腐食試験装置
【課題】熱交換器用部材の耐食性を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができるとともに、表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができる腐食試験装置を提供する。
【解決手段】試験片Ｓを保持するロアーベース１と、腐食液噴射手段１０を有するアッパーベース２と、腐食液噴射手段１０に腐食液Ｗを供給する腐食液供給手段２０と、腐食液Ｗを冷却および加熱する腐食液冷却加熱手段３０と、腐食液流通隙間Ａ２を形成する隙間調整手段４０と、標準電極５１を介して試験片Ｓの電位を測定する電位測定手段５０と、を備え、電位測定手段５０は、標準電極５１が、開口溝部Ｂ１に沿って移動する移動手段Ｌを有することを特徴とする。
【解決手段】試験片Ｓを保持するロアーベース１と、腐食液噴射手段１０を有するアッパーベース２と、腐食液噴射手段１０に腐食液Ｗを供給する腐食液供給手段２０と、腐食液Ｗを冷却および加熱する腐食液冷却加熱手段３０と、腐食液流通隙間Ａ２を形成する隙間調整手段４０と、標準電極５１を介して試験片Ｓの電位を測定する電位測定手段５０と、を備え、電位測定手段５０は、標準電極５１が、開口溝部Ｂ１に沿って移動する移動手段Ｌを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に用いられるアルミニウム合金部材、特にアルミニウム合金表面に犠牲防食金属層を付与したアルミニウム合金部材の耐食性を評価する腐食試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルミニウム合金、銅合金等は、熱伝導率が高く加工性が高いことから、熱交換器用部材として幅広く用いられている。このような熱交換器用部材は、熱交換を行う流動媒体（例えば海水や工業用水等）と長時間接触しているため、流動媒体を介して生じる腐食や流動による損傷が問題となっている。そこで、このような熱交換器用部材の耐食性を評価するため、従来から、種々の腐食試験装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ラジエータ材料等の自動車用熱交換器等に使用されるアルミニウム材料について、アルカリ環境中での耐食性を評価するためのアルカリ性エロージョン試験について提案されている。この試験では、アルカリ性腐食試験装置が用いられる。
【０００４】
特許文献２には、自動車エンジンに用いられるウォーターポンプやサーモスタット等のアルミニウム合金材料の表面の耐食性を評価する強制対流下金属表面腐食試験装置について提案されている。この腐食試験装置は、腐食液中に金属試験片を浸漬して、腐食液を強制循環させるとともに、腐食液を金属試験片表面に向けて流出させて金属試験片表面に動圧を与えるものである。
【０００５】
特許文献３には、熱交換器用部材の耐食性を迅速に評価できるコンパクトな腐食試験装置が提案されている。この腐食試験装置は、衝突噴流により水膜（腐食皮膜）の形成剥離を促進させることに加え、試験片の中央部と外周部間にマクロセルを形成させ、試験片表面の中央部でのアノード反応と、試験片の外周部でのカソード反応とを一層促進させることで、迅速な腐食試験を行うものである。
【０００６】
特許文献４には、熱交換器の一種である液化天然ガスのベーパライザーに用いられるアルミニウム合金部材の耐食性を評価する腐食試験装置が提案されている。この腐食試験装置は、熱交換器が実際に受ける環境を模した模擬環境下での腐食試験ができるように、所定の温度の人工海水に浸漬した試験片を高速で回転させるものである。
【０００７】
なお、特許文献５には、熱交換器用部材であるアルミニウム合金を基材（母材）とし、基材の耐食性向上の目的から、基材よりもイオン化傾向の高い犠牲防食金属（Ａｌ−Ｚｎ合金等）を溶射やクラッド等により基材表面層に形成させ、耐食性の向上を図る熱交換器用部材が記載されている。このような溶射による形成方法では、溶接接合部に溶射不足が生じたり、犠牲防食金属層の欠陥が生じたりすることで、その溶射不足や欠陥の部分が腐食損傷する可能性がある。また、クラッド材の場合、溶接時に犠牲防食金属を除去する必要があるため、その部位に別途防食処置を施すことが必要となる。
【特許文献１】特開平１１−２０９８３８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３３８９号公報
【特許文献３】特開２００６−９０７１２号公報
【特許文献４】特開平１１−１０６８８９号公報
【特許文献５】特開平５−１６４４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のアルミニウム合金部材の耐食性を評価する腐食試験装置では、以下に示す問題があった。
特許文献１に記載の腐食試験に用いる装置では、試験期間として１ヶ月を要するため、迅速に評価を行うことができないという問題があった。また、特許文献２に記載の腐食試験装置では、評価に１６８時間を要するため、迅速な評価を行うことができないという問題や、対流直下での腐食現象のみしか評価することができず、対流直下以外の部位における熱交換器用部材の腐食挙動の評価を行うことができないという問題があった。
【０００９】
特許文献３に記載の腐食試験装置では、前記と同様に、対流直下での腐食現象のみしか評価することができず、対流直下以外の部位における熱交換器用部材の腐食挙動の評価を行うことができないという問題があった。また、特許文献４に記載の腐食試験装置では、前記と同様に、評価に１ヶ月を要するため、迅速な評価を行うことができないという問題があった。
【００１０】
さらに、特許文献５に示すようなアルミニウム合金表面に犠牲防食金属層を付与した部材においては、溶接接合部等の犠牲防食金属欠陥部は、健全部よりも耐食性に劣ることが考えられる。しかし、特許文献５に記載の部材を用いて、従来の腐食試験装置で試験すると、犠牲防食金属がエロージョン、コロージョン等の現象により損耗や剥離を生じてアルミニウム合金基材が露出した場合、これらの部位における犠牲防食効果についての評価を行うことができないという問題があった。
【００１１】
このように、前記提案されたような腐食試験装置では、一部の装置（特許文献３）を除き、腐食試験に多大な時間を要するため、迅速な評価を行うことができない。また、熱交換器用部材の耐食性を高めるために表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果の評価を行える腐食試験装置はない。さらに、腐食試験装置によっては、腐食試験装置が大がかりになりやすく、簡便に試験を行うことができない場合があった。
【００１２】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、熱交換器用部材の耐食性を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができるとともに、他の目的は、表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができる腐食試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、熱交換器用部材の腐食による損傷は、水膜（腐食皮膜）の形成と、水膜の破壊・剥離とが繰り返されて生じるという腐食機構に着目し、特に、腐食液の噴射による衝突噴流により、水膜の形成および剥離が促進されることに着目した。さらに、可動式の標準電極を備えることにより、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果について評価することができることを見出し、本発明を成すに至った。
【００１４】
すなわち、本発明に係る腐食試験装置は、試験片の表面の一側に衝突噴流により与えられた腐食液が、前記試験片の表面の他側に向かって流通し、再び前記一側に衝突噴流により与えられるように循環する循環流路を介して、前記試験片の腐食試験を行う腐食試験装置であって、前記試験片を保持するロアーベースと、前記試験片の表面に衝突噴流を与える腐食液噴射手段を有するとともに、前記試験片の上方に対面する位置に所定幅で開口する開口溝部を形成したアッパーベースと、前記腐食液の循環流路中に設けられ、前記腐食液噴射手段に腐食液を供給する腐食液供給手段と、前記腐食液の循環流路中に設けられ、前記腐食液を冷却および加熱する腐食液冷却加熱手段と、前記ロアーベースとアッパーベースのどちらか一方を可動手段により上下方向に可動させ、前記ロアーベースとアッパーベースとを離間して、前記試験片の長手方向に沿って表面に腐食液を流通させる腐食液流通隙間を形成する隙間調整手段と、前記アッパーベースの開口溝部から、電位を測定するために電位が与えられる部位である標準電極を介して前記試験片の電位を測定する電位測定手段と、を備え、前記電位測定手段は、前記標準電極が、前記開口溝部に沿って移動する移動手段を有する構成とした。
【００１５】
このような腐食試験装置によれば、腐食液冷却加熱手段により冷却および加熱された腐食液が、腐食液供給手段により、腐食液噴射手段に供給される。そして、この腐食液噴射手段により、試験片の表面に腐食液による衝突噴流が与えられた後、この腐食液が隙間調整手段により形成された腐食液流通隙間を流通し、再び腐食液冷却加熱手段に供給されることで腐食液が循環する。これにより、実機での腐食状態が再現される。そして、電位測定手段の標準電極により、試験片の所定位置に開口溝部に沿って移動して試験片の電位を測定できる。したがって、実機での腐食状態が再現された試験片の表面の電位が測定される。
【００１６】
また、腐食試験装置は、前記試験片の温度を制御する試験片温度制御手段を備え、前記試験片温度制御手段は、前記ロアーベースにおいて前記試験片の裏面に対面する位置に、前記試験片の長さおよび幅より小さな所定幅で開口するベース開口溝部を介して、前記試験片に当接する第１試験片温度制御手段および第２試験片温度制御手段を有し、前記第１試験片温度制御手段は、前記腐食液が衝突噴流により与えられる前記試験片の裏面部位に当接して、前記裏面部位の温度を制御する第１冷却手段または第１加熱手段と、この第１冷却手段または第１加熱手段を支持する第１支持手段と、を備え、前記第２試験片温度制御手段は、前記標準電極を用いて電位を測定する前記試験片の他の裏面部位に当接して、前記他の裏面部位の温度を制御する第２冷却手段または第２加熱手段と、この第２冷却手段または第２加熱手段を支持する第２支持手段と、を備える構成とした。
【００１７】
このような腐食試験装置によれば、第１冷却手段または第１加熱手段により、腐食液が衝突噴流により与えられる試験片の裏面部位が冷却または加熱され、第２冷却手段または第２加熱手段により、標準電極を用いて電位を測定する試験片の他の裏面部位が冷却または加熱される。これにより、試験片の部位の間に温度の差が発生し、実機における熱交換器用部材の温度差を再現することができる。
【００１８】
また、前記試験片温度制御手段は、前記第２試験片温度制御手段を、前記ベース開口溝部に沿って移動させる制御移動手段を備えることが好ましい。そして、前記制御移動手段は、前記第２支持手段を前記ベース開口溝部に沿って直線方向に案内する案内部と、この案内部に案内される第２支持手段を前記直線方向に移動させる直線移動手段と、を有する構成とした。
【００１９】
このような腐食試験装置によれば、制御移動手段により、第２支持手段が案内部の直線方向に沿って移動することで、第２試験片温度制御手段がベース開口溝部に沿って移動する。これにより、試験片の他の裏面部位の任意の部位を冷却または加熱することができ、実機における犠牲防食金属部と犠牲防食金属欠陥部における温度差を再現することができる。
【００２０】
そして、試験片温度制御手段において、前記第１冷却手段および第２冷却手段は、ペルチェ素子であり、前記第１加熱手段および第２加熱手段は、シースヒーターであることが好ましい。
ペルチェ素子やシースヒーターを用いることで、試験片温度制御手段がコンパクトとなり、また、温度調整が容易となる。
【００２１】
さらに、腐食試験装置は、前記ロアーベースを載置する載置台と、この載置台に設けられ、前記ロアーベースの載置された角度を調整して、前記試験片の表面を流通する前記腐食液の流速を制御する角度調整手段と、を備えることが好ましい。そして、前記角度調整手段は、前記腐食液流通隙間に直交する方向に軸線を配置して、前記載置台に設けられた支軸部と、この支軸部を支持する軸支持部と、前記支軸部を所定角度回転させて前記載置台を所定位置で固定する角度固定手段と、を有する。
【００２２】
このような腐食試験装置によれば、角度調整手段は、載置台に設けられた支軸部を所定角度回転させることで、載置台を傾斜させる。そして、その傾斜させた状態で、角度固定手段により支軸部を固定して、ロアーベースを所定角度傾斜させた状態に固定する。これにより、ロアーベースの載置された角度が調整され、試験片の表面を流通する腐食液の流速が制御される。
【００２３】
また、前記腐食液噴射手段は、前記試験片に向けて腐食液を噴射させるノズルを前記試験片に対向するように保持するとともに、前記試験片方向に対して上下動させるノズル保持手段を有する構成とした。
