腐食概論:鋼の腐食

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         【水質の影響】

 淡水の中で河川水や地下水は,地上に降り注いだを源とする。発生時の雨は蒸留水に近いが,落下中に大気の浮遊物やガス成分を取り込みながら地上に降り注ぐ。
 このため,窒素,酸素,二酸化炭素(炭酸ガス),海塩粒子,各種燃焼ガス成分などが,多少なりとも降雨中に溶け込んでいる。
 二酸化炭素は,水に溶解すると,
   CO2+H2O ⇔ H2CO3 (炭酸) ⇔ H++HCO3- (炭酸水素イオン)
   HCO3-H++CO32- (炭酸イオン)[高いpHでは反応量極僅か]
 となり,水のpHが低下する。このため,標準的な大気で飽和した純水は,pH 5.6まで低下する。日本では,大気飽和で得られるpH 5.6より低いpHの雨を酸性雨と称している。
 なお,米国では,他の成分も考慮し,pH 5.0以下を酸性雨と規定している。
 降雨に含まれる炭酸水素イオン以外の主な陰イオンには,海塩粒子由来の塩化物イオン(Cl-),海塩粒子や燃焼ガスなどを由来とする硫酸イオン(SO42-)などがある。
 実用の淡水は,雨水が地表,及び地下を経由したものである。このため,経由地の土壌成分の影響を受ける。この結果として,【淡水とは】で述べた河川や湖沼の水質に至る。
 上水に関しては,水処理の段階で,凝集剤として硫酸アルミニウムを用いた場合に,河川水などに比較して高い硫酸イオン濃度となる。
 次いで,水質項目として,水素イオン濃度(pH),塩化物イオンなど陰イオン,陰イオンと対になる陽イオンや固形分,及び温度に分け,それぞれの鋼腐食に与える影響を解説する。

【参考資料】
 1):W. Whitman, R. Russell, V. Altieri, Ind. Eng. Chem., 16,665 (1924)

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