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試料表面モニタ方法及び該モニタ方法を用いた腐食試験機
説明

試料表面モニタ方法及び該モニタ方法を用いた腐食試験機

【課題】試料面が濡れているか又は乾燥しているかという試料の湿潤状態を正確に把握でき、試料面の湿潤状態を制御して腐食試験を実施でき、試験の再現性を向上することができる腐食試験機を実現する。
【解決手段】試料表面モニタ方法は、試験槽6内の温度を測定する試験槽内温度センサ23、24を設け、塩を入れた金属皿にセンサ本体が付設して金属皿2の表面温度を測定する塩付着面温度センサを設け、試験槽6内温度センサ23、24と塩付着面温度センサとの測定値の温度差から試料表面上の塩の湿潤状態を判断する。また、この発明の腐食試験機5は、前記試料表面のモニタ方法を用いて試料表面上の塩の湿潤状態を把握し、試料表面の湿潤状態を制御して腐食試験5を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、試料表面モニタ方法及び該モニタ方法を用いた腐食試験機に係り、特に腐食試験時の試料表面上の塩の湿潤状態をモニタする試料表面モニタ方法及び該モニタ方法を用いた腐食試験機に関する。
【背景技術】
【0002】
腐食試験は、塗装、メッキ、アルマイト等の金属表面処理や、金属材料の腐食性(防錆性、防食性)を評価するために行われている。この腐食試験は、自然の環境を再現して試料の試験を行うものであり、自然界における腐食状態を忠実に再現して、人工的に短時間で試料の腐食性を知ることができ、自動車、住宅、家電製品、日常生活用品等のあらゆる工業製品の試験に使用されている。
このような腐食試験としては、塩水噴霧工程、乾燥工程、湿潤工程等を繰り返す複合サイクル試験や、あらかじめ決められた塩分量を試料に付着させる塩分付着工程後に、湿潤工程、乾燥工程等の試験を行う耐食性試験等がある。
【0003】
特許文献1に記載の耐候試験機は、外気の導入量の調節によって試験槽内の湿度を所定に制御する湿度調整装置を設けたものである。
特許文献2に記載の回動制御装置を備えた塩水噴霧試験機は、均一な条件の下で腐食促進試験を行うとともに、この均一な条件の下で腐食促進試験を行うものである。
特許文献3は、金属材料に対し、予め塩分付着量を設定して塩分を付着させる工程、乾燥工程と湿潤工程を繰り返すサイクルを少なくとも1回行う工程、光を照射する工程の各工程をそれぞれ1回以上行い、耐食性を評価するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第2640211号
【特許文献2】特許第4247799号
【特許文献3】特開2009−69143号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、従来の腐食試験は、試験槽内の温度、相対湿度及びその経過時間を設定、監視して試験を行うのみで、試料表面における塩の湿潤状態に着目したものは存在しなかった。そのため、従来の腐食試験において、試料表面上の塩の湿潤状態を判断する手段はなく、試験中に試料表面上の塩の湿潤状態の確認を行いたい場合は、試験を一時中断して目視するしか方法がなかった。
また、腐食試験において、試料表面の温度及び試料表面上の塩の湿潤状態が腐食試験結果に影響を与えることは配慮されていなかった。
更に、従来では、試験時間中に試料表面がどのくらいの時間濡れていたかを確認することができなかった。そのため、試料の表面上で腐食が発生したのは、どのくらい濡れていたか又は乾燥していた結果であるのかという腐食量と試料濡れ時間との相関を把握することができなかった。また、腐食の結果を試料の濡れと腐食状況との関係として定量的に評価解析することができなかったため、その相関を求めることができなかった。
【0006】
そこで、この発明の目的は、試料の表面が濡れているか又は乾燥しているかという試料の湿潤状態を正確に把握できる試料表面モニタ方法及び該モニタ方法を用いた腐食試験機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の試料表面モニタ方法は、試験槽内で試料表面上に塩分を付着させる腐食試験において、前記試験槽内の温度を測定する試験槽内温度センサを設け、金属板にセンサ本体を付設して前記金属板で表面温度を測定する塩付着面温度センサを設け、この塩付着面温度センサの前記金属板に塩分を付着させ、前記試験槽内温度センサで測定した値と前記塩付着面温度センサで測定した値との温度差から試料表面上の塩の湿潤状態を判断することを特徴とする。
また、この発明の試料表面モニタ方法は、前記塩付着面温度センサが試料と同条件下に設置されることを特徴とする。
更に、この発明の試料表面モニタ方法は、前記金属板が皿状の金属板であることを特徴とする。