このような腐食試験装置によれば、ノズルを試験片方向に対して上下動させることで、試験片とノズルとの隙間が調整される。これにより、試験片に対する衝突噴流の圧力が調整される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の請求項１に係る腐食試験装置によれば、熱交換器用部材の耐食性を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に評価することができる。また、犠牲防食金属層を形成した熱交換器用部材の犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に評価することができる。さらに、腐食試験装置を大がかりにする必要がないため、腐食試験を簡便に行うことができ、また、コストの低減を図ることができる。
【００２５】
本発明の請求項２に係る腐食試験装置によれば、腐食液が衝突噴流により与えられる試験片の裏面部位と、試験片の他の裏面部位との間に温度の差を発生させることができる。これにより、実機における試験片の温度差を再現することができる。そのため、より実際の環境に近い条件で、熱交換器用部材の耐食性を、迅速・簡便に評価することができる。
【００２６】
本発明の請求項３に係る腐食試験装置によれば、前記第２試験片温度制御手段を移動させることができ、試験片の任意の部位の温度を制御することができる。これにより、犠牲防食金属層を形成した熱交換器用部材を用いた実機において、犠牲防食金属部と犠牲防食金属欠陥部における温度差を再現することができる。そのため、より実際の環境に近い条件で、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価することができる。
【００２７】
本発明の請求項４に係る腐食試験装置によれば、試験片温度制御手段をコンパクトに構成することができ、また、試験片の温度の調整を容易に行うことができる。
【００２８】
本発明の請求項５に係る腐食試験装置によれば、試験片の表面における腐食液の流れを制御することができるため、試験片の水膜厚さを制御することができる。さらに、試験片の表面における腐食液の流れを制御することができるため、不要な対流を防止することができる。これにより、腐食液が衝突噴流により与えられる試験片の部位（以下、適宜、噴流直下という）と、各電位測定部位との間で電位の勾配を起こすことができ、より実際の環境に近い条件で腐食試験を行うことができる。
【００２９】
本発明の請求項６に係る腐食試験装置によれば、試験片とノズルとの隙間を調整することで、試験片に対する衝突噴流の圧力を調整することができる。これにより、実機における海水の散布量の違い（多い、少ない）を再現することができ、より実際の環境に近い条件で腐食試験を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、図面を参照して本発明に係る腐食試験装置ついて詳細に説明する。なお、参照する図面において、図１は、腐食試験装置を構成する主要部を一部切欠いて模式的に示す斜視図、図２は、腐食試験装置の構成の概略を示す模式図、図３は、腐食試験装置を構成する主要部を模式的に示す断面図、図４は、腐食試験装置を構成する主要部を上方から見た際の、標準電極の動作を説明するための模式図、図５は、試験片温度制御手段の構成を模式的に示す斜視図、図６（ａ）、（ｂ）は、角度調整手段による動作を説明するための模式図である。
【００３１】
図１〜３に示すように、腐食試験装置１００は、腐食液Ｗが循環する循環流路を介して、試験片Ｓの腐食試験を行うものであり、ロアーベース１と、腐食液噴射手段１０を有するアッパーベース２と、腐食液供給手段２０と、腐食液冷却加熱手段３０と、隙間調整手段４０と、電位測定手段５０と、を主に備える。また、腐食試験装置１００は、ここでは、試験片温度制御手段６０、角度調整手段７０を備えている。ただし、図１では、試験片温度制御手段６０を備えない構成のものを示している。
以下、各構成について説明する。
【００３２】
＜ロアーベース、アッパーベース＞
図１〜３に示すように、ロアーベース１は、試験片Ｓを保持するものであり、大きさは、長さが１００〜１０００ｍｍ程度、幅が５０〜１５０ｍｍ程度、厚さが５〜３０ｍｍ程度であり、この範囲で、適宜大きさを決定すればよい。また、ロアーベース１は、その縁を所定の長さ立ち上げており、この立ち上がりにより、ロアーベース１の縁の内側に、アッパーベース２を嵌め込む構成となっている。後記するように、ロアーベース１とアッパーベース２の間は、シール部材１１をはめ込むことで、ロアーベースに載置した厚み分となる隙間を塞ぎ、腐食液Ｗが試験片Ｓの周囲から漏れないようにしている。なお、ロアーベース１は、縁の立ち上がりにより、腐食液Ｗの漏れの防止効果をさらに向上させることができる。
【００３３】
アッパーベース２は、腐食液噴射手段１０を有するとともに、試験片Ｓの上方に対面する位置に所定幅で開口する開口溝部Ｂ１を形成しており、大きさは、長さが１００〜１０００ｍｍ程度、幅が５０〜１５０ｍｍ程度、厚さが５〜３０ｍｍ程度であり、この範囲で、適宜大きさを決定すればよい。開口溝部Ｂ１は、後記するように、試験片Ｓの表面の電位を測定するために標準電極５１を挿入するためのものであり、標準電極５１が移動できるように、大きさは、長さが５０〜９００ｍｍ程度、幅が１〜１０ｍｍ程度、厚さが５〜３０ｍｍ程度であり、この範囲で、適宜大きさを決定すればよい。そして、ロアーベース１と、アッパーベース２は、後記するように、隙間調整手段４０を介して結合されており、アッパーベース２は、隙間調整手段４０により上下方向に可動し、ロアーベース１との間に後記する所定の隙間を形成する位置に設けることができる構成となっている。
なお、腐食試験装置１００は、同様の機構を持つものであれば、適宜大きさを調整してもよい。
【００３４】
＜腐食液噴射手段＞
腐食液噴射手段１０は、試験片Ｓの表面に衝突噴流を与える手段である。
図３に示すように、腐食液噴射手段１０は、試験片Ｓに向けて腐食液Ｗ（図２参照）を噴射させるノズル３を、試験片Ｓに対向するように保持するとともに、試験片Ｓ方向に対して上下動させるノズル保持手段を有している。すなわち、ノズル３は、アッパーベース２に固定された調整ねじ台４を介してアッパーベース２に回動自由に取りつけられた調整ねじ５と、ねじ結合により連結されている。そして、調整ねじ５の回転によってノズル３は上下に移動し、試験片Ｓとノズル３間の隙間であるノズル隙間Ａ１を調整することができるように構成されている。
【００３５】
このように構成することで、試験片Ｓに対してノズル３を上下させ、試験片Ｓに対する衝突噴流の圧力を調整することができる。圧力を調整することにより、実機における海水の散布量の違い（多い、少ない）を再現することができる。
【００３６】
ノズル隙間Ａ１は、ノズル高測定板６によって測定される。隙間測定の方法は、例えば、公知の変位計により、ノズル３と一体に連結された、配管７に固定されたノズル高測定板６の上下方向の移動量を測定すればよい。このノズル高測定板６とノズル３のねじ調整機構４、５により、ノズル隙間Ａ１を高精度の範囲（例えば０．１〜１ｍｍ）で調整することができる。
【００３７】
ノズル３の先端には細管８を有し、配管７を通して供給される腐食液Ｗを試験片Ｓの表面に噴射することができる。細管８の孔径は供給する腐食液Ｗの量、試験片Ｓの大きさにもよるが、１．０〜２．０ｍｍ程度が好ましい。
配管７は調整ねじ５内を貫通してノズル３とねじ結合により連結されており、配管７の先端はノズル３の当接座面に密着固定されている。配管７とノズル３のねじ結合部はシールテープを巻き付けるか、またはテーパーねじにすることにより、ねじ部のシール性が確保されている。また同様にノズル３とアッパーベース２との密着性を確保するためＯリングシール９が設けられている。
【００３８】
＜腐食液供給手段＞
図２に示すように、腐食液供給手段２０は、腐食液Ｗの循環流路中に設けられ、腐食液噴射手段１０に腐食液Ｗを供給する手段である。
腐食液供給手段２０は、ポンプ２１、流量調節バルブ２２、流量計２３、および、これらと腐食液Ｗが入れられた恒温槽２４と、それらを連通する配管２５ａ、２５ｂ、２５ｃと、を主に有している。なお、ポンプ２１、流量調節バルブ２２、流量計２３は公知のものを利用することができる。
【００３９】
次に、循環流路を介した腐食液Ｗの循環について説明する。
腐食液供給手段２０から供給された腐食液Ｗの試験片Ｓへの噴射においては、まず、腐食液供給手段２０により、恒温槽２４で所定の温度に調整された腐食液Ｗが、配管２５ａ、ポンプ２１、流量調節バルブ２２、流量計２３、配管２５ｂを経て、所定流量が腐食液噴射手段１０のノズル３（図３参照）に供給される。供給された腐食液Ｗは、配管７（図３参照）を通して、ノズル３から試験片Ｓに噴射される。この試験片Ｓに対する腐食液Ｗの噴射により、試験片Ｓの表面の一側に衝突噴流が与えられる。そして、試験片Ｓに噴射された後の腐食液Ｗは、試験片Ｓの表面の他側に向かって流通し、排水孔１２（図３参照）から排出されて配管２５ｃを経て、恒温槽２４に戻る。この腐食液Ｗは再循環され、再び試験片Ｓの表面の一側に衝突噴流が与えられる。なお、腐食液Ｗの流量は、０．０２５〜１Ｌ／ｍｉｎ程度が好ましい。このような機構により、試験片Ｓの表面は、腐食液Ｗに浸漬されている状態となっている。
【００４０】
ここで、腐食液Ｗとしては、市販の人工海水を使用すればよく、例えば、２０℃における溶存酸素量７．１ｐｐｍの人工海水等が挙げられる。また、ＮａＣｌ溶液、ＮａＣｌ＋ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ（ｐＨ３．０）等を用いることもできる。
【００４１】
また、腐食液Ｗに気体を混入させるための手段を設けることが好ましい。例えば、ガス供給管２６を備えることにより、恒温槽２４中の腐食液Ｗに酸素や窒素、空気等を混入させることで、腐食液Ｗ中の気体成分が電位分布に与える影響についても併せて検討することができる。ガスの供給方法は通常の方法を用いればよい。例えば、酸素や窒素等を供給する場合は、これらガスが充填されたボンベ（図示省略）とガス供給管２６を連結すればよく、また空気を供給する場合は、ガス供給管２６に、例えばコンプレッサー（図示省略）等から供給される空気を通せばよい。
【００４２】
＜腐食液冷却加熱手段＞
腐食液冷却加熱手段３０は、腐食液Ｗの循環流路中に設けられ、腐食液Ｗを冷却および加熱する手段である。
腐食液Ｗを冷却および加熱する方法は、特に限定されるものではないが、図２に示すように、クーラー３１およびヒーター３２を用いることが好ましい。例えば、クーラー３１およびヒーター３２の伝熱線等を、恒温槽２４を介して腐食液Ｗに接触させることで、腐食液Ｗの冷却および加熱を行えばよい。
【００４３】
しかしながら、腐食液Ｗの熱容量が大きく、試験片Ｓの熱容量が小さい場合等、クーラー３１またはヒーター３２のみで腐食液Ｗの温度調整が可能な場合は、クーラー３１またはヒーター３２のいずれかを備えるものでもよい。なお、クーラー３１およびヒーター３２は、公知のものを利用することができる。これにより、試験片Ｓの温度に関係なく、恒温槽２４内の腐食液Ｗを一定温度に保持することができる。
【００４４】
＜隙間調整手段＞
図３に示すように、隙間調整手段４０は、ロアーベース１とアッパーベース２のどちらか一方を可動手段により上下方向に可動させ、ロアーベース１とアッパーベース２とを離間して、試験片Ｓの長手方向に沿って表面に腐食液を流通させる腐食液流通隙間Ａ２を形成する手段である。
【００４５】
隙間調整手段４０の上部突起４１は、アッパーベース２に、隙間調整手段４０の下部突起４２は、ロアーベース１にそれぞれ取り付けられており、これら上部突起４１、下部突起４２同士は、ボルトとナットを用いた連結機構によって連結されて、可動手段を構成している。また、隙間調整手段４０は、ロアーベース１およびアッパーベース２の左右に取り付けられている。そして、この可動手段（連結機構）を調整することで、アッパーベース２を可動させ、ロアーベース１とアッパーベース２とを所定距離離間して、ロアーベース１と、アッパーベース２との間に生じる隙間（試験片Ｓと、アッパーベース２との隙間である腐食液流通隙間Ａ２）を調整する。生成した腐食液流通隙間Ａ２の測定方法はノズル３の場合と同様に、公知の変位計を用いて、隙間調整手段４０の上部突起４１と、下部突起４２の間の距離を測定すればよい。これにより、腐食液流通隙間Ａ２を均一に調整することができる。
【００４６】
なお、生成させる腐食液流通隙間Ａ２の間隔は、０．１〜１．０ｍｍ程度が好ましい。なお、ロアーベース１と、アッパーベース２との間に生じる隙間において、試験片Ｓの表面上の腐食液流通隙間Ａ２以外の部分は、腐食液Ｗが漏れないように、ロアーベース１と、アッパーベース２との間に生じる隙間分の厚さのシール部材（シールできる材質（ゴム等））１１（図１参照）を嵌め込む。
【００４７】
この腐食液流通隙間Ａ２を腐食液Ｗが流通することにより、試験片Ｓの表面に水膜（腐食皮膜）が形成される。ここで、腐食液流通隙間Ａ２を大きくすると、試験片Ｓの表面の腐食液Ｗの量が増えるため、試験片Ｓの表面の水膜が厚くなる。一方、腐食液流通隙間Ａ２を小さくすると、試験片Ｓの表面の腐食液Ｗの量が減るため、試験片Ｓの表面の水膜が薄くなる。腐食液噴射手段１０により、腐食液Ｗを試験片Ｓに噴射することで、衝突噴流により、水膜の形成・剥離が促進されるが、このように、腐食液流通隙間Ａ２を調整することにより、試験片Ｓの表面に生成する水膜の厚さを制御することができる。そのため、実際の熱交換器部分の環境を種々想定し、当該環境を模した条件を再現することができる。
【００４８】
なお、ここでは、アッパーベース２を可動式としているが、腐食液流通隙間Ａ２の調整においては、ロアーベース１とアッパーベース２のどちらか一方を可動式とすればよい。すなわち、ロアーベース１を固定し、アッパーベース２を上下に移動させる構成としてもよく、また、アッパーベース２を固定し、ロアーベース１を上下に移動させる構成としてもよく、さらに、ロアーベース１、アッパーベース２の両者を、上下に移動させる構成としてもよい。
