专利名称：船舶压舱水箱腐蚀评价试验方法
技术领域：
本发明涉及搭载于煤炭船(coal ship)、矿石船(ore carrier)、矿碳兼用船、 原油油轮(crude oil tanker)、LPG船、LNG船、化学品运输船(chemical tanker)、集装 ffjlU (container ship)、散货 jlft (bulk carrier ship)、木材专用 jlft (timber carrier) > 木屑专用船(chip carrier)、冷藏货物运输船(refrigerated cargo carrier)、汽车专用船(automobile carrier)、重货船(heavy cargo ship) > ROROjIU (roll-on/roll-off ship)、石灰石专用船(limestone carrier)、水泥专用船(cement carrier)等船舶的压舱水箱(ballast tank)的上甲板内侧(back side of upper deck)的腐蚀评价试验方法 (corrosion evaluation test method)。
背景技术：
由于船舶的压舱水箱承担着在没有装载货物时能够注入海水使船舶稳定航行(safety marine navigation)的作用，所以其处于非常严重的腐蚀环境(corrosive environment)下。因此，为了防止压舱水箱中使用的钢材被腐蚀，通�：喜⑹褂美没费趵嗍髦苛�(印oxy resin paint)形成防腐涂膜(anticorrosion coating film)和电解防腐(electrolytic protection)。但是，即使采用上述防腐对策，对于压舱水箱的最上部附近、特别是上甲板的内侧来说，由海水的飞沫(splash)或太阳光(sunlight)而导致钢板的温度升高，因此也会形成更严重的腐蚀环境，受到激烈的腐蚀。处于上述激烈的腐蚀环境下的压舱水箱的防腐涂膜的寿命通常约为10 15年， 为船舶寿命(20 25年)的大约一半。因此，实际情况是第一次防腐涂膜达到寿命后，在达到船舶寿命的剩余的大约10年，通过进行修整涂布(refinish paint)来维持耐腐蚀性。 因此，期望开发出能够尽量将至修整涂布为止的时间延长、尽量减轻修整涂布操作的耐腐蚀性优异的钢材。然而，为了开发耐腐蚀性优异的钢材，需要确立模拟压舱水箱腐蚀的腐蚀评价试验方法，但目前尚不存在为此而确立的试验方法。例如，在专利文献1中，作为模拟压舱水箱的腐蚀试验方法，公开了以浸渍于人工海水(artificial seawater)中1周和在相对湿度100%大气中放置1周为一个循环的试验方法。该试验法作为压舱水箱的船底部的腐蚀试验方法是妥当的，但没有进行相当于本发明的干燥工序的试验，因此存在无法模拟上甲板内侧的腐蚀的问题。[专利文献1]日本特开平7-310141号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种有利于解决上述问题、能够评价船舶的压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验方法。发明人等为了提供一种能够评价船舶的压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验方法，详细研究了迄今为止尚未实施的实际船舶的压舱水箱的上甲板内侧的腐蚀环境。本发明的主旨如下所述。(1) 一种评价船舶的压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验方法，其特征在于，在相对湿度(relative humidity) 75%以上的湿润工序(wet process)Α、和相对湿度小于75%的干燥工序(dry process)B中设置试验体，在交替重复所述湿润工序和所述干燥工序的腐蚀评价试验循环中，所述湿润工序A中设置所述试验体的时间(At)与所述干燥工序B中设置所述试验体的时间(Bt)的关系为0. 05彡Bt/At彡10，湿润速度(wetting rate) (Av)与干燥速度(drying rate) (Bv)的关系为0. 1 ( Bv/Av ( 3. 