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Z 2291

:2004

(1)

まえがき

この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日

本工業規格である。

この規格の一部が,技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の

実用新案登録出願に抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会

は,このような技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の実用新

案登録出願にかかわる確認について,責任はもたない。


Z 2291

:2004

(2)

目  次

ページ

1.

  適用範囲

1

2.

  引用規格

1

3.

  定義

1

4.

  試験装置

1

4.1

  装置の種類 

1

4.2

  装置の構成 

1

5.

  腐食性ガス 

3

5.1

  腐食性ガス 

3

5.2

  ガス流量 

3

6.

  試験片

3

7.

  試験

3

7.1

  要旨

3

7.2

  試験片の支持 

3

7.3

  加熱

4

7.4

  ガス導入方法 

4

7.5

  試験終了後の冷却

4

7.6

  質量変化の測定

4

7.7

  昇華物の分析 

4

7.8

  昇華物量の測定

5

7.9

  試験片の表面及び断面の観察

5

8.

  記録及び報告 

5

8.1

  記載事項 

5

8.2

  付記事項 

5

 


日本工業規格

JIS

 Z

2291

:2004

金属材料の高温ガス腐食試験方法

Method for high-temperature gaseous corrosion test of metallic materials

1. 

適用範囲  この規格は,高温腐食性ガスによる金属材料の腐食を定量的に評価するための試験方法に

ついて規定する。

2. 

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の一部を構成する。こ

れらの引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS K 0121

  原子吸光分析通則

JIS Z 2290

  金属材料の高温腐食試験方法通則

3. 

定義  この規格で用いる主な用語の定義は,次による。

a)

昇華物  腐食生成物が高温下で気化し,低温箇所において析出した物質。塩化性ガス(HCl,Cl

2

を含

むガス。

)などを用いた高温ガス腐食試験において生じることが多い。

4. 

試験装置

4.1 

装置の種類  装置は,次のいずれかの方式とする。

a) 

連続的に質量変化を測定することができる熱天びん方式。その基本構成の例を,

図 に示す。

b) 

不連続的に試験後の質量変化を測定する固定方式。その基本構成の例を,

図 に示す。

4.2 

装置の構成  装置は,試験片を一様,かつ,一定に加熱するための温度調節装置,加熱装置,試験

部,所定のガスを連続して供給するための雰囲気ガス供給装置,及び腐食によって生成した昇華物を回収

するための昇華物回収装置,更に熱天びん方式の場合は,連続的に試料の質量変化を測定する天びん装置

で構成する。

4.2.1 

温度調節装置  温度調節装置は,温度制御器及び温度計で構成する。

a)

温度制御器  温度制御器は JIS Z 2290 の 5.1(温度制御器)に規定するものとする。

b) 

温度計  温度計は JIS Z 2290 の 5.2(温度計)に規定するものとする。

4.2.2 

加熱装置  加熱装置は,次による。

a)

試験片を所定のガス雰囲気中で加熱するための外気から遮へいされた試験部を備えた構造とする。

b)

試験片の加熱には,温度調節装置を備えた加熱炉を用い,試験中は,常に試験片の全範囲にわたり一

様,かつ,一定に試験片を加熱することができるものとする。

4.2.3 

試験部  試験部は,次による。

a)

試験部は,試験片単位表面積当たり一定量の腐食性ガスを連続して流せるように,外気から遮へいさ

れた構造とする。


2

Z 2291

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b)

試験部は,試験中に使用する雰囲気ガスと反応しない材質で構成する。

4.2.4 

雰囲気ガス供給装置  雰囲気ガス供給装置は,次による。

a)

一定量の腐食性ガスを連続して試験部に供給できるものとする。

b)  2

種類以上のガスを試験部に供給する場合は,混合器を介して均一なガス組成の雰囲気ガスを供給で

きるものとする。

c)

試験用ガスは,試験部に導入する前にあらかじめ乾燥することが望ましい。

d)

試験用ガスを加湿して使用する場合は,結露しないように加湿調整装置以後の配管を露点以上の温度

に保温する。

4.2.5 

昇華物回収装置  昇華物回収装置は,次による。

a) 

