JPH07209173A - 腐食の統計・確率量の予測方法及び装置 - Google Patents
腐食の統計・確率量の予測方法及び装置Info
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- JPH07209173A JPH07209173A JP6002393A JP239394A JPH07209173A JP H07209173 A JPH07209173 A JP H07209173A JP 6002393 A JP6002393 A JP 6002393A JP 239394 A JP239394 A JP 239394A JP H07209173 A JPH07209173 A JP H07209173A
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- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】腐食系の金属群の置かれている確定論的情報を
モニタすることにより、指数分布に従う金属群の統計的
・確率論的局部腐食の平均寿命を予測すること。 【構成】上記目的は、Cl2、Br2、I2のようなハロゲン分
子を供給された液体と接する金属表面に発生する局部腐
食が指数分布を示す腐食系において、腐食系の液量、金
属表面積、ハロゲン濃度、単位酸化剤による腐食速度及
び溶液の平衡定数等の決定量的量を測定することによっ
て、腐食系にある金属群に起る統計・確率的局部腐食発
生寿命の平均値を予測することを特徴とする腐食の統計
・確率量の予測方法とすることによって達成することが
できる
モニタすることにより、指数分布に従う金属群の統計的
・確率論的局部腐食の平均寿命を予測すること。 【構成】上記目的は、Cl2、Br2、I2のようなハロゲン分
子を供給された液体と接する金属表面に発生する局部腐
食が指数分布を示す腐食系において、腐食系の液量、金
属表面積、ハロゲン濃度、単位酸化剤による腐食速度及
び溶液の平衡定数等の決定量的量を測定することによっ
て、腐食系にある金属群に起る統計・確率的局部腐食発
生寿命の平均値を予測することを特徴とする腐食の統計
・確率量の予測方法とすることによって達成することが
できる
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲン分子を供給さ
れた溶液と接している金属群について、統計・確率的局
部腐食発生寿命の平均値を予測するのに最適な腐食の統
計・確率量の予測方法及び装置に関する。
れた溶液と接している金属群について、統計・確率的局
部腐食発生寿命の平均値を予測するのに最適な腐食の統
計・確率量の予測方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学プラントおよび産業廃棄物プラント
の運転環境中には、腐食性の強い塩素(Cl2)、臭素(Br2)
及びヨウ素(I2)ガスが含まれており、溶液中や高湿度部
分における腐食による装置のリーク事故発生の要因とな
っている。このため、上記プラントでは、運転期間中の
機器の腐食の発生や進展を検知、管理する必要が生じ、
これまでに、次のような検知方法が提案されている。
の運転環境中には、腐食性の強い塩素(Cl2)、臭素(Br2)
及びヨウ素(I2)ガスが含まれており、溶液中や高湿度部
分における腐食による装置のリーク事故発生の要因とな
っている。このため、上記プラントでは、運転期間中の
機器の腐食の発生や進展を検知、管理する必要が生じ、
これまでに、次のような検知方法が提案されている。
【０００３】(1) 三ヨウ化物イオン(I3~)による局部腐
食は、材料表面と接触している溶液内の I3~イオンが濃
縮することによって進展するため、この I3~イオン濃度
をその伝導度を介してモニタすることにより、局部腐食
の発生時期や進展経過を管理する方法、(2) 腐食性 I3~
の色の濃度を吸光度測定によってモニタすることにより
局部腐食の発生時期や進展経過を管理する方法、(3) 理
論式を用い、初期条件を設定することによって、局部腐
食の発生時期や進展経過を管理する方法、(4) 腐食の進
行によって濃縮する I3~イオン濃度を電気化学的方法で
モニタすることによって、局部腐食の発生時期や進展経
過を管理する方法。
