JPS61259155A

JPS61259155A - 分極特性の測定装置

Info

Publication number: JPS61259155A
Application number: JP10111285A
Authority: JP
Inventors: Eiji Murakami; 英治村上; Koji Tamura; 広治田村
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1985-05-13
Filing date: 1985-05-13
Publication date: 1986-11-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は金属材料の分極特性を測定する装置に係り、特
に実機における測定に好適な分極特性測定装置に関する
。

〔従来の技術〕

ボイラ用材料は高温で使用されるために材質劣化を生じ
る。例えば、主として管寄せ、主蒸気管等の大径鋼管や
過熱器管、再熱器管に使用されているフェライト系鉄鋼
材料では、運転中にパーライト組織やベーナイト組織の
分野，炭化物の凝集等の材質変化を生じ、引張り強さや
クリープ強度が次第に低下してくる。また、過熱器管に
使用されているオーステナイト系鉄鋼材料では、運転中
に炭化物の析出や凝集、粗大化が生じたり、鉄とクロム
の金属間化合物であるシグマ相が析出したりして、これ
がクリープボイドと同様に作用し、クリープ現象を促進
させる。

ところで、上記のような材質劣化は運転温度。

運転時間或いは作用応力により支配されるものであるの
で、実機ボイラでは、このような材質劣化をも考慮し１
通常１０万時間以上の寿命を見込んで設計されている。

しかし、１０万時間以上の寿命で設計されたボイラ伝熱
管が数万時間で噴破或いは膨出する事故がしばしば起き
ている。このような事故の原因としては、燃焼ガスの偏
流、内部流体である水蒸気量の減少等により、実際の運
転温度が設計温度よりも高くなっていることが考えられ
る。したがって、ボイラ伝熱管の噴破或いは膨出事故を
事前に予知するためには、経時的に材質劣化の程度を調
べることが必要である。また。

建設されて１０万時間以上経過したボイラが多くなっで
きているので、１０万時間以上運転されたボイラ部材に
ついては残余寿命を推定する必要も生じてきている。

前述のように、材質劣化の主要は材料のミクロ性状の変
化によるものである。最近、この材料のミクロ性状の変
化を電解質溶液中の分極特性の変化としてとらえ、実機
部材の材質劣化を非破壊的に定量評価する方法が提案さ
れている（特願昭５５−６２３６８号）。この方法は、
実機部材において測定した分極特性と未使用の材料の分
極特性を比較し、その差によって材質劣化及び残余寿命
を推定しようとするものである５、この方法を適用すれ
ば、伝熱管中配管を抜管してその金属組織を直接顕微鏡
観察するという多大な労力と時間のかかる作業は不要と
なる。

第５図に従来型の分極特性測定装置をボイラ太径鋼管に
適用した例を示す。同図を参照しつつ分極特性の測定方
法を説明する。

まず、被測定部材１２０代表的な部分１９を選び、酸化
スケールをグラインダで除去した後、表面状態を一様に
するためにパフ研磨する。次に。

研磨部分１９を電解質溶液２の中に浸漬するための容器
１を、研磨部分１９に固定する。しかる後、電解質溶液
２を容器１に注入し、研磨部分１９を一方の電極とし、
対極３を電解質溶液２の中に浸漬し、電極１９，３をリ
ード線４、°電流計及び電圧計を介して直流電源（いず
れも図示せず）に接続する。その後、電極１９．３間に
電圧を印加し、電解質溶液２を通して流れる電流を測定
する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ボイラ大径鋼管の上部の測定のように下向きの測定が可
能な場合には、第５図に示すような装置構成が分極特性
を測定することが可能である。しかし乍ら、実機ボイラ
にあっては、材質劣化が問題となる部材には第５図の如
き下向きの測定ができないことが多い。

また、管寄せと過熱器管のスタップ溶接部及びしては最
も注意が必要である。そして、過熱器管は管寄せに対し
てスタップ溶接により吊り下げられる構造となっている
ため、この溶接部或いは熱影響部を分極特性を測定する
には上向きの測定を行わねばならない。

第５図に示すような従来型の分極特性測定装置を上向き
の測定に適用することは不可能である。

すなわち、分極特性の測定においては、容器を被測定部
材に固定し、その容器の中に電解質溶液を収容し、被測
定部材と電解質溶液を接続させる必要があるので、上向
きの測定の場合には、上記従来型の装置では困難である
。例えば、電解質溶液がこぼれないような密閉型の容器
を用いて被測定部材と電解質溶液を接触させることがで
きたとしても１分極特性の測定中、対極から発生するガ
スが被測定部材と電解質溶液との接触を妨げるので、分
極特性の測定は不可能である。゛また。実機ボイラは非常に多くの伝熱管によって構成さ
れているので、最も材質劣化を受けている伝熱管を見落
さないためには非常に多くの伝熱管について分極特性の
測定を行い、材質劣化の程度を調べる必要がある。この
ように多くの測定が必要な場合、第５図に示したような
従来型の分極特性測定装置では、容器を被測定部材に取
り付けたり、分極特性の測定後に取り外すという作業が
その都度必要であり、多大の時間と労力を要する。