昇華物回収装置は,試験片と腐食性ガスとの反応によって昇華物が形成される場合に設置する。

b) 

昇華物を凝縮捕集するための冷却回収部と溶解捕集するための溶解回収部とによって構成し,冷却回

収部を試験部のガス出口側に接続する。

c) 

溶解回収部には,溶解用処理液と反応しない材質を用いる。

4.2.6 

はかり  はかりは,次による。

a)

はかりに用いるスプリング状マイクロバランスは,試験中に使用する雰囲気ガスと反応しない材質で

構成する。

b)

スプリング状マイクロバランスは,感度 0.1 mg 以上のものとする。

c) 

スプリング状マイクロバランス以外のはかりを使用する場合は,スプリング状マイクロバランスを用

いる場合と同程度又はそれ以上の感度のものを用いる。

  1  装置(熱天びん方式)の基本構成の例

リボンヒーター

  出力

制御計

計測器

温度調節装置

加熱装置

試験片

熱電対

昇華物回収装置

排 
ガ 
ス 
処 

試験部

はかり

混合器

流量計

ガスボン

雰囲気ガス供給装置


3

Z 2291

:2004

  2  装置(固定方式)の基本構成の例

5. 

腐食性ガス  腐食性ガスは,次による。

5.1 

腐食性ガス  腐食試験に用いる腐食性ガス(

1

)

は,実機プラント雰囲気を模擬する各種の単独ガス又

は各種の混合組成のガスである。実機プラントを想定した腐食性ガス組成は JIS Z 2290 の 4.4(ガス雰囲

気条件の選定指針)による。

(

1

)

腐食性ガスとしては,一般に,硫化性ガス(H

2

S/H

2

,SO

2

を含むガス)

,浸炭性ガス(CO/CO

2

ハイドロカーボンを含むガス)

,窒化性ガス(NH

3

/H

2

,N

2

を含むガス)

,塩化性ガス(HCl,Cl

2

を含むガス)などがある。

5.2 

ガス流量  ガス流量は,試験片が腐食で消費するのに十分なガス量とする。ガスの種類によって使

用するガス流量は異なる場合があるので,事前に適正なガス流量を決定する。

6. 

試験片  試験片は,JIS Z 2290 の 6.(試験片)による。ただし,熱天びん方式装置を用いる試験片の

形状及び寸法は,質量上の制約があるため,受渡当事者間の協定による。

7. 

試験

7.1 

要旨  試験片を試験片支持具に設置し,腐食性ガスを流入しながら所定の温度で所定の時間暴露す

る。熱天びん方式装置の場合は,連続的に試験片の質量変化を測定し,固定方式装置の場合には,試験片

を冷却した後,試験片の質量を測定して質量変化を求める。

7.2 

試験片の支持  試験片の支持は,次による。

リボンヒーター





昇華物回収装置

  出力

制御計

計測器

温度調節装置

加熱装置

熱電対

試験片

試験部

混合器

流量計

ガスボン

雰囲気ガス供給装置


4

Z 2291

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a)

試験片は,試験温度で反応しない材質の支持具で支える。

b)

複数個の試験片を同時に試験する場合には,

通常,

試験片を腐食性ガスの流れに対し並列に設置する。

7.3 

加熱  加熱炉に試験片をセットした後,7.4 の手順に従って,試験片の温度が JIS Z 2290 の 5.3(試

験片温度の許容範囲)に規定する許容範囲の上限を超えないように行う。

7.4 

ガス導入方法  ガスの導入方法は,次の手順によって行う。

a)

試験装置の系内を減圧・脱気するなどしてアルゴンなどの不活性ガスで置換する。

b)

不活性ガスを所定の流量で流しながら,試験部を昇温する。

c)

所定の温度に達したら,再び系内を減圧するなどして不活性ガスを除いた後,所定の腐食性ガスを試

験部内へ導入する。

d)

試験部を腐食性ガスで置換した後,腐食性ガスを所定の流量で流しながら高温ガス腐食試験を開始す

る。

e)