食は、材料表面と接触している溶液内の I3~イオンが濃
縮することによって進展するため、この I3~イオン濃度
をその伝導度を介してモニタすることにより、局部腐食
の発生時期や進展経過を管理する方法、(2) 腐食性 I3~
の色の濃度を吸光度測定によってモニタすることにより
局部腐食の発生時期や進展経過を管理する方法、(3) 理
論式を用い、初期条件を設定することによって、局部腐
食の発生時期や進展経過を管理する方法、(4) 腐食の進
行によって濃縮する I3~イオン濃度を電気化学的方法で
モニタすることによって、局部腐食の発生時期や進展経
過を管理する方法。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の方法においては、局部腐食の発生過程の確定論
的情報を得ることは可能であるが、腐食系内の金属群の
孔食発生の平均というような統計・確率論的情報を短期
的に推定することは困難であった。
来技術の方法においては、局部腐食の発生過程の確定論
的情報を得ることは可能であるが、腐食系内の金属群の
孔食発生の平均というような統計・確率論的情報を短期
的に推定することは困難であった。
【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の有してい
た課題を解決して、腐食系の金属群の置かれている確定
論的情報をモニタすることにより、指数分布に従う金属
群の統計的・確率論的局部腐食の平均寿命を予測する方
法及びこれに用いる装置を提供することにある。
た課題を解決して、腐食系の金属群の置かれている確定
論的情報をモニタすることにより、指数分布に従う金属
群の統計的・確率論的局部腐食の平均寿命を予測する方
法及びこれに用いる装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、Cl2、Br2、
I2のようなハロゲン分子を供給された液体と接する金属
表面に発生する局部腐食が指数分布を示す腐食系におい
て、腐食系の液量、金属表面積、ハロゲン濃度、単位酸
化剤による腐食速度及び溶液の平衡定数等の確定論的量
を測定することによって、腐食系にある金属群に起る統
計・確率的局部腐食発生寿命の平均値を予測することを
特徴とする腐食の統計・確率量の予測方法とすること、
及び、ハロゲン分子濃度検知センサ、温度検知センサ、
計測部、演算部、表示部及び容器からなる構成を有する
ことを特徴とする腐食の統計・確率量の予測装置とする
ことによって達成することができる。
I2のようなハロゲン分子を供給された液体と接する金属
表面に発生する局部腐食が指数分布を示す腐食系におい
て、腐食系の液量、金属表面積、ハロゲン濃度、単位酸
化剤による腐食速度及び溶液の平衡定数等の確定論的量
を測定することによって、腐食系にある金属群に起る統
計・確率的局部腐食発生寿命の平均値を予測することを
特徴とする腐食の統計・確率量の予測方法とすること、
及び、ハロゲン分子濃度検知センサ、温度検知センサ、
計測部、演算部、表示部及び容器からなる構成を有する
ことを特徴とする腐食の統計・確率量の予測装置とする
ことによって達成することができる。
【０００７】
【作用】Cl2、Br2、I2のようなハロゲン分子が供給され
た溶液内や湿潤な大気中に置かれた金属群の局部腐食
は、金属群の腐食に伴い増大する三ハロゲン化物イオン
(例えば、Cl3~、Br3~、I3~)の酸化力によって進行す
る。金属群の局部腐食、例えば統計的・確率論的孔食発
生過程、が指数分布に従うならば、確定論的パラメータ
G と確率論的パラメータ H との間には、理論的に、次
の関係が成立する。
た溶液内や湿潤な大気中に置かれた金属群の局部腐食
は、金属群の腐食に伴い増大する三ハロゲン化物イオン
(例えば、Cl3~、Br3~、I3~)の酸化力によって進行す
る。金属群の局部腐食、例えば統計的・確率論的孔食発
生過程、が指数分布に従うならば、確定論的パラメータ
G と確率論的パラメータ H との間には、理論的に、次
の関係が成立する。
【０００８】 G × H ＝ A (定数) (1) 図２に、I2分子の供給による腐食系における G と H と
の関係を示す。ここで、H は金属群の統計的・確率論的
局部腐食発生過程の指数分布に従う局部腐食発生時間の
平均値を示す。また、G は腐食系の確定論的物理的・化
学的諸量である。例えば、I2による系では次式で与えら