更にまた、この発明の試料表面モニタ方法は、前記皿状の金属板の内側に塩を入れ、前記皿状の金属板の上部を高分子膜で覆うことを特徴とする。
また、この発明の腐食試験機は、上述の試料表面モニタ方法により検知された試料表面上の塩の湿潤状態を判断するとともに、前記試験槽内の温度及び湿度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
この発明の試料表面モニタ方法及び該モニタ方法を用いた腐食試験機は、腐食試験時において、試料の表面が濡れているか又は乾燥しているかとういう試料の表面上の湿潤状態を正確に把握することができる。
これにより、この発明の腐食試験機は、試料表面の湿潤状態を把握するとともに試料表面の湿潤状態を制御して試験を行うことができ、試料表面の温度及び試料表面上の塩の湿潤状態が腐食試験結果に影響を与えることを配慮して試験を行うことができるため試験の再現性がよくなる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は塩付着面温度センサの斜視図である。(実施例1)
【図2】図2は腐食試験機の断面図である。(実施例1)
【図3】図3は腐食試験機の制御状態における説明を示す図である。(実施例1)
【図4】図4は塩付着面温度センサの斜視図である。(実施例2)
【図5】図5は腐食試験機の断面図である。(実施例2)
【発明を実施するための形態】
【0010】
この発明は、試料の表面上が濡れているか又は乾燥しているかという試料表面の湿潤状態を正確に把握する目的を、金属皿とセンサ本体によって構成された塩付着面温度センサにより試料の塩付着面温度を把握するとともに、乾球温度センサにより測定された試験槽内温度と塩付着面温度センサにより測定された塩付着面温度との温度差から試料表面上の塩の湿潤状態を判断して実現するものである。
【実施例1】
【0011】
図1〜図3は、この発明の実施例1を示すものである。
図1は、塩付着面温度センサ1を示した図である。この塩付着面温度センサ1は、金属皿2とセンサ本体3とによって構成される。センサ本体3は、金属皿2の表面温度を測定する。塩付着面温度センサ1は、試験槽内に試料9と同条件下に設置されている。これにより、試料9と塩付着面温度センサ1の金属皿2とには、同じ塩を付着させることができる。金属皿2は、チタン等の腐食しない材質で構成されている。
【0012】
図2において、腐食試験機5は、試験槽6と、この試験槽6の上部を閉鎖する蓋体7とからなり、試験槽6内には、試料枠8を設置している。試料枠8には、任意の位置に試料9を載せることができる。
腐食試験機5は、試験槽6内に塩水を噴霧する塩水噴霧機構10を備えている。
この塩水噴霧機構10は、試験槽6内の試料枠8よりも下部に溶液溜め部11を配置し、溶液溜め部11の上部に試料枠8を挿通して突出される噴霧塔12を立設している。噴霧塔12は、内部に噴霧ノズル13を備え、試験槽6の上部に達する上端に噴霧口14を備えている。塩水噴霧機構10は、溶液溜め部11の塩水を噴霧ノズル13で噴霧塔12内に噴霧して塩水ミストを生成し、生成した塩水ミストを噴霧塔12上端の噴霧口14から試験槽6内に自然落下させ、試料枠8に載せた試料9に接触させる。
【0013】
また、腐食試験機5は、試験槽6内の湿度を調整する湿度調整機構として、加湿器15を備えている。加湿器15は、試験槽2の外部に設置した加湿器本体16を試験槽6下部に接続している。加湿器本体16内には、水を加熱して蒸気を発生するヒータ17を備えている。加湿器15は、ヒータ17によって発生した加湿器本体16内の蒸気を試験槽6に供給し、試験槽6の空気を加湿する。
【0014】
さらに、腐食試験機5は、試験槽6内の温度を調整する温度調整機構として、加熱器18を備えている。加熱器18は、試験槽6の外部に上下方向に延びる加熱器本体19を設置し、加熱器本体19の下部を試験槽6の試料枠8より下部に接続するとともに、上部を試験槽6の試料枠8より上部に接続している。加熱器本体19内には、空気を加熱するヒータ20と加熱した空気を送風するファン21とを備えている。ファン21は、ファンモータ22により駆動される。加熱器18は、試験槽6下方の空気を加熱器本体19内に導入してヒータ20で加熱し、ファン21で試験槽6上方に送出する。
【0015】
腐食試験機5は、試験槽6内の乾球温度を測定する乾球温度センサ23と、湿球温度を測定する湿球温度センサ24とを備えている。腐食試験機5は、乾球温度センサ23及び湿球温度センサ24の付着物を洗浄する洗浄ノズル25を備えている。洗浄ノズル25は、図示しない洗浄液容器から送られる洗浄液を噴射し、乾球温度センサ23及び湿球温度センサ24を洗浄する。
【0016】
また、腐食試験機5は、試験槽6内の試料枠8の試料9と同等の位置に塩付着面温度センサ1を備えている。従って、塩付着面温度センサ1に試料9と同量の塩を付着させることができる。