更に、測定後の容器取し外し時に容器内の電解質溶液が
こぼれてしまうため、電解質溶液は一度の測定にしか使
用できず、非常に不経済である。

本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を解消し、いか
なる向きでも分極特性を測定することができ、特に従来
装置では測定が困難であった上向きでの分極特性の測定
を簡単に行うことができる分極特性の測定装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、電解質溶液を収容するための容器に電解質溶
液を加圧できる装置と、容器を被測定部材に押し付ける
ことによって開となる弁機構を設け、或いは容器の被測
定部材との接触部分に含水性の物質を付加したことを特
徴とするものである。

以下に１本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例に係る分極特性測定装置の断
面図である。

同図において、１は電解質溶液２を収容するための容器
で１例えばアクリルのような非導電性の材料で作られて
おり、ビニルパイプ１４によって液溜め１５に接続され
ている。この液溜め１５は、電解質溶液２を加圧し、更
に容器１に電解質溶液２を供給するため、容器１よりも
高い位置に置かれている。

対極３は対極支持板１０によって容器１に固定され、リ
ード線４を用いて、図示されていない直流電源へ電流計
及び電圧計を介して接続されている。対極３ど支持板７
（後述）との間にはガス仕切板６が容器１に固定され、
容器１にはガス仕切板６の直下にキャップ５によって開
閉可能なガス抜き穴１１が設けられている。９は円錐体
で、支持板７に取り付けられたバネ８によって容器１の
内壁面に押し付けられており、電解質溶液２が洩れない
ように構成されている。また、容器１には。

被測定部材１２との隙間から電解質溶液２が洩れるのを
防ぐためにＱｌｊｌタングが設けてあり、電解質溶液２
が洩れた時、にこれを受けるための液受け２０が設けで
ある。

被測定部材１２はリード線４を用いて図示されていない
直流電源へ電流計及び電圧計を介して接続されている。

次に、上記構成の測定装置を実機ボイラの過熱器管寄せ
のスタップ溶接の上向き測定に適用した場合について、
第２図を参照しつつ説明する。

まず、被測定部材１２０代表的な部分の酸化スケールを
グラインダで除去し１次いで表面状態を一様にするため
パフ研磨にて鏡面に仕上げる。また、被測定部材１２を
一方の電極とするため、リード線４を用いて被測定部材
１２を直流電源に電流計及び電圧計（いずれも図示せず
）を介して接続する。

次に、容器１を被測定部材１２に押し付けることによっ
て容器１の内壁面と円錐体９０間に隙間が生じ、液溜め
１５から容器１にビニルパイプ１４を介して電解質溶液
２が供給され、電解質溶液２が被測定部材１２と接触し
、分極特性を測定可能な状態となる。液溜め１５は容器
１よりも高い位置におくことにより、電解質溶液２を加
圧し、更に容器１に電解質溶液２を供給している。なお
。

０リング１３と被測定部材１２は密着しているため、容
器１と被測定部材２０間から電解質溶液２が洩れること
はない。因みに０リング１３の直径を１０ｍとし、直径
６００ｍの過熱器管寄せの分極特性の測定−を試みたが
、液洩れが生じることなしに良好な測定が可能であった
。被測定部材１２の直径が小さい場合には、容器１と被
測定部材１２０間から電解質溶液２が洩れることが考え
られるが、もし液洩れが生じたときは、洩れた電解質溶
液２を液受け２０で受けることができ、この液洩れは分
極特性の測定には全く支障がなく、分極特性に影響を及
ぼすことはない。

分極特性測定中１例えば、電解質溶液２がＮａＯＨなど
の場合には、対極３から水素ガス１６が発生するが、こ
の水素ガス１６はガス仕切板６によって溜められるため
、測定中に水素ガス１６が被測定部材１２に接触して分
極特性の測定が不可能になることはない。また、分極特
性測定中にガス仕切板６内が水素ガス１６で充満した場
合には１、キャップ５を取り外してガス抜き穴１１から
ガス抜きを行えばよい。

分極特性の測定後、被測定部材１２から容器１を離すと
１円錐体９はバネ８により容器１の内壁面に押し付けら
れるので、電解質溶液２が容器１からこぼれることはな
い。したがって、電解質溶液２は繰り返し使用できるの
で経済的である。

本実施例になる分極特性測定装置は、下向きや構向きで
も測定可能であることは勿論である。

なお、第１図及び第２図に示した分極特性測定装置にお
いて、容器１の弁機構は、必ずしも円錐体９及びバネ８
で構成する必要はなく、第３図に示す如くボール１７及
びゴム１８で構成しても。

