、温度検出部８ｆなどを備えている。圧縮部８ａは、冷媒を圧縮する部分であり、流路８ｅを流れる低圧の冷媒を圧縮して排出する圧縮機などである。凝縮部８ｂは、冷媒を凝縮する部分であり、圧縮部８ａから排出された気化状態の冷媒を収容装置２の外部の空気と熱交換させて液化状態の冷媒に凝縮する凝縮機などである。膨張部８ｃは、冷媒を膨張させる部分であり、凝縮部８ｂから排出された液化状態の冷媒を気化状態の冷媒に膨張させる膨張弁などである。蒸発部８ｄは、冷媒を蒸発させる部分であり、膨張部８ｃを通過した冷媒を収容装置２の内部の空気と熱交換させてこの収容装置２の内部を冷却する蒸発器などである。流路８ｅは、冷媒が流れる部分であり、圧縮部８ａから凝縮部８ｂ、膨張部８ｃ及び蒸発部８ｄを通過して圧縮部８ａに戻るまでを１サイクルとして冷媒が流れるようにこれらを接続している。温度検出部８ｆは、試験対象物Ｔの温度を検出する部分である。温度検出部８ｆは、試験対象物Ｔの表面温度を検出する温度センサなどであり、この検出結果を温度情報として制御装置１１に出力する。
【００３４】
図１に示す設定装置９は、腐食試験装置１の種々の動作を設定する手段である。設定装置９は、腐食試験の試験条件を設定するときに試験者によって操作される操作パネルなどである。設定装置９は、例えば、鉄道車両が走行する実際の海岸地域、山岳地域、積雪地域又は豪雪地域などの気象データや、これらの地域の一年間の時間を短縮した時間に基づいて試験条件を設定する。設定装置９は、腐食液接触工程、乾燥工程、水接触工程、照射工程又は凍結工程を任意に選択して組み合わせたり、これらの工程を任意の順序に設定したりする。設定装置９は、例えば、実際の対象物が配置される現場の一年間の実際の自然環境と同一環境を試験条件として設定する。設定装置９は、設定後の試験条件を試験条件情報として制御装置１１に出力する。
【００３５】
記憶装置１０は、設定装置９によって設定された腐食試験の試験条件を記憶する手段である。記憶装置１０は、例えば、腐食液接触工程、乾燥工程、水接触工程、照射工程又は凍結工程の各試験期間、乾燥工程又は凍結工程の温度、照射工程の発光強度などの試験条件を試験条件情報として記憶するメモリである。
【００３６】
図１〜図６に示す制御装置１１は、腐食試験装置１の種々の動作を制御する手段である。制御装置１１は、搬送装置３、腐食液接触装置４、乾燥装置５、水接触装置６、照射装置７及び凍結装置８の動作を制御したり、実際の自然環境と同一環境を再現するように各動作を制御したりする。制御装置１１は、例えば、図２〜図６に示す搬送装置３の位置検出部３ｃが出力する位置検出情報に基づいて搭載部３ａの動作を制御したり、図２に示す腐食液接触装置４の調整部４ｄの動作を制御したり、図３に示す乾燥装置５の送風部５ａの送付量及び加熱部５ｂの加熱温度を温度検出部５ｄが出力する温度情報に基づいて制御したり、図４に示す水接触装置６の送出部６ｄの送出量を制御したり、図５に示す照射装置７の光検出部７ｄが出力する照度情報に基づいて発光部７ａの発光量及び駆動部７ｃの駆動量を制御したり、図６に示す凍結装置８の温度検出部８ｆが出力する温度情報に基づいて圧縮部８ａの動作を制御したりする。また、制御装置１１は、例えば、実際の対象物が配置される現場の一年間の実際の自然環境を実際の時間よりも短時間に再現するように各動作を制御する。
【００３７】
次に、この発明の実施形態に係る腐食試験方法を説明する。
図７は、この発明の実施形態に係る腐食試験方法を一例として示す工程図である。以下では、ある現場の１年間のサイクル(春夏秋冬)を再現する場合を例に挙げて説明する。
図７に示す腐食試験方法＃１００は、図２〜図６に示す試験対象物Ｔの耐食性を試験する方法であり、腐食液接触工程＃１１０と、乾燥工程＃１２０と、照射工程＃１３０と、水接触工程＃１３０と、腐食液接触工程＃１４０と、凍結工程＃１５０と、腐食液接触工程＃１６０などを含む。
【００３８】
腐食液接触工程＃１１０は、図２に示すように、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とを接触させる工程である。腐食液Ｌ1の滴下量及び／又は滴下間隔などの試験条件を設定装置９によって試験者が設定すると、これらの試験条件が試験動作情報として設定装置９から制御装置１１に出力されて、制御装置１１が記憶装置１０にこの試験動作情報を記憶させる。記憶装置１０から制御装置１１が試験動作情報を読み出して制御装置１１が一連の腐食試験動作を実行する。図２に示す搭載部３ａ上に試験対象物Ｔが搭載されると、搬送装置３の駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが腐食液接触領域Ｓ1に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。試験対象物Ｔが腐食液接触領域Ｓ1に位置すると、腐食液接触装置４の調整部４ｄを制御装置１１が動作制御して、所定の滴下量及び／又は滴下間隔で収容部４ａ内の腐食液Ｌ1が滴下部４ｂから試験対象物Ｔの表面に落下し、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とが接触する。
【００３９】
図７に示す乾燥工程＃１２０は、試験対象物Ｔを乾燥させる工程である。腐食液接触工程＃１１０において試験対象物Ｔに腐食液Ｌ1が所定時間だけ排出された後に、図３に示す駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが乾燥領域Ｓ2に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。次に、乾燥装置５の送風部５ａ及び加熱部５ｂを制御装置１１が動作制御して、60〜100°C程度の高温の熱風によって試験対象物Ｔの表面が加熱され乾燥される。
【００４０】
図７に示す照射工程＃１３０は、試験対象物Ｔに光Ｌ3を照射する工程である。乾燥工程＃１２０において試験対象物Ｔが所定時間だけ熱風乾燥された後に、図５に示す駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが照射領域Ｓ4に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。次に、照射装置７の発光部７ａ及び駆動部７ｃを制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔの表面に紫外線が照射される。
【００４１】
図７に示す水接触工程＃１４０は、試験対象物Ｔと水Ｌ2とを接触させる工程である。照射工程＃１５０において試験対象物Ｔに所定時間だけ紫外線が照射された後に、図４に示す駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが水接触領域Ｓ3に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。次に、水接触装置６の送出部６ｄを制御装置１１が動作制御して、収容部６ａ内の水Ｌ2がノズル部６ｂから試験対象物Ｔの表面に噴射されて、試験対象物Ｔと水Ｌ2とが接触する。