8，进行所述湿润工序时， 利用喷雾(spray)、浸渍(immersion)、或赋予溶液的方法将NaCl水溶液(sodium chloride aqueous solution)、人工海水溶液或天然海水溶液(natural ocean water)中的任一种溶液用于对所述试验体赋予盐分。其中，湿润速度Av是指从干燥工序转移到湿润工序时的相对湿度变化量除以时间得到的值，干燥速度Bv是指从湿润工序转移到干燥工序时的相对湿度变化量除以时间得到的值。具体而言，干燥速度是用从相对湿度85%变为最低湿度时的湿度差除以时间。 另外，湿润速度是用从最低湿度变为相对湿度85%时的湿度差除以时间。(2)如上述(1)所述的评价船舶的压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验方法，所述湿润工序A和所述干燥工序B的重复次数为30次以上，按照每30次中进行1次以上的比例进行所述湿润工序时，利用喷雾、浸渍、或赋予溶液的方法将NaCl水溶液、人工海水溶液或天然海水溶液中的任一种溶液用于对所述试验体赋予盐分。根据本发明，可以进行能够评价船舶压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验，可以实现船舶用钢材开发的效率化。
[图1]表示经时测定某年的实际船舶的压舱水箱的上甲板内侧的温度及相对湿度的结果的图。[图2]表示本发明的腐蚀评价试验的相对湿度的经时变化的图的一个例子。
具体实施例方式以下具体地说明本发明。需要说明的是，本发明中，湿度为相对湿度，以下也记作 RH。腐蚀环境测定如下在往来于日本和澳大利亚的船舶的压舱水箱的上甲板内侧安装温度传感器(temperature sensor)和湿度传感器(humidity sensor)，经时获得所述数据。图1给出结果的一个例子。可知在白天12时左右显示出最高温度(maximum temperature)，随着变为夜间温度降低，与此同时湿度升高。另外，可知从夜间到白天随着温度升高，湿度降低。本测定期间中的最高湿度在夜间测得，表示为100%。另外，最低湿度在白天12时左右测得，表示为约50%。根据该结果，可知实际船舶(actual ship)的压舱水箱的上甲板内侧为干湿重复的环境。另外，根据利用同时测量的ACM传感器(Atmospheric Corrosion Monitor)得到的钢板的湿润状态的经时变化结果、和同时设置于压舱水箱的上甲板内侧的试验片上形成的锈层中的Cl(Chlorine)的检测结果，确认了海水附着于钢板。 根据实际船舶的结果，从湿润状态到干燥状态的转移速度(transition rate)(干燥速度； Bv)为RH5.4 18.8%/h，根据实际船舶的结果，从干燥状态到湿润状态的转移速度(湿润速度；Av)为RH5. O 50. 0% /h。需要说明的是，干燥速度是用从RH85%达到最低湿度时的湿度差除以时间。另外，湿润速度是用从最低湿度达到RH85%时的湿度差除以时间。与此同时在实际船舶的压舱水箱上甲板内侧对表1所示的钢板进行暴露试验。根据上述实际船舶压舱水箱的腐蚀环境测定结果可知，作为腐蚀评价试验方法， 对试验体赋予海水后，交替重复湿润工序和干燥工序，并且将干燥速度/湿润速度设定为合适的范围内的值，由此得到目标结果。以下对本发明的腐蚀评价试验方法进行详细地说明。需要说明的是，图2为表示相对湿度经时变化的一个例子。图2中的At表示湿润工序的时间，Bt表示干燥工序的时间。Av表示湿润速度，Bv表示干燥速度。(1)湿润工序A和干燥工序B的重复次数湿润工序A和干燥工序B的重复次数相当于实际船舶中的重复次数，该重复数越多表明腐蚀越严重。重复次数可以根据评价的钢材种类的耐腐蚀性水平进行选择，但为了在各钢材种类的耐腐蚀性的顺序中产生差异，优选为30次以上。需要说明的是，即使超过 730次各钢材种类的耐腐蚀性的顺序中也不会产生差异，因此优选为730次以下。(2)按照每30次湿润工序A和干燥工序B的重复次数中进行1次以上的比例进行湿润工序时赋予盐分按照每30次湿润工序A和干燥工序B的重复次数中进行1次以上的比例进行湿润工序时赋予盐分小于1次时，不会赋予盐分，与实际船舶的腐蚀环境不同，因此为1次以上。需要说明的是，进行同一湿润工序时，即使2次以上或连续地赋予盐分，也作为赋予1次盐分。需要说明的是，湿润工序和干燥工序根据相对湿度进行区分是妥当的，其阈值用NaCl 的潮解性(deliquescent)表示，为形成湿润的状态的相对湿度75%。