れる。
の関係を示す。ここで、H は金属群の統計的・確率論的
局部腐食発生過程の指数分布に従う局部腐食発生時間の
平均値を示す。また、G は腐食系の確定論的物理的・化
学的諸量である。例えば、I2による系では次式で与えら
れる。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、X は定数(三ヨウ化物イオン(I3~)
の場合0.9)、P は I3~イオン単位濃度における腐食速
度、WM は金属の原子量、S は金属の表面積、V は溶液
量、K はヨウ素種(I2、I~、I3~)間の平衡定数、CIは溶
液内の I2分子濃度を示す。また、定数 A は上記諸量及
び材質、温度等に依存しない定数で、I2腐食系ではほぼ
2.8(無次元)の値を示す。
の場合0.9)、P は I3~イオン単位濃度における腐食速
度、WM は金属の原子量、S は金属の表面積、V は溶液
量、K はヨウ素種(I2、I~、I3~)間の平衡定数、CIは溶
液内の I2分子濃度を示す。また、定数 A は上記諸量及
び材質、温度等に依存しない定数で、I2腐食系ではほぼ
2.8(無次元)の値を示す。
【００１１】(2)式において、系の腐食環境が厳しくな
った場合、すなわち腐食速度 P の増加、液量 V の減
少、金属群の増加による表面積 S の増加、腐食性 I2分
子濃度CIの増加、平衡定数 K の増加が起ると、パラメ
ータ G は増加し、その結果として、式(1)に従い、金属
系の孔食発生時間の平均値 H は短くなることになる。
このようにして、腐食系の確定論的諸量を測定すること
によって、金属群の統計・確率論的局部腐食発生の平均
時間を予測することが可能になる。
った場合、すなわち腐食速度 P の増加、液量 V の減
少、金属群の増加による表面積 S の増加、腐食性 I2分
子濃度CIの増加、平衡定数 K の増加が起ると、パラメ
ータ G は増加し、その結果として、式(1)に従い、金属
系の孔食発生時間の平均値 H は短くなることになる。
このようにして、腐食系の確定論的諸量を測定すること
によって、金属群の統計・確率論的局部腐食発生の平均
時間を予測することが可能になる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の予測方法について、実施例に
よって具体的に説明する。図１に本発明方法の実施に用
いた装置の構成例を示す。金属製容器１の内部に外部か
らハロゲンガス９が供給される。容器内のハロゲン溶液
中には多数の金属群３が設置されている。また、溶液２
の中にはハロゲン分子濃度検知用の電気化学的センサ４
及び温度測定用センサ５が挿入されており、これらのセ
ンサはさらに容器壁を通して計測部６に接続されてい
る。計測部６で測定された値から、演算部７で(2)式に
従い確定論的パラメータ G が計算される。さらに、(1)
式に従い、金属群の局部腐食発生時間の平均値 H が計
算され、これらの結果は表示部８に表示される。
よって具体的に説明する。図１に本発明方法の実施に用
いた装置の構成例を示す。金属製容器１の内部に外部か
らハロゲンガス９が供給される。容器内のハロゲン溶液
中には多数の金属群３が設置されている。また、溶液２
の中にはハロゲン分子濃度検知用の電気化学的センサ４
及び温度測定用センサ５が挿入されており、これらのセ
ンサはさらに容器壁を通して計測部６に接続されてい
る。計測部６で測定された値から、演算部７で(2)式に
従い確定論的パラメータ G が計算される。さらに、(1)
式に従い、金属群の局部腐食発生時間の平均値 H が計
算され、これらの結果は表示部８に表示される。
【００１３】まず、容器１中の溶液２は、ハロゲン分子
と接触することにより気相中からハロゲン分子を取り込
み、ヘンリー則に従い、ある一定の平衡濃度に達する。
さらに、時間の経過とともに、金属群の不働体皮膜や酸
化物皮膜を通して微量に流れる電流により、溶液内の三
ハロゲン化物イオンが濃縮される。この濃縮の度合があ
る一定レベルに達した時、金属群の中の１種の金属から
孔食等の局部腐食が発生し始める。三ハロゲン化物イオ
ンがさらに濃縮されるに伴い、金属群の多くの金属から
局部腐食が次々に発生する。なお、すでに腐食が発生し
ている金属片においては、その腐食が成長を続けること
になる。
と接触することにより気相中からハロゲン分子を取り込