【００４２】
図７に示す腐食液接触工程＃１５０は、腐食液接触工程＃１１０と同一の工程である。水接触工程＃１４０において試験対象物Ｔに所定時間だけ水Ｌ2が噴霧された後に、図２に示すように試験対象物Ｔが腐食液接触領域Ｓ1に再度搬送されて、腐食液Ｌ1が滴下部４ｂから試験対象物Ｔの表面に落下し、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とが接触する。
【００４３】
図７に示す凍結工程＃１６０は、試験対象物Ｔを凍結させる工程である。腐食液接触工程＃１５０において試験対象物Ｔに所定時間だけ腐食液Ｌ1が排出された後に、図６に示す駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが凍結領域Ｓ5に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。次に、凍結装置８の圧縮部８ａを制御装置１１が動作制御して、収容装置２の内部を冷却して試験対象物Ｔを凍結させる。
【００４４】
図７に示す腐食液接触工程＃１７０は、腐食液接触工程＃１１０，１５０と同一の工程である。凍結工程＃１６０において試験対象物Ｔが所定時間だけ凍結された後に、図２に示すように試験対象物Ｔが腐食液接触領域Ｓ1に再度搬送されて、腐食液Ｌ1が滴下部４ｂから試験対象物Ｔの表面に落下し、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とが接触し、一連の腐食試験が終了する。
【００４５】
この発明の実施形態に係る腐食試験装置及び腐食試験方法には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とを腐食液接触装置４が接触させるとともに、この試験対象物Ｔを凍結装置８が凍結させ、腐食液接触装置４の動作及び凍結装置８の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、春季や夏季に塩水を浴び冬季にこの海水が凍結するような自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができる。また、腐食後の試験対象物Ｔに亀裂が発生してこの亀裂に腐食液や水が浸入したときに、凍結後にこの腐食液や水が膨張して試験対象物Ｔが破壊されるか否かを確認することができる。
【００４６】
(2) この実施形態では、試験対象物Ｔと水Ｌ2とを水接触装置６が接触させ、この水接触装置６の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、塩水だけではなく夏季に雨が降るような自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができる。
【００４７】
(3) この実施形態では、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とを腐食液接触装置４が接触させるとともに、この試験対象物Ｔと水Ｌ2とを水接触装置６が接触させ、腐食液接触装置４の動作及び水接触装置６の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、春季や夏季に塩水を浴び夏季に雨水を浴びる海岸付近などの自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができる。
【００４８】
(4) この実施形態では、試験対象物Ｔを乾燥装置５が乾燥させ、この乾燥装置５の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、塩水や雨水を浴びるだけではなく夏季の日差しの強い自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができる。また、この実施形態では、乾燥装置５が試験対象物Ｔを60〜100°Ｃで乾燥させるため、炎天下の状況を簡単に再現して耐食性を試験することができる。
【００４９】
(5) この実施形態では、試験対象物Ｔに光Ｌ3を照射装置７が照射し、この照射装置７の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、夏季の日差しの強い自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができるとともに、紫外線や赤外線などを浴びる材料の耐候性を試験することができる。
【００５０】
(6) この実施形態では、実際の自然環境と同一環境を再現するように制御装置１１が各動作を制御する。このため、海岸付近や海底トンネル内などに配置される材料の耐食性を実際の自然環境に合わせて評価することができる。
【００５１】
(7) この実施形態では、一年間の実際の自然環境を実際の時間よりも短時間に再現するように制御装置１１が各動作を制御する。このため、実際の自然環境を模擬した腐食試験を短期間に効率的に実施することができる。
【００５２】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、腐食液接触装置４が滴下装置である場合を例に挙げて説明したが、試験対象物Ｔに腐食液Ｌ1を噴霧する噴霧装置、又は試験対象物Ｔを腐食液Ｌ1に浸漬する浸漬装置である場合についてもこの発明を適用することができる。同様に、水接触装置６が噴霧装置である場合を例に挙げて説明したが、試験対象物Ｔに水Ｌ2を滴下する滴下装置、又は試験対象物Ｔを水Ｌ2に浸漬する浸漬装置である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、図７に示すようなある現場の１年間のサイクル(春夏秋冬)を再現する場合を例に挙げて説明したが、各現場の状況に応じて各工程を任意に組み合わせて腐食試験することもできる。
【００５３】
(2) この実施形態では、１つの試験対象物Ｔの耐食性を試験する場合を例に挙げて説明したが、耐食性の評価の基準となる基準用試験片と耐食性を評価する評価用試験片とを腐食させ、基準用試験片と評価用試験片とを比較して基準用試験片に対する評価用試験片の腐食度を判定することもできる。また、この実施形態では、搬送装置３が回転テーブル状である場合を例に挙げて説明したが、搬送装置がコンベヤ状である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、腐食液Ｌ1として塩水などを例に挙げて説明したが、試験期間を短縮するときには塩水以外の腐食性の強い任意の腐食液Ｌ1を選択することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の構成図である。
