ステンレス鋼は耐食性に優れていることで知られていますが、海水で錆びるかどうかという疑問が残ります。海洋環境におけるステンレス鋼の耐食性には、いくつかの要因が影響するため、答えは単純に「はい」か「いいえ」ではありません。
この記事では、ステンレス鋼のさまざまなグレード、それらの耐腐食性、そして海水中でステンレス鋼が錆びる要因について説明します。
耐腐食性グレードおよび合金
ステンレス鋼は、鉄、クロム、その他の元素からなる合金です。クロム含有量は通常12～30%で、金属表面に酸化クロムの保護層を形成し、腐食を防ぎます。ステンレス鋼のグレードによっては、特に海水環境において、他のグレードよりも耐腐食性に優れているものがあります。
304/Lステンレス鋼
304および304Lステンレス鋼は最も一般的な鋼種であり、様々な環境において優れた耐食性を持つことで知られています。これらのオーステナイト系ステンレス鋼は、18～20%のクロムと8～10.5%のニッケルを含みます。多くの用途に適していますが、塩化物含有量の多い過酷な海洋環境では十分な耐食性を発揮しない場合があります。
316/Lステンレス鋼
316および316Lステンレス鋼もオーステナイト系ステンレス鋼で、クロム16～18%、ニッケル10～14%、モリブデン2～3%を含有しています。モリブデンの添加により、孔食および隙間腐食に対する耐性が向上し、海水用途に適したものとなっています。316および316Lは、しばしば「マリングレード」ステンレス鋼と呼ばれます。
二相ステンレス鋼
2205や2507などの二相ステンレス鋼は、オーステナイトとフェライトからなる二相組織を有しています。オーステナイト系ステンレス鋼よりも高い強度と優れた耐食性を備えており、特に塩化物含有量が高く高温の環境においてその効果が顕著です。二相ステンレス鋼は、要求の厳しい海洋用途に最適です。
ステンレス鋼の耐腐食性
ステンレス鋼は、酸素にさらされると表面に形成される酸化クロムの不動態層によって耐腐食性を発揮します。この薄く目に見えない層はバリアとして機能し、下地の金属のさらなる酸化と腐食を防ぎます。この不動態層が損なわれない限り、ステンレス鋼は耐腐食性を維持します。
しかし、不動態皮膜は、表面の損傷、不適切な洗浄、強力な化学薬品への曝露など、様々な要因によって劣化する可能性があります。不動態皮膜が破壊されると、ステンレス鋼は腐食に対して脆弱になり、特に海水中に含まれる塩化物イオンの存在下では顕著になります。
ステンレス鋼が海水で錆びる原因
- 使用されるステンレス鋼のグレード304 や 304L などの低グレードのステンレス鋼は、過酷な海洋環境では十分な耐腐食性を提供できない場合があります。
- 塩化物濃度水中の塩化物濃度が高くなると、孔食や隙間腐食のリスクが高まります。
- 使用温度: 温度が上昇すると腐食速度が加速し、保護パッシブ層が弱まる可能性があります。
- 水の流量と水中の酸素濃度停滞した環境や酸素の少ない環境では、局所的な腐食セルの形成が促進される可能性があります。
- 清掃とメンテナンスの頻度: 清掃の頻度が低い、または清掃が不適切な場合、塩の堆積物やその他の汚染物質が表面に蓄積し、腐食につながる可能性があります。
- 海水との接触時間: 塩水に長時間さらされると、腐食の可能性が高まります。
- 異種金属との接触によるガルバニック腐食ステンレス鋼が炭素鋼などの貴金属と直接接触すると、ガルバニック腐食が発生する可能性があります。
- 不動態皮膜を損なう表面の損傷や欠陥: 傷、溶接、その他の表面の凹凸により、不動態層が破壊され、腐食の開始点となる可能性があります。
海水環境に適したステンレス鋼の種類
海洋用途では、十分な耐食性を備えたステンレス鋼グレードを選択することが重要です。最適なタイプには以下が含まれます。
- 316 および 316L ステンレス鋼
- 二相ステンレス鋼（2205、2507）
- スーパーオーステナイト系ステンレス鋼（254 SMO、AL-6XN）
- スーパー二相ステンレス鋼（ゼロン100、フェラリウム255）
海水中のステンレス鋼の腐食防止
- 素材の選定: 特定の環境と用途に応じて、十分な耐食性を備えたステンレス鋼グレードを選択してください。
- 設計上の考慮事項隙間、滞留箇所、異種金属との接触を避けてください。必要に応じて適切な断熱材や保護コーティングを使用してください。
- 定期的な清掃とメンテナンスステンレス鋼の表面は定期的に清掃し、塩分の付着物やその他の汚染物質を除去してください。中性洗剤を使用し、不動態皮膜を損傷する可能性のある研磨剤入りの洗浄方法は避けてください。
- 陰極防食場合によっては、ステンレス鋼に電流を流すことで腐食を防ぐために陰極防食システムを使用することができます。
よくあるご質問
海水に最適な金属は何ですか?
マリングレードステンレス鋼（316Lまたは316）は、海水用途において最も耐食性と耐久性に優れた金属です。モリブデンを含有しているため、塩分による腐食への耐性が向上しています。
塩水で錆びない金属は何ですか?
海水中で完全に錆びたり腐食したりしない金属はありません。しかし、ステンレス鋼、銅ニッケル、チタンなどの合金は、海洋環境において優れた耐腐食性を備えています。
海の近くではステンレス鋼は錆びますか?
選択したグレードが海洋環境に適していない場合、または表面の損傷、不適切な洗浄、異種金属との接触などの要因によって耐腐食性が損なわれている場合、ステンレス鋼は海の近くで錆びる可能性があります。
ステンレス鋼は海水中でどれくらい持続しますか?
ステンレス鋼は、適切な選択と注意を払えば、海洋用途で数十年にわたって使用できます。