【００４９】
＜電位測定手段＞
図２、４に示すように、電位測定手段５０は、アッパーベース２の開口溝部Ｂ１から、電位を測定するために電位が与えられる部位である標準電極５１を介して試験片Ｓの電位を測定する手段である。
【００５０】
前記したように、腐食液噴射手段１０により、腐食液Ｗを試験片Ｓに噴射することで、衝突噴流により、水膜の形成・剥離が促進される。また、これに加え、試験片Ｓの噴流直下とそれ以外の部分でマクロセルが形成され、噴流直下ではアノード反応が、他の部位ではカソード反応が一層促進される。また、犠牲防食金属層を形成した部材では、犠牲防食金属部ではアノード反応が、それ以外の犠牲防食金属欠陥部ではカソード反応が一層促進される。標準電極５１により、このようにして生じた試験片Ｓの表面の電位分布を測定することができる。
【００５１】
アッパーベース２の試験片Ｓの上方に対面する位置には、標準電極５１の先端が挿入できるように、所定幅で開口した開口溝部Ｂ１が形成されている。この開口溝部Ｂ１に標準電極５１を挿入し、標準電極５１の先端の塩橋を水膜に近づけることで、試験片Ｓの表面の電位を測定する。なお、塩橋は、水膜および試験片Ｓには、接触させない。また、電位の測定に際しては、ポテンショスタットのような電源装置５２を用いる。
【００５２】
具体的には、図２に示すように、腐食液流通隙間Ａ２内には、試験片Ｓに接触しないように、試験片Ｓの長手方向に沿って、対極５４が配置されている。対極５４の材質は、白金が好ましく、形状は、線状のものでよく、線を折り曲げたものでもよい。また、対極５５の形状は、板状としてもよいが、後記するように、標準電極５１の移動の妨げとならないように配置する。そして、電源装置５２は、電極ボックス５３、対極５４および試験片Ｓに接続されており、電極ボックス５３に連結された標準電極５１により、試験片Ｓの表面の電位分布を測定する。なお、図１、３では、便宜上、対極５４の記載は省略している。また、電位測定時には、水膜（腐食皮膜）は、除去せずにそのまま測定する。そして、標準電極５１の本体は、例えば、針金をビニール樹脂で覆うことで折り曲げ可能とし、測定位置を微調整できるものとしてもよい。
【００５３】
ここで、標準電極５１は、開口溝部Ｂ１に沿って移動する移動手段を有する。この、移動手段により、標準電極５１が、試験片Ｓの表面に沿って移動することができる。
図４に示すように、アッパーベース２における長手方向の側部の所定位置離れた場所には、移動手段としてのレールＬが敷かれている。このレールＬ上には、標準電極５１が連結された電極ボックス５３が載置され、この電極ボックス５３を移動させることで、標準電極５１が、開口溝部Ｂ１に沿って移動する。なお、レールＬ上の移動は、手動で行う構成とすればよいが、電動式としてもよい。また、移動手段は、レールＬを用いたものに限定されず、標準電極５１が、開口溝部Ｂ１に沿って移動することができる構成のものであれば、どのようなものでもよく、例えば、ワイヤ等を用いたものでもよい。
【００５４】
このようにして、試験片Ｓの表面に標準電極５１を接近させ、標準電極５１を開口溝部Ｂ１に沿って移動させることで、試験片Ｓの表面の電位分布を測定する。そして、標準電極５１の移動により、試験片Ｓの任意の部位において、電位を測定することができる。また、表面に犠牲防食金属層を有する部材については、犠牲防食金属欠陥部における電位を測定することができ、犠牲防食金属により防食性を向上させた熱交換器用部材の犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価することができる。
【００５５】
そして、この電位を測定することにより、熱交換器用部材の耐食性を評価することができる。すなわち、噴流直下と、噴流直下から離れた部位の電位差から耐食性の評価を行う。例えば、表面に犠牲防食金属層を有する部材については、犠牲防食金属が存在する部位は、Ａｌ基材露出部（犠牲防食金属欠陥部）よりも電位が卑である。そのため、犠牲防食金属が存在する噴流直下の電位がＡｌ基材露出部の電位よりも卑であれば、犠牲防食金属が正しく作用し、耐食性は良好であるといえる。なお、ここでの噴流直下の部位とは、試験片Ｓにおいて、腐食液噴射手段１０により衝突噴流が与えられる側の標準電極５１が移動できる最端の部位を含む範囲である。すなわち、衝突噴流が与えられる試験片Ｓの表面の部位から、約１０ｍｍ離れた部位までの範囲をいう。
【００５６】
＜試験片温度制御手段＞
図３、５に示すように、試験片温度制御手段６０は、試験片Ｓの温度を制御する手段である。
試験片温度制御手段６０は、ロアーベース１において試験片Ｓの裏面に対面する位置に、試験片Ｓの長さおよび幅より小さな所定幅で開口するベース開口溝部Ｂ２を介して、試験片Ｓに当接する第１試験片温度制御手段６１ａおよび第２試験片温度制御手段６１ｂを有している。
【００５７】
第１試験片温度制御手段６１ａは、第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１と、第１支持手段Ｆ１と、を備えている。第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１は、腐食液Ｗが衝突噴流により与えられる試験片Ｓの裏面部位に当接して、裏面部位の温度を制御するものであり、第１支持手段Ｆ１は、第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１を支持するものである。すなわち、第１支持手段Ｆ１内に、第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１が収納される構成となっている。
【００５８】
第２試験片温度制御手段６１ｂは、第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２と、第２支持手段Ｆ２と、を備えている。第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２は、標準電極５１を用いて電位を測定する試験片Ｓの他の裏面部位に当接して、他の裏面部位の温度を制御するものであり、第２支持手段Ｆ２は、第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２を支持するものである。すなわち、第２支持手段Ｆ２内に第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２が収納される構成となっている。
【００５９】
第１冷却手段Ｅ１および第２冷却手段Ｅ２により、試験片Ｓの裏面部位を冷却することができ、第１加熱手段Ｅ１および第２加熱手段Ｅ２により、試験片Ｓの裏面部位を加熱することができる。そのため、当該部位における試験片Ｓの表面部位も冷却または加熱され、温度が制御される。これにより、これらの部位に温度差を生じさせることができる。
【００６０】
ここで、試験片温度制御手段６０は、第２試験片温度制御手段６１ｂを、ベース開口溝部Ｂ２に沿って移動させる制御移動手段Ｇ、Ｈを備えてもよい。
図５に示すように、制御移動手段Ｇ、Ｈは、ロアーベース１の底部に形成された案内部Ｇと、直線移動手段Ｈと、を有する構成となっている。また、ロアーベース１の側部には、側部開口部Ｂ３が形成されており、この側部開口部Ｂ３を介して、例えば、スティックのような直線移動手段Ｈが第２支持手段Ｆ２に連結されている。
【００６１】
この直線移動手段Ｈを側部開口部Ｂ３に沿って直線方向に移動させると、案内部Ｇに嵌め込まれた第２支持手段Ｆ２が、案内部Ｇによりベース開口溝部Ｂ２に沿って直線方向に案内されて移動する。すなわち、第２支持手段Ｆ２が案内部Ｇに沿って移動する。この動作により、第２試験片温度制御手段６１ｂがベース開口溝部Ｂ２に沿って移動する。
【００６２】
なお、制御移動手段Ｈとしては、前記のようなスティックを用いた手動によるものの他、例えば、第２支持手段Ｆ２にモーターを接続して、電動により第２試験片温度制御手段６１ｂを移動させる構成としてもよい。
【００６３】
ここで、第１冷却手段Ｅ１および第２冷却手段Ｅ２、第１加熱手段Ｅ１および第２加熱手段Ｅ２としては、公知のものを使用することができるが、その中でも、例えば、第１冷却手段Ｅ１および第２冷却手段Ｅ２は、ペルチェ素子６２ａ、６２ｂであり、第１加熱手段Ｅ１および第２加熱手段Ｅ２は、シースヒーターであることが好ましい。
【００６４】
試験片Ｓの温度冷却時の第１冷却手段Ｅ１および第２冷却手段Ｅ２として、ペルチェ素子６２ａ、６２ｂを、試験片Ｓの温度加熱時の第１加熱手段Ｅ１および第２加熱手段Ｅ２として、公知のシースヒーター等を用いると、コンパクトで温度調整が容易な試験片温度制御手段６０を構成することができる。
【００６５】
次に、図３を参照し、試験片温度制御手段６０において、ペルチェ素子６２ａ、６２ｂを用いた場合について説明する。図３に示すように、ペルチェ素子６２ａ、６２ｂはその上面を試験片Ｓに当接させて密着させ、下面を、水冷孔６３ａ、６３ｂを備えた冷却ブロック６４ａ、６４ｂに密着させている。そして、冷却ブロック６４ａ、６４ｂの下部には、ガスケット６５ａ、６５ｂ、および、押さえ蓋６６ａ、６６ｂが備えられており、これらは、第１支持手段Ｆ１、第２支持手段Ｆ２にそれぞれ収納されている。そして、試験片Ｓに密着したペルチェ素子６２ａ、６２ｂにより、試験片Ｓの当接部位が冷却される。なお、使用するペルチェ素子６２ａ、６２ｂとしては、特に限定されるものではなく、通常、コンピュータのＣＰＵ冷却、小型冷温庫、医療用冷却装置等に使用される構成のものを用いればよい。シースヒーターについても、通常、加熱に使用されるシースヒーターを用いればよい。
【００６６】
このように、腐食液Ｗが衝突噴流により与えられる試験片Ｓの裏面部位に第１試験片温度制御手段６１ａを配置し、標準電極５１を用いて電位を測定する試験片Ｓの他の裏面部位に第２試験片温度制御手段６１ｂを配置することにより、これらの部位の間に温度の差を発生させることができる。これにより、実機における試験片Ｓの温度差を再現することができる。さらに、第２試験片温度制御手段６１ｂを移動させることで、試験片Ｓの任意の部位の温度を制御することができ、実機における犠牲防食金属部と犠牲防食金属欠陥部における温度差を再現することができる。
【００６７】
＜角度調整手段＞
図１、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、角度調整手段７０は、ロアーベース１を載置する載置台Ｄに設けられ、ロアーベース１の載置された角度を調整して、試験片Ｓの表面を流通する腐食液Ｗ（図２参照）の流速を制御する手段である。
【００６８】
腐食試験装置１００には、載置台Ｄが備えられ、角度調整手段７０は、この載置台Ｄに設けられた支軸部７１と、軸支持部７２と、角度固定手段７３、７４と、を有する。支軸部７１は、腐食液流通隙間Ａ２に直交する方向に軸線を配置して、載置台Ｄに設けられており、軸支持部７２により支持されている。また、角度固定手段７３、７４は、角度調整つまみ７３と、角度固定ねじ７４と、からなり、支軸部７１を所定角度回転させて載置台Ｄ（ｄ２）を所定位置で固定する。
【００６９】
角度調整手段７０は、載置台Ｄ（ｄ１、ｄ２）に連結されている。なお、ここでは、載置台Ｄは、ロアーベース１が載置された載置台ｄ２が、これらを支える載置台ｄ１の内部に嵌め込まれた構成となっている。ロアーベース１の角度の調整は、まず、角度固定手段の角度調整つまみ７３を０〜９０°の任意の角度（α）に回転させ、支軸部７１を所定角度回転させる。これにより、載置台ｄ２が同角度（α）で傾斜する。すなわち、載置台ｄ２上のロアーベース１が、αの角度だけ傾斜する。次に、角度固定手段の角度固定ねじ７４を締めることにより、載置台Ｄ（ｄ２）を傾斜した位置で固定する。なお、支軸部７１を所定角度回転させて載置台Ｄ（ｄ２）を所定位置で固定する角度固定手段７３、７４の機構としては、公知の構成のものを用いればよい。
【００７０】
ロアーベース１の角度（傾斜角度）を調整することにより、ロアーベース１に保持された試験片Ｓの表面を流通する腐食液Ｗの流速を制御することができる。傾斜角度を大きくすると、その分だけ、腐食液Ｗの流れ（循環）が速くなり、試験片Ｓの表面に形成する水膜厚さが薄くなる。このようにして、試験片Ｓの水膜厚さを制御することができる。また、試験片Ｓの表面における腐食液Ｗの流速を制御することができるため、例えば、傾斜角度を１０°以上とすることにより、腐食液Ｗの不要な対流を防止することができる。
【００７１】
次に、腐食試験装置１００の動作について、図１〜６を参照して説明する。
まず、試験片Ｓをロアーベース１に載置し、その上にアッパーベース２を配置する。その際、隙間調整手段４０により、上部突起４１と、下部突起４２の間の距離を変位計で測定しながらアッパーベース２を上下方向に可動させ、腐食液流通隙間Ａ２を所定の間隔に調整する。なお、腐食液流通隙間Ａ２以外に生じる隙間の部分には、シール部材１１を嵌め込む。
【００７２】
次に、腐食液供給手段２０の恒温槽２４中で、腐食液冷却加熱手段３０により予め所定の温度に調整した腐食液Ｗを、ポンプ２１により、腐食液噴射手段１０のノズル３に供給し、ノズル３により試験片Ｓの表面の一側（噴流直下）に衝突噴流を与える。なお、この際、流量調節バルブ２２により、腐食液Ｗの流量を調整する。また、ノズル高測定板６の上下方向の移動量を変位計で測定して、ノズル隙間Ａ１を調整し、衝突噴流の圧力を調整する。そして、この腐食液Ｗは、試験片Ｓの表面の他側に向かって流通し、排水孔１２から排出されて恒温槽２４に戻る。この腐食液Ｗは再循環して、再びノズル３に供給される。この腐食液Ｗの循環により、試験片Ｓの表面の水膜の形成および剥離が促進され、実機での腐食状態が再現される。