【図２】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の腐食液接触装置を概略的に示す構成図である。
【図３】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の乾燥装置を概略的に示す構成図である。
【図４】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の水接触装置を概略的に示す構成図である。
【図５】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の照射装置を概略的に示す構成図である。
【図６】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の凍結装置を概略的に示す構成図である。
【図７】この発明の実施形態に係る腐食試験方法を一例として示す工程図である。
【図８】従来の腐食試験装置を概略的に示す構成図であり、（Ａ）は塩水噴霧試験装置の構成図であり、（Ｂ）は液体浸漬試験装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 腐食試験装置
２ 収容装置
３ 搬送装置
４ 腐食液接触装置
５ 乾燥装置
６ 水接触装置
７ 照射装置
８ 凍結装置
９ 設定装置
１０ 記憶装置
１１ 制御装置
Ｔ 試験対象物
Ｌ1 腐食液
Ｌ2 水
Ｌ3 光
【技術分野】
【０００１】
この発明は、試験対象物の耐食性を試験する腐食試験装置及び腐食試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の腐食試験装置を概略的に示す構成図であり、図８（Ａ）は塩水噴霧試験装置の構成図であり、図８（Ｂ）は液体浸漬試験装置の構成図である。
電気車などの鉄道車両の集電装置(パンタグラフ)が接触するトロリ線やこのトロリ線を支持する電車線金具などは、耐蝕性の材料を用いなければならない。このため、新しいトロリ線や電車線金具などを開発する場合には、塩水噴霧試験装置を用いた塩水噴霧試験方法(JIS Z 2371)や腐食溶液に浸した液体浸漬試験(材料が銅系材料のときにはJIS K 8085に規定するアンモニア水などを用いた時期割れ試験)などによって材料の評価をする必要がある。例えば、図８（Ａ）に示す従来の塩水噴霧試験装置１０１は、試験対象物（試験片）Ｔを収容する容器１０２と、塩水Ｌ10を収容するタンク１０３と、塩水Ｌ10を噴霧するノズル１０４と、タンク１０３からノズル１０４に塩水Ｌ10を供給する配管１０５と、タンク１０３からノズル１０４に塩水Ｌ10を送出するポンプ１０６などを備えている。また、図８（Ｂ）に示す従来の液体浸漬試験装置２０１は、試験対象物（試験片）Ｔ及び液体Ｌ20を収容するタンク２０２を備えている。このような従来の腐食試験では、腐食判定がし易く、短時間に評価可能であり、設備が簡単であり、実際のフィールドと同じ結果であることなどの特性が要求されている。
【０００３】
従来の環境再現システムは、対象となる場所の環境を測定する環境測定部と、この環境測定部が測定した環境測定データを記憶するデータ記憶部と、このデータ記憶部が記憶する環境測定データを読み出して対象となる場所の環境を再現する環境再現部などを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の環境再現システムでは、環境測定部の気温センサ、湿度センサ及び風速センサによって対象となる場所の気温、湿度及び風速を測定し、環境再現部の冷暖房装置、除加湿装置及びファンを動作させて環境測定部で測定された環境を再現している。
【０００４】
【特許文献１】特開平4-367744号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の環境再現システムでは、現地の自然環境を環境再現部で再現することができるが、再現可能な環境が温度や湿度などの気象状況に制限される。このため、従来の環境再現システムでは、腐食や凍結などの影響を受ける実際の自然環境に近い環境を高精度に再現することができない問題点がある。
【０００６】
この発明の課題は、実際の自然環境に近い環境によって試験対象物の耐食性を試験することができる腐食試験装置及び腐食試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、試験対象物（Ｔ）の耐食性を試験する腐食試験装置であって、前記試験対象物と腐食液（Ｌ1）とを接触させる腐食液接触手段（４）と、前記試験対象物を凍結させる凍結手段（８）と、前記腐食液接触手段の動作及び前記凍結手段の動作を制御する制御手段（１１）とを備える腐食試験装置（１）である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の腐食試験装置において、前記試験対象物と水（Ｌ2）とを接触させる水接触手段（６）を備え、前記制御手段は、前記水接触手段の動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、試験対象物（Ｔ）の耐食性を試験する腐食試験装置であって、前記試験対象物と腐食液（Ｌ1）とを接触させる腐食液接触手段（４）と、前記試験対象物と水（Ｌ2）とを接触させる水接触手段（６）と、前記腐食液接触手段の動作及び前記水接触手段の動作を制御する制御手段（１１）とを備える腐食試験装置（１）である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、前記試験対象物を乾燥させる乾燥手段（５）を備え、前記制御手段は、前記乾燥手段の動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の腐食試験装置において、前記乾燥手段は、前記試験対象物を60〜100°Ｃで乾燥させることを特徴とする腐食試験装置である。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、前記試験対象物に光（Ｌ3）を照射する照射手段（７）を備え、前記制御手段は、前記照射手段の動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、前記制御手段は、実際の自然環境と同一環境を再現するように前記各動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の腐食試験装置において、前記制御手段は、前記一年間の実際の自然環境を実際の時間よりも短時間に再現するように前記各動作を制御することを特徴とする腐食試験装置である。
【００１５】
