ステンレスが錆びる理由なぜ?原因は?何年でシンクは錆びる?

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ステンレスはなぜ錆びるのでしょうか?

ステンレスのシンクが錆びる原因にはどんなものがあるんでしょうか?

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ステンレスが錆びる理由なぜ?原因は?

ステンレスは錆びないのではなく錆びにくいだけで、家庭環境の話に限定しても、下記のような原因・理由でさびることがあります。

①塩分「食塩」などをこぼしたままにする。

②他の鉄「日本包丁など」ぬらしてのせておく。もらい錆。缶などをのせておくのも同じ。時間がたつとステンレスも錆びる。

③油汚れを放置したりやビニールテープを張ったする。その下に黒い錆が出来る。

日本国内でも水道水の水質は地域によって異なります。場所によっては石灰分が多いですが、そういう所だと、ステンレス製の流しのシンクに、鉄製の缶詰の空き缶を置いておくと数時間でシンクにさびが出ます。その缶の底のステンレスの所に接触している部分の形通りのさびが出ます。ただし、強くこすると、サビがついてから時間が立っていなければ割と簡単に落ちます。

軟水であっても、ステンレスの成分が入った水がステンレスに勢い良く当たっていると錆びる事があります。塩分で錆びる事はありません

ステンレスが錆びないのは、成分のクロムが表面にしみ出し、酸化クロムの膜を作り鉄を保護するから。

能動的・受動的な酸化電位によりステンレス表面に薄い酸化被膜が出来あがり、それが不働態被膜としてそれ以上の錆の進行を防ぐためです。

その膜は酸アルカリにも強く、広い用途があるが、塩素イオンはその膜を破ってしまう作用があり、ステンレスを錆びさせる大敵です。

この仕組みが成り立たなければ、ステンレスは錆びます。

つまり、次のいずれかの経緯で錆は進行します。

(1)ステンレス側の理由で、不働態被膜がうまく生成されない。
(2)外的環境の理由で、不働態被膜がうまく生成されない。
(3)その他の理由。

と、挙げるとイロイロな腐食トラブルがあります。

たとえば、ステンレスの表面に軟鋼・亜鉛・アルミニウムなどの異種金属が長時間接触または連結した状態で放置され、間に水分(湿気・結露等)を含むと、電池作用によりこれらの異種金属が腐食を起こし、鉄分が溶け出した錆が発生します。

これはステンレス自身が錆びたのではなく「もらい錆」といいます。

以上のことから異種金属との接触はできるだけ避ける必要があります。

まずは各々の腐食のしくみを知って、予防策を検討しましょう。

そこで、実際の発錆のトラブルを列記します。

ステンレスが錆びる原因・理由1 ステンレスに不働態被膜が生成されない

①ステンレス不良品。
ステンレス自体の化学組成が正しくなっておらず、適正な不働態被膜が出来ない。

間抜けな話ですが、非先進国では粗悪な偽造ステンレスがかなり流通しているんです。

②もらい錆
ステンレスの表面に炭素鋼など錆びる鋼材が接触してその異組織が定着すると、それを起点にして腐食が進行する。

もらい錆はきちんと清掃除去しましょう。

③焼け痕・溶接痕

ステンレスを火であぶったり溶接すると、表面に黒色や虹色の着色ができる。

これは、不働態被膜ではなく酸化被膜で、カサブタのように機械的にも化学的にも弱く、しかも不働態被膜の生成を邪魔して発錆の原因となる。

焼け跡・溶接痕は酸洗などで落しましょう。

④鋭敏化・粒界腐食

ステンレスは、700℃近辺で含有クロムが組織の粒界部に溶け出してそこの炭素分と結合してしまい、この時間が長いとクロム欠乏(鋭敏化)して、適正な耐食性にならずに腐食する(粒界腐食)。