【0017】
腐食試験機5は、加湿器15及び加熱器18を制御する制御部26を備えている。制御部26には、前記加湿器15のヒータ17が加湿器用電力調整器27を介して接続し、前記加熱器18のヒータ20が加熱器用電力調整器28を介して接続し、加熱器18のファンモータ22を接続し、乾球温度センサ23及び湿球温度センサ24が湿度変換器29を介して接続している。
【0018】
制御部26は、乾球温度センサ23及び湿球温度センサ24が測定した乾球温度及び湿球温度の測定値を湿度変換器29により湿度に変換して得て、得られた湿度を基に試験槽6内の湿度が設定した値となるように加湿器用電力調整器27で加湿器15のヒータ17を制御する。また、制御部26は、乾球センサ23により測定された試験槽内温度と塩付着面温度センサ1により測定された試料表面温度との温度差から試料9の表面上の塩の湿潤状態を判断する。このため制御部26は判断部26Aを備えている。
【0019】
以下に、腐食試験機5において、試料9の湿潤状態について説明する。
試験槽内温度と試料表面温度とを測定し、そして、例えば、試験槽内温度が湿潤時で、図3に示すように、A℃の時、試料表面温度がA℃以上か又はA℃かを、あるいは試験槽内温度が乾燥時で、B℃の時、試料表面温度がB℃以下か又はB℃かを、確認することによって、試料表面の状態を正確に把握することができる。つまり、設定された試験槽内温度と試料9と同じ位置にある塩付着面温度センサ1で測定した金属皿2の表面温度との間に塩の影響によって温度差が生ずることを利用し、この温度差をモニタすることで試料表面の塩の状態を把握できる。
【0020】
このように、乾球温度センサ23により測定された試験槽内温度と、塩付着面温度センサ1により測定された表面温度との間の温度差をモニタすることで、腐食に関係する重要な要素である試料表面の濡れている時間が数値としてわかり、試験中の試料が濡れている割合を、具体的に認識できる。
従って、腐食試験機5の試験運転中に試験を停止せずに試料表面の塩の湿潤状態を把握することができる。
【0021】
さらに、従来では、試料表面の温度が試験槽内温度と同じとして判断されていたので、その判断にズレが生じていたが、この実施例では、試料表面の温度と試験槽内温度とが具体的に分かり、その温度差が明確になったことで、試験の正確性を向上できる。
【0022】
そして、本実施例1の腐食試験機5は、試料表面の湿潤状態を把握し、試料表面を乾燥させるか、湿潤させるかを選択し、制御部26により、乾球温度センサ23により測定された試験槽内温度と、塩付着面温度センサ1により測定された表面温度との温度差に基づいて、加熱器18及び、加湿器15を作動制御することができる。
【実施例2】
【0023】
図4及び図5は、この発明の実施例2を示すものである。
図4は、塩付着面温度センサ101を示した図である。この塩付着面温度センサ101は、金属皿102とセンサ本体103によって構成される。センサ本体103は、この金属皿102の表面温度を測定する。この塩付着面温度センサ101は、湿潤、乾燥試験中では、試験槽内で試料109と同条件下に設置されている。また、腐食試験中に試料109に付着させる塩分量が予め決まっている試験において、塩付着面温度センサ101の金属皿102内に試料109に付着させる塩分量と同量の塩を載置した後に、金属皿102の上部を水蒸気が通過可能な高分子膜104で覆う。金属皿102は、チタン等の腐食しない材質で構成されている。金属皿102には、試料109に塩を付着させる方法と同様の方法で塩を載置することもできる。
【0024】
図5において、腐食試験機105は、試験槽106と塩付着槽131を有している。
塩付着槽131の塩付着台132に試料109を設置し、噴霧ノズル113により、予め設定された規定量の塩が試料に付着するように塩溶液を試料109に付着させる。
ここで、塩付着面温度センサ101を試料と同様の位置に塩付着台132に設置することで、金属皿102に塩を載置するが、金属皿102に試料109と同量の塩を載置可能であれば、塩付着方法はどのようなものでもよい。
【0025】
塩付着槽131で塩を付着させた試料109及び塩付着面温度センサ101は、試験槽106に移される。ここで、塩付着面温度センサ101の金属皿102を水蒸気の通過可能な高分子膜104で覆い、金属皿102上の塩の減少及び不純物の混入を防ぐ。
【0026】
試験槽106は、試料載置部と温湿度調整部を隔てる隔壁135を有し、温湿度調整部内に試験槽106内の湿度を調整する湿度調整機構として、加湿器115を備えている。加湿器115は、試験槽106の外部に設置され、水を加熱して発生した蒸気を試験槽106に供給し、試験槽106の空気を加湿する。
【0027】
また、試験槽106は、温湿度調整部内に試験槽106内の温度を調整する温度調整機構として、加熱器118を備えている。
