腐食センターニュース No.014 （1997 年 3 月 1 日） （社）腐食防食協会 No.014（復 刻 版 ）*********************************************************
腐 食 セ ン タ ー ニ ュ ー ス
*******************************************************平 成 9 年 3月
1日
硬質クロムめっきの耐食性とめっき厚さとの関係
Ｑ：
一 般 に 硬 質 ク ロ ム め っ き は 耐 食 性 が 悪 い と い わ れ て い ま す 。耐 食 性 を 要 求 す る 場 合 、 20～ 30μ m 以 上 の 厚 め っ き を す る こ と も あ り ま す 。 め っ き 厚 さ が 薄 い と こ ろ で 、3～ 5μ m の も の と 1μ m 以 下 の も の を 比 較 し た 場 合 、ク ラ ッ ク が 観 察 さ れ る 3～ 5μ m の も の よ り も ク ラ ッ ク ・ ビ ッ ト の 見 ら れ な い 1μ m 以 下 の も の の 方 が 耐 食 性 が あ る よ う に 思 わ れ る の で す が 、 い か が で し ょ う か 。Ａ：
ご 指 摘 の と お り で す 。 ク ロ ム め っ き は 、 0.5μ m ぐ ら い ま で の 厚 さ で は ク ラ ッ ク は 発 生 せ ず 、 ポ ア が 散 在 し て い る 状 態 に あ り ま す 。 ク ロ ム め っ き で は 、 め っ き 皮 膜 に 水 素 が 吸 蔵 さ れ る た め に 電 着 応 力 が 高 く な り ま す 。 こ の た め 、 3 ～ 5μ m の よ う に 厚 く な る と め っ き 層 に ク ラ ッ ク が 発 生 し ま す 。 そ し て ク ラ ッ ク が 素 地 ま で 貫 通 し た 部 分 で 下 地 の 鉄 に さ び が 発 生 し ま す 。 つ い で に 、 ク ロ ム め っ き の 耐 食 性 を 改 善 す る 方 法 も 以 下 に 述 べ ま す 。 a)電 気 ニ ッ ケ ル め っ き あ る い は 無 電 解 （ 化 学 ） ニ ッ ケ ル め っ き を 施 し て か ら 、 ク ロ ム め っ き を す る 。 b)ク ロ ム め っ き 後 に 、 無 電 解 ニ ッ ケ ル め っ き を 施 し て ク ラ ッ ク を 封 孔 す る 。 c)ク ロ ム め っ き 表 面 を 布 パ フ 研 磨 （ 青 棒 使 用 ） し 、 ク ロ ム を 塑 性 変 形 さ せ て ク ラ ッ ク を 塞 ぐ 。 d)2 層 ク ロ ム め っ き の 第 １ 層 に ブ ラ ス ト 処 理 を 施 し 結 晶 の 成 長 方 向 を 調 整 し て か ら 、 第 二 層 を め っ き す る 。 （ M.H., Q&A in 長 野 ,11.1 ‘96 よ り ）硬質クロムめっきの密着性評価方法
Ｑ：
硬 質 ク ロ ム め っ き の 密 着 性 評 価 方 法 を 教 え て 下 さ い ｡ JIS8504（ め っ き の 密 着 性 試 験 方 法 ） に は 、 粘 着 性 テ ー プ を は り 付 け 引 き は が す 方 法 な ど が あ げ ら れ て い ま す が 、 硬 質 ク ロ ム め っ き に は 適 さ な い よ う に 思 わ れ ま す 。 Ａ ： 硬 質 ク ロ ム の 密 着 性 試 験 方 法 を 「 JIS H8615 工 業 用 ク ロ ム め っ き 」 で み ま す と 、 JIS H8504 に 規 定 す る 、 と 石 試 験 方 法 、 曲 げ 試 験 方 法 、 又 は 引 張 試 験 方 法 の い ず れ か に よ る 、 と 定 め て い ま す 。 （ M.H., Q&A in 長 野 ,11.1 ‘96 よ り ）腐食センターニュース No.014 （1997 年 3 月 1 日） （社）腐食防食協会 表 ． ク ロ ム め っ き 皮 膜 特 性 の 比 較 サ ー ジ ェ ン ト 浴 ふ っ 化 物 浴 高 速 浴 ク ロ ム 酸 （ g/l） CrO3/ SO４ そ の 他 の 成 分 温 度 （ ℃ ） 電 流 密 度 （ A/d ㎡ ） 200～ 300 90～ 110 45～ 55 20～ 50 － 200～ 300 150～ 200 ふ っ 化 物 50～ 60 20～ 60 200～ 300 100～ 200 添 加 剤 50～ 60 20～ 75 電 流 効 率 （ ％ ） め っ き 速 度 （ μ m/min) 無 め っ き 部 の エ ッ チ ン グ 硬 さ （ Hv） 12～ 16 0.4 無 800～ 900 20～ 26 0.9 有 900～ 1000 20～ 28 1.1 無 900～ 1000
硬質クロムめっきの種類と特徴
Ｑ：
硬 質 ク ロ ム め っ き の め っ き 浴 に 数 種 類 あ り 、 め っ き の 形 態 .性 状 が 違 う と 聞 い て い ま す が 、 形 態 ・ 成 分 ・ 性 状 が ど の よ う に 違 っ て 、 そ の 結 果 ど の よ う な 特 性 を 持 つ の か を 詳 細 に 教 え て 下 さ い 。 耐 食 性 が 違 う も の が あ る と 聞 い て い ま す の で 。Ａ：
現 在 も サ ー ジ ェ ン ト 浴 や ふ っ 化 物 浴 が 使 用 さ れ て い ま す が 、 約 10 年 前 に 高 速 ク ロ ム め っ き 浴 お よ び 加 熱 硬 化 ク ロ ム め っ き 浴 が 開 発 さ れ 、市 販 さ れ て い ま す 。 こ の 2 種 類 の ク ロ ム め っ き に つ い て 述 べ ま す 。 a)高 速 ク ロ ム め っ き 高 速 ク ロ ム め っ き 浴 は 非 ふ っ 化 物 浴 で す 。参 考 の た め 、サ ー ジ ェ ン ト 浴・ふ っ 化 物 浴 と と も に そ の 特 徴 を 下 表 に ま と め ま す 。高 速 ク ロ ム 浴 は 、電 流 効 率 が 高 い の で め っ き 速 度 が サ ー ジ ェ ン ト 浴 の 3 倍 弱 も あ り ま す 。ま た 、ふ っ 化 物 浴 の よ う な 無 め っ き 部 の エ ッ チ ン グ が あ り ま せ ん 。さ ら に 、ク ラ ッ ク 密 度 が 高 い の で 耐 食 性 が 良 く な り ま す 。 b)加 熱 硬 化 ク ロ ム め っ き ク ロ ム 酸 水 溶 液 に 、ギ 酸・シ ュ ウ 酸・ク エ ン 酸 な ど を 添 加 し た 浴 で 、炭 素 2～ 4％ を 含 む 非 晶 質 の ク ロ ム め っ き が 得 ら れ ま す 。 例 え ば ギ 酸 浴 の 場 合 1)、 め っ き の ま ま で も 硬 さ が 約 Hvl000 と 硬 い の で す が 、 500～ 600℃ で 熱 処 理 を す る と Hv～ 1700 と さ ら に 硬 く な っ て 、 サ ー ジ ェ ン ト 浴 か ら の ク ロ ム め っ き の 約 2 倍 に な り ま す 。 （ M.H., Q&A in 長 野 ,11.1,96 よ り ） 1）星 野 重 夫 、松 本 誠 臣：金 属 表 面 技 術 協 会 第 72 回 講 演 要 旨 集 、 ｐ .66（ 1985）腐食センターニュース No.014 （1997 年 3 月 1 日） （社）腐食防食協会
海水中炭素鋼のめっきによる対処方法
Ｑ：