その作用及び効果は同様である。また、円錐体９及びゴ
ム１８又はボール１７及びバネ８の組合わせでも、その
作用及び効果が同様であることは勿論である。

第４図は本発明の他の実施例に係る分極特性測定装置の
断面図である。同図において、１は電解質溶液２を収容
するための容器で、例えば、塩化ビニルのような比較的
軟らかい非導電性の材料で作られており、その先端には
電解質溶液２を被測定部材１２に接触させるためのスポ
ンジ（含水性のある物質）１２が取り付けられている。

また。

容器１にはキャップ５で密閉することができ、電解質溶
液゛２を補充するための電解質溶液補充口２３が設けら
れている。容器１を指で押して容器１内の容積を減少さ
せることにより、容器内は加圧され、電解質溶液２が管
２２を介してスポンジ２１に供給されるので、分極特性
の測定が可能となる。

また、対極３は対極支持板１ｏで容器１に固定されてお
り、リード線４を用いて図示していない直流電源へ電流
計及び電圧計を介して接続されている。容器１にはスポ
ンジ２１がらおふれた電解質溶液２を受けるための液受
け２ｏが取り付けられている。なお、被測定部材１２は
リード線４を用いて図示していない直流電源へ電流計及
び電圧計を介して接続されている。

このように、第４図に示した分極特性測定装置は、容器
１を指で押し、容器１内の容積を減少させて容器内を加
圧するものであるため、第１図及び第２図に示した分極
特性測定装置における液溜め１５及びビニルバイブ１４
は不要となる。また。

電解質溶液２は管２２を介してスポンジ２１に供給され
るため、容器１内に１例えば空気、水素ガスのような気
体が残っていても、分極特性の測定に支障はなく、第１
図及び第２図に示した分極特性測定装置におけるガス仕
切板６は不要である。

なお゛、第４図において、スポンジ２１を管２２にまで
挿入し、加圧による供給に加え、スポンジ２１０毛細管
現象により、効果的に電解質溶液２を被測定部材１２と
接する部位に供給することも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明によれば、いかなる向きで
も分極特性を測定でき、特に実機ボイラの管寄せと過熱
器管とのスタッブ溶接部のように材質劣化が生じやすい
にも拘わらず、上向きの測定が必要であるために測定が
困難であった個所についても１分極特性測定が簡単に実
施することができる。これにより、ボイラ等の高温高圧
条件下で使用されるプラントのほぼ全ての個所で材質劣
化及び残余寿命の推定が非破壊的に可能な電気化学的方
法を適゛用することができることになり、その工業的価
値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例に係る分極特性の
測定装置を示し、第１図はその断面図、第２図は使用例
を示す図、第３図は上記実施例における弁機構の他の例を示す断面
図、第４図は本発明の他の実施例を示す図。第５図は従来の分極特性測定装置の断面図である。１・・・容器、　　　　　　２・・・電解質溶液、３・
・・対極、　　　　　４・・・リード線、５・・・キャ
ップ、　　　　６・・・ガス仕切板。７・・・支持板、　　　　８・・・バネ。９・・・円錐体、　　　　　１０・・・対極支持板、１
１・・・ガス抜き穴、　１２・・・被測定部材、１３・
・・０リング、　　　１４・・・ビニルパイプ。１５・・・液溜め％　　　　１６・・・ガス、１７・・
・ボール、　　　　１８・・・ゴム。２０・・・液受ケ、　　　２１・・・スポンジ、２２・
・・管。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被測定部材に電解質溶液を収容するための容器を
固定し、この容器内に設けた電極を用いて被測定部材の
分極特性を測定する装置において、前記電解質溶液を収
容するための容器に、該容器を被測定部材に押し付ける
ことにより開となる弁機構を設けると共に、前記電解質
溶液の加圧を可能にする装置を付設したことを特徴とす
る分極特性の測定装置。
（２）前記容器は、前記弁機構と電極との間にその電極
から発生したガスを溜めるためのガス溜めを有する特許
請求の範囲第１項記載の装置。
（３）前記ガス溜めは、ガス抜き用の穴を少なくとも１
個所以上有する特許請求の範囲第２項記載の装置。
（４）被測定部材に電解質溶液を収容するための容器を
固定し、この容器内に設けた電極を用いて被測定部材の
分極特性を測定する装置において、前記電解質溶液を収
容するための容器の被測定部材との接触部分に、例えば
スポンジのような含水性のある物質を付加し、前記電解
質溶液がこの含水性のある物質を介して被測定部材と接
触し得るようにしたことを特徴とする分極特性の測定装
置。
（５）前記容器は可撓性のある材料からなるものである
特許請求の範囲第４項記載の装置。