【００７３】
なお、試験片温度制御手段６０を用いる場合には、第１試験片温度制御手段６１ａの第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１により、試験片Ｓの噴流直下の裏面部位を冷却または加熱する。また、第２支持手段Ｆ２に連結されたスティックにより第２試験片温度制御手段６１ｂを移動させ、第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２により、試験片Ｓの他の裏面部位を冷却または加熱する。このようにして、これらの部位に温度差を生じさせる。これにより、より実際の環境に近い条件で腐食状態が再現される。
【００７４】
さらに、角度調整手段７０を用いる場合には、まず、角度調整つまみ７３を任意の角度（α）に回転させ、支軸部７１を所定角度回転させて、載置台ｄ２上のロアーベース１を、αの角度だけ傾斜させる。次に、角度固定ねじ７４を締め、載置台ｄ２を傾斜した位置で固定する。このようにして、ロアーベース１の載置された角度を調整して、試験片Ｓの表面を流通する腐食液Ｗの流速を制御する。これにより、より実際の環境に近い条件で腐食状態が再現される。
【００７５】
このようにして、実機での腐食状態が再現された試験片Ｓの表面の電位を、電位測定手段５０により測定する。電位の測定は、まず、試験片Ｓの噴流直下の電位を測定し、ポテンショスタット５２により数値を確認する。次に、レールＬ上に載置された電極ボックス５３を移動させることで、電極ボックス５３に連結された標準電極５１を開口溝部Ｂ１に沿って移動させ、試験片Ｓの他の部位の電位を測定する。この際、他の部位の電位の測定は、腐食試験の目的に合わせ、数箇所行ってもよい。このようにして、試験のデータを採取する。
【００７６】
そして、採取したデータをもとに、噴流直下と、噴流直下から離れた部位の電位差を計算して電位勾配を調べ、試験片Ｓの耐食性の評価を行う。
このようにして腐食試験を行うことにより、熱交換器用部材の耐食性を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に評価することができる。
【００７７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明に係る腐食試験装置１００は、アルミニウム合金、銅合金等の熱交換器用部材の腐食試験用に限らず、種々の材料の腐食試験にも使用することができる。例えば、鉄鋼材、ステンレス鋼材、炭素鋼材等の腐食試験にも使用することができる。
【実施例】
【００７８】
次に、本発明に係る腐食試験装置について、実施例、比較例を挙げて具体的に説明する。
本実施例では、海水を利用して、液化天然ガスを気化させるオープンラックベーパライザーの熱交換器部分について、アルミニウム合金表面に犠牲防食金属（Ａｌ−２質量％Ｚｎ合金）を有する部材について、犠牲防食金属における犠牲防食金属欠陥部に与える影響について評価する腐食試験を行った。
【００７９】
腐食試験は、実際の熱交換器部分の環境を模した条件で行った。すなわち、実施例として、腐食試験装置は、図１〜６の構成のものを使用し、ノズルの細管の孔径は１．６ｍｍ、試験片とノズルのすきまは０．４ｍｍ、腐食液流通隙間の間隔を０．２ｍｍとした。また、角度調整手段により、アッパーベースの傾斜角度を０°、３０°、６０°とした。試験片はＡｌ-Ｍｇ系Ａ５０８３合金製の、長さ１００ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ５ｍｍのものを用い、試験片の端部から１０ｍｍまで（噴流直下に当たる部分）には犠牲防食金属（Ａｌ−２質量％Ｚｎ合金）を付与した。
【００８０】
腐食液は、２０℃における溶存酸素量７．１ｐｐｍ（ＤＤＫ社製 ＤＯＭＥＴＥＲ ＤＯＬ−１０により測定した）の人工海水（ヤシマ社製 金属腐食試験用アクアマリン、２０Ｌ）を使用した。人工海水の流量は０．４Ｌ／ｍｉｎとし、温度は３０℃、ｐＨ８．２に保持した。試験片はペルチェ素子で冷却し、噴流直下（腐食液噴射手段により衝突噴流が与えられる側の標準電極が移動できる最端の部位）をペルチェ素子表面温度で−２０℃、噴流直下から４０ｍｍ、８０ｍｍ離れた部位をペルチェ素子表面温度で１０℃（それぞれペルチェ素子が試験片に接する部分の表面温度を熱電対で測定した）に保持した。
【００８１】
比較例として、前記した特許文献３に提案されている装置と同様な腐食試験装置（従来装置）を用いて腐食試験を行った。なお、比較例に用いた試験片は、腐食面表面（試験片表面）の直径が１６ｍｍの円板を用い、中央部直径１０ｍｍに犠牲防食金属（Ａｌ−２質量％Ｚｎ合金）を付与した。
【００８２】
試験片表面の電位の測定は、標準電極として飽和カロメル電極を用い、試験片表面の水膜（腐食膜）に塩橋を近づけ（試験片には接触させない）、試験片における噴流直下（腐食液噴射手段により衝突噴流が与えられる側の標準電極が移動できる最端の部位）と、噴流直下から４０ｍｍ、および、８０ｍｍ離れた部位の電位を測定した。なお、比較例の場合は試験装置、ならびに試験片形状の制約から、この装置での衝突噴流が与えられる部位から５ｍｍ離れた部位の電位を測定した。
【００８３】
評価方法・基準は、噴流直下と、噴流直下から４０ｍｍ、および、８０ｍｍ離れた部位のそれぞれに電位差が見られ、かつ、電位勾配が見られたものを、犠牲防食金属欠陥部に与える影響について、流水下における犠牲防食金属の作用を正しく再現しているものとして、本実施例での評価が優良（◎）、噴流直下と、噴流直下から４０ｍｍ、および、８０ｍｍ離れた部位において、電位差が見られたものの、噴流直下から４０ｍｍ離れた部位と、８０ｍｍ離れた部位との間で、電位差が見られなかったものを、流水下における犠牲防食金属の作用を正しく再現しているものとして、本実施例での評価が良好（○）、１箇所の部位の電位しか測定することができず、電位分布を測定できなかったものを、本実施例での評価が不良（×）と判断した。
これらの結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
【００８５】
表１に示すように、試験Ｎｏ．１〜３は、噴流直下と、その他の部位で電位差が見られ、流水下における犠牲防食金属の作用を正しく再現しているものとして、本実施例での評価が優良（◎）または良好（○）であった。なお、アッパロア傾斜手段により傾斜をかけた場合は、不要な対流の影響が出ず、電位の勾配が見られ、噴流直下から離れるにつれて電位差が大きかった。一方、試験Ｎｏ．４における試験装置の場合、１箇所の部位の電位しか測定することができず、電位の分布は測定できなかった。そのため、本実施例での評価が不良（×）であった。すなわち、従来装置では、表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部と健全部との電位差に基づいて犠牲防食効果を評価する腐食試験を行うことはできない。
なお、本試験では、腐食試験を、約５時間で終了することができた。
【００８６】
以上の結果から、本発明に係る腐食試験装置は、熱交換器用部材の耐食性を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができるものであるといえる。また、表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができるものであるといえる。
【００８７】
以上、本発明に係る腐食試験装置について最良の実施の形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されることなく、その権利範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈しなければならない。なお、本発明の内容は、前記した記載に基づいて広く改変・変更等することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る腐食試験装置を構成する主要部を一部切欠いて模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明に係る腐食試験装置の構成の概略を示す模式図である。
【図３】本発明に係る腐食試験装置を構成する主要部を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明に係る腐食試験装置を構成する主要部を上方から見た際の、標準電極の動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明に係る腐食試験装置における試験片温度制御手段の構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る腐食試験装置における角度調整手段による動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ ロアーベース
２ アッパーベース
１０ 腐食液噴射手段
２０ 腐食液供給手段
３０ 腐食液冷却加熱手段
４０ 隙間調整手段
４１ 上部突起（可動手段）
４２ 下部突起（可動手段）
５０ 電位測定手段
５１ 標準電極
５２ 電源装置（ポテンショスタット）
５３ 電極ボックス
５４ 対極
６０ 試験片温度制御手段
６１ａ 第１試験片温度制御手段
６１ｂ 第２試験片温度制御手段
７０ 角度調整手段
７１ 支軸部
７２ 軸支持部
７３ 角度調整つまみ（角度固定手段）
７４ 角度固定ねじ（角度固定手段）
１００ 腐食試験装置
Ａ１ ノズル隙間
Ａ２ 腐食液流通隙間
Ｂ１ 開口溝部
Ｂ２ ベース開口溝部
Ｂ３ 側部開口部
Ｄ、ｄ１、ｄ２ 載置台
Ｅ１ 第１冷却手段または第１加熱手段
Ｅ２ 第２冷却手段または第２加熱手段
Ｆ１ 第１支持手段
Ｆ２ 第２支持手段
Ｇ 案内部（制御移動手段）
Ｈ 直線移動手段（制御移動手段）
Ｌ レール（移動手段）
Ｓ 試験片
Ｗ 腐食液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に用いられるアルミニウム合金部材、特にアルミニウム合金表面に犠牲防食金属層を付与したアルミニウム合金部材の耐食性を評価する腐食試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルミニウム合金、銅合金等は、熱伝導率が高く加工性が高いことから、熱交換器用部材として幅広く用いられている。このような熱交換器用部材は、熱交換を行う流動媒体（例えば海水や工業用水等）と長時間接触しているため、流動媒体を介して生じる腐食や流動による損傷が問題となっている。そこで、このような熱交換器用部材の耐食性を評価するため、従来から、種々の腐食試験装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ラジエータ材料等の自動車用熱交換器等に使用されるアルミニウム材料について、アルカリ環境中での耐食性を評価するためのアルカリ性エロージョン試験について提案されている。この試験では、アルカリ性腐食試験装置が用いられる。
【０００４】
特許文献２には、自動車エンジンに用いられるウォーターポンプやサーモスタット等のアルミニウム合金材料の表面の耐食性を評価する強制対流下金属表面腐食試験装置について提案されている。この腐食試験装置は、腐食液中に金属試験片を浸漬して、腐食液を強制循環させるとともに、腐食液を金属試験片表面に向けて流出させて金属試験片表面に動圧を与えるものである。
【０００５】
特許文献３には、熱交換器用部材の耐食性を迅速に評価できるコンパクトな腐食試験装置が提案されている。この腐食試験装置は、衝突噴流により水膜（腐食皮膜）の形成剥離を促進させることに加え、試験片の中央部と外周部間にマクロセルを形成させ、試験片表面の中央部でのアノード反応と、試験片の外周部でのカソード反応とを一層促進させることで、迅速な腐食試験を行うものである。
【０００６】
特許文献４には、熱交換器の一種である液化天然ガスのベーパライザーに用いられるアルミニウム合金部材の耐食性を評価する腐食試験装置が提案されている。この腐食試験装置は、熱交換器が実際に受ける環境を模した模擬環境下での腐食試験ができるように、所定の温度の人工海水に浸漬した試験片を高速で回転させるものである。
【０００７】
なお、特許文献５には、熱交換器用部材であるアルミニウム合金を基材（母材）とし、基材の耐食性向上の目的から、基材よりもイオン化傾向の高い犠牲防食金属（Ａｌ−Ｚｎ合金等）を溶射やクラッド等により基材表面層に形成させ、耐食性の向上を図る熱交換器用部材が記載されている。このような溶射による形成方法では、溶接接合部に溶射不足が生じたり、犠牲防食金属層の欠陥が生じたりすることで、その溶射不足や欠陥の部分が腐食損傷する可能性がある。また、クラッド材の場合、溶接時に犠牲防食金属を除去する必要があるため、その部位に別途防食処置を施すことが必要となる。
【特許文献１】特開平１１−２０９８３８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３３８９号公報
【特許文献３】特開２００６−９０７１２号公報
【特許文献４】特開平１１−１０６８８９号公報
【特許文献５】特開平５−１６４４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のアルミニウム合金部材の耐食性を評価する腐食試験装置では、以下に示す問題があった。
