JPH0650927A - 応力腐食割れによる亀裂又は破断の検出方法 - Google Patents
応力腐食割れによる亀裂又は破断の検出方法Info
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- JPH0650927A JPH0650927A JP19884191A JP19884191A JPH0650927A JP H0650927 A JPH0650927 A JP H0650927A JP 19884191 A JP19884191 A JP 19884191A JP 19884191 A JP19884191 A JP 19884191A JP H0650927 A JPH0650927 A JP H0650927A
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- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 応力腐食割れによる亀裂又は割れの発生を電
気化学的に正確に検出できる方法を提供する。 【構成】 亀裂又は割れが発生したときに腐食電位が大
きな変化が生ずることを利用して、被測定物３を対極１
及びカロメル電極と電気的に接続させながら腐食液に浸
して応力腐食割れを発生させ、そのときの腐食電位の変
化を電位差計で測定して亀裂等の発生時期を測定する。
気化学的に正確に検出できる方法を提供する。 【構成】 亀裂又は割れが発生したときに腐食電位が大
きな変化が生ずることを利用して、被測定物３を対極１
及びカロメル電極と電気的に接続させながら腐食液に浸
して応力腐食割れを発生させ、そのときの腐食電位の変
化を電位差計で測定して亀裂等の発生時期を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属製品の応力腐食割
れによる亀裂や割れの発生を電気的に検出する方法に関
する。
れによる亀裂や割れの発生を電気的に検出する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】応力腐食割れは、材料に応力がかかった
特殊な状態で腐食作用のある環境に置かれた場合に発生
する割れであり、応力は熱処理や溶接等に起因する残留
応力でも外力でも同じように作用する。なお、応力腐食
割れには、陽極的挙動（溶解）と陰極的挙動（水素発
生）の２つのタイプがある。かかる応力腐食割れは、応
力と腐食因子が、それぞれ単独にある状態からの予想よ
りはるかに早く亀裂や割れが発生するという特徴を有す
る。従って、応力腐食割れが発生しうると予想される材
料を海洋構造物の材料等として使用する場合には、予め
応力の除去等の対策を立てておく必要があるが、更に、
破損事故を防止するために、部品の取り替え時期を見極
めた上でその部品の供給等を考慮する必要がある。従っ
て、金属材料を使用を開始してから、応力腐食割れが発
生し更には破断（破損）するまでの時間を予め認識して
おく必要がある。
特殊な状態で腐食作用のある環境に置かれた場合に発生
する割れであり、応力は熱処理や溶接等に起因する残留
応力でも外力でも同じように作用する。なお、応力腐食
割れには、陽極的挙動（溶解）と陰極的挙動（水素発
生）の２つのタイプがある。かかる応力腐食割れは、応
力と腐食因子が、それぞれ単独にある状態からの予想よ
りはるかに早く亀裂や割れが発生するという特徴を有す
る。従って、応力腐食割れが発生しうると予想される材
料を海洋構造物の材料等として使用する場合には、予め
応力の除去等の対策を立てておく必要があるが、更に、
破損事故を防止するために、部品の取り替え時期を見極
めた上でその部品の供給等を考慮する必要がある。従っ
て、金属材料を使用を開始してから、応力腐食割れが発
生し更には破断（破損）するまでの時間を予め認識して
おく必要がある。
【０００３】この要求に答えるべく、従来は、現実の使
用条件を実験室において再現し更に長時間目視で監視す
ることにより応力腐食割れによる亀裂や割れの発生を確
認してきた。しかしながら、例え促進試験において微小
な亀裂又は割れの発生を確認するにすぎないとしても、
発生までには少なくとも数時間から１０日はかかるため
手間がかかり、加えて、目視では正確な確認に限界があ
る。
用条件を実験室において再現し更に長時間目視で監視す
ることにより応力腐食割れによる亀裂や割れの発生を確
認してきた。しかしながら、例え促進試験において微小
な亀裂又は割れの発生を確認するにすぎないとしても、
発生までには少なくとも数時間から１０日はかかるため
手間がかかり、加えて、目視では正確な確認に限界があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明は、電
気化学的手段により、容易かつ正確に応力腐食割れの発
生時間を検出する方法を提供することを目的とする。
気化学的手段により、容易かつ正確に応力腐食割れの発
生時間を検出する方法を提供することを目的とする。
【０００５】更に、本発明は、予め材料の応力腐食割れ
の発生するまでの期間を予測することにより、使用する
材料の取替時期を前以て認識することを目的をする。
の発生するまでの期間を予測することにより、使用する
材料の取替時期を前以て認識することを目的をする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】それ故、本出願において
