腐食は静かな敵であり、金属構造を徐々に摩耗させます。腐食により産業に年間数十億ドルのコストがかかっていることをご存知ですか? に依存している産業では CNC 機械加工、腐食により高価な損傷が発生し、パフォーマンスが低下する可能性があります。
この記事では、7 つの主要なタイプの腐食について説明します。それらを識別する方法、そして最も重要なことに、それらが金属に及ぼす破壊的な影響を防ぐ方法を学びます。これらの腐食の種類を理解することは、CNC 加工などの機械とインフラストラクチャの完全性を維持するために重要です。
均一腐食は、金属の表面全体に影響を及ぼし、材料の均一な損失を引き起こす腐食の一種です。このプロセスは、鋼鉄、銅、アルミニウムなどの金属が水、空気、化学物質などの過酷な環境にさらされたときに発生します。腐食が金属表面全体に均一に広がると、時間の経過とともに予想通りの薄化が起こり、材料が弱くなります。
鉄、銅、アルミニウムなどの金属は、酸素や湿気と接触すると、均一な腐食を特に受けやすくなります。たとえば、鉄は酸素と水の両方にさらされると酸化を受け、酸化鉄（さび）が形成されます。この錆は徐々に金属を侵食し、その構造と完全性を弱めます。均一な腐食が発生する速度は、湿度、温度、汚染物質や化学物質の存在などの環境要因によって異なります。
沿岸地域や降雨量の多い場所など、湿度の高い環境では、均一な腐食が促進される可能性があります。同様に、硫黄化合物などの大気中の汚染物質は腐食速度を速める可能性があるため、産業界にとって予防策を講じることが重要となっています。
位置 | 説明 |
鋼構造物 | 湿気や空気にさらされる鉄骨梁、パイプライン、屋外設備。これらの構造は時間の経過とともに錆びたり腐食したりする傾向があります。 |
アウトドア用品 | フェンス、手すり、貯蔵タンクなどの物品は、雨、太陽、空気などの環境要素にさらされており、劣化が早くなります。 |
● 耐食性材料: ステンレス鋼などの耐食性金属を使用すると、均一な腐食の可能性を大幅に減らすことができます。これらの金属は保護酸化層を形成し、さらなる錆びを防ぎます。
● 保護コーティング: ペイント、亜鉛メッキ、粉体塗装などの保護コーティングを適用すると、水や酸素などの腐食性要素が金属表面に到達するのを防ぐ物理的バリアが形成されます。
● 環境管理: 金属構造周囲の湿気と水分レベルを下げることが不可欠です。密閉されたエリアで除湿器を使用したり、屋外の機器を保護層でコーティングしたりすると、金属の完全性を長期にわたって維持することができます。
ガルバニック腐食は、2 つの異なる金属が腐食性の電解質環境で電気的に接続されると発生します。一方の金属 (アノード) は加速された速度で腐食しますが、もう一方の金属 (カソード) は遅い速度で腐食するか、まったく腐食しません。このプロセスは、海水や塩水などの電解質中で金属が接触したときの、金属間の電気化学的電位差によって引き起こされます。
位置 | 説明 |
配管システム | 銅パイプと鋼パイプは配管システム内で接触することが多く、電気腐食の可能性が生じます。 |
海洋構造物 | さまざまな金属を使用する船舶、海洋石油掘削装置、海洋機器は、特に塩水環境では電解腐食が発生する可能性があります。 |
● ガルバニック系列で近い金属を選択する: システムのさまざまな部品の材料を選択するときは、腐食のリスクを軽減するために、ガルバニック系列で互いに近い金属を選択します。
● 非導電性材料の使用: 絶縁材料を使用してさまざまな金属を分離し、電気接触を防止し、電気腐食を軽減できます。
● 保護コーティングを塗布する: 保護コーティングはバリアとして機能し、金属が腐食環境と接触するのを防ぎます。
孔食は、金属の表面に小さくて深い穴やくぼみができる局所的な腐食です。表面全体に影響を与える均一な腐食とは異なり、孔食は特定の領域を攻撃し、多くの場合、より深刻な構造的損傷につながります。この形態の腐食は、損傷が重大になるまで気付かれない可能性があるため、特に危険です。ステンレス鋼やアルミニウムで、特に塩化物イオンにさらされた場合によく発生します。
孔食は、金属表面の保護酸化物層が損傷し、その下の金属が塩化物イオンなどの攻撃的な物質にさらされると発生します。これらの薬剤は、金属の損失が急速に起こる陽極領域を形成し、時間の経過とともに広がる可能性のあるピットの形成につながります。
位置 | 説明 |
ステンレス鋼 | ステンレス鋼は、特に塩化物を含む環境 (海水など) では、孔食が発生しやすくなります。 |
アルミニウム | アルミニウムは、その本質的な耐腐食性にも関わらず、高レベルの塩化物イオンを含む環境にさらされると孔食が発生する可能性があります。 |
● 定期検査: 金属表面、特にステンレス鋼やアルミニウム製の表面を定期的に検査して、孔食の兆候を早期に検出します。
● 塩化物イオンの制御: 環境、特に海洋および産業用途における塩化物イオンの存在を削減します。
● 耐孔食性合金: クロム含有量が高い合金など、孔食に耐えるように特別に設計された合金を使用します。
粒界腐食は金属の粒界で発生し、多くの場合、金属の大部分がほぼ無傷のまま残ります。この腐食はステンレス鋼では一般的で、特に溶接や熱処理後に発生します。粒界は、合金元素の偏析や、ステンレス鋼のクロムなどの重要な元素の減少により、腐食を受けやすくなります。
この形態の腐食は、金属自体は影響を受けていないように見えるため、最初は目に見えないことがよくあります。ただし、粒界が劣化すると、材料の全体的な構造的完全性が損なわれます。
位置 | 説明 |
溶接ステンレス鋼 | 溶接または熱処理されたステンレス鋼部品は、粒界での合金組成の変化により、特に粒界腐食を起こしやすくなります。 |
オーステナイト鋼 | このタイプの腐食は、圧力容器や原子炉などの高応力環境で使用されるオーステナイト系ステンレス鋼でもよく見られます。 |
● 低炭素または安定化合金: 粒界での炭化クロムの形成を防ぐ低炭素ステンレス鋼または安定化合金を使用します。
● 適切な熱処理: 粒界に腐食ゾーンが形成されないように、溶接後の熱処理を適切に行ってください。
● 腐食環境の回避: 高温環境や塩化物が豊富な環境など、粒界腐食を悪化させる環境への曝露を最小限に抑えます。
応力腐食割れ (SCC) は、材料が腐食環境で引張応力にさらされると発生し、材料に亀裂が生じます。これらの亀裂は目に見える外部損傷なしに広がる可能性があるため、SCC は特に潜行性になります。この形態の腐食は、インフラ、パイプライン、航空宇宙用途で使用される金属など、高応力条件にさらされる金属でよく見られます。
SCC は、機械的ストレスと、塩化物イオンの存在や高温などの環境要因の組み合わせによって発生します。亀裂は通常、加えられた応力の方向に対して垂直に形成され、早期に検出されないと突然の破損につながる可能性があります。
位置 | 説明 |
ブリッジケーブル | 吊り橋のケーブルは常に引張応力がかかっているため、腐食環境にさらされると SCC が発生しやすくなります。 |
パイプラインの溶接 | 加圧された液体またはガスを運ぶパイプラインの溶接継手は、特にパイプラインが攻撃的な化学物質にさらされている場合、SCC の影響を受けやすい可能性があります。 |
● SCC 耐性のある材料を使用する: 高品質のステンレス鋼やチタン合金など、応力腐食割れに強い材料を選択してください。
● 環境制御: 塩化物イオンの存在を減らすなど、腐食性環境への曝露を制御します。
● 応力緩和方法: 残留応力を緩和するためのアニーリング技術の適用など、重要なコンポーネントの応力を軽減する設計変更を実施します。
エロージョン・コロージョンは、機械的エロージョンと化学的腐食の複合効果によって加速される金属の劣化であり、通常は高速の流体またはガスの流れによって引き起こされます。この形態の腐食は、パイプライン、バルブ、タービンブレードなど、流体が高速で移動するシステムで最も一般的です。
高速流体の衝撃により金属表面が摩耗すると同時に、腐食環境 (酸性流体など) により腐食プロセスが加速されます。エロージョンコロージョンは、石油やガスのパイプラインなどの流体輸送システムを扱う産業で特に問題になります。
位置 | 説明 |
