腐食概論:鋼の腐食

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         【水質の影響(pH)】

 鋼腐食に対する pHの影響は,古くに研究され,概略で,下図に示す関係が知られている。
 すなわち,pH 5~9の中性範囲では,水中での鋼腐食にはカソード部における酸素の還元反応に必要な酸素の沖合から鋼表面への拡散が律速段階となり,腐食速度は,拡散条件が変わらない限りほぼ一定となる。
   カソード反応:4e-+O2+2H2O → 4OH-
 
 pH4~5以下の酸性になると,中性範囲でのカソード反応と異なり,次に示す水素イオンの還元反応(水素ガス発生)に変わり,腐食速度が著しく増大する。水素イオンの拡散は著しく速いので,腐食速度は水素イオン濃度,すなわちpHと鋼表面に付着する水素ガスの離脱の速さに依存する。
   カソード反応:2e-+2H+ → H2
 
 pHが9~10以上の塩基性になると,水酸イオンが増加し,鋼表面が不動態化する。このため,腐食速度が低下し始める。

鋼腐食に与えるpHの影響

鋼腐食に与えるpHの影響
出典:W. Whitman, R. Russell, V. Altieri, Ind. Eng. Chem., 16,665 (1924)

 【淡水とは】で述べたように,日本の淡水はpH 5~9の範囲に入り,人為的な操作がない限り,中性の淡水中では鋼腐食に与えるpHの影響は小さいといえる。

 【蛇足】pHの読みかた
 pH:水素イオン濃度指数(potential Hydrogen, power of Hydrogen),読みは1957年のJISで“ピーエイチ”と定められ,現在のJIS規格,及び法令等では“ピーエッチ”と定められている。しかし,1980年代以前は,教育現場でも“ペーハー”とドイツ語読みが主流であった。このため,現在もドイツ語読みを使用する例が少なからず見られる。

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

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