原鉄メールマガジンVol.24 「これって良い錆?悪い錆?錆の種類について」|原田鉄工

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「原鉄メールマガジン」|Vol.24 発行責任者:垰
公式ホームページ:https://harada-tekkou.co.jp/
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いつもお世話になっております。
原田鉄工株式会社 垰です。
2023年9月より始めました原鉄メールマガジン
今後も月に1度「原田