パイプとバルブ | 流体システム内のパイプ、バルブ、インペラなどのコンポーネントは、特に流体の流れが乱流している箇所でエロージョン・コロージョンの影響を非常に受けやすくなります。 |
タービンブレード | ガスまたは蒸気システムで使用されるタービンブレードも、高速流体の相互作用により浸食腐食を受ける可能性があります。 |
● 耐浸食性材料: セラミックコーティングされた金属など、機械的摩耗や腐食に耐えるように設計されたより硬い合金や材料を使用します。
● 流体速度の制御: エロージョンコロージョンが発生する可能性が高い重要な領域の流体速度を低減するシステムを設計します。
● 流線型の流体経路: パイプとバルブを再設計し、浸食の原因となる乱流を最小限に抑えます。
適切な材料を選択することが腐食を防ぐ第一歩です。ステンレス鋼は錆びにくいため人気がありますが、すべての環境に適しているわけではありません。材料は、ガルバニック腐食や孔食などの特定の種類の腐食に対する耐性に基づいて選択する必要があります。
亜鉛メッキ、陽極酸化処理、ペイントなどの保護コーティングは、金属と腐食環境の間にバリアを提供します。これらのコーティングは、金属が湿気、酸素、または化学物質と直接接触するのを防ぐために不可欠です。
温度、湿度、化学物質への曝露などの環境要因を制御すると、腐食のリスクを大幅に軽減できます。産業環境では、除湿器を使用するか、温度変動を減らすと、金属コンポーネントの完全性を維持できます。
陰極防食は、金属を陰極に変換して酸化プロセスを防止することで腐食を防止する広く使用されている方法です。この技術は、パイプライン、貯蔵タンク、海洋構造物を腐食から保護するために一般的に使用されています。
この記事では、7 つの主要なタイプの腐食と防止戦略について説明しました。金属部品の寿命を延ばすには、これらの腐食メカニズムを理解することが不可欠です。 などの企業は Suzhou Welden Intelligent Tech Co., Ltd.、腐食と効果的に戦う革新的な製品を提供しています。同社のソリューションは長期にわたる保護を提供し、企業がメンテナンスコストを削減し、業務効率を向上させるのに役立ちます。
A: 7種類の腐食には、均一腐食、電食腐食、孔食、粒界腐食、応力腐食割れ（SCC）、エロージョン腐食、電食が含まれます。これらのタイプを理解することは、特に腐食が金属部品の寿命と性能に大きな影響を与える可能性がある CNC 機械加工のような業界では不可欠です。
A: CNC 加工での腐食は金属コンポーネントを弱める可能性があり、修理に費用がかかり、装置の効率が低下する可能性があります。また、機械加工部品の精度や耐久性に影響を与える可能性があります。コーティングや陽極酸化などの定期的な表面処理方法は、CNC 機械加工部品の腐食を軽減するのに役立ちます。
A: 表面処理は、湿気、酸素、化学物質などの環境要因から金属を隔離することで、腐食を防ぐ保護バリアを作成するのに役立ちます。金属部品の寿命を延ばすために、CNC 加工では亜鉛メッキ、陽極酸化、コーティングなどの技術が一般的に使用されています。
A: 孔食は、局所的な損傷を引き起こし、金属を著しく弱める深い穴やピットにつながるため、特に危険です。これは、精密な部品が重要な CNC 加工において特に問題となります。定期的な検査と表面処理により、孔食のリスクを軽減できます。
A: CNC 加工における応力腐食割れ (SCC) を防ぐには、SCC に耐性のある材料を使用し、腐食剤への曝露を最小限に抑えるように環境を制御し、コーティングや熱処理などの表面処理技術を適用して割れのリスクを軽減します。
A: CNC 加工で耐食性の材料を使用すると、コンポーネントの寿命が長くなり、パフォーマンスが向上し、メンテナンスの必要性が減ります。これらの材料を効果的な表面処理と組み合わせると、耐久性とさまざまな形態の腐食に対する耐性が向上します。
A: 表面処理によりさまざまなタイプの腐食のリスクを大幅に軽減できますが、特に極端な環境では、すべての腐食を排除できるわけではありません。しかし、CNC 加工コンポーネントを最も一般的なタイプの腐食から保護するための重要な戦略であることに変わりはありません。