請求項９の発明は、試験対象物（Ｔ）の耐食性を試験する腐食試験方法であって、前記試験対象物と腐食液（Ｌ1）とを接触させる腐食液接触工程（＃１１０，＃１５０）と、前記腐食液接触工程後に前記試験対象物を凍結させる凍結工程（＃１６０）とを含む腐食試験方法（＃１００）である。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の腐食試験方法において、前記試験対象物と水（Ｌ2）とを接触させる水接触工程（＃１４０）を含むことを特徴とする腐食試験方法である。
【００１７】
請求項１１の発明は、試験対象物（Ｔ）の耐食性を試験する腐食試験方法であって、前記試験対象物と腐食液（Ｌ1）とを接触させる腐食液接触工程（＃１１０）と、前記腐食液接触工程後に前記試験対象物と水（Ｌ2）とを接触させる水接触工程（＃１４０）とを含む腐食試験方法（＃１００）である。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載の腐食試験方法において、前記腐食液接触工程後に前記試験対象物を乾燥させる乾燥工程（＃１２０）を含むことを特徴とする腐食試験方法である。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の腐食試験方法において、前記乾燥工程は、前記試験対象物を60〜100°Ｃで乾燥させる工程を含むことを特徴とする腐食試験方法である。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項１２又は請求項１３に記載の腐食試験方法において、前記乾燥工程後に前記試験対象物に光（Ｌ3）を照射する照射工程（＃１３０）を含むことを特徴とする腐食試験方法である。
【００２１】
請求項１５の発明は、請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載の腐食試験方法において、前記各工程は、実際の自然環境と同一環境になるように再現されることを特徴とする腐食試験方法である。
【００２２】
請求項１６の発明は、請求項１５に記載の腐食試験方法において、前記各工程は、一年間の実際の自然環境が実際の時間よりも短時間で再現されることを特徴とする腐食試験方法である。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によると、実際の自然環境に近い環境によって試験対象物の耐食性を試験することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の構成図である。図２は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の腐食液接触装置を概略的に示す構成図である。図３は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の乾燥装置を概略的に示す構成図である。図４は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の水接触装置を概略的に示す構成図である。図５は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の照射装置を概略的に示す構成図である。図６は、この発明の実施形態に係る腐食試験装置の凍結装置を概略的に示す構成図である。
【００２５】
図２〜図６に示すに示す試験対象物Ｔは、腐食試験の対象となる試験片であり、例えばトロリ線又はこのトロリ線を支持する支持金具などである。試験対象物Ｔの材質は、例えば、銅又はアルミニウムなどの金属、プラスチックなどの合成樹脂である。
【００２６】
図１〜図６に示す腐食試験装置１は、試験対象物Ｔの耐食性を試験する装置である。腐食試験装置１は、試験対象物Ｔを搬送装置３によって搬送させながら腐食液Ｌ1と接触させるとともに、この試験対象物Ｔを乾燥させたり水Ｌ2と接触させたり凍結させたりして試験対象物Ｔの耐食性を試験する。腐食試験装置１は、図１〜図６に示すように、収容装置２と、搬送装置３と、腐食液接触装置４と、乾燥装置５と、水接触装置６と、照射装置７と、凍結装置８と、設定装置９と、記憶装置１０と、制御装置１１などを備えている。
【００２７】
図２〜図６に示す収容装置２は、試験対象物Ｔを収容する手段である。収容装置２は、外部の温度及び湿度などの環境による影響が試験対象物Ｔなどに作用しないように、この試験対象物Ｔを密閉して収容する容器などである。収容装置２は、図２に示すように、滴下後の腐食液Ｌ1を収容装置２の外部に排出する排出口２ａと、図４に示すように噴霧後の水Ｌ2を収容装置２の外部に排出する排出口２ｂとを備えている。
【００２８】
図２〜図６に示す搬送装置３は、試験対象物Ｔを搬送する手段である。搬送装置３は、図２〜図６に示すように、腐食液接触領域Ｓ1、乾燥領域Ｓ2、水接触領域Ｓ3、照射領域Ｓ4、凍結領域Ｓ5に試験対象物Ｔが位置するように、この試験対象物Ｔを間欠的に搬送してこの試験対象物Ｔを腐食させる。搬送装置３は、図２〜図６に示すように、搭載部３ａと、駆動部３ｂと、位置検出部３ｃなどを備えている。搭載部３ａは、試験対象物Ｔを搭載する部分であり、中心軸Ｏ回りに回転する円板状のテーブルである。駆動部３ｂは、搭載部３ａを回転駆動する部分であり、搭載部３ａを中心軸Ｏ回りに回転させる駆動力を発生するモータである。位置検出部３ｃは、搭載部３ａの回転位置を検出する部分である。位置検出部３ｃは、中心軸Ｏを中心とする搭載部３ａの回転角度及び／又は回転位置を検出するエンコーダであり、この検出結果を位置検出情報として制御装置１１に出力する。
【００２９】
図２に示す腐食液接触装置４は、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とを接触させる手段であり、例えば試験対象物Ｔに腐食液Ｌ1を滴下する滴下装置である。腐食液接触装置４は、図２に示すように、収容部４ａと、滴下部４ｂと、供給流路４ｃと、調整部４ｄなどを備えている。収容部４ａは、腐食液Ｌ1を収容する部分であり、塩水、水酸化ナトリウム水溶液、硫酸銅水溶液又はアンモニア系水溶液などの腐食液Ｌ1を収容するタンクである。滴下部４ｂは、試験対象物Ｔに腐食液Ｌ1を滴下する部分であり、試験対象物Ｔの表面に向かって腐食液Ｌ1が所定の間隔（例えば、図２に示す滴下間隔Δ）をあけて落下するようにこの腐食液Ｌ1を排出する排出口（ノズル）である。供給流路４ｃは、収容部４ａから滴下部４ｂに腐食液Ｌ1を供給する部分であり、収容部４ａと滴下部４ｂとを接続し収容部４ａ内の腐食液Ｌ1を滴下部４ｂに導く配管である。調整部４ｄは、供給流路４ｃ内の腐食液Ｌ1の流れを調整する部分であり、供給流路４ｃを開閉してこの供給流路４ｃの開度を調整するバルブ、又は供給流路４ｃを流れる腐食液Ｌ1の流量を調整して滴下部４ｂに腐食液Ｌ1を送出するポンプである。調整部４ｄは、例えば、海水が漏出する海底トンネル内などの自然環境を模擬するときには、腐食液Ｌ1の滴下量及び／又は滴下間隔を可変して試験対象物Ｔの表面に腐食液Ｌ1を滴下部４ｂから滴下させる。