炭 素 鋼 製 部 品 に め っ き し て 海 水 中 で 長 期 間 使 用 し た い 。炭 素 鋼 素 材 の 腐 食 損 傷 を 避 け る 為 に は ど の よ う な 種 類 の め っ き が 適 当 か ？Ａ：
炭 素 鋼 よ り も 卑 な 金 属 で あ る Zn, Al あ る い は Cd を 数 十 μ m 厚 さ で め っ き す る こ と が 好 ま し い 。 一 般 的 に は 電 気 Zn あ る い は 溶 融 Zn め っ き を 用 い る の が 経 済 的 で 1 )、可 能 な 限 り め っ き 膜 厚 を 厚 く 2 )、素 地 露 出 面 積 を 小 さ く す る こ と が 腐 食 寿 命 の 増 大 に 好 ま し い 。 こ こ で 、め っ き 部 品 の 腐 食 現 象 は 、基 本 的 に め っ き 膜 と 下 地 材 料 間 の 異 種 金 属 接 触 腐 食 機 構 に よ っ て 説 明 さ れ る 。こ れ ら の 関 係 は 次 の よ う に 分 類 す る と 理 解 し や す い 。ケ ー ス a)め っ き 金 属 が 下 地 金 属 (Fe な ど )に 対 し 卑 金 属 (Zn, Al, Cd な ど )、 ケ ー ス c)め っ き 金 属 が 下 地 金 属 (Fe な ど )に 対 し 貴 金 属（ Sn, Au, Pt な ど ）。 ケ ー ス a)は 、ト タ ン 板 や 白 ガ ス 管 が そ の 代 表 例 で あ る 。こ の 材 料 組 合 わ せ で は Zn め っ き が 低 速 か つ 犠 牲 的 に 溶 解 し 、 め っ き が 消 失 す る ま で 下 地 金 属 が 電 気 防 食 さ れ る 。 し た が っ て 、 腐 食 寿 命 を 延 長 さ せ る た め に は 、 厚 い Zn め っ き 膜 を 与 え る こ と が 有 利 で あ り 、 電 気 Zn め っ き よ り も 溶 融 Zn め っ き の 方 が 経 済 的 で あ る 。 こ こ で 、 Zn は 腐 食 生 成 物 自 身 が め っ き の 腐 食 速 度 を 抑 制 す る 作 用 を も つ の で 、 そ の 腐 食 速 度 は 静 止 清 浄 海 水 中 に お い て 30μ m/年 程 度 で あ る 。 塩 化 物 イ オ ン (Cl－ )の 少 な い 環 境 で は Al は ケ ー ス c)に な る 。 一 方 、ケ ー ス c)は 、ブ リ キ 板 や 装 飾 品 が そ の 代 表 例 で あ る 。工 業 め っ き 膜 に は 微 小 欠 陥 が 避 け ら れ な い の で 、膜 欠 陥 を 通 じ て 下 地 金 属 が 優 先 溶 解 し 、容 易 に 腐 食 損 傷 に 発 展 す る こ と が 日 常 的 に 経 験 さ れ て い る 。 本 問 の 答 と し て も こ の ケ ー ス は 不 適 当 で あ る 。 （ T.O., Q&A in 群 馬 ,11.15'96 よ り ） 1） 金 属 表 面 技 術 協 会 編 ： 金 属 表 面 技 術 便 覧 、 日 刊 工 業 新 聞 社 （ 1972） p580 2） 日 本 規 格 協 会 ： JIS ハ ン ド ブ ッ ク 、 JIS H8141 ＆ H0401
腐食センターニュース No.014 （1997 年 3 月 1 日） （社）腐食防食協会
上水道用ステンレス埋設管
Ｑ：