特許文献１に記載の腐食試験に用いる装置では、試験期間として１ヶ月を要するため、迅速に評価を行うことができないという問題があった。また、特許文献２に記載の腐食試験装置では、評価に１６８時間を要するため、迅速な評価を行うことができないという問題や、対流直下での腐食現象のみしか評価することができず、対流直下以外の部位における熱交換器用部材の腐食挙動の評価を行うことができないという問題があった。
【０００９】
特許文献３に記載の腐食試験装置では、前記と同様に、対流直下での腐食現象のみしか評価することができず、対流直下以外の部位における熱交換器用部材の腐食挙動の評価を行うことができないという問題があった。また、特許文献４に記載の腐食試験装置では、前記と同様に、評価に１ヶ月を要するため、迅速な評価を行うことができないという問題があった。
【００１０】
さらに、特許文献５に示すようなアルミニウム合金表面に犠牲防食金属層を付与した部材においては、溶接接合部等の犠牲防食金属欠陥部は、健全部よりも耐食性に劣ることが考えられる。しかし、特許文献５に記載の部材を用いて、従来の腐食試験装置で試験すると、犠牲防食金属がエロージョン、コロージョン等の現象により損耗や剥離を生じてアルミニウム合金基材が露出した場合、これらの部位における犠牲防食効果についての評価を行うことができないという問題があった。
【００１１】
このように、前記提案されたような腐食試験装置では、一部の装置（特許文献３）を除き、腐食試験に多大な時間を要するため、迅速な評価を行うことができない。また、熱交換器用部材の耐食性を高めるために表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果の評価を行える腐食試験装置はない。さらに、腐食試験装置によっては、腐食試験装置が大がかりになりやすく、簡便に試験を行うことができない場合があった。
【００１２】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、熱交換器用部材の耐食性を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができるとともに、他の目的は、表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができる腐食試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、熱交換器用部材の腐食による損傷は、水膜（腐食皮膜）の形成と、水膜の破壊・剥離とが繰り返されて生じるという腐食機構に着目し、特に、腐食液の噴射による衝突噴流により、水膜の形成および剥離が促進されることに着目した。さらに、可動式の標準電極を備えることにより、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果について評価することができることを見出し、本発明を成すに至った。
【００１４】
すなわち、本発明に係る腐食試験装置は、試験片の表面の一側に衝突噴流により与えられた腐食液が、前記試験片の表面の他側に向かって流通し、再び前記一側に衝突噴流により与えられるように循環する循環流路を介して、前記試験片の腐食試験を行う腐食試験装置であって、前記試験片を保持するロアーベースと、前記試験片の表面に衝突噴流を与える腐食液噴射手段を有するとともに、前記試験片の上方に対面する位置に所定幅で開口する開口溝部を形成したアッパーベースと、前記腐食液の循環流路中に設けられ、前記腐食液噴射手段に腐食液を供給する腐食液供給手段と、前記腐食液の循環流路中に設けられ、前記腐食液を冷却および加熱する腐食液冷却加熱手段と、前記ロアーベースとアッパーベースのどちらか一方を可動手段により上下方向に可動させ、前記ロアーベースとアッパーベースとを離間して、前記試験片の長手方向に沿って表面に腐食液を流通させる腐食液流通隙間を形成する隙間調整手段と、前記アッパーベースの開口溝部から、電位を測定するために電位が与えられる部位である標準電極を介して前記試験片の電位を測定する電位測定手段と、を備え、前記電位測定手段は、前記標準電極が、前記開口溝部に沿って移動する移動手段を有する構成とした。
【００１５】
このような腐食試験装置によれば、腐食液冷却加熱手段により冷却および加熱された腐食液が、腐食液供給手段により、腐食液噴射手段に供給される。そして、この腐食液噴射手段により、試験片の表面に腐食液による衝突噴流が与えられた後、この腐食液が隙間調整手段により形成された腐食液流通隙間を流通し、再び腐食液冷却加熱手段に供給されることで腐食液が循環する。これにより、実機での腐食状態が再現される。そして、電位測定手段の標準電極により、試験片の所定位置に開口溝部に沿って移動して試験片の電位を測定できる。したがって、実機での腐食状態が再現された試験片の表面の電位が測定される。
【００１６】
また、腐食試験装置は、前記試験片の温度を制御する試験片温度制御手段を備え、前記試験片温度制御手段は、前記ロアーベースにおいて前記試験片の裏面に対面する位置に、前記試験片の長さおよび幅より小さな所定幅で開口するベース開口溝部を介して、前記試験片に当接する第１試験片温度制御手段および第２試験片温度制御手段を有し、前記第１試験片温度制御手段は、前記腐食液が衝突噴流により与えられる前記試験片の裏面部位に当接して、前記裏面部位の温度を制御する第１冷却手段または第１加熱手段と、この第１冷却手段または第１加熱手段を支持する第１支持手段と、を備え、前記第２試験片温度制御手段は、前記標準電極を用いて電位を測定する前記試験片の他の裏面部位に当接して、前記他の裏面部位の温度を制御する第２冷却手段または第２加熱手段と、この第２冷却手段または第２加熱手段を支持する第２支持手段と、を備える構成とした。
【００１７】
このような腐食試験装置によれば、第１冷却手段または第１加熱手段により、腐食液が衝突噴流により与えられる試験片の裏面部位が冷却または加熱され、第２冷却手段または第２加熱手段により、標準電極を用いて電位を測定する試験片の他の裏面部位が冷却または加熱される。これにより、試験片の部位の間に温度の差が発生し、実機における熱交換器用部材の温度差を再現することができる。
【００１８】
また、前記試験片温度制御手段は、前記第２試験片温度制御手段を、前記ベース開口溝部に沿って移動させる制御移動手段を備えることが好ましい。そして、前記制御移動手段は、前記第２支持手段を前記ベース開口溝部に沿って直線方向に案内する案内部と、この案内部に案内される第２支持手段を前記直線方向に移動させる直線移動手段と、を有する構成とした。
【００１９】
このような腐食試験装置によれば、制御移動手段により、第２支持手段が案内部の直線方向に沿って移動することで、第２試験片温度制御手段がベース開口溝部に沿って移動する。これにより、試験片の他の裏面部位の任意の部位を冷却または加熱することができ、実機における犠牲防食金属部と犠牲防食金属欠陥部における温度差を再現することができる。
【００２０】
そして、試験片温度制御手段において、前記第１冷却手段および第２冷却手段は、ペルチェ素子であり、前記第１加熱手段および第２加熱手段は、シースヒーターであることが好ましい。
ペルチェ素子やシースヒーターを用いることで、試験片温度制御手段がコンパクトとなり、また、温度調整が容易となる。
【００２１】
さらに、腐食試験装置は、前記ロアーベースを載置する載置台と、この載置台に設けられ、前記ロアーベースの載置された角度を調整して、前記試験片の表面を流通する前記腐食液の流速を制御する角度調整手段と、を備えることが好ましい。そして、前記角度調整手段は、前記腐食液流通隙間に直交する方向に軸線を配置して、前記載置台に設けられた支軸部と、この支軸部を支持する軸支持部と、前記支軸部を所定角度回転させて前記載置台を所定位置で固定する角度固定手段と、を有する。
【００２２】
このような腐食試験装置によれば、角度調整手段は、載置台に設けられた支軸部を所定角度回転させることで、載置台を傾斜させる。そして、その傾斜させた状態で、角度固定手段により支軸部を固定して、ロアーベースを所定角度傾斜させた状態に固定する。これにより、ロアーベースの載置された角度が調整され、試験片の表面を流通する腐食液の流速が制御される。
【００２３】
また、前記腐食液噴射手段は、前記試験片に向けて腐食液を噴射させるノズルを前記試験片に対向するように保持するとともに、前記試験片方向に対して上下動させるノズル保持手段を有する構成とした。
このような腐食試験装置によれば、ノズルを試験片方向に対して上下動させることで、試験片とノズルとの隙間が調整される。これにより、試験片に対する衝突噴流の圧力が調整される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の請求項１に係る腐食試験装置によれば、熱交換器用部材の耐食性を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に評価することができる。また、犠牲防食金属層を形成した熱交換器用部材の犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に評価することができる。さらに、腐食試験装置を大がかりにする必要がないため、腐食試験を簡便に行うことができ、また、コストの低減を図ることができる。
【００２５】
本発明の請求項２に係る腐食試験装置によれば、腐食液が衝突噴流により与えられる試験片の裏面部位と、試験片の他の裏面部位との間に温度の差を発生させることができる。これにより、実機における試験片の温度差を再現することができる。そのため、より実際の環境に近い条件で、熱交換器用部材の耐食性を、迅速・簡便に評価することができる。
【００２６】
本発明の請求項３に係る腐食試験装置によれば、前記第２試験片温度制御手段を移動させることができ、試験片の任意の部位の温度を制御することができる。これにより、犠牲防食金属層を形成した熱交換器用部材を用いた実機において、犠牲防食金属部と犠牲防食金属欠陥部における温度差を再現することができる。そのため、より実際の環境に近い条件で、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価することができる。
【００２７】
本発明の請求項４に係る腐食試験装置によれば、試験片温度制御手段をコンパクトに構成することができ、また、試験片の温度の調整を容易に行うことができる。
【００２８】
本発明の請求項５に係る腐食試験装置によれば、試験片の表面における腐食液の流れを制御することができるため、試験片の水膜厚さを制御することができる。さらに、試験片の表面における腐食液の流れを制御することができるため、不要な対流を防止することができる。これにより、腐食液が衝突噴流により与えられる試験片の部位（以下、適宜、噴流直下という）と、各電位測定部位との間で電位の勾配を起こすことができ、より実際の環境に近い条件で腐食試験を行うことができる。
【００２９】
本発明の請求項６に係る腐食試験装置によれば、試験片とノズルとの隙間を調整することで、試験片に対する衝突噴流の圧力を調整することができる。これにより、実機における海水の散布量の違い（多い、少ない）を再現することができ、より実際の環境に近い条件で腐食試験を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、図面を参照して本発明に係る腐食試験装置ついて詳細に説明する。なお、参照する図面において、図１は、腐食試験装置を構成する主要部を一部切欠いて模式的に示す斜視図、図２は、腐食試験装置の構成の概略を示す模式図、図３は、腐食試験装置を構成する主要部を模式的に示す断面図、図４は、腐食試験装置を構成する主要部を上方から見た際の、標準電極の動作を説明するための模式図、図５は、試験片温度制御手段の構成を模式的に示す斜視図、図６（ａ）、（ｂ）は、角度調整手段による動作を説明するための模式図である。
【００３１】
図１〜３に示すように、腐食試験装置１００は、腐食液Ｗが循環する循環流路を介して、試験片Ｓの腐食試験を行うものであり、ロアーベース１と、腐食液噴射手段１０を有するアッパーベース２と、腐食液供給手段２０と、腐食液冷却加熱手段３０と、隙間調整手段４０と、電位測定手段５０と、を主に備える。また、腐食試験装置１００は、ここでは、試験片温度制御手段６０、角度調整手段７０を備えている。ただし、図１では、試験片温度制御手段６０を備えない構成のものを示している。
以下、各構成について説明する。
【００３２】
＜ロアーベース、アッパーベース＞
図１〜３に示すように、ロアーベース１は、試験片Ｓを保持するものであり、大きさは、長さが１００〜１０００ｍｍ程度、幅が５０〜１５０ｍｍ程度、厚さが５〜３０ｍｍ程度であり、この範囲で、適宜大きさを決定すればよい。また、ロアーベース１は、その縁を所定の長さ立ち上げており、この立ち上がりにより、ロアーベース１の縁の内側に、アッパーベース２を嵌め込む構成となっている。後記するように、ロアーベース１とアッパーベース２の間は、シール部材１１をはめ込むことで、ロアーベースに載置した厚み分となる隙間を塞ぎ、腐食液Ｗが試験片Ｓの周囲から漏れないようにしている。なお、ロアーベース１は、縁の立ち上がりにより、腐食液Ｗの漏れの防止効果をさらに向上させることができる。
【００３３】