(3)湿润工序的时间(At)和干燥工序的时间(Bt)的比率的范围(0. 05彡Bt/ At ^ 10)对于湿润工序的时间(At)和干燥工序的时间(Bt)的比率的范围(0. 05 ( Bt/ At ( 10)，以使下述实际船舶暴露试验和腐蚀评价试验的钢材种类所引起的耐腐蚀性的顺序相同为主要目的，重复进行实验，发现下限值为0. 05及上限值为10。然后，说明限定为0. 05彡Bt/At彡10的理由。Bt/At的值小于0. 05时，湿润时间(wetting time)的比率长，变为与实际船舶的耐腐蚀性的顺序(ranking of corrosion resistance)不同的状态(即，与实际船舶的耐腐蚀机制(corrosion mechanism)不同)，因此将下限值设为0. 05。另外，Bt/At的值大于 10时，干燥时间(drying time)的比率变得过长，因此腐蚀时间(corrosion time)变短，促进腐蚀的要素变少，因此将上限值设为10。(4)试验用海水作为试验用海水，可以使用NaCl溶液、人工海水溶液、天然海水溶液中的任一种， 作为该赋予方法，利用喷雾、浸渍或利用移液管等的赋予溶液，也可以为其他方法。此处 NaCl溶液的浓度为2 6maSS %，人工海水溶液是指配制的盐类溶液，使其与海水具有同样组成、且各成分的比率和浓度也与海水近似(saline liquid solution) 0天然海水溶液是盐分浓度(concentration of salt)(包括氯化钠、及氯化钠之外的氯化镁(magnesium chloride)、氯化钾(potassium chloride)等)在 3· 0 4. 0mass% 的范围内的海水溶液。上述赋予方法是指对试验体赋予盐分。(5) 0. 1 ^ Bv/Av ^ 3. 8 另外，根据实际船舶的结果，作为湿润速度(Av)和干燥速度(Bv)的关系式，为 0. 1 彡 Bv/Av 彡 3. 8。由于0. 1彡Bv/Av彡3. 8是根据实际船舶的环境测定求出的，所以至少在该范围内时与实际船舶的腐蚀机制基本相同。其原因在于，Bv/Av为0.1以上时，与实际船舶的耐腐蚀性的顺序一致，超过3. 8时，变为与该顺序不同的结果。[实施例]将表1所示的成分组成的熔钢在50kg真空溶解炉(vacuum melting furnace) 中熔炼后，形成钢块。然后，将上述钢块装入加热炉中，加热至1150°C后，通过热轧，形成 30mm厚的钢板。采集3mmtX50mmWX150mmL的试验片，将从上述钢板的表面沿深度方向 2mm的位置作为试验片的表面，对该试验片的表面进行喷砂清理(shotblasting)。之后制作试验片，所述试验片表面涂布有焦油环氧树脂涂料(Tar Epoxy Resin Paints)的单层被膜(single layer film)(涂膜厚约100 μ m)。耐腐蚀性评价如下进行，即，事先用割刀(utility knife)在试验片上从涂膜上直至底层铁板表面赋予直线状(in a straight line)的划痕，在规定的腐蚀评价试验后，通过在划痕(scratch)周围产生的涂膜膨胀 (Swelling of paint film)的面积进行评价。实际船舶的暴露试验如下进行设置，即，在实际船舶的压舱水箱的上甲板内侧通过支架设置试验片使试验片的带有划痕的一面朝下。试验时间(testing period)为2年。另外，腐蚀评价试验在表2所示的试验条件、试验时间下进行。表3给出腐蚀评价试验后划痕周围产生的涂膜膨胀的面积测定的结果。在实际船舶的暴露试验中，涂膜膨胀的面积顺序为钢板C>B>A>D>E。腐蚀评价试验的发明例 1 5中，涂膜膨胀面积的顺序为钢板C>B>A>D>E，与实际船舶的暴露试验的顺序相同。另外，以钢板A的膨胀面积作为基准时的钢板B、C、D、E的膨胀面积的比率也与实际船舶的腐蚀评价试验的发明例1 5中的比率基本相同。由此可知，本发明例的腐蚀评价试验条件作为实际船舶的压舱水箱的上甲板内侧的腐蚀评价试验方法是妥当的。另一方面，在腐蚀评价试验的比较例1中，涂膜膨胀面积的顺序为钢板A > B > D > E > C，在比较例2中为钢板六> E > B > D > C，在比较例3中为A>B>E>D>C， 在比较例4中为钢板8 > A > C > D > E，在比较例5中为C>A>B>E> D，在比较例6 中为B>A>C>D> E，结果与实际船舶的顺序不同。