電位ノイズ解析による局部腐食の発生予知への信頼性工学手法の適用

• Project/Area Number: 12750643
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Material processing/treatments
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 井上 博之 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (40203252)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2001: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2000: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 電気化学ノイズ / 孔食 / 予知 / 極値分布 / 再帰期間 / 電位ノイズ / 極値 / Gumbel分布 / 再帰時間

Research Abstract

同じ面積を持つ複数のステンレス鋼試験片を、同試験片上に孔食が発生する塩化物水溶液環境中に同時に浸漬させた場合、一定時間後における各試験片の最大の食孔深さの確率密度関数は、極値分布(二重指数分布)に従うと考えられる。この仮定が成り立つとすると、プラント実機に構造部材と同じ材料の小面積試験片を複数浸漬し、電気化学ノイズ法を用いて、それぞれの試験片に生成された萌芽食孔の深さをモニタリングすることにより、大面積の構造部材全体における萌芽食孔の最大深さを推定することができる。本研究は、上記の仮定を確認することを目的としておこなった。複数の小面積試験片の電位ノイズを測定したのち、逆電位設定法によりそれぞれの最大食孔萌芽半径を求め、その結果をワイブル確率紙にプロットし、同一条件での大面積試験片における臨界半径を定量的に評価できるかどうか検討した。60℃〜80℃の10wt%のNaCl水溶液に同じ1cm^2のSUS304ステンレス鋼線を浸漬し、銀塩化銀電極を参照電極に用いて48時間、電気化学ノイズを測定した。5〜10個の1cm^2試験片について、それぞれの最大の食孔萌芽の深さを逆電位設定法を用いて推定し、その結果をワイブル確率紙にプロットした。ついで、同一条件下において種々の大きさの大面積試験片を浸潰させ、48時間以内に進展性の孔食が発生するか否かを検討した。その結果、75℃では、表面積100cm^2では進展性食孔は発生せず150cm^2でその発生が見られた。プロットの再帰期間から、75℃における100〜150cm^2での最大の食孔萌芽の深さは約18μmとなった。この値は、これまでに報告さている、同環境における臨界半径(20μm)とよく一致していると言える。以上より、電位ノイズ解析に極値統計を適用することによる、実機プラントにおける孔食発生の予知の可能性があることが検証された。