700℃近辺の温度は続かないように温度管理するか、もし続いたら1000℃以上まで再加熱してクロムを組織に戻す(固溶化処理)。

ステンレスが錆びる原因・理由2 外的環境で不働態被膜が生成されない

⑤孔食
ハロゲン系(特に塩素Cl)イオンは、ステンレスの表面の不働態被膜を破壊して、虫食い穴のように孔食が進行しやすい。海岸部や高Cl濃度を扱う場合は、孔食に強い材質を選ぶなど注意しましょう。

⑥隙間腐食
金属接触面のような狭い空間では、上記⑤同様のハロゲン高濃度空間になりやすい。構造に注意しましょう。

⑦応力腐食割れ
塩素イオン濃度が高く、その部分に力が加わると、応力腐食割れが発生する。
組織的に破壊進行する割れのため危険。塩素イオン濃度を低くする、金属温度を下げる、力がかからないようにする、材質の耐食性を見直す、などに注意しましょう。

⑧生物腐食
微生物が表面に成長してバイオフィルム(いわゆる「ヌルヌル」)が成形され、それが上記⑤のような腐食の原因となる。強度的に重要な箇所にはバイオフィルムが作られないようにしましょう。

ステンレスが錆びる原因・理由3 その他

⑨電食
配管などの電荷が移動する系統で、ステンレスと炭素鋼のように電位に違い(卑と貴)がある異金属を接触させると、電荷の移動により電位的に卑の金属が腐食する。配管などでは異金属を使わないか、絶縁体で絶縁させましょう。

⑩溶融金属脆化
メッキ・塗料中の亜鉛やろう付けの鉛など低温度で溶融した重金属は、ステンレスや高張力鋼の組織に侵入して、組織を破壊してクラックの起点となる。ステンレス・高張力鋼の表面には、亜鉛・鉛などは接触させないようにしましょう。

ステンレスのシンクは何年で錆びる?

ステンレスは鉄を50%以上とクロムを含有するは耐錆性合金鋼の総称です。材質、表面処理法により物性が異なります。

ステンレス鋼は一般的に酸化性不動態膜の形成により内部浸食を阻害しているので、還元条件は苦手です。

また一般的なオーステナイト系のステンレスの対塩水性の実験では3%程度の条件において腐蝕極大となるため、海水程度の塩濃度が一番苦手です。他

のイオン等が溶解していない湿気には腐蝕耐性が高いですが、酸化電位の低い金属と接触させると、その金属の酸化による不動態膜破壊による錆が進行しやすくなります。

家庭環境で発生するステンレスの錆の原因の多くはもらい錆になるので、もらい錆にさえ気を付ければ10年でも20年でも錆びることはないでしょう。

逆にステンレスが錆びる条件が揃ってしまうと、1年も立たずに錆びることがあります。

まとめ:ステンレスが錆びる理由なぜ?原因は?

腐食は、材料、腐食環境、更に荷重が作用しているかどうかの3つの影響で決まります。ステンレスは名前の通り錆びにくいですが、欠点もあり環境によっては腐食が進行します。また、力が作用し、すべりが生じて不動態被膜が破壊されれば応力腐食割れが生じます。錆びないステンレスと言うときに、環境や荷重の有無を指定しないと断言するのは難しいです。むしろ現在までの研究結果から、どのステンレスはどの環境に弱いかを論文などで調べた方が無難です。材料と腐食環境との組み合わせで、微妙に腐食が異なります。全ての環境で研究されているわけではありませんので。文献がなければ使用環境下で実験して腐食が生ずるかどうか調べる必要があります。

よく18ー8ステンレスって書いていますが意味は18%クローム 8%ニッケルの合金です(磁石に引っ付きにくい)、でも残り74%はスチール(鉄)です、よっていずれサビてきます、ステンレスでも磁石に引っ付く物(表面だけサビにくい処理をしてますが傷がいけばそこからサビてきます)は比較的早くサビます。溶接棒はアーク、アルゴン溶接もステンレス棒は有ります。

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