さらに、試験槽106は、温湿度調整部の上部にファン121を備えている。このファン121は、ファンモータ122により回転速度が調整され、温湿度調整部内で温度と湿度が調整された空気を試験槽106内に循環させる。
試験槽106は、乾球温度を測定する乾球温度センサ123と、湿球温度を測定する湿球温度センサ124とを備えている。
また、試験槽106は、試験槽106内の試料枠108の試料109と同等の位置に塩付着面温度センサ101を備えている。
【0028】
試験槽106は、加湿器115及び加熱器118を制御する制御部126を備えている。この制御部126には、前記加湿器115が加湿器用電力調整器127を介して接続し、加熱器118が加熱器用電力調整器128を介して接続し、ファン121がファンモータ122を接続し、乾球温度センサ123及び湿球温度センサ124が湿度変換器129を介して接続している。
【0029】
制御部126は、乾球温度センサ123及び湿球温度センサ124が測定した乾球温度及び湿球温度の測定値を湿度変換器129により湿度に変換して得て、得られた湿度をもとに試験槽106内の湿度が設定した値となるように加湿器用電力調整器127で加湿器115を制御する。また、制御部126は、判断部126Aを備え、実施例1と同様に乾球センサ123により測定された試験槽内温度と塩付着面温度センサ101により測定された塩付着面温度との温度差から試料109の表面上の塩の湿潤状態をモニタすることができる。
【0030】
そして、本実施例2の腐食試験機105は、試料表面の湿潤状態を把握し、試料表面を乾燥させるか又は湿潤させるかを選択し、制御部126により、乾球温度センサ123により測定された試験槽内温度と塩付着面温度センサ101により測定された表面温度との温度差に基づいて、加熱器118、冷却器130及び加湿器115を作動制御することができる。
【0031】
なお、実施例1及び実施例2は本発明の実施の一例であり、本発明を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【0032】
この発明は、腐食試験において、試料表面上の塩の湿潤状態を正確に把握し、試料表面の塩を湿潤状態又は乾燥状態に制御できるため、試験の再現性が良くなるものであり、この発明に係る試料表面モニタ方法及び該方法を用いた腐食試験機は他の試験にも適用可能である。
【符号の説明】
【0033】
1、101 塩付着面温度センサ
2、102 金属皿
3、103 センサ本体
104 高分子膜
5、105 腐食試験機
6、106 試験槽
7 蓋体
8、108 試料枠
9、109 試料
10 塩水噴霧機構
11 塩水溜め部
12 噴霧塔
13、113 噴霧ノズル
14 噴出口
15、115 加湿器
16 加湿器本体
17 ヒータ
18、118 加熱器
19 加熱器本体
20 ヒータ
21、121 ファン
22、122 ファンモータ
23、123 乾球温度センサ
24、124 湿球温度センサ
25 洗浄ノズル
26、126 制御部
26A、126A 判断部
27、127 加湿器用電力調整器
28、128 加熱器用電力調整器
29、129 湿度変換器
130 冷却器
131 塩付着槽
132 塩付着台
133 温湿度調整部
134 試料載置部
135 隔壁

【特許請求の範囲】
【請求項1】
試験槽内で試料表面上に塩分を付着させる腐食試験において、前記試験槽内の温度を測定する試験槽内温度センサを設け、金属板にセンサ本体を付設して前記金属板で表面温度を測定する塩付着面温度センサを設け、この塩付着面温度センサの前記金属板に塩分を付着させ、前記試験槽内温度センサで測定した値と前記塩付着面温度センサで測定した値との温度差から試料表面上の塩の湿潤状態を判断することを特徴とする試料表面モニタ方法。
【請求項2】
前記塩付着面温度センサは、試料と同条件下に設置されることを特徴とする請求項1に記載の試料表面モニタ方法。
【請求項3】
前記金属板は、皿状の金属板であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の試料表面モニタ方法。
【請求項4】
前記皿状の金属板の内側に塩分を入れ、前記皿状の金属板の上部を高分子膜で覆うことを特徴とする請求項3に記載の試料表面モニタ方法。
【請求項5】
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の試料表面モニタ方法により検知された試料表面上の塩分の湿潤状態を判断するとともに、前記試験槽内の温度及び湿度を制御することを特徴とする腐食試験機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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