は、金属の被測定物３、対極１、腐食溶液２を入れた容
器９、カロメル電極７、電位差計６、電流計４、可変抵
抗１０及び外部電源５からなり、被測定物３及び対極１
は、容器９内の腐食溶液に大部分浸し、かつ、被測定物
３はカロメル電極とも液絡で結び、被測定物３、対極１
及びカロメル電極７はそれぞれ一端を導線で結び、電位
差計６、電流計４、抵抗１０及び外部電源５と電気的に
接続した試験装置を準備し；可変抵抗１０を変化させ
て、被測定物３と対極１との間の電位差を一定とし；被
測定物３の電位の変化を電位差計６で監視し；その電位
の急激な変化が発生したことにより、応力腐食割れによ
る亀裂又は破断が発生したことを検出する方法を上記課
題を解決するための手段として提供する。なお、被測定
物には、炭素鋼、合金鋼又はばね鋼等を使用する。
は、金属の被測定物３、対極１、腐食溶液２を入れた容
器９、カロメル電極７、電位差計６、電流計４、可変抵
抗１０及び外部電源５からなり、被測定物３及び対極１
は、容器９内の腐食溶液に大部分浸し、かつ、被測定物
３はカロメル電極とも液絡で結び、被測定物３、対極１
及びカロメル電極７はそれぞれ一端を導線で結び、電位
差計６、電流計４、抵抗１０及び外部電源５と電気的に
接続した試験装置を準備し；可変抵抗１０を変化させ
て、被測定物３と対極１との間の電位差を一定とし；被
測定物３の電位の変化を電位差計６で監視し；その電位
の急激な変化が発生したことにより、応力腐食割れによ
る亀裂又は破断が発生したことを検出する方法を上記課
題を解決するための手段として提供する。なお、被測定
物には、炭素鋼、合金鋼又はばね鋼等を使用する。
【０００７】図１に、１例として、本発明の方法を実施
するために使用する装置を示す。腐食溶液２を容器９に
入れ、更に、その容器９に被測定物３と対極１とを一定
の間隔をおいて挿入する。カロメル電極７は一定の温度
で一定の電位を示す基準電位である。これを、ガラス菅
に寒天と塩化カリウムとを混ぜて入れ凝固させ流動しな
いようにした寒天橋で被測定物３と電気的に結ぶ。一
方、対極１は、白金または黒鉛の電極を使用する。被測
定物３、対極１、電位差計６、電流計４、抵抗器１０、
外部電源５及びロメル電極７を図１に示すように導線及
び寒天橋を用いて電気的に接続して回路を形成する。被
測定物の形状は、現物を使用することもできるし、ま
た、最大径３０ｍｍ、最大長さ１００ｍｍ程度の試料を
作製して使用することもできる。腐食溶液は、現実の使
用条件と同じ海水等でもよいが、５〜１０％の塩酸や硫
酸も使用する。
するために使用する装置を示す。腐食溶液２を容器９に
入れ、更に、その容器９に被測定物３と対極１とを一定
の間隔をおいて挿入する。カロメル電極７は一定の温度
で一定の電位を示す基準電位である。これを、ガラス菅
に寒天と塩化カリウムとを混ぜて入れ凝固させ流動しな
いようにした寒天橋で被測定物３と電気的に結ぶ。一
方、対極１は、白金または黒鉛の電極を使用する。被測
定物３、対極１、電位差計６、電流計４、抵抗器１０、
外部電源５及びロメル電極７を図１に示すように導線及
び寒天橋を用いて電気的に接続して回路を形成する。被
測定物の形状は、現物を使用することもできるし、ま
た、最大径３０ｍｍ、最大長さ１００ｍｍ程度の試料を
作製して使用することもできる。腐食溶液は、現実の使
用条件と同じ海水等でもよいが、５〜１０％の塩酸や硫
酸も使用する。
【０００８】なお、被測定物３と対極１との間の電位が
一定となるように可変抵抗１０を変化させる。応力腐食
割れによる亀裂や割れの発生による抵抗の変化を電位差
計６で計測するためである。
一定となるように可変抵抗１０を変化させる。応力腐食
割れによる亀裂や割れの発生による抵抗の変化を電位差
計６で計測するためである。
【０００９】応力腐食割れによる亀裂や割れが被測定物
３に生ずると抵抗が変化し、その結果、腐食電位が変化
する。亀裂や割れの発生時に、この電位はかなり大きく
変化する。従って、電位の変化を計測することによっ
て、正確に応力腐食割れによる亀裂や割れの発生を知る
ことが可能である。
３に生ずると抵抗が変化し、その結果、腐食電位が変化
する。亀裂や割れの発生時に、この電位はかなり大きく
変化する。従って、電位の変化を計測することによっ
て、正確に応力腐食割れによる亀裂や割れの発生を知る
ことが可能である。
【００１０】
【実施例】本発明の検出方法により応力腐食割れによる
亀裂や割れの発生を正確に電気的に検出できることを実
証するために、以下のような試験を実施した。
亀裂や割れの発生を正確に電気的に検出できることを実
証するために、以下のような試験を実施した。
【００１１】まず、被測定物としてボルト（ＳＣＭ４２
２）の実物を使用した。これは浸炭焼入れ並びに焼戻し
処理を施されている。なお、表面硬さは４９４〜５２５
Ｈｖであった。腐食溶液としては５〜１０％濃度の塩酸
溶液を使用し、常温で試験を実施した。
２）の実物を使用した。これは浸炭焼入れ並びに焼戻し
処理を施されている。なお、表面硬さは４９４〜５２５
Ｈｖであった。腐食溶液としては５〜１０％濃度の塩酸
溶液を使用し、常温で試験を実施した。
【００１２】試験を開始してから約５０時間を経過した
ときに腐食電位に大きな変化が見られた。この変化は図
２に示す通りである。すなわち、ほぼ５０時間を境に測