み、ヘンリー則に従い、ある一定の平衡濃度に達する。
さらに、時間の経過とともに、金属群の不働体皮膜や酸
化物皮膜を通して微量に流れる電流により、溶液内の三
ハロゲン化物イオンが濃縮される。この濃縮の度合があ
る一定レベルに達した時、金属群の中の１種の金属から
孔食等の局部腐食が発生し始める。三ハロゲン化物イオ
ンがさらに濃縮されるに伴い、金属群の多くの金属から
局部腐食が次々に発生する。なお、すでに腐食が発生し
ている金属片においては、その腐食が成長を続けること
になる。
【００１４】溶液中の三ハロゲン化物イオンの濃縮の程
度は、前述したように、(2)式のパラメータ G で表され
る。ここで、単位の三ハロゲン化物を含む溶液中での腐
食速度 P は、三ヨウ化物溶液中では、SUS 304Lに対し
て60℃で45〜65の値を有する。また、金属群の金属の原
子量 WMの値は、炭素鋼や低合金鋼では56程度である。
また、溶液と接触した金属群の表面積 S は、溶液中に
試験片を追加する度に演算部７に全面積が加算され、腐
食消失した金属片の面積は全面積から除去される。溶液
量 V は、蒸発等で減少すると、その量が演算部７に読
み込まれ、実際の液量に修正される。ハロゲン種の溶液
中での平衡定数 K は、三ヨウ化物イオン中では、25℃
で約710である。この値は温度に敏感で、三ヨウ化物イ
オン溶液中では、温度の低下とともに大きくなる。この
ため、温度検知センサ５により得られた温度に従い演算
部７で計算される。溶液中のヨウ素分子濃度 CIは、温
度の低下とともに増大するので、温度センサ５で計測し
た温度に従い、その時の温度に対応する値が演算部７で
演算される。
度は、前述したように、(2)式のパラメータ G で表され
る。ここで、単位の三ハロゲン化物を含む溶液中での腐
食速度 P は、三ヨウ化物溶液中では、SUS 304Lに対し
て60℃で45〜65の値を有する。また、金属群の金属の原
子量 WMの値は、炭素鋼や低合金鋼では56程度である。
また、溶液と接触した金属群の表面積 S は、溶液中に
試験片を追加する度に演算部７に全面積が加算され、腐
食消失した金属片の面積は全面積から除去される。溶液
量 V は、蒸発等で減少すると、その量が演算部７に読
み込まれ、実際の液量に修正される。ハロゲン種の溶液
中での平衡定数 K は、三ヨウ化物イオン中では、25℃
で約710である。この値は温度に敏感で、三ヨウ化物イ
オン溶液中では、温度の低下とともに大きくなる。この
ため、温度検知センサ５により得られた温度に従い演算
部７で計算される。溶液中のヨウ素分子濃度 CIは、温
度の低下とともに増大するので、温度センサ５で計測し
た温度に従い、その時の温度に対応する値が演算部７で
演算される。
【００１５】演算部７では、以上のようにして演算され
た値を用い、(2)式に従って、三ハロゲン化物の濃縮の
程度を示すパラメータ G が演算される。このようにし
て Gが求められると、前出の(1)式を用いて、溶液中の
金属群の局部腐食発生の平均的な時間 H を演算するこ
とができる。すなわち、 H ＝ A / G (3) ここで、A は、前記したように、材質、溶液量、面積、
温度、初期三ハロゲン化物イオン濃度等に依存しない定
数で、図２の関係からわかるように、約2.8の値を有す
る。
た値を用い、(2)式に従って、三ハロゲン化物の濃縮の
程度を示すパラメータ G が演算される。このようにし
て Gが求められると、前出の(1)式を用いて、溶液中の
金属群の局部腐食発生の平均的な時間 H を演算するこ
とができる。すなわち、 H ＝ A / G (3) ここで、A は、前記したように、材質、溶液量、面積、
温度、初期三ハロゲン化物イオン濃度等に依存しない定
数で、図２の関係からわかるように、約2.8の値を有す
る。
【００１６】
【発明の効果】以上述べてきたように、腐食発生寿命の
予測方法を本発明の方法とすることによって、従来技術
の有していた課題を解決して、腐食系の金属群の置かれ
ている確定論的情報をモニタすることによって、指数分
布に従う金属群の統計的・確率論的局部腐食の平均寿命
を予測することができるようになった。
予測方法を本発明の方法とすることによって、従来技術
の有していた課題を解決して、腐食系の金属群の置かれ
ている確定論的情報をモニタすることによって、指数分
布に従う金属群の統計的・確率論的局部腐食の平均寿命
