腐食概論:腐食の基礎

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  【流速の影響】

 空気飽和した中性水溶液中での鋼の腐食速度を,流速を変えて計測した例を下図に示す。

水中に置かれた軟鋼の腐食速度と流速

水流(拡散層の厚み)の影響
参考:岡本剛 著「新版腐食と防食」大日本図書,p.88(1987)

 流速の増加に伴い腐食速度が増加する。これは,流速の増加と共に,溶存酸素の拡散層の厚みが薄くなるため,鋼表面に到達する酸素量が増加したためと考えられる。
 流速が増えるとともに,腐食速度の極大値を迎え,その後腐食速度の減少が観察される。これは,鋼表面に到達する酸素量の増加で,鋼表面の緻密な酸化物皮膜形成による部分的な不動態化が進むためと考えられる。
 流速の増加で,腐食速度の極小値を観察した後に,再度腐食速度の増加が観察される。これは,流速が大きくなることで,鋼表面に乱流が発生し,不動態皮膜の破壊が進むためと考えられている。
 ちなもに,乱流により微細な気泡の発生と破壊が起き,表面を物理的に損傷する現象をキャビテーションという。キャビテーションによる皮膜破壊と腐食の相乗効果による損傷をキャビテーション・コロージョンという。
 さらに流速が上がると,乱流による物理的影響による片面の損傷が大きくなる。この現象はキャビテーション・エロージョンと呼ばれ,水流ポンプや船舶のプロペラ,水冷エンジンのシリンダーなどの代表的な損傷として知られている。

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