【００３０】
図３に示す乾燥装置５は、試験対象物Ｔを乾燥させる手段であり、例えば試験対象物Ｔに熱風を吹き付けてこの試験対象物Ｔを60〜100°Cで乾燥させる熱風乾燥機である。乾燥装置５は、図３に示すように、送風部５ａと、加熱部５ｂと、整流部５ｃと、温度検出部５ｄなどを備えている。送風部５ａは、気体を送出する部分であり、収容装置２の外部から空気を取り込み収容装置２の内部に排出するブロワ、圧縮機、ファンなどの送風機である。加熱部５ｂは、気体を加熱する部分であり、送風部５ａが送出する空気を通過させながらこの空気を加熱するヒータである。整流部５ｃは、気体の流れを調整する部分であり、試験対象物Ｔに熱風が均一に当たるように、加熱部５ｂが加熱した空気の流れの向きを調整する整流板である。温度検出部５ｄは、試験対象物Ｔの温度を検出する部分である。温度検出部５ｄは、試験対象物Ｔの表面温度を検出する温度センサであり、この検出結果を温度情報として制御装置１１に出力する。
【００３１】
図４に示す水接触装置６は、試験対象物Ｔと水Ｌ2とを接触させる手段であり、例えば試験対象物Ｔに水Ｌ2を噴霧する噴霧装置である。水接触装置６は、図４に示すように、収容部６ａと、ノズル部６ｂと、供給流路６ｃと、送出部６ｄなどを備えている。収容部６ａは、水Ｌ2を収容する部分であり、真水、雨水又はイオン水などの水Ｌ2を収容するタンクである。ノズル部６ｂは、試験対象物Ｔに水Ｌ2を排出する部分であり、試験対象物Ｔの表面に向かって水Ｌ2を噴霧する排出口である。供給流路６ｃは、収容部６ａからノズル部６ｂに水Ｌ2を供給する部分であり、収容部６ａとノズル部６ｂとを接続し、収容部６ａ内の水Ｌ2をノズル部６ｂに導く配管である。送出部６ｄは、収容部６ａからノズル部６ｂに水Ｌ2を送出する部分であり、上流側の供給流路６ｃ内の水Ｌ2を圧縮して下流側の供給流路６ｃに排出するポンプである。送出部６ｄは、例えば、雨水を浴びる自然環境を模擬するときには、水Ｌ2の噴霧量を可変して試験対象物Ｔの表面に水Ｌ2をノズル部６ｂから噴霧させる。
【００３２】
図５に示す照射装置７は、試験対象物Ｔに光Ｌ3を照射する手段であり、例えば赤外線又は紫外線などの光(電磁波)Ｌ3を照射する光照射装置である。照射装置７は、図５に示すように、発光部７ａと、反射部７ｂと、駆動部７ｃと、光検出部７ｄなどを備えている。発光部７ａは、光Ｌ3を放射する部分であり、紫外線を放射する紫外線照射用放電ランプなどの光源である。反射部７ｂは、発光部７ａからの光Ｌ3を試験対象物Ｔに向けて反射する部分であり、発光部７ａから等距離に配置された反射鏡などである。駆動部７ｃは、発光部７ａ及び反射部７ｂを駆動する部分である。駆動部７ｃは、発光部７ａ及び反射部７ｂを駆動するモータなどであり、発光部７ａ及び反射部７ｂと試験対象物Ｔとの間の距離を可変して試験対象物Ｔに照射する光Ｌ3の発光強度を調整する。光検出部７ｄは、試験対象物Ｔの表面の照度を検出する照度センサなどであり、この検出結果を照度情報として制御装置１１に出力する。
【００３３】
図６に示す凍結装置８は、試験対象物Ｔを凍結させる手段であり、例えば試験対象物Ｔを冷却又は冷凍させる冷凍装置である。凍結装置８は、図６に示すように、圧縮部８ａと、凝縮部８ｂと、膨張部８ｃと、蒸発部８ｄと、流路８ｅと、温度検出部８ｆなどを備えている。圧縮部８ａは、冷媒を圧縮する部分であり、流路８ｅを流れる低圧の冷媒を圧縮して排出する圧縮機などである。凝縮部８ｂは、冷媒を凝縮する部分であり、圧縮部８ａから排出された気化状態の冷媒を収容装置２の外部の空気と熱交換させて液化状態の冷媒に凝縮する凝縮機などである。膨張部８ｃは、冷媒を膨張させる部分であり、凝縮部８ｂから排出された液化状態の冷媒を気化状態の冷媒に膨張させる膨張弁などである。蒸発部８ｄは、冷媒を蒸発させる部分であり、膨張部８ｃを通過した冷媒を収容装置２の内部の空気と熱交換させてこの収容装置２の内部を冷却する蒸発器などである。流路８ｅは、冷媒が流れる部分であり、圧縮部８ａから凝縮部８ｂ、膨張部８ｃ及び蒸発部８ｄを通過して圧縮部８ａに戻るまでを１サイクルとして冷媒が流れるようにこれらを接続している。温度検出部８ｆは、試験対象物Ｔの温度を検出する部分である。温度検出部８ｆは、試験対象物Ｔの表面温度を検出する温度センサなどであり、この検出結果を温度情報として制御装置１１に出力する。
【００３４】
図１に示す設定装置９は、腐食試験装置１の種々の動作を設定する手段である。設定装置９は、腐食試験の試験条件を設定するときに試験者によって操作される操作パネルなどである。設定装置９は、例えば、鉄道車両が走行する実際の海岸地域、山岳地域、積雪地域又は豪雪地域などの気象データや、これらの地域の一年間の時間を短縮した時間に基づいて試験条件を設定する。設定装置９は、腐食液接触工程、乾燥工程、水接触工程、照射工程又は凍結工程を任意に選択して組み合わせたり、これらの工程を任意の順序に設定したりする。設定装置９は、例えば、実際の対象物が配置される現場の一年間の実際の自然環境と同一環境を試験条件として設定する。設定装置９は、設定後の試験条件を試験条件情報として制御装置１１に出力する。
【００３５】
記憶装置１０は、設定装置９によって設定された腐食試験の試験条件を記憶する手段である。記憶装置１０は、例えば、腐食液接触工程、乾燥工程、水接触工程、照射工程又は凍結工程の各試験期間、乾燥工程又は凍結工程の温度、照射工程の発光強度などの試験条件を試験条件情報として記憶するメモリである。
【００３６】
図１〜図６に示す制御装置１１は、腐食試験装置１の種々の動作を制御する手段である。制御装置１１は、搬送装置３、腐食液接触装置４、乾燥装置５、水接触装置６、照射装置７及び凍結装置８の動作を制御したり、実際の自然環境と同一環境を再現するように各動作を制御したりする。制御装置１１は、例えば、図２〜図６に示す搬送装置３の位置検出部３ｃが出力する位置検出情報に基づいて搭載部３ａの動作を制御したり、図２に示す腐食液接触装置４の調整部４ｄの動作を制御したり、図３に示す乾燥装置５の送風部５ａの送付量及び加熱部５ｂの加熱温度を温度検出部５ｄが出力する温度情報に基づいて制御したり、図４に示す水接触装置６の送出部６ｄの送出量を制御したり、図５に示す照射装置７の光検出部７ｄが出力する照度情報に基づいて発光部７ａの発光量及び駆動部７ｃの駆動量を制御したり、図６に示す凍結装置８の温度検出部８ｆが出力する温度情報に基づいて圧縮部８ａの動作を制御したりする。また、制御装置１１は、例えば、実際の対象物が配置される現場の一年間の実際の自然環境を実際の時間よりも短時間に再現するように各動作を制御する。
【００３７】
次に、この発明の実施形態に係る腐食試験方法を説明する。
図７は、この発明の実施形態に係る腐食試験方法を一例として示す工程図である。以下では、ある現場の１年間のサイクル(春夏秋冬)を再現する場合を例に挙げて説明する。