を予測することができるようになった。
【図１】本発明方法の一実施例の実施に用いた装置の概
略構成を示す図。
略構成を示す図。
【図２】腐食系における確定論的パラメータ G と統計
的確率論的パラメータ H の逆数1/H との関係を示す特
性図。
的確率論的パラメータ H の逆数1/H との関係を示す特
性図。
１…容器、２…ハロゲン溶液、３…金属群、４…ハロゲ
ン分子濃度検知センサ、５…温度検知センサ、６…計測
部、７…演算部、８…表示部、９…ハロゲンガス。
ン分子濃度検知センサ、５…温度検知センサ、６…計測
部、７…演算部、８…表示部、９…ハロゲンガス。
Claims (2)
- 【請求項１】Cl2、Br2、I2のようなハロゲン分子を供給
された液体と接する金属表面に発生する局部腐食が指数
分布を示す腐食系において、腐食系の液量、金属表面
積、ハロゲン濃度、単位酸化剤による腐食速度及び溶液
の平衡定数等の確定論的量を測定することによって、腐
食系にある金属群に起る統計・確率的局部腐食発生寿命
の平均値を予測することを特徴とする腐食の統計・確率
量の予測方法。 - 【請求項２】Cl2、Br2、I2のようなハロゲン分子を供給
された液体と接する金属表面に発生する局部腐食が指数
分布を示す腐食系において、ハロゲン分子濃度検知セン
サ、温度検知センサ、計測部、演算部、表示部及び容器
からなる構成を有することを特徴とする腐食の統計・確
率量の予測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6002393A JPH07209173A (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 腐食の統計・確率量の予測方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6002393A JPH07209173A (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 腐食の統計・確率量の予測方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209173A true JPH07209173A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11528000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6002393A Pending JPH07209173A (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 腐食の統計・確率量の予測方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07209173A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008216232A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Tohoku Univ | 応力腐食割れ及び孔食等の発生検知方法 |
| KR101404925B1 (ko) * | 2006-08-25 | 2014-06-09 | 더 보잉 컴파니 | 부식 확인 및 관리 시스템 |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP6002393A patent/JPH07209173A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101404925B1 (ko) * | 2006-08-25 | 2014-06-09 | 더 보잉 컴파니 | 부식 확인 및 관리 시스템 |
| JP2008216232A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Tohoku Univ | 応力腐食割れ及び孔食等の発生検知方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040420 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |