腐食概論:鋼の腐食

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         【水質の影響(陰イオン)】

 結論から言うと,鋼腐食に大きく影響する陰イオンは,塩化物イオン(Cl-),及び硫酸イオン(SO42-)である。
 日本の一般的な淡水には,これらの含有量は低く,溶存酸素の影響が卓越している。従って,陰イオン濃度に多少の変化があっても,静止している淡水中では,鋼腐食に大きく影響しないと考えられている。
 しかし,水が流動する場合には,塩化物イオンの影響が顕在化することもある。
 下図は,塩化物イオン濃度の異なる水中での鋼腐食と流速との関係を模式的に示したものである。なお,乱流の影響は考慮していない。

鋼腐食に影響する塩化物イオンと流速の関係(模式図)

鋼腐食に影響する塩化物イオンと流速の関係(模式図)
出典:松島巖,日本材料学会,腐食防食部門委員会資料,No.94, Vol.19, Part1.Japan (1980)

 図中の曲線①は,塩化物イオン濃度の低い淡水での挙動,曲線②は,淡水に例えば 30ppmの塩化物イオンを添加した場合の挙動,曲線③海水での挙動を示す。
 なお,【淡水とは】で説明したように,塩分濃度 500ppm,塩化物イオン濃度で約 300ppmまでは淡水と定義されている。
 塩化物イオンを含まない水に比較して,塩化物イオンを含む淡水では不動態化による腐食速度低下の開始流速が大きいほうに移動する。
 海水のように高濃度の塩化物イオンを含む水では,流速を上げても不動態化は起こらず,【溶存酸素の拡散】で解説した酸素の流束 J の増加により腐食速度が単調に増加する。
 なお,図からわかるように,何れの場合も,不動態化の影響が出ない流速範囲では,腐食速度は酸素の流束 J に依存し,塩化物イオンの濃度によらずほぼ同じになる。

【参考資料】
 1):日本材料学会,腐食防食部門委員会資料,No.94, Vol.19, Part1.Japan (1980)

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