アッパーベース２は、腐食液噴射手段１０を有するとともに、試験片Ｓの上方に対面する位置に所定幅で開口する開口溝部Ｂ１を形成しており、大きさは、長さが１００〜１０００ｍｍ程度、幅が５０〜１５０ｍｍ程度、厚さが５〜３０ｍｍ程度であり、この範囲で、適宜大きさを決定すればよい。開口溝部Ｂ１は、後記するように、試験片Ｓの表面の電位を測定するために標準電極５１を挿入するためのものであり、標準電極５１が移動できるように、大きさは、長さが５０〜９００ｍｍ程度、幅が１〜１０ｍｍ程度、厚さが５〜３０ｍｍ程度であり、この範囲で、適宜大きさを決定すればよい。そして、ロアーベース１と、アッパーベース２は、後記するように、隙間調整手段４０を介して結合されており、アッパーベース２は、隙間調整手段４０により上下方向に可動し、ロアーベース１との間に後記する所定の隙間を形成する位置に設けることができる構成となっている。
なお、腐食試験装置１００は、同様の機構を持つものであれば、適宜大きさを調整してもよい。
【００３４】
＜腐食液噴射手段＞
腐食液噴射手段１０は、試験片Ｓの表面に衝突噴流を与える手段である。
図３に示すように、腐食液噴射手段１０は、試験片Ｓに向けて腐食液Ｗ（図２参照）を噴射させるノズル３を、試験片Ｓに対向するように保持するとともに、試験片Ｓ方向に対して上下動させるノズル保持手段を有している。すなわち、ノズル３は、アッパーベース２に固定された調整ねじ台４を介してアッパーベース２に回動自由に取りつけられた調整ねじ５と、ねじ結合により連結されている。そして、調整ねじ５の回転によってノズル３は上下に移動し、試験片Ｓとノズル３間の隙間であるノズル隙間Ａ１を調整することができるように構成されている。
【００３５】
このように構成することで、試験片Ｓに対してノズル３を上下させ、試験片Ｓに対する衝突噴流の圧力を調整することができる。圧力を調整することにより、実機における海水の散布量の違い（多い、少ない）を再現することができる。
【００３６】
ノズル隙間Ａ１は、ノズル高測定板６によって測定される。隙間測定の方法は、例えば、公知の変位計により、ノズル３と一体に連結された、配管７に固定されたノズル高測定板６の上下方向の移動量を測定すればよい。このノズル高測定板６とノズル３のねじ調整機構４、５により、ノズル隙間Ａ１を高精度の範囲（例えば０．１〜１ｍｍ）で調整することができる。
【００３７】
ノズル３の先端には細管８を有し、配管７を通して供給される腐食液Ｗを試験片Ｓの表面に噴射することができる。細管８の孔径は供給する腐食液Ｗの量、試験片Ｓの大きさにもよるが、１．０〜２．０ｍｍ程度が好ましい。
配管７は調整ねじ５内を貫通してノズル３とねじ結合により連結されており、配管７の先端はノズル３の当接座面に密着固定されている。配管７とノズル３のねじ結合部はシールテープを巻き付けるか、またはテーパーねじにすることにより、ねじ部のシール性が確保されている。また同様にノズル３とアッパーベース２との密着性を確保するためＯリングシール９が設けられている。
【００３８】
＜腐食液供給手段＞
図２に示すように、腐食液供給手段２０は、腐食液Ｗの循環流路中に設けられ、腐食液噴射手段１０に腐食液Ｗを供給する手段である。
腐食液供給手段２０は、ポンプ２１、流量調節バルブ２２、流量計２３、および、これらと腐食液Ｗが入れられた恒温槽２４と、それらを連通する配管２５ａ、２５ｂ、２５ｃと、を主に有している。なお、ポンプ２１、流量調節バルブ２２、流量計２３は公知のものを利用することができる。
【００３９】
次に、循環流路を介した腐食液Ｗの循環について説明する。
腐食液供給手段２０から供給された腐食液Ｗの試験片Ｓへの噴射においては、まず、腐食液供給手段２０により、恒温槽２４で所定の温度に調整された腐食液Ｗが、配管２５ａ、ポンプ２１、流量調節バルブ２２、流量計２３、配管２５ｂを経て、所定流量が腐食液噴射手段１０のノズル３（図３参照）に供給される。供給された腐食液Ｗは、配管７（図３参照）を通して、ノズル３から試験片Ｓに噴射される。この試験片Ｓに対する腐食液Ｗの噴射により、試験片Ｓの表面の一側に衝突噴流が与えられる。そして、試験片Ｓに噴射された後の腐食液Ｗは、試験片Ｓの表面の他側に向かって流通し、排水孔１２（図３参照）から排出されて配管２５ｃを経て、恒温槽２４に戻る。この腐食液Ｗは再循環され、再び試験片Ｓの表面の一側に衝突噴流が与えられる。なお、腐食液Ｗの流量は、０．０２５〜１Ｌ／ｍｉｎ程度が好ましい。このような機構により、試験片Ｓの表面は、腐食液Ｗに浸漬されている状態となっている。
【００４０】
ここで、腐食液Ｗとしては、市販の人工海水を使用すればよく、例えば、２０℃における溶存酸素量７．１ｐｐｍの人工海水等が挙げられる。また、ＮａＣｌ溶液、ＮａＣｌ＋ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ（ｐＨ３．０）等を用いることもできる。
【００４１】
また、腐食液Ｗに気体を混入させるための手段を設けることが好ましい。例えば、ガス供給管２６を備えることにより、恒温槽２４中の腐食液Ｗに酸素や窒素、空気等を混入させることで、腐食液Ｗ中の気体成分が電位分布に与える影響についても併せて検討することができる。ガスの供給方法は通常の方法を用いればよい。例えば、酸素や窒素等を供給する場合は、これらガスが充填されたボンベ（図示省略）とガス供給管２６を連結すればよく、また空気を供給する場合は、ガス供給管２６に、例えばコンプレッサー（図示省略）等から供給される空気を通せばよい。
【００４２】
＜腐食液冷却加熱手段＞
腐食液冷却加熱手段３０は、腐食液Ｗの循環流路中に設けられ、腐食液Ｗを冷却および加熱する手段である。
腐食液Ｗを冷却および加熱する方法は、特に限定されるものではないが、図２に示すように、クーラー３１およびヒーター３２を用いることが好ましい。例えば、クーラー３１およびヒーター３２の伝熱線等を、恒温槽２４を介して腐食液Ｗに接触させることで、腐食液Ｗの冷却および加熱を行えばよい。
【００４３】
しかしながら、腐食液Ｗの熱容量が大きく、試験片Ｓの熱容量が小さい場合等、クーラー３１またはヒーター３２のみで腐食液Ｗの温度調整が可能な場合は、クーラー３１またはヒーター３２のいずれかを備えるものでもよい。なお、クーラー３１およびヒーター３２は、公知のものを利用することができる。これにより、試験片Ｓの温度に関係なく、恒温槽２４内の腐食液Ｗを一定温度に保持することができる。
【００４４】
＜隙間調整手段＞
図３に示すように、隙間調整手段４０は、ロアーベース１とアッパーベース２のどちらか一方を可動手段により上下方向に可動させ、ロアーベース１とアッパーベース２とを離間して、試験片Ｓの長手方向に沿って表面に腐食液を流通させる腐食液流通隙間Ａ２を形成する手段である。
【００４５】
隙間調整手段４０の上部突起４１は、アッパーベース２に、隙間調整手段４０の下部突起４２は、ロアーベース１にそれぞれ取り付けられており、これら上部突起４１、下部突起４２同士は、ボルトとナットを用いた連結機構によって連結されて、可動手段を構成している。また、隙間調整手段４０は、ロアーベース１およびアッパーベース２の左右に取り付けられている。そして、この可動手段（連結機構）を調整することで、アッパーベース２を可動させ、ロアーベース１とアッパーベース２とを所定距離離間して、ロアーベース１と、アッパーベース２との間に生じる隙間（試験片Ｓと、アッパーベース２との隙間である腐食液流通隙間Ａ２）を調整する。生成した腐食液流通隙間Ａ２の測定方法はノズル３の場合と同様に、公知の変位計を用いて、隙間調整手段４０の上部突起４１と、下部突起４２の間の距離を測定すればよい。これにより、腐食液流通隙間Ａ２を均一に調整することができる。
【００４６】
なお、生成させる腐食液流通隙間Ａ２の間隔は、０．１〜１．０ｍｍ程度が好ましい。なお、ロアーベース１と、アッパーベース２との間に生じる隙間において、試験片Ｓの表面上の腐食液流通隙間Ａ２以外の部分は、腐食液Ｗが漏れないように、ロアーベース１と、アッパーベース２との間に生じる隙間分の厚さのシール部材（シールできる材質（ゴム等））１１（図１参照）を嵌め込む。
【００４７】
この腐食液流通隙間Ａ２を腐食液Ｗが流通することにより、試験片Ｓの表面に水膜（腐食皮膜）が形成される。ここで、腐食液流通隙間Ａ２を大きくすると、試験片Ｓの表面の腐食液Ｗの量が増えるため、試験片Ｓの表面の水膜が厚くなる。一方、腐食液流通隙間Ａ２を小さくすると、試験片Ｓの表面の腐食液Ｗの量が減るため、試験片Ｓの表面の水膜が薄くなる。腐食液噴射手段１０により、腐食液Ｗを試験片Ｓに噴射することで、衝突噴流により、水膜の形成・剥離が促進されるが、このように、腐食液流通隙間Ａ２を調整することにより、試験片Ｓの表面に生成する水膜の厚さを制御することができる。そのため、実際の熱交換器部分の環境を種々想定し、当該環境を模した条件を再現することができる。
【００４８】
なお、ここでは、アッパーベース２を可動式としているが、腐食液流通隙間Ａ２の調整においては、ロアーベース１とアッパーベース２のどちらか一方を可動式とすればよい。すなわち、ロアーベース１を固定し、アッパーベース２を上下に移動させる構成としてもよく、また、アッパーベース２を固定し、ロアーベース１を上下に移動させる構成としてもよく、さらに、ロアーベース１、アッパーベース２の両者を、上下に移動させる構成としてもよい。
【００４９】
＜電位測定手段＞
図２、４に示すように、電位測定手段５０は、アッパーベース２の開口溝部Ｂ１から、電位を測定するために電位が与えられる部位である標準電極５１を介して試験片Ｓの電位を測定する手段である。
【００５０】
前記したように、腐食液噴射手段１０により、腐食液Ｗを試験片Ｓに噴射することで、衝突噴流により、水膜の形成・剥離が促進される。また、これに加え、試験片Ｓの噴流直下とそれ以外の部分でマクロセルが形成され、噴流直下ではアノード反応が、他の部位ではカソード反応が一層促進される。また、犠牲防食金属層を形成した部材では、犠牲防食金属部ではアノード反応が、それ以外の犠牲防食金属欠陥部ではカソード反応が一層促進される。標準電極５１により、このようにして生じた試験片Ｓの表面の電位分布を測定することができる。
【００５１】
アッパーベース２の試験片Ｓの上方に対面する位置には、標準電極５１の先端が挿入できるように、所定幅で開口した開口溝部Ｂ１が形成されている。この開口溝部Ｂ１に標準電極５１を挿入し、標準電極５１の先端の塩橋を水膜に近づけることで、試験片Ｓの表面の電位を測定する。なお、塩橋は、水膜および試験片Ｓには、接触させない。また、電位の測定に際しては、ポテンショスタットのような電源装置５２を用いる。
【００５２】
具体的には、図２に示すように、腐食液流通隙間Ａ２内には、試験片Ｓに接触しないように、試験片Ｓの長手方向に沿って、対極５４が配置されている。対極５４の材質は、白金が好ましく、形状は、線状のものでよく、線を折り曲げたものでもよい。また、対極５５の形状は、板状としてもよいが、後記するように、標準電極５１の移動の妨げとならないように配置する。そして、電源装置５２は、電極ボックス５３、対極５４および試験片Ｓに接続されており、電極ボックス５３に連結された標準電極５１により、試験片Ｓの表面の電位分布を測定する。なお、図１、３では、便宜上、対極５４の記載は省略している。また、電位測定時には、水膜（腐食皮膜）は、除去せずにそのまま測定する。そして、標準電極５１の本体は、例えば、針金をビニール樹脂で覆うことで折り曲げ可能とし、測定位置を微調整できるものとしてもよい。
【００５３】
ここで、標準電極５１は、開口溝部Ｂ１に沿って移動する移動手段を有する。この、移動手段により、標準電極５１が、試験片Ｓの表面に沿って移動することができる。
図４に示すように、アッパーベース２における長手方向の側部の所定位置離れた場所には、移動手段としてのレールＬが敷かれている。このレールＬ上には、標準電極５１が連結された電極ボックス５３が載置され、この電極ボックス５３を移動させることで、標準電極５１が、開口溝部Ｂ１に沿って移動する。なお、レールＬ上の移動は、手動で行う構成とすればよいが、電動式としてもよい。また、移動手段は、レールＬを用いたものに限定されず、標準電極５１が、開口溝部Ｂ１に沿って移動することができる構成のものであれば、どのようなものでもよく、例えば、ワイヤ等を用いたものでもよい。
【００５４】
このようにして、試験片Ｓの表面に標準電極５１を接近させ、標準電極５１を開口溝部Ｂ１に沿って移動させることで、試験片Ｓの表面の電位分布を測定する。そして、標準電極５１の移動により、試験片Ｓの任意の部位において、電位を測定することができる。また、表面に犠牲防食金属層を有する部材については、犠牲防食金属欠陥部における電位を測定することができ、犠牲防食金属により防食性を向上させた熱交換器用部材の犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価することができる。
【００５５】
そして、この電位を測定することにより、熱交換器用部材の耐食性を評価することができる。すなわち、噴流直下と、噴流直下から離れた部位の電位差から耐食性の評価を行う。例えば、表面に犠牲防食金属層を有する部材については、犠牲防食金属が存在する部位は、Ａｌ基材露出部（犠牲防食金属欠陥部）よりも電位が卑である。そのため、犠牲防食金属が存在する噴流直下の電位がＡｌ基材露出部の電位よりも卑であれば、犠牲防食金属が正しく作用し、耐食性は良好であるといえる。なお、ここでの噴流直下の部位とは、試験片Ｓにおいて、腐食液噴射手段１０により衝突噴流が与えられる側の標準電極５１が移動できる最端の部位を含む範囲である。すなわち、衝突噴流が与えられる試験片Ｓの表面の部位から、約１０ｍｍ離れた部位までの範囲をいう。
【００５６】
＜試験片温度制御手段＞
図３、５に示すように、試験片温度制御手段６０は、試験片Ｓの温度を制御する手段である。