図７に示す腐食試験方法＃１００は、図２〜図６に示す試験対象物Ｔの耐食性を試験する方法であり、腐食液接触工程＃１１０と、乾燥工程＃１２０と、照射工程＃１３０と、水接触工程＃１３０と、腐食液接触工程＃１４０と、凍結工程＃１５０と、腐食液接触工程＃１６０などを含む。
【００３８】
腐食液接触工程＃１１０は、図２に示すように、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とを接触させる工程である。腐食液Ｌ1の滴下量及び／又は滴下間隔などの試験条件を設定装置９によって試験者が設定すると、これらの試験条件が試験動作情報として設定装置９から制御装置１１に出力されて、制御装置１１が記憶装置１０にこの試験動作情報を記憶させる。記憶装置１０から制御装置１１が試験動作情報を読み出して制御装置１１が一連の腐食試験動作を実行する。図２に示す搭載部３ａ上に試験対象物Ｔが搭載されると、搬送装置３の駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが腐食液接触領域Ｓ1に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。試験対象物Ｔが腐食液接触領域Ｓ1に位置すると、腐食液接触装置４の調整部４ｄを制御装置１１が動作制御して、所定の滴下量及び／又は滴下間隔で収容部４ａ内の腐食液Ｌ1が滴下部４ｂから試験対象物Ｔの表面に落下し、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とが接触する。
【００３９】
図７に示す乾燥工程＃１２０は、試験対象物Ｔを乾燥させる工程である。腐食液接触工程＃１１０において試験対象物Ｔに腐食液Ｌ1が所定時間だけ排出された後に、図３に示す駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが乾燥領域Ｓ2に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。次に、乾燥装置５の送風部５ａ及び加熱部５ｂを制御装置１１が動作制御して、60〜100°C程度の高温の熱風によって試験対象物Ｔの表面が加熱され乾燥される。
【００４０】
図７に示す照射工程＃１３０は、試験対象物Ｔに光Ｌ3を照射する工程である。乾燥工程＃１２０において試験対象物Ｔが所定時間だけ熱風乾燥された後に、図５に示す駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが照射領域Ｓ4に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。次に、照射装置７の発光部７ａ及び駆動部７ｃを制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔの表面に紫外線が照射される。
【００４１】
図７に示す水接触工程＃１４０は、試験対象物Ｔと水Ｌ2とを接触させる工程である。照射工程＃１５０において試験対象物Ｔに所定時間だけ紫外線が照射された後に、図４に示す駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが水接触領域Ｓ3に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。次に、水接触装置６の送出部６ｄを制御装置１１が動作制御して、収容部６ａ内の水Ｌ2がノズル部６ｂから試験対象物Ｔの表面に噴射されて、試験対象物Ｔと水Ｌ2とが接触する。
【００４２】
図７に示す腐食液接触工程＃１５０は、腐食液接触工程＃１１０と同一の工程である。水接触工程＃１４０において試験対象物Ｔに所定時間だけ水Ｌ2が噴霧された後に、図２に示すように試験対象物Ｔが腐食液接触領域Ｓ1に再度搬送されて、腐食液Ｌ1が滴下部４ｂから試験対象物Ｔの表面に落下し、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とが接触する。
【００４３】
図７に示す凍結工程＃１６０は、試験対象物Ｔを凍結させる工程である。腐食液接触工程＃１５０において試験対象物Ｔに所定時間だけ腐食液Ｌ1が排出された後に、図６に示す駆動部３ｂの回転量を制御装置１１が動作制御して、試験対象物Ｔが凍結領域Ｓ5に位置するまで駆動部３ｂに搭載部３ａの回転を指令する。次に、凍結装置８の圧縮部８ａを制御装置１１が動作制御して、収容装置２の内部を冷却して試験対象物Ｔを凍結させる。
【００４４】
図７に示す腐食液接触工程＃１７０は、腐食液接触工程＃１１０，１５０と同一の工程である。凍結工程＃１６０において試験対象物Ｔが所定時間だけ凍結された後に、図２に示すように試験対象物Ｔが腐食液接触領域Ｓ1に再度搬送されて、腐食液Ｌ1が滴下部４ｂから試験対象物Ｔの表面に落下し、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とが接触し、一連の腐食試験が終了する。
【００４５】
この発明の実施形態に係る腐食試験装置及び腐食試験方法には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とを腐食液接触装置４が接触させるとともに、この試験対象物Ｔを凍結装置８が凍結させ、腐食液接触装置４の動作及び凍結装置８の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、春季や夏季に塩水を浴び冬季にこの海水が凍結するような自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができる。また、腐食後の試験対象物Ｔに亀裂が発生してこの亀裂に腐食液や水が浸入したときに、凍結後にこの腐食液や水が膨張して試験対象物Ｔが破壊されるか否かを確認することができる。
【００４６】
(2) この実施形態では、試験対象物Ｔと水Ｌ2とを水接触装置６が接触させ、この水接触装置６の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、塩水だけではなく夏季に雨が降るような自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができる。
【００４７】
(3) この実施形態では、試験対象物Ｔと腐食液Ｌ1とを腐食液接触装置４が接触させるとともに、この試験対象物Ｔと水Ｌ2とを水接触装置６が接触させ、腐食液接触装置４の動作及び水接触装置６の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、春季や夏季に塩水を浴び夏季に雨水を浴びる海岸付近などの自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができる。
【００４８】