試験終了後は,直ちに試験部内を不活性ガスで置換する。

7.5 

試験終了後の冷却  試験終了後,試験片温度が 373 K 以下になるまで不活性ガスを継続して流しな

がら試験片を冷却する。

7.6 

質量変化の測定  質量変化の測定は,次のいずれかによる。

a)

熱天びん方式の試験装置を用いる場合

1)

連続的に測定した試験片質量変化の時間曲線を作図する。

2)

試験片を試験部から取り出し,試験後の質量を 0.1 mg のけたまで計る。

3)

試験片上のスケ−ルを除去し,洗浄及び乾燥した後,再び試験片の質量を 0.1 mg のけたまで計る。

なお,脱スケ−ル方法は JIS Z 2290 の 7.1 a)(脱スケール)に規定したいずれかの方法で実施す

ることが望ましい。

4)

腐食試験中に腐食生成物が昇華し,その一部が試験片をつるした支持具上に析出する場合は,析出

物除去前後の支持具の質量を 0.1 mg のけたまで計り,析出物量(昇華物量)を求める。そして,支

持具上への析出速度が時間に対して一次則に従うとして,1)で作図した質量変化の時間曲線を補正

する。

5)

試験片の腐食増量は,次の式によって求める。ただし,昇華速度が速い場合は腐食増量がマイナス

になることもあり,その際はマイナスで表示する。

0

0

1

A

m

m

a

=

ここに,

a

腐食増量(kg/m

2

m

1

試験後のスケールを含む試験片質量(kg)

m

0

試験前の試験片質量(kg)

A

0

試験前の試験片表面積(m

2

6)

試験片の腐食減量は JIS Z 2290 の 7.1(腐食減量に基づく方法)によって求める。

b) 

固定方式の試験装置を用いる場合

1)

試験片の腐食増量は,7.6 a)5)によって求める。

2)

固定方式による腐食減量の測定は,JIS Z 2290 の 7.1(腐食減量に基づく方法)による。

7.7 

昇華物の分析  昇華物の分析方法は,次による。

a)

腐食試験中に昇華物が生成した場合には,昇華物回収装置内の冷却回収部凝縮器内壁に付着した昇華

物を,塩酸(5 質量%)水溶液で溶解して回収し,回収溶液中の成分を JIS K 0121 に規定する原子吸


5

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光分析装置を用いて定量し,昇華物組成を分析する。

7.8 

昇華物量の測定  7.7 で得られた昇華物組成分析から昇華物回収装置内に付着した昇華物量を求め

る。また,7.6 a)4)で示した支持具上への析出物(昇華物)がある場合には,その量を合計して全昇華物量

とする。

7.9 

試験片の表面及び断面の観察  試験片の表面及び断面の観察は,JIS Z 2290 の 7.2(金属組織観察に

基づく方法)による。

8. 

記録及び報告

8.1 

記載事項  試験結果報告書には,次の項目を記載する。

a)

試験材料

1)

材料の名称

2)

種類又は記号

3) 

化学組成

b)

試験片

1)

2)

寸法及び表面積

3)

表面仕上げ状態

4)

脱脂方法

c)

試験条件

1)

試験温度(試験中の最高温度及び最低温度)

2)

試験時間

3)

腐食性ガスの種類及び組成

4)

腐食性ガスの試験片表面積当たり及び時間当たりの流量

5)

脱スケ−ル方法

d)

試験結果

1)

腐食増量

2)

腐食減量

3)

試験片質量変化の時間曲線(熱天びん方式の試験装置を用いた場合)

4)

昇華物の組成

5) 

昇華物量

8.2 

付記事項  試験結果報告書には,次の項目についての記録を付記することが望ましい。

a)

試験材料

1)

製造加工条件

2)

熱処理条件及び組織の特徴

b)

素材からの試験片採取条件

c)

試験装置の概要

d)

試験条件

1)

昇温条件

2)

冷却(降温)条件

e)

試験結果


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1)

試験後の試験片外観写真

2)

試験後の試験片中央表層を含む断面写真

3)

試験後の試験片中央の腐食による変質層深さ又は侵食深さ