試験片温度制御手段６０は、ロアーベース１において試験片Ｓの裏面に対面する位置に、試験片Ｓの長さおよび幅より小さな所定幅で開口するベース開口溝部Ｂ２を介して、試験片Ｓに当接する第１試験片温度制御手段６１ａおよび第２試験片温度制御手段６１ｂを有している。
【００５７】
第１試験片温度制御手段６１ａは、第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１と、第１支持手段Ｆ１と、を備えている。第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１は、腐食液Ｗが衝突噴流により与えられる試験片Ｓの裏面部位に当接して、裏面部位の温度を制御するものであり、第１支持手段Ｆ１は、第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１を支持するものである。すなわち、第１支持手段Ｆ１内に、第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１が収納される構成となっている。
【００５８】
第２試験片温度制御手段６１ｂは、第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２と、第２支持手段Ｆ２と、を備えている。第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２は、標準電極５１を用いて電位を測定する試験片Ｓの他の裏面部位に当接して、他の裏面部位の温度を制御するものであり、第２支持手段Ｆ２は、第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２を支持するものである。すなわち、第２支持手段Ｆ２内に第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２が収納される構成となっている。
【００５９】
第１冷却手段Ｅ１および第２冷却手段Ｅ２により、試験片Ｓの裏面部位を冷却することができ、第１加熱手段Ｅ１および第２加熱手段Ｅ２により、試験片Ｓの裏面部位を加熱することができる。そのため、当該部位における試験片Ｓの表面部位も冷却または加熱され、温度が制御される。これにより、これらの部位に温度差を生じさせることができる。
【００６０】
ここで、試験片温度制御手段６０は、第２試験片温度制御手段６１ｂを、ベース開口溝部Ｂ２に沿って移動させる制御移動手段Ｇ、Ｈを備えてもよい。
図５に示すように、制御移動手段Ｇ、Ｈは、ロアーベース１の底部に形成された案内部Ｇと、直線移動手段Ｈと、を有する構成となっている。また、ロアーベース１の側部には、側部開口部Ｂ３が形成されており、この側部開口部Ｂ３を介して、例えば、スティックのような直線移動手段Ｈが第２支持手段Ｆ２に連結されている。
【００６１】
この直線移動手段Ｈを側部開口部Ｂ３に沿って直線方向に移動させると、案内部Ｇに嵌め込まれた第２支持手段Ｆ２が、案内部Ｇによりベース開口溝部Ｂ２に沿って直線方向に案内されて移動する。すなわち、第２支持手段Ｆ２が案内部Ｇに沿って移動する。この動作により、第２試験片温度制御手段６１ｂがベース開口溝部Ｂ２に沿って移動する。
【００６２】
なお、制御移動手段Ｈとしては、前記のようなスティックを用いた手動によるものの他、例えば、第２支持手段Ｆ２にモーターを接続して、電動により第２試験片温度制御手段６１ｂを移動させる構成としてもよい。
【００６３】
ここで、第１冷却手段Ｅ１および第２冷却手段Ｅ２、第１加熱手段Ｅ１および第２加熱手段Ｅ２としては、公知のものを使用することができるが、その中でも、例えば、第１冷却手段Ｅ１および第２冷却手段Ｅ２は、ペルチェ素子６２ａ、６２ｂであり、第１加熱手段Ｅ１および第２加熱手段Ｅ２は、シースヒーターであることが好ましい。
【００６４】
試験片Ｓの温度冷却時の第１冷却手段Ｅ１および第２冷却手段Ｅ２として、ペルチェ素子６２ａ、６２ｂを、試験片Ｓの温度加熱時の第１加熱手段Ｅ１および第２加熱手段Ｅ２として、公知のシースヒーター等を用いると、コンパクトで温度調整が容易な試験片温度制御手段６０を構成することができる。
【００６５】
次に、図３を参照し、試験片温度制御手段６０において、ペルチェ素子６２ａ、６２ｂを用いた場合について説明する。図３に示すように、ペルチェ素子６２ａ、６２ｂはその上面を試験片Ｓに当接させて密着させ、下面を、水冷孔６３ａ、６３ｂを備えた冷却ブロック６４ａ、６４ｂに密着させている。そして、冷却ブロック６４ａ、６４ｂの下部には、ガスケット６５ａ、６５ｂ、および、押さえ蓋６６ａ、６６ｂが備えられており、これらは、第１支持手段Ｆ１、第２支持手段Ｆ２にそれぞれ収納されている。そして、試験片Ｓに密着したペルチェ素子６２ａ、６２ｂにより、試験片Ｓの当接部位が冷却される。なお、使用するペルチェ素子６２ａ、６２ｂとしては、特に限定されるものではなく、通常、コンピュータのＣＰＵ冷却、小型冷温庫、医療用冷却装置等に使用される構成のものを用いればよい。シースヒーターについても、通常、加熱に使用されるシースヒーターを用いればよい。
【００６６】
このように、腐食液Ｗが衝突噴流により与えられる試験片Ｓの裏面部位に第１試験片温度制御手段６１ａを配置し、標準電極５１を用いて電位を測定する試験片Ｓの他の裏面部位に第２試験片温度制御手段６１ｂを配置することにより、これらの部位の間に温度の差を発生させることができる。これにより、実機における試験片Ｓの温度差を再現することができる。さらに、第２試験片温度制御手段６１ｂを移動させることで、試験片Ｓの任意の部位の温度を制御することができ、実機における犠牲防食金属部と犠牲防食金属欠陥部における温度差を再現することができる。
【００６７】
＜角度調整手段＞
図１、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、角度調整手段７０は、ロアーベース１を載置する載置台Ｄに設けられ、ロアーベース１の載置された角度を調整して、試験片Ｓの表面を流通する腐食液Ｗ（図２参照）の流速を制御する手段である。
【００６８】
腐食試験装置１００には、載置台Ｄが備えられ、角度調整手段７０は、この載置台Ｄに設けられた支軸部７１と、軸支持部７２と、角度固定手段７３、７４と、を有する。支軸部７１は、腐食液流通隙間Ａ２に直交する方向に軸線を配置して、載置台Ｄに設けられており、軸支持部７２により支持されている。また、角度固定手段７３、７４は、角度調整つまみ７３と、角度固定ねじ７４と、からなり、支軸部７１を所定角度回転させて載置台Ｄ（ｄ２）を所定位置で固定する。
【００６９】
角度調整手段７０は、載置台Ｄ（ｄ１、ｄ２）に連結されている。なお、ここでは、載置台Ｄは、ロアーベース１が載置された載置台ｄ２が、これらを支える載置台ｄ１の内部に嵌め込まれた構成となっている。ロアーベース１の角度の調整は、まず、角度固定手段の角度調整つまみ７３を０〜９０°の任意の角度（α）に回転させ、支軸部７１を所定角度回転させる。これにより、載置台ｄ２が同角度（α）で傾斜する。すなわち、載置台ｄ２上のロアーベース１が、αの角度だけ傾斜する。次に、角度固定手段の角度固定ねじ７４を締めることにより、載置台Ｄ（ｄ２）を傾斜した位置で固定する。なお、支軸部７１を所定角度回転させて載置台Ｄ（ｄ２）を所定位置で固定する角度固定手段７３、７４の機構としては、公知の構成のものを用いればよい。
【００７０】
ロアーベース１の角度（傾斜角度）を調整することにより、ロアーベース１に保持された試験片Ｓの表面を流通する腐食液Ｗの流速を制御することができる。傾斜角度を大きくすると、その分だけ、腐食液Ｗの流れ（循環）が速くなり、試験片Ｓの表面に形成する水膜厚さが薄くなる。このようにして、試験片Ｓの水膜厚さを制御することができる。また、試験片Ｓの表面における腐食液Ｗの流速を制御することができるため、例えば、傾斜角度を１０°以上とすることにより、腐食液Ｗの不要な対流を防止することができる。
【００７１】
次に、腐食試験装置１００の動作について、図１〜６を参照して説明する。
まず、試験片Ｓをロアーベース１に載置し、その上にアッパーベース２を配置する。その際、隙間調整手段４０により、上部突起４１と、下部突起４２の間の距離を変位計で測定しながらアッパーベース２を上下方向に可動させ、腐食液流通隙間Ａ２を所定の間隔に調整する。なお、腐食液流通隙間Ａ２以外に生じる隙間の部分には、シール部材１１を嵌め込む。
【００７２】
次に、腐食液供給手段２０の恒温槽２４中で、腐食液冷却加熱手段３０により予め所定の温度に調整した腐食液Ｗを、ポンプ２１により、腐食液噴射手段１０のノズル３に供給し、ノズル３により試験片Ｓの表面の一側（噴流直下）に衝突噴流を与える。なお、この際、流量調節バルブ２２により、腐食液Ｗの流量を調整する。また、ノズル高測定板６の上下方向の移動量を変位計で測定して、ノズル隙間Ａ１を調整し、衝突噴流の圧力を調整する。そして、この腐食液Ｗは、試験片Ｓの表面の他側に向かって流通し、排水孔１２から排出されて恒温槽２４に戻る。この腐食液Ｗは再循環して、再びノズル３に供給される。この腐食液Ｗの循環により、試験片Ｓの表面の水膜の形成および剥離が促進され、実機での腐食状態が再現される。
【００７３】
なお、試験片温度制御手段６０を用いる場合には、第１試験片温度制御手段６１ａの第１冷却手段Ｅ１または第１加熱手段Ｅ１により、試験片Ｓの噴流直下の裏面部位を冷却または加熱する。また、第２支持手段Ｆ２に連結されたスティックにより第２試験片温度制御手段６１ｂを移動させ、第２冷却手段Ｅ２または第２加熱手段Ｅ２により、試験片Ｓの他の裏面部位を冷却または加熱する。このようにして、これらの部位に温度差を生じさせる。これにより、より実際の環境に近い条件で腐食状態が再現される。
【００７４】
さらに、角度調整手段７０を用いる場合には、まず、角度調整つまみ７３を任意の角度（α）に回転させ、支軸部７１を所定角度回転させて、載置台ｄ２上のロアーベース１を、αの角度だけ傾斜させる。次に、角度固定ねじ７４を締め、載置台ｄ２を傾斜した位置で固定する。このようにして、ロアーベース１の載置された角度を調整して、試験片Ｓの表面を流通する腐食液Ｗの流速を制御する。これにより、より実際の環境に近い条件で腐食状態が再現される。
【００７５】
このようにして、実機での腐食状態が再現された試験片Ｓの表面の電位を、電位測定手段５０により測定する。電位の測定は、まず、試験片Ｓの噴流直下の電位を測定し、ポテンショスタット５２により数値を確認する。次に、レールＬ上に載置された電極ボックス５３を移動させることで、電極ボックス５３に連結された標準電極５１を開口溝部Ｂ１に沿って移動させ、試験片Ｓの他の部位の電位を測定する。この際、他の部位の電位の測定は、腐食試験の目的に合わせ、数箇所行ってもよい。このようにして、試験のデータを採取する。
【００７６】
そして、採取したデータをもとに、噴流直下と、噴流直下から離れた部位の電位差を計算して電位勾配を調べ、試験片Ｓの耐食性の評価を行う。
このようにして腐食試験を行うことにより、熱交換器用部材の耐食性を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に評価することができる。
【００７７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明に係る腐食試験装置１００は、アルミニウム合金、銅合金等の熱交換器用部材の腐食試験用に限らず、種々の材料の腐食試験にも使用することができる。例えば、鉄鋼材、ステンレス鋼材、炭素鋼材等の腐食試験にも使用することができる。
【実施例】
【００７８】
次に、本発明に係る腐食試験装置について、実施例、比較例を挙げて具体的に説明する。
本実施例では、海水を利用して、液化天然ガスを気化させるオープンラックベーパライザーの熱交換器部分について、アルミニウム合金表面に犠牲防食金属（Ａｌ−２質量％Ｚｎ合金）を有する部材について、犠牲防食金属における犠牲防食金属欠陥部に与える影響について評価する腐食試験を行った。
【００７９】
腐食試験は、実際の熱交換器部分の環境を模した条件で行った。すなわち、実施例として、腐食試験装置は、図１〜６の構成のものを使用し、ノズルの細管の孔径は１．６ｍｍ、試験片とノズルのすきまは０．４ｍｍ、腐食液流通隙間の間隔を０．２ｍｍとした。また、角度調整手段により、アッパーベースの傾斜角度を０°、３０°、６０°とした。試験片はＡｌ-Ｍｇ系Ａ５０８３合金製の、長さ１００ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ５ｍｍのものを用い、試験片の端部から１０ｍｍまで（噴流直下に当たる部分）には犠牲防食金属（Ａｌ−２質量％Ｚｎ合金）を付与した。
【００８０】
腐食液は、２０℃における溶存酸素量７．１ｐｐｍ（ＤＤＫ社製 ＤＯＭＥＴＥＲ ＤＯＬ−１０により測定した）の人工海水（ヤシマ社製 金属腐食試験用アクアマリン、２０Ｌ）を使用した。人工海水の流量は０．４Ｌ／ｍｉｎとし、温度は３０℃、ｐＨ８．２に保持した。試験片はペルチェ素子で冷却し、噴流直下（腐食液噴射手段により衝突噴流が与えられる側の標準電極が移動できる最端の部位）をペルチェ素子表面温度で−２０℃、噴流直下から４０ｍｍ、８０ｍｍ離れた部位をペルチェ素子表面温度で１０℃（それぞれペルチェ素子が試験片に接する部分の表面温度を熱電対で測定した）に保持した。
【００８１】
比較例として、前記した特許文献３に提案されている装置と同様な腐食試験装置（従来装置）を用いて腐食試験を行った。なお、比較例に用いた試験片は、腐食面表面（試験片表面）の直径が１６ｍｍの円板を用い、中央部直径１０ｍｍに犠牲防食金属（Ａｌ−２質量％Ｚｎ合金）を付与した。
【００８２】