阪 神 大 震 災 後 神 戸 市 で は 上 水 用 配 管 に ス テ ン レ ス 管 を 指 定 し て お り ま す 。 こ の よ う に 近 年 上 水 用 配 管 類 の ス テ ン レ ス 化 ・ 樹 脂 化 が 進 ん で お り ま す が 、 ス テ ン レ ス 埋 設 配 管 の 耐 食 性 評 価 は ど う な っ て い る の で し ょ う か ？ も ち ろ ん 通 常 の 鉄 管 と の 比 較 に お い て は 圧 倒 的 に 優 位 に あ る と は 思 い ま す が 、 本 当 に 数 十 年 も メ ン テ ナ ン ス フ リ ー で 使 用 で き る か と い っ た 絶 対 的 評 価 は 行 わ れ て い る の で し ょ う か 。 具 体 的 な デ ー タ が あ れ ば お 教 え く だ さ い 。Ａ ：
水 道 の 開 設 来 コ レ ラ な ど 伝 染 病 の 予 防 に 大 き な 役 割 を 果 た し て き た 鉛 （ Pb）管 も 、当 初 重 車 輌 に よ る 路 面 陥 没 に 伴 な う 変 形 に 耐 え な い 理 由 で 、代 替 を 余 儀 な く さ れ ま し た 。地 震 の 影 響 も こ の 変 形 の 大 き さ に あ り 、樹 脂 管・ス テ ン レ ス 管 は こ れ に 耐 え る 長 所 が あ る と 聞 い て お り ま す 。 近 年 の ス テ ン レ ス 化 は 東 京 都 の 主 導 に よ る も の で あ り 、都 に よ る 調 査・ス テ ン レ ス 協 会 に よ る 5 年 間 の 実 地 暴 露 試 験 が 行 わ れ た 。横 置 き 埋 設 で は 304，316 鋼 と も 腐 食 し な い が 1.3m 長 さ の も の を 縦 置 き で 埋 設 す る 場 合 304 鋼 で は 侵 食 （ 1.2mm/3 年 ） さ れ る ケ ー ス が あ っ た が 316 鋼 で は 5 年 間 侵 食 は な か っ た 1)。 こ れ ら に 基 づ い て 本 管 （ 炭 素 鋼 ） → 砲 金 （ 88Cu-9Sn-3Zn-Pb） 製 バ ル ブ 以 降 各 家 庭 ま で の 配 管 と し て 316 鋼 管 の 採 用 が 普 及 し つ つ あ る 。 絶 対 的 評 価 は 、 a)ス テ ン レ ス 鋼 の 土 壌 中 自 然 電 位 Esp と 、 b)ス テ ン レ ス 鋼 が 土 壌 中 で 起 こ す 局 部 腐 食（ 塩 分 を 含 む 水 が あ る 環 境 で 土 壌 粒 子 と ス テ ン レ ス 鋼 と の 接 触 部 で 起 こ る す き ま 腐 食 ）の 臨 界 電 位 ERと を 測 定 し 、 Espが ERよ り 高 け れ ば 局 部 腐 食 が 起 こ り 、 低 け れ ば 起 こ ら な い と 評 価 す る も の で す 。 Esp は 、 地 下 水 位 よ り 深 く 埋 設 の と き -0.6～ -0.3VvsSCE、 浅 く 埋 設 の と き 0～ 0.3Ｖ （ 含 水 率 が 5％ 以 上 と 高 い 関 東 ロ ー ム な ど ） ま た 0.4～ 0.5Ｖ （ 含 水 率 が 40％ 以 下 と 低 い 砂 質 士 な ど ）と 報 告 さ れ て い る 。 ERは 、304 鋼 /砂 粒 子 － す き ま の そ れ を 間 隙 水 中 Cl－濃 度 と 含 水 率 の 函 数 と し て 求 め た 値（ -0.2～ 0.0Ｖ ）が あ り 、 上 述 304 鋼 の 侵 食 を 説 明 で き ま す 1 ) 。 Esp が 0.4～ 0.5Ｖ と 非 常 に 高 い 浅 地 層 に お い て も そ こ だ け に 横 置 き し た の で は 侵 食 が 起 ら ず 、こ う い う 個 所 と Espが 低 い 個 所 と に ま た が っ て 縦 置 き さ れ た 場 合 に 深 部 の 低 Esp個 所 に 侵 食 が 起 こ る（ 上 述 の 304 鋼 ）と い う 点 が 興 味 深 い 特 徴 で あ り ま す 。 弁 ・ 継 手 に 用 い ら れ る 砲 金 は 通 常 良 好 な 耐 食 性 を 保 つ が 、 こ れ は そ の 電 位 (Espに 相 当 )が 、 -06～ -05VvsSCE（ Fe と の 接 触 の 場 合 ） 、 -045Ｖ （ Pb と の 接 触 の 場 合 ） と 、 砲 金 の 孔 食 電 位 （ 局 部 腐 食 臨 界 電 位 ） 0VvsSCE よ り 十 分 低 い た め で あ る 。し か し 、ス テ ン レ ス 鋼 と 組 合 せ て 使 用 さ れ る と 、そ の 電 位 は ＋ 50mV と 孔 食 電 位 よ り 高 く な り 約 0.4mm/年 の 孔 食 に な る 可 能 性 が で て く る 。1）腐食センターニュース No.014 （1997 年 3 月 1 日） （社）腐食防食協会
ステンレス埋設管の防食
Ｑ：
ス テ ン レ ス 埋 設 管 の カ ソ ー ド 防 食 法 の 具 体 例 に つ い てＡ：
現 在 ス テ ン レ ス 鋼 鋼 管 を 水 道 管 に 使 用 す る 範 囲 は 、 ス テ ン レ ス 埋 設 配 管 協 議 会 の「 給 水 管 分 岐 配 管 工 事 施 行 要 領［ 改 訂 版 ］－ ス テ ン レ ス 鋼 鋼 管 － 」1） に あ る よ う に 、サ ド ル 分 岐 栓 以 降 で あ る 。推 奨 さ れ る 埋 設 条 件 に つ い て は 上 記 施 行 要 領 書 に き め 細 か く 指 示 さ れ て い る 。そ の 範 囲 内 で は 316 鋼 管 母 管 部 の 腐 食 の 懸 念 は 沖 縄 を 除 い て 殆 ど な い と し て よ い 2) 。 事 故 例 に 挙 げ ら れ て い る も の に は 、継 手 部 や サ ド ル 分 岐 栓 か ら の 水 漏 れ が あ る 。こ れ は い ろ い ろ な 金 属 材 料 部 品（ 鋳 鉄 、銅 合 金 、ス テ ン レ ス 等 ）か ら な る 分 岐 栓 で は 異 種 金 属 接 触 腐 食 が 生 じ る か ら で あ り 、そ の 対 策 に 亜 鉛 の 犠 牲 ア ノ ー ド（ 陽 極 ）を 使 用 す る こ と が あ る 。 そ の 例 と し て 、 東 京 都 水 道 局 が 「 サ ド ル 分 岐 栓 防 食 材 料 型 式 承 認 基 準 」 を 平 成 7 年 5 月 1 日 3 )に 設 け 、こ れ に サ ド ル 分 岐 栓 の キ ャ ッ プ 部 に 簡 便 に 取 り 付 け ら れ る 当 該 ア ノ ー ド（ 陽 極 ）基 準 を 含 め た 。上 述 の よ う に 、こ れ は ス テ ン レ ス 埋 設 管 の 防 食 の た め の も の で は な い 。 今 後 ス テ ン レ ス 配 管 の 使 用 増 が 見 込 ま れ て い る 。そ こ で 懸 念 さ れ る ス テ ン レ ス 埋 設 管 の 腐 食 と し て は 、普 通 鋼 と 同 様 に 、迷 走 電 流 腐 食 が 考 え ら れ る が 、こ の 事 例 も い ま の と こ ろ 関 係 部 門 で は 知 ら れ て い な い 。も し こ れ が 避 け ら れ な い 立 地 条 件 で ス テ ン レ ス 鋼 管 の 埋 設 が 必 要 な 場 合 、ま た 、サ ド ル 分 岐 栓 に 見 ら れ る よ う に 、特 定 の 箇 所 で 異 種 の 配 管 材 料 の 接 触 使 用 が 生 ず る 場 合 、電 気 防 食 の 適 用 が 必 要 に な っ て こ よ う 。 （ K.T., Q&A in 群 馬 ,11.15 ‘96 よ り ） 1）ス テ ン レ ス 埋 設 配 管 協 議 会：「 給 水 管 分 岐 配 管 工 事 施 行 要 領［ 改 訂 版 ］－ ス テ ン レ ス 鋼 鋼 管 用 － （ 1989） 2） 清 水 義 彦 、 ほ か ： 第 40 回 腐 食 防 食 討 論 会 講 演 集 、 ｐ .655（ 1993） な お 、10 年 埋 設 試 験 結 果 報 告 書 は 平 成 9 年 度 中 に ス テ ン レ ス 協 会 か ら 発 行 さ れ る 予 定 に な っ て い る 。 3） 東 京 都 型 式 承 認 基 準 「 サ ド ル 分 水 栓 防 食 材 料 型 式 承 認 基 準 」 （ 平 成 7 年 5 月 1 日 ）腐食センターニュース No.014 （1997 年 3 月 1 日） （社）腐食防食協会
チタンの表面清整
Ｑ：
チ タ ン 製 品 を し ぼ り 加 工 に て 作 る 際 ､表 面 に 傷 が つ い て し ま う 。 そ こ で 何 か 有 効 な 方 法 で 表 面 を き れ い に で き な い か 教 え て ほ し い 。Ａ ：
浅 い 表 面 傷 を 除 去 す る 、 あ る い は 目 立 た な く す る 方 法 と し て 酸 洗 は ど う で し ょ う か 。チ タ ン の 酸 洗 に は 一 般 に 硝 フ ッ 酸 水 溶 液 が 使 用 さ れ ま す 1 )。具 体 的 条 件 は 数 10～ 100g/l HNO3+数 10g/l HF,45℃ 。 硝 酸 濃 度 が 100g/l を こ え る と キ ラ キ ラ に な り 、 ま た 5g/l と 低 す ぎ る と 茶 色 の 汚 れ が 発 生 し 、 20g/l 程 度 で 防 眩 性 に 優 れ る 酸 洗 面 が え ら れ る 、 と 報 告 さ れ て い ま す 2 ) 。 表 面 傷 の 発 生 そ の も の を 抑 え る と い う 可 能 性 に つ い て も 調 べ て み ま し た 。鉄 鋼 メ ー カ ー の 圧 延 ラ イ ン を 用 い て の 、チ タ ン の 冷 間 圧 延 に つ い て の 報 告 が あ り ま す 。最 大 の 問 題 は ロ ー ル ヘ の 焼 付 き 等 で あ り 、現 状 で は ゼ ン ジ ミ ア ミ ル 等 の 小 径 ロ ー ル の 使 用 、小 圧 下 率 を 余 儀 な く さ れ て い る 。こ の 問 題 の 解 決 の た め 、潤 滑 油 3）・ プ レ ー コ ー ト 化 成 皮 膜 処 理 4）． ブ ラ ス ト 亜 鉛 め っ き 法 5)な ど が 検 討 さ れ て き た が 、一 般 的 な 実 用 化 に 使 わ れ る 段 階 に は 達 し て い な い と の こ と で す 。 （ S.T., Q&A in 長 野 ,11.1,96 よ り ）1） 例 え ば E.M.MSUTTER ほ か ： Corr Sci.,30,461(1990)
2） 高 橋 － 治 ,ほ か ： 材 料 と プ ロ セ ス （ 日 本 鉄 鋼 協 会 講 演 論 文 集 ） ， 9, Ｎ .6, 150(1996) 3） 福 田 正 人 ,ほ か ： 塑 性 と 加 工 ,24 NC264,59（ 1983） 4） 中 村 和 男 ,ほ か ： 鉄 と 鋼 ,73 No.13, S1516（ 1987） 5） 木 村 幸 雄 ,ほ か ： 第 40 回 塑 加 連 講 論 ,101（ 1989） 目 次 硬 質 ク ロ ム め っ き の 耐 食 `性 と め っ き 厚 さ と の 関 係 密 着 性 評 価 方 法 … … … 1 硬 質 ク ロ ム め っ き の 種 類 と 特 徴 … … … … 2 海 水 中 炭 素 鋼 の め っ き に よ る 対 処 方 法 … 3 上 水 道 用 ス テ ン レ ス 埋 設 管 … … … 4 ス テ ン レ ス 埋 設 管 の 防 食 … … … 5 チ タ ン の 表 面 清 整 … … … 6