定した電位はそれ以前の電位より大きく卑側に傾いてい
た。更に約６０時間後にボルトは破断した。
ときに腐食電位に大きな変化が見られた。この変化は図
２に示す通りである。すなわち、ほぼ５０時間を境に測
定した電位はそれ以前の電位より大きく卑側に傾いてい
た。更に約６０時間後にボルトは破断した。
【００１３】６０時間後に破断したボルトを観察した。
これを破断場所を変えてそれぞれ図３と図４に示す。亀
裂が応力腐食割れによって発生した場合には、破面にお
いてひだ模様が起点において１点に集中せず広範囲にわ
たっていることが特徴となっている。このボルトには、
応力腐食割れによるこの特徴的な破面が表れていたこと
が確認された。
これを破断場所を変えてそれぞれ図３と図４に示す。亀
裂が応力腐食割れによって発生した場合には、破面にお
いてひだ模様が起点において１点に集中せず広範囲にわ
たっていることが特徴となっている。このボルトには、
応力腐食割れによるこの特徴的な破面が表れていたこと
が確認された。
【００１４】
【発明の効果】本発明の検出方法により、応力腐食割れ
による亀裂発生時間、更には破断時間を正確に測定する
ことができ、試験精度の向上を図ることができる。併せ
て、試験中の無人化を図ることができ、ひいては経済性
をも更に向上させることができる。
による亀裂発生時間、更には破断時間を正確に測定する
ことができ、試験精度の向上を図ることができる。併せ
て、試験中の無人化を図ることができ、ひいては経済性
をも更に向上させることができる。
【図１】本出願の検出方法を実施することができる装置
の概略図である。
の概略図である。
【図２】時間に関する腐食電位の変化を示す図である。
【図３】応力腐食割れにより破断した金属製ボルトの断
面を示す写真である。
面を示す写真である。
【図４】応力腐食割れにより破断した金属製ボルトの断
面を示す写真である。
面を示す写真である。
１ 対極 ２ 腐食溶液 ３ 被測定物 ４ 電流計 ５ 外部電源（電池） ６ 電位差計 ７ カロメル電極（基準電池） ８ 寒天橋 ９ 容器 １０ 抵抗
【手続補正書】
【提出日】平成５年７月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願の検出方法を実施することができる装置
の概略図である。
の概略図である。
【図２】時間に関する腐食電位の変化を示す図である。
【図３】応力腐食割れにより破断した金属製ボルトの金
属組織の断面を示す写真である。
属組織の断面を示す写真である。
【図４】応力腐食割れにより破断した金属製ボルトの金
属組織の断面を示す写真である。
属組織の断面を示す写真である。
Claims (2)
- 【請求項１】 金属の被測定物３、対極１、腐食溶液２
を入れた容器９、カロメル電極７、電位差計６、電流計
４、可変抵抗１０及び外部電源５からなり、被測定物３
及び対極１は、容器９内の腐食溶液に大部分浸し、か
つ、被測定物３はカロメル電極とも液絡で結び、被測定
物３、対極１及びカロメル電極７はそれぞれ一端を導線
で結び、電位差計６、電流計４、抵抗１０及び外部電源
５と電気的に接続した試験装置を準備し；可変抵抗１０
を変化させて、被測定物３と対極１との間の電位差を一
定とし；被測定物３の電位の変化を電位差計６で監視
し；その電位の急激な変化が発生したことにより、応力
腐食割れによる亀裂又は破断が発生したことを検出する
方法。 - 【請求項２】 被測定物には、炭素鋼、合金鋼又はばね
鋼を使用する、請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19884191A JPH0650927A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 応力腐食割れによる亀裂又は破断の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19884191A JPH0650927A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 応力腐食割れによる亀裂又は破断の検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650927A true JPH0650927A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16397811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19884191A Pending JPH0650927A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 応力腐食割れによる亀裂又は破断の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650927A (ja) |
Cited By (26)
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-
1991
- 1991-07-12 JP JP19884191A patent/JPH0650927A/ja active Pending
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