金属における防錆対策についてご紹介します！

金属の錆びにお悩みの方は多くおられるかと思います。錆びが発生することで見た目が悪くなるだけではなく使いにくくなったり、壊れやすくなったりします。そこでこの記事では皆さんのお悩みを払拭するために、錆びに関する役立つ情報をいくつかご紹介します。ぜひ参考にしてください。

目次

錆びの種類を解説！

私たちが普段目にする錆びにはさまざまな色があります。
赤錆びや青錆び、茶錆びなど、錆びと一口に言ってもその種類はさまざまです。ここでは色別の錆びの種類や特徴について詳しく解説していきます。

1つ目は赤錆びです。これは鉄や銅によく見られる錆びです。材料を少しずつ侵食してやがて劣化させてボロボロにする赤錆びもあれば、安定した保護被膜となって材料自体を守る機能を果たしてくれる赤錆びもあります。例えば銅に発生する赤錆びは保護被膜として銅本体を守り、大気中や水のある場所、海水などに触れさせてもある程度腐食を防いでくれます。

2つ目は黒錆びです。鉄に発生する黒錆びは高温加熱することで発生します。錆びとはいっても厳密には酸化物の被膜なので、鉄への侵食を抑える役割を果たしてくれる、いわば良性の錆びと捉えても良いでしょう。例えば銀でできたスプーンや食器が黒ずんでくることがあります。これの正体は表面にできた硫化銀や酸化銀で、見た目はあまり良くないものの侵食してそのものを破壊するようなものではありません。ですので、黒錆びは腐食ではなく化学変化の1つなのです。

3つ目は白錆びです。アルミニウムなどでよく見られる白錆びは通常下にアルミニウムの薄い膜が作られており、これによって本体が守られるという仕組みになっています。ですが、この酸化膜が破壊されてしまうと本体まで侵食してしまいます。また亜鉛でも白錆びは見られますが、この場合錆びを守るような機能をします。

錆びが原因でおきる劣化について解説！

錆びが発生すると良くないことは分かるけれど、具体的にどのような事例があるのかいまいちピンと来ない方もいらっしゃるでしょう。そこで、ここでは錆びが原因で起こる劣化の事例を解説していきます。

1つ目は部品を固定するボルトが割れる事例です。例えば駐車場のボルトをナットで固定し、強度が十分にあったにも関わらずボルトが割れてしまったという事態が起こったとします。これはボルトの締め付ける力と周辺環境の化学物質が原因で、応力腐食割れが発生したと考えられます。

2つ目は固定したねじが破損した事例です。ステンレスの建材を倉庫の外壁に使い、アルミニウム製のねじで固定した場合、時間が経過するうちにねじが破損することがあります。アルミニウム製のねじが風雨にさらされることで腐食し、固定できないほど強度が落ちることで、異種金属接触により腐食が発生します。

防錆の方法の解説！

それでは上記のような劣化を防ぐには、事前にどのような対策を施せば良いのでしょうか。防錆の技術は錆びのメカニズムの解明や耐食材料の開発と共に進化していますが、基本の考え方は以下の4つです。

・被覆防食
・電気防食
・耐食材料
・環境制御

この4つについて詳しく解説します。1つ目は被覆防食です。これは材料をコーティングすることで錆びを防ぐ方法です。錆びは空気や水に触れることで発生しますが、最初から表面をコーティングすることで錆びの発生を防げます。また、このコーティング材料は有機被覆、無機被覆、複合被覆の3つに分類できます。

2つ目は電気防食です。これは腐食電流という錆びの原因の1つを抑制することで防錆する方法です。大気中には電気防食に必要なイオンが十分にないので、この方法は土中や海中に埋められているパイプラインでのみ行われます。

3つ目は耐食材料です。これは耐食性に優れた合金のことを指します。最も有名な例だとステンレス鋼などが挙げられるでしょう。鉄以外だとアルミニウム合金やチタン合金、銅合金などがあります。コストが高くこのような材料を使えない場合は、安定した錆び層を形成して腐食の進行を遅くするという発想を持つ材料を使うのも1つの手です。上記でも紹介したように銅やアルミの錆び、鉄の黒錆びなどが保護被膜として機能するという利点を応用した方法で、低合金鋼など耐候性鋼などが挙げられます。

4つ目は環境制御です。湿度や酸素を除去したり錆びを抑える化学物質を散布して防止したりする方法です。これはある程度密閉できる空間、例えば箱や袋の中などで使える方法です。ただこの方法は限られた期間のみ錆びを抑えられるので、長期的な耐候性、耐食性の向上は望めないでしょう。