はじめに

腐食は、金属の置かれた環境から受ける物理化学的反応になります。
この反応により、元々の金属の特性が変化し、結果的に重大な問題につながる可能性があります。

ここでは、腐食反応の種類、形態と発生のメカニズム、ヒルティの対処案を示します。

腐食反応の種類には次の３つがあります。

化学反応：
典型的な化学腐食反応は、金属が高温のガス（O2）と反応して酸化物層を形成する酸化反応

金属物理反応：
水素が金属に拡散し、脆化に繋がります。脆化は金属部品の製造プロセスに起因する可能性があり、高張力鋼製品に電気亜鉛めっきを施した場合の水素残留や、腐食環境での水素の侵入がある

電気化学反応：
最も一般的な腐食反応で、金属中の電子とその表面の水膜など導電性電解質中のイオンによる電気交換による反応

腐食の形態

全面（均一）腐食：

腐食反応が表面全体に分布しほぼ均等に腐食する形態
腐食の程度は一般的な経験に基づいて推定可能


孔食：

局部的な腐食で、金属に小さな穴または「ピット」が形成されます。主に不動態化金属に見られ、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼の耐食性は表面のわずか数ナノメートルの薄い酸化物層によるため、この不動態層の局所的な破壊から始まります。局所的な腐食は例えばステンレス鋼には塩化物イオンによって生成されます。


隙間腐食：

2つの表面（同じ金属、異なる金属、または金属と非金属から作られる）の間に形成される隙間で発生します。
酸素還元は、周囲の空気から容易にアクセスできる酸素濃度が高い外側の領域で発生しますが、陽極金属の溶解は隙間の領域で発生し局所的な腐食を引き起こします。

また、ワッシャーやガスケットの下に水が入るのを防げない場合にも発生することがあります。


応力腐食割れ：

応力腐食割れは腐食と機械的応力により生成されます。最初に小さなピットが形成され、材料に加えられた応力または残留応力によりそれらが加速し亀裂に発展します。

応力腐食割れに結び付く３つの要素

材質（A2、304）で作られたブラケットの破壊例（屋内スイミングプールで4年間使用）


水素脆性割れ：

水素脆性割れは水素原子の金属への拡散によって引き起こされます。格子内に水素が存在すると金属の機械的完全性が弱まり、降伏強度以下の応力レベルで亀裂と脆性破壊が発生します。応力腐食割れのように警告もなく突発的に故障につながる可能性があります。

水素脆性に結び付く3つの要素

水素の供給源は、製鋼、酸洗、電気亜鉛めっきなどの製造プロセスです。
二つ目の要因は腐食中に形成された水素で、腐食中に水素が形成され材料組成に拡散します。この水素摂取により金属の靭性または延性が低下します。


粒界腐食：

金属組織の粒界に沿って腐食が進行する形態を指します。この腐食の最も一般的な影響は材料の急速な機械的破壊（延性の喪失）です。通常、適切な材料と製造プロセスで防止できます。ステンレス鋼の場合、溶接により長時間高温に晒されると結晶間の結合が破壊され、特に粒界腐食の危険性が高まります。


異種金属接触腐食：

2つの異なる金属に導電性の接続があり、一般的な腐食性電解質と接触している場合の腐食損傷。起電力の低い金属の方が貴となる金属よりも腐食の進行は早くなります。また貴の低い金属の占める面積が大きいほど腐食は深刻になります。

亜鉛メッキ炭素鋼のワッシャーとステンレス（ネジと金具）を併用した結果、より貴な金属（ステンレス鋼）の表面積は大きく、ワッシャーの強い腐食を引き起こす例

めっきの消耗量

• 都市部の大気 1-6 μm／年

• 工業地域の大気 4-19μm／年

• 海洋性大気 2-15μm／年

平均保護期間

腐食を考慮したアンカー選定例

詳しくは、FTM（ファスニングテクノロジーマニュアル）参照