(4) この実施形態では、試験対象物Ｔを乾燥装置５が乾燥させ、この乾燥装置５の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、塩水や雨水を浴びるだけではなく夏季の日差しの強い自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができる。また、この実施形態では、乾燥装置５が試験対象物Ｔを60〜100°Ｃで乾燥させるため、炎天下の状況を簡単に再現して耐食性を試験することができる。
【００４９】
(5) この実施形態では、試験対象物Ｔに光Ｌ3を照射装置７が照射し、この照射装置７の動作を制御装置１１が制御する。このため、例えば、夏季の日差しの強い自然環境に配置される材料の耐食性を試験することができるとともに、紫外線や赤外線などを浴びる材料の耐候性を試験することができる。
【００５０】
(6) この実施形態では、実際の自然環境と同一環境を再現するように制御装置１１が各動作を制御する。このため、海岸付近や海底トンネル内などに配置される材料の耐食性を実際の自然環境に合わせて評価することができる。
【００５１】
(7) この実施形態では、一年間の実際の自然環境を実際の時間よりも短時間に再現するように制御装置１１が各動作を制御する。このため、実際の自然環境を模擬した腐食試験を短期間に効率的に実施することができる。
【００５２】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、腐食液接触装置４が滴下装置である場合を例に挙げて説明したが、試験対象物Ｔに腐食液Ｌ1を噴霧する噴霧装置、又は試験対象物Ｔを腐食液Ｌ1に浸漬する浸漬装置である場合についてもこの発明を適用することができる。同様に、水接触装置６が噴霧装置である場合を例に挙げて説明したが、試験対象物Ｔに水Ｌ2を滴下する滴下装置、又は試験対象物Ｔを水Ｌ2に浸漬する浸漬装置である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、図７に示すようなある現場の１年間のサイクル(春夏秋冬)を再現する場合を例に挙げて説明したが、各現場の状況に応じて各工程を任意に組み合わせて腐食試験することもできる。
【００５３】
(2) この実施形態では、１つの試験対象物Ｔの耐食性を試験する場合を例に挙げて説明したが、耐食性の評価の基準となる基準用試験片と耐食性を評価する評価用試験片とを腐食させ、基準用試験片と評価用試験片とを比較して基準用試験片に対する評価用試験片の腐食度を判定することもできる。また、この実施形態では、搬送装置３が回転テーブル状である場合を例に挙げて説明したが、搬送装置がコンベヤ状である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、腐食液Ｌ1として塩水などを例に挙げて説明したが、試験期間を短縮するときには塩水以外の腐食性の強い任意の腐食液Ｌ1を選択することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の構成図である。
【図２】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の腐食液接触装置を概略的に示す構成図である。
【図３】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の乾燥装置を概略的に示す構成図である。
【図４】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の水接触装置を概略的に示す構成図である。
【図５】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の照射装置を概略的に示す構成図である。
【図６】この発明の実施形態に係る腐食試験装置の凍結装置を概略的に示す構成図である。
【図７】この発明の実施形態に係る腐食試験方法を一例として示す工程図である。
【図８】従来の腐食試験装置を概略的に示す構成図であり、（Ａ）は塩水噴霧試験装置の構成図であり、（Ｂ）は液体浸漬試験装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 腐食試験装置
２ 収容装置
３ 搬送装置
４ 腐食液接触装置
５ 乾燥装置
６ 水接触装置
７ 照射装置
８ 凍結装置
９ 設定装置
１０ 記憶装置
１１ 制御装置
Ｔ 試験対象物
Ｌ1 腐食液
Ｌ2 水
Ｌ3 光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象物の耐食性を試験する腐食試験装置であって、
前記試験対象物と腐食液とを接触させる腐食液接触手段と、
前記試験対象物を凍結させる凍結手段と、
前記腐食液接触手段の動作及び前記凍結手段の動作を制御する制御手段と、
を備える腐食試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の腐食試験装置において、
前記試験対象物と水とを接触させる水接触手段を備え、
前記制御手段は、前記水接触手段の動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項３】
試験対象物の耐食性を試験する腐食試験装置であって、
前記試験対象物と腐食液とを接触させる腐食液接触手段と、
前記試験対象物と水とを接触させる水接触手段と、
前記腐食液接触手段の動作及び前記水接触手段の動作を制御する制御手段と、
を備える腐食試験装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、
前記試験対象物を乾燥させる乾燥手段を備え、
前記制御手段は、前記乾燥手段の動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項５】
請求項４に記載の腐食試験装置において、
前記乾燥手段は、前記試験対象物を60〜100°Ｃで乾燥させること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、
前記試験対象物に光を照射する照射手段を備え、
前記制御手段は、前記照射手段の動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、
前記制御手段は、実際の自然環境と同一環境を再現するように前記各動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項８】
請求項７に記載の腐食試験装置において、
前記制御手段は、前記一年間の実際の自然環境を実際の時間よりも短時間に再現するように前記各動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項９】
試験対象物の耐食性を試験する腐食試験方法であって、
