ガルバニック腐食の防止: 要因と方法

ガルバニック腐食は、2 つの金属間の電気化学電位の差によって引き起こされ、反応性の高い金属の腐食につながります。金属構造を保護し、その寿命を延ばすには、このタイプの腐食を防ぐ方法を知ることが重要です。

この記事では、金属部品をガルバニック腐食から保護し、長年にわたって強度と耐久性を維持するための効果的な戦略について説明します。

ガルバニック腐食とは何ですか?

ガルバニック腐食は、導電性流体の存在下で 2 つの異なる金属が電気的に接続されたときに発生します。この相互作用では、一方の金属が陽極として機能し、酸化によって電子を失いますが、もう一方の金属は陰極として機能し、還元が起こり、腐食から保護されます。  

ガルバニック腐食の必須条件

• 2 種類の異なる金属の存在: 少なくとも 2 種類の異なる金属が必要です。
• 電気的接触: 金属は互いに直接電気的に接触している必要があります。
• 電解質: プロセスを促進するには、水や水分などの電解質が必要です。

ガルバニック腐食に影響を与える要因

電位差

2 つの金属間の電気化学電位の差が大きいほど、陽極の腐食速度が速くなります。反応性の高い金属と反応性の低い金属を組み合わせると、反応性の高い金属の方が速い速度で腐食します。

環境要因

温度や pH などの要因によって、腐食が促進されたり、遅くなったりすることがあります。温度が高いと反応速度が速くなることが多く、pH レベルが極端に高いと、関係する金属によっては腐食が促進されたり、抑制されたりすることがあります。

表面積比

金属表面の大きさは重要です。特に、陽極の表面積が陰極の表面積に比べて小さい場合、劣化が早くなる傾向があります。これは、面積が小さいほど電気化学反応が集中し、劣化が早くなるためです。

ガルバニック腐食を防ぐには？

素材の選択

ガルバニック腐食のリスクを最小限に抑えるには、電気化学的電位が類似する金属を選択することが重要です。たとえば、ステンレス鋼とアルミニウムは電位差が大きいため、一緒に使用するのは適切ではありません。同じファミリーの金属や互換性のある特性を持つ金属を選択すると、腐食を防ぐのに役立ちます。

保護コーティングとバリア

腐食を防ぐための非常に効果的な方法の 1 つは、金属表面に保護バリアを塗布することです。これらのバリアは、水分や有害物質が下にある金属に到達して損傷するのを防ぎます。長期間にわたって保護特性を維持するには、これらのコーティングを維持し、必要に応じて再塗布することが重要です。

• 塗料 防湿バリアを作るためによく使用されます。金属表面を化学物質や環境要因から保護するのに役立ちます。
• 粉体塗装 より厚く、より耐久性のある保護層を提供します。過酷な条件にさらされる屋外での使用に特に適しています。

さらに、絶縁材を使用して異種金属を分離すると、ガルバニック腐食のリスクがさらに軽減されます。保護コーティングとこれらの分離技術を組み合わせることで、耐腐食性を大幅に向上させることができます。

• プラスチックワッシャーとブッシング ボルトと金属表面の間に配置して電気接触を防ぐことができます。一般的な材料にはナイロンやポリエチレンなどがあります。
• ゴムガスケット あなたはジョイントやフランジにゴム製ガスケットを使用すると、金属同士が接触するのを防ぐバリアが形成されます。これは配管システムで特に役立ちます。
• 絶縁スリーブ ボルトやネジの周囲に塗布して、異種金属との接触を防ぐことができます。

陰極保護

陰極防食は金属構造物の腐食を防ぐために使用される効果的な技術であり、主に印加電流システム (ICS) と犠牲陽極システムの 2 つの形式があります。

• 印加電流システム (ICS)

印加電流システムは、外部電源を使用して一定の電流を供給し、金属構造を腐食から保護します。整流器は、保護対象の金属の近くに配置された不活性陽極を通過する直流電流を生成します。このプロセスにより、電気化学反応が逆転し、金属が効果的に陰極に変換され、腐食速度が低下します。

この方法は、特に腐食リスクが高い場所で、パイプライン、貯蔵タンク、船舶によく使用されます。電流レベルが適切であり、陽極が適切に機能していることを確認するために、定期的な監視が不可欠です。

• 犠牲陽極システム

犠牲陽極システムは、亜鉛やマグネシウムなどの反応性の高い金属を取り付けることで金属構造を保護します。この犠牲陽極は優先的に腐食し、下にある金属を保護します。陽極が最初に腐食し、保護された構造への損傷を防ぐという考えに基づいています。

ボートや船舶、地下パイプライン、タンクなど、海洋用途で広く使用されています。腐食防止のための効果的かつ経済的な戦略を提供します。ただし、時間の経過とともに徐々に摩耗するため、定期的に検査し、必要に応じて犠牲陽極を交換することが重要です。

環境条件制御

ガルバニック腐食を遅らせるには、環境条件を制御することが重要です。効果的な方法の 1 つは、周囲の温度と湿度を管理することです。湿度を下げると、腐食の重要な要因である水分への露出を大幅に減らすことができます。

さらに、ジョイントや接続部の周囲にシーラントを使用すると、保護バリアを作成できます。これらのシーラントは、湿気の侵入を防ぎ、敏感なコンポーネントを腐食性要素への露出から保護するのに役立ちます。

定期的な検査は、効果的な腐食管理に不可欠です。定期的な評価により、腐食の兆候を早期に検出し、問題に迅速に対処して、広範囲にわたる損傷の発生を防ぐことができます。

腐食防止剤を使用する

腐食抑制剤は、腐食速度を低下させるために環境に導入できる物質です。たとえば、冷却水システムでは、特定の抑制剤を追加して金属表面に保護層を作ることができます。この層は金属の反応性を最小限に抑え、腐食プロセスを大幅に遅らせ、機器の寿命を延ばします。

ガルバニック腐食保護が必要な鋼種

亜鉛メッキスチール: 銅やステンレス鋼などのより貴な金属と組み合わせると、亜鉛メッキ鋼の亜鉛コーティングはより早く腐食する可能性があります。

炭素鋼: 炭素鋼は、特に湿気や腐食しやすい環境では、ステンレス鋼や銅と接触すると容易に腐食します。

低合金鋼このタイプの鋼は、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などの金属と組み合わせると、腐食が早くなる傾向があります。

ステンレス鋼: 一般的に耐腐食性がありますが、304 ステンレス鋼などの一部のグレードは、湿気や塩分の多い環境で炭素鋼と接触すると腐食する可能性があります。

鋳鉄鋳鉄は、特に湿った環境や海洋環境では、ステンレス鋼や銅などの金属にさらされると、ガルバニック腐食を起こす可能性があります。

溶融亜鉛メッキ鋼はガルバニック腐食に優れている

溶融亜鉛めっき鋼でもガルバニック腐食は発生しますが、保護のために亜鉛層が厚くなっています。この厚みにより、軽度から中程度の腐食環境では他の亜鉛めっき方法よりも効果的です。より強力な保護が必要な場合は、誘電体フィッティングを使用するか、追加のコーティングを施すことをお勧めします。

スティールプログループの 溶融亜鉛メッキ鋼製品 厚く均一な亜鉛コーティングがガルバニック腐食に対する優れた保護を提供します。 カスタマイズ可能なオプション プロジェクトの特定のニーズに基づいて、コーティングの厚さと追加の処理を決定します。

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