水道水環境における炭素鋼の腐食（Ⅱ）

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タイトル別名
  • Corrosion of Carbon Steel in Tap Water （Ⅱ）
  • 水道水環境における炭素鋼の腐食(2)腐食生成物による表面被覆率と腐食電位の関係
  • スイドウスイ カンキョウ ニ オケル タンソコウ ノ フショク(2)フショク セイセイブツ ニ ヨル ヒョウメン ヒフクリツ ト フショク デンイ ノ カンケイ
  • ―Growth of Rusted Area on Metal Surface in Relation to Corrosion Potential―
  • ―腐食生成物による表面被覆率と腐食電位の関係―

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抄録

<p>日本国内66地域で採取した水道水を研究対象として，炭素鋼の腐食試験を行った．炭素鋼表面に腐食生成物が堆積していく過程に着目し，解析した．</p><p>表面被覆率（θ）を，全表面積（A）に対する腐食生成物による被覆面積（Arust）の割合（θ＝Arust/A）と定義した．それぞれの水道水中において，θおよび腐食電位Ecorrの時間変化を詳細に追跡し，次の知見を得た．</p><p>（1）時間経過に伴ってθは増加し，同時にEcorrは卑化する．</p><p>（2）θとEcorr共に，ある浸漬時間で急激に変化した．この時間は，水道水の種類によって大きく異なる．この変化ののち，θとEcorrともに大きく変化しなくなる．</p><p>（3）log{θ/（1－θ）}とEcorrの関係は，ほぼ同じ曲線上に乗り，水道水の水質に依らない．すなわち，Ecorrを測ればθを求められる．</p><p>（4）Ecorr＝－300～－500 mV vs.SSE，{θ/（1－θ）}＝0.25～1の範囲で，両者が短時間で急激に変化した．その電位の中間値であるEcorr＝－400 mV vs.SSEになるまでの時間をtinitial（hour）と定義した．tinitailが大きいと，小さなθで腐食が長時間進行することになる．</p><p>（5）tinitialが大きいほど電位が貴な状態で保たれる時間が長いことになり，実験終了時にポイントマイクロメーターで求めた最大局部腐食速度vmax（mm y－1）は大きくなった．同様に，重量減少量から求めた平均腐食速度vw（mm y－1）は，tinitialが小さい範囲で大きく変化しなかった．これらの事実から，次の機構が推定される．</p><p>（a）{θ/（1－θ）}＜0.25，すなわちθ＜0.2では，アノード反応の箇所が固定されるため，局部腐食が発生する．</p><p>（b）{θ/（1－θ）}＞1，すなわちθ＜0.5では，アノード反応の箇所が変動し，比較的均一に分布するため，均一腐食が生じる．</p><p>（6）tinitialとvmaxの間には高い相関があり，定式化するとvmax＝0.32×tinitial1/3が得られた．</p><p>この式によれば，Ecorrが－400 mV vs.SSEになるまでの時間から，vmaxを推定できる．</p>

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