在比较例1中经常为浸渍状态，在比较例2中经常为湿润状态，由于没有进入干燥工序，所以无法模拟实际船舶的腐蚀环境， 耐腐蚀性(涂膜膨胀)顺序与实际船舶不同。比较例3及比较例4中进入干燥工序，但对于干燥工序B/湿润工序A的比率，在比较例3中过小，在比较例4中过大，耐腐蚀性(涂膜膨胀)顺序与实际船舶不同。在比较例5中干燥速度/湿润速度的比率过�。冉侠�6中干燥速度/湿润速度的比率过大，耐腐蚀性(涂膜膨胀)序列与实际船舶的结果不同，作为评价试验无法采用。
权利要求
1.一种评价船舶的压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验方法，在相对湿度 75%以上的湿润工序A、和相对湿度小于75%的干燥工序B中设置试验体，在交替重复所述湿润工序和所述干燥工序的腐蚀评价试验循环中，所述湿润工序A中设置所述试验体的时间(At)与所述干燥工序B中设置所述试验体的时间(Bt)的关系为0. 05 ( Bt/At ( 10，湿润速度(Av)与干燥速度(Bv)的关系为0. 1 ( Bv/Av ( 3. 8，进行所述湿润工序时，利用喷雾、浸渍、或赋予溶液的方法将NaCl水溶液、人工海水溶液或天然海水溶液中的任一种溶液用于对所述试验体赋予盐分，其中，Av是指从干燥工序转移到湿润工序时的相对湿度变化量除以时间得到的值，Bv 是指从湿润工序转移到干燥工序时的相对湿度变化量除以时间得到的值。
2.如权利要求1所述的评价船舶的压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验方法， 所述湿润工序A和所述干燥工序B的重复次数为30次以上，按照每30次中进行1次以上的比例进行所述湿润工序时，利用喷雾、浸渍、或赋予溶液的方法将NaCl水溶液、人工海水溶液或天然海水溶液中的任一种溶液用于对所述试验体赋予盐分。
3.一种评价船舶的压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验方法，在相对湿度 75%以上的湿润工序A和相对湿度小于75%的干燥工序B中设置试验体，在交替重复进行至少30次以上所述湿润工序和所述干燥工序的腐蚀评价试验循环中，所述湿润工序A中设置所述试验体的时间(At)与所述干燥工序B中设置所述试验体的时间(Bt)的关系为 0. 05彡Bt/At彡10，湿润速度(Av)与干燥速度(Bv)的关系为0. 1彡Bv/Av彡3. 8，按照每30次所述湿润工序A和所述干燥工序B的重复次数中进行1次以上的比例进行所述湿润工序时，利用喷雾、浸渍、或赋予溶液的方法将NaCl水溶液、人工海水溶液或天然海水溶液中的任一种溶液用于对试验体赋予盐分，其中，Av是指从干燥工序移至湿润工序时的相对湿度变化量除以时间得到的值，Bv是指从湿润工序移至干燥工序时的相对湿度变化量除以时间得到的值。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够评价船舶的压舱水箱的上甲板内侧腐蚀的腐蚀评价试验方法。具体而言，所述能够评价船舶的压舱水箱的上甲板腐蚀的腐蚀评价试验方法的特征在于，在相对湿度75％以上的湿润工序A、和相对湿度小于75％的干燥工序B中设置试验体，在交替重复所述湿润工序和所述干燥工序的腐蚀评价试验循环中，所述湿润工序A中设置所述试验体的时间(At)与所述干燥工序B中设置所述试验体的时间(Bt)的关系为0.05≤Bt/At≤10，湿润速度(Av)与干燥速度(Bv)的关系为0.1≤Bv/Av≤3.8，进行所述湿润工序时，利用喷雾、浸渍、或赋予溶液的方法将NaCl水溶液、人工海水溶液或天然海水溶液中的任一种溶液用于对所述试验体赋予盐分。
文档编号G01N17/00GK102483373SQ201080036758
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月18日 优先权日2009年8月19日
发明者小森务, 盐谷和彦 申请人:杰富意钢铁株式会社
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