前記試験対象物と腐食液とを接触させる腐食液接触工程と、
前記腐食液接触工程後に前記試験対象物を凍結させる凍結工程と、
を含む腐食試験方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の腐食試験方法において、
前記試験対象物と水とを接触させる水接触工程を含むこと、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１１】
試験対象物の耐食性を試験する腐食試験方法であって、
前記試験対象物と腐食液とを接触させる腐食液接触工程と、
前記腐食液接触工程後に前記試験対象物と水とを接触させる水接触工程と、
を含む腐食試験方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載の腐食試験方法において、
前記腐食液接触工程後に前記試験対象物を乾燥させる乾燥工程を含むこと、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の腐食試験方法において、
前記乾燥工程は、前記試験対象物を60〜100°Ｃで乾燥させる工程を含むこと、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の腐食試験方法において、
前記乾燥工程後に前記試験対象物に光を照射する照射工程を含むこと、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１５】
請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載の腐食試験方法において、
前記各工程は、実際の自然環境と同一環境になるように再現されること、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の腐食試験方法において、
前記各工程は、一年間の実際の自然環境が実際の時間よりも短時間で再現されること、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１】
試験対象物の耐食性を試験する腐食試験装置であって、
前記試験対象物と腐食液とを接触させる腐食液接触手段と、
前記試験対象物を凍結させる凍結手段と、
前記腐食液接触手段の動作及び前記凍結手段の動作を制御する制御手段と、
を備える腐食試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の腐食試験装置において、
前記試験対象物と水とを接触させる水接触手段を備え、
前記制御手段は、前記水接触手段の動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項３】
試験対象物の耐食性を試験する腐食試験装置であって、
前記試験対象物と腐食液とを接触させる腐食液接触手段と、
前記試験対象物と水とを接触させる水接触手段と、
前記腐食液接触手段の動作及び前記水接触手段の動作を制御する制御手段と、
を備える腐食試験装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、
前記試験対象物を乾燥させる乾燥手段を備え、
前記制御手段は、前記乾燥手段の動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項５】
請求項４に記載の腐食試験装置において、
前記乾燥手段は、前記試験対象物を60〜100°Ｃで乾燥させること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、
前記試験対象物に光を照射する照射手段を備え、
前記制御手段は、前記照射手段の動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の腐食試験装置において、
前記制御手段は、実際の自然環境と同一環境を再現するように前記各動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項８】
請求項７に記載の腐食試験装置において、
前記制御手段は、前記一年間の実際の自然環境を実際の時間よりも短時間に再現するように前記各動作を制御すること、
を特徴とする腐食試験装置。
【請求項９】
試験対象物の耐食性を試験する腐食試験方法であって、
前記試験対象物と腐食液とを接触させる腐食液接触工程と、
前記腐食液接触工程後に前記試験対象物を凍結させる凍結工程と、
を含む腐食試験方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の腐食試験方法において、
前記試験対象物と水とを接触させる水接触工程を含むこと、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１１】
試験対象物の耐食性を試験する腐食試験方法であって、
前記試験対象物と腐食液とを接触させる腐食液接触工程と、
前記腐食液接触工程後に前記試験対象物と水とを接触させる水接触工程と、
を含む腐食試験方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載の腐食試験方法において、
前記腐食液接触工程後に前記試験対象物を乾燥させる乾燥工程を含むこと、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の腐食試験方法において、
前記乾燥工程は、前記試験対象物を60〜100°Ｃで乾燥させる工程を含むこと、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の腐食試験方法において、
前記乾燥工程後に前記試験対象物に光を照射する照射工程を含むこと、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１５】
請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載の腐食試験方法において、
前記各工程は、実際の自然環境と同一環境になるように再現されること、
を特徴とする腐食試験方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の腐食試験方法において、
前記各工程は、一年間の実際の自然環境が実際の時間よりも短時間で再現されること、
を特徴とする腐食試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２０６０１７（Ｐ２００７−２０６０１７Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８１０９（Ｐ２００６−２８１０９）
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]