試験片表面の電位の測定は、標準電極として飽和カロメル電極を用い、試験片表面の水膜（腐食膜）に塩橋を近づけ（試験片には接触させない）、試験片における噴流直下（腐食液噴射手段により衝突噴流が与えられる側の標準電極が移動できる最端の部位）と、噴流直下から４０ｍｍ、および、８０ｍｍ離れた部位の電位を測定した。なお、比較例の場合は試験装置、ならびに試験片形状の制約から、この装置での衝突噴流が与えられる部位から５ｍｍ離れた部位の電位を測定した。
【００８３】
評価方法・基準は、噴流直下と、噴流直下から４０ｍｍ、および、８０ｍｍ離れた部位のそれぞれに電位差が見られ、かつ、電位勾配が見られたものを、犠牲防食金属欠陥部に与える影響について、流水下における犠牲防食金属の作用を正しく再現しているものとして、本実施例での評価が優良（◎）、噴流直下と、噴流直下から４０ｍｍ、および、８０ｍｍ離れた部位において、電位差が見られたものの、噴流直下から４０ｍｍ離れた部位と、８０ｍｍ離れた部位との間で、電位差が見られなかったものを、流水下における犠牲防食金属の作用を正しく再現しているものとして、本実施例での評価が良好（○）、１箇所の部位の電位しか測定することができず、電位分布を測定できなかったものを、本実施例での評価が不良（×）と判断した。
これらの結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
【００８５】
表１に示すように、試験Ｎｏ．１〜３は、噴流直下と、その他の部位で電位差が見られ、流水下における犠牲防食金属の作用を正しく再現しているものとして、本実施例での評価が優良（◎）または良好（○）であった。なお、アッパロア傾斜手段により傾斜をかけた場合は、不要な対流の影響が出ず、電位の勾配が見られ、噴流直下から離れるにつれて電位差が大きかった。一方、試験Ｎｏ．４における試験装置の場合、１箇所の部位の電位しか測定することができず、電位の分布は測定できなかった。そのため、本実施例での評価が不良（×）であった。すなわち、従来装置では、表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部と健全部との電位差に基づいて犠牲防食効果を評価する腐食試験を行うことはできない。
なお、本試験では、腐食試験を、約５時間で終了することができた。
【００８６】
以上の結果から、本発明に係る腐食試験装置は、熱交換器用部材の耐食性を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができるものであるといえる。また、表面に犠牲防食金属層を有する部材について、犠牲防食金属欠陥部における犠牲防食効果を評価する腐食試験を、実際の環境に近い条件で、迅速・簡便に行うことができるものであるといえる。
【００８７】
以上、本発明に係る腐食試験装置について最良の実施の形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されることなく、その権利範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈しなければならない。なお、本発明の内容は、前記した記載に基づいて広く改変・変更等することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る腐食試験装置を構成する主要部を一部切欠いて模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明に係る腐食試験装置の構成の概略を示す模式図である。
【図３】本発明に係る腐食試験装置を構成する主要部を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明に係る腐食試験装置を構成する主要部を上方から見た際の、標準電極の動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明に係る腐食試験装置における試験片温度制御手段の構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る腐食試験装置における角度調整手段による動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ ロアーベース
２ アッパーベース
１０ 腐食液噴射手段
２０ 腐食液供給手段
３０ 腐食液冷却加熱手段
４０ 隙間調整手段
４１ 上部突起（可動手段）
４２ 下部突起（可動手段）
５０ 電位測定手段
５１ 標準電極
５２ 電源装置（ポテンショスタット）
５３ 電極ボックス
５４ 対極
６０ 試験片温度制御手段
６１ａ 第１試験片温度制御手段
６１ｂ 第２試験片温度制御手段
７０ 角度調整手段
７１ 支軸部
７２ 軸支持部
７３ 角度調整つまみ（角度固定手段）
７４ 角度固定ねじ（角度固定手段）
１００ 腐食試験装置
Ａ１ ノズル隙間
Ａ２ 腐食液流通隙間
Ｂ１ 開口溝部
Ｂ２ ベース開口溝部
Ｂ３ 側部開口部
Ｄ、ｄ１、ｄ２ 載置台
Ｅ１ 第１冷却手段または第１加熱手段
Ｅ２ 第２冷却手段または第２加熱手段
Ｆ１ 第１支持手段
Ｆ２ 第２支持手段
Ｇ 案内部（制御移動手段）
Ｈ 直線移動手段（制御移動手段）
Ｌ レール（移動手段）
Ｓ 試験片
Ｗ 腐食液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片の表面の一側に衝突噴流により与えられた腐食液が、前記試験片の表面の他側に向かって流通し、再び前記一側に衝突噴流により与えられるように循環する循環流路を介して、前記試験片の腐食試験を行う腐食試験装置であって、
前記試験片を保持するロアーベースと、
前記試験片の表面に衝突噴流を与える腐食液噴射手段を有するとともに、前記試験片の上方に対面する位置に所定幅で開口する開口溝部を形成したアッパーベースと、
前記腐食液の循環流路中に設けられ、前記腐食液噴射手段に腐食液を供給する腐食液供給手段と、
前記腐食液の循環流路中に設けられ、前記腐食液を冷却および加熱する腐食液冷却加熱手段と、
前記ロアーベースとアッパーベースのどちらか一方を可動手段により上下方向に可動させ、前記ロアーベースとアッパーベースとを離間して、前記試験片の長手方向に沿って表面に腐食液を流通させる腐食液流通隙間を形成する隙間調整手段と、
前記アッパーベースの開口溝部から、電位を測定するために電位が与えられる部位である標準電極を介して前記試験片の電位を測定する電位測定手段と、を備え、
前記電位測定手段は、前記標準電極が、前記開口溝部に沿って移動する移動手段を有することを特徴とする腐食試験装置。
【請求項２】
前記試験片の温度を制御する試験片温度制御手段を備え、
前記試験片温度制御手段は、前記ロアーベースにおいて前記試験片の裏面に対面する位置に、前記試験片の長さおよび幅より小さな所定幅で開口するベース開口溝部を介して、前記試験片に当接する第１試験片温度制御手段および第２試験片温度制御手段を有し、
前記第１試験片温度制御手段は、前記腐食液が衝突噴流により与えられる前記試験片の裏面部位に当接して、前記裏面部位の温度を制御する第１冷却手段または第１加熱手段と、この第１冷却手段または第１加熱手段を支持する第１支持手段と、を備え、
前記第２試験片温度制御手段は、前記標準電極を用いて電位を測定する前記試験片の他の裏面部位に当接して、前記他の裏面部位の温度を制御する第２冷却手段または第２加熱手段と、この第２冷却手段または第２加熱手段を支持する第２支持手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の腐食試験装置。
【請求項３】
前記試験片温度制御手段は、前記第２試験片温度制御手段を、前記ベース開口溝部に沿って移動させる制御移動手段を備え、
前記制御移動手段は、前記第２支持手段を前記ベース開口溝部に沿って直線方向に案内する案内部と、この案内部に案内される第２支持手段を前記直線方向に移動させる直線移動手段と、を有することを特徴とする請求項２に記載の腐食試験装置。
【請求項４】
前記第１冷却手段および第２冷却手段は、ペルチェ素子であり、前記第１加熱手段および第２加熱手段は、シースヒーターであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の腐食試験装置。
【請求項５】
前記ロアーベースを載置する載置台と、この載置台に設けられ、前記ロアーベースの載置された角度を調整して、前記試験片の表面を流通する前記腐食液の流速を制御する角度調整手段と、を備え、
前記角度調整手段は、前記腐食液流通隙間に直交する方向に軸線を配置して、前記載置台に設けられた支軸部と、この支軸部を支持する軸支持部と、前記支軸部を所定角度回転させて前記載置台を所定位置で固定する角度固定手段と、を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の腐食試験装置。
【請求項６】
前記腐食液噴射手段は、前記試験片に向けて腐食液を噴射させるノズルを前記試験片に対向するように保持するとともに、前記試験片方向に対して上下動させるノズル保持手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の腐食試験装置。
【請求項１】
試験片の表面の一側に衝突噴流により与えられた腐食液が、前記試験片の表面の他側に向かって流通し、再び前記一側に衝突噴流により与えられるように循環する循環流路を介して、前記試験片の腐食試験を行う腐食試験装置であって、
前記試験片を保持するロアーベースと、
前記試験片の表面に衝突噴流を与える腐食液噴射手段を有するとともに、前記試験片の上方に対面する位置に所定幅で開口する開口溝部を形成したアッパーベースと、
前記腐食液の循環流路中に設けられ、前記腐食液噴射手段に腐食液を供給する腐食液供給手段と、
前記腐食液の循環流路中に設けられ、前記腐食液を冷却および加熱する腐食液冷却加熱手段と、
前記ロアーベースとアッパーベースのどちらか一方を可動手段により上下方向に可動させ、前記ロアーベースとアッパーベースとを離間して、前記試験片の長手方向に沿って表面に腐食液を流通させる腐食液流通隙間を形成する隙間調整手段と、
前記アッパーベースの開口溝部から、電位を測定するために電位が与えられる部位である標準電極を介して前記試験片の電位を測定する電位測定手段と、を備え、
前記電位測定手段は、前記標準電極が、前記開口溝部に沿って移動する移動手段を有することを特徴とする腐食試験装置。
【請求項２】
前記試験片の温度を制御する試験片温度制御手段を備え、
前記試験片温度制御手段は、前記ロアーベースにおいて前記試験片の裏面に対面する位置に、前記試験片の長さおよび幅より小さな所定幅で開口するベース開口溝部を介して、前記試験片に当接する第１試験片温度制御手段および第２試験片温度制御手段を有し、
前記第１試験片温度制御手段は、前記腐食液が衝突噴流により与えられる前記試験片の裏面部位に当接して、前記裏面部位の温度を制御する第１冷却手段または第１加熱手段と、この第１冷却手段または第１加熱手段を支持する第１支持手段と、を備え、
前記第２試験片温度制御手段は、前記標準電極を用いて電位を測定する前記試験片の他の裏面部位に当接して、前記他の裏面部位の温度を制御する第２冷却手段または第２加熱手段と、この第２冷却手段または第２加熱手段を支持する第２支持手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の腐食試験装置。
【請求項３】
前記試験片温度制御手段は、前記第２試験片温度制御手段を、前記ベース開口溝部に沿って移動させる制御移動手段を備え、
前記制御移動手段は、前記第２支持手段を前記ベース開口溝部に沿って直線方向に案内する案内部と、この案内部に案内される第２支持手段を前記直線方向に移動させる直線移動手段と、を有することを特徴とする請求項２に記載の腐食試験装置。
【請求項４】
前記第１冷却手段および第２冷却手段は、ペルチェ素子であり、前記第１加熱手段および第２加熱手段は、シースヒーターであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の腐食試験装置。
【請求項５】
前記ロアーベースを載置する載置台と、この載置台に設けられ、前記ロアーベースの載置された角度を調整して、前記試験片の表面を流通する前記腐食液の流速を制御する角度調整手段と、を備え、
前記角度調整手段は、前記腐食液流通隙間に直交する方向に軸線を配置して、前記載置台に設けられた支軸部と、この支軸部を支持する軸支持部と、前記支軸部を所定角度回転させて前記載置台を所定位置で固定する角度固定手段と、を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の腐食試験装置。
【請求項６】
前記腐食液噴射手段は、前記試験片に向けて腐食液を噴射させるノズルを前記試験片に対向するように保持するとともに、前記試験片方向に対して上下動させるノズル保持手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の腐食試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１８０５５６（Ｐ２００９−１８０５５６Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０７９（Ｐ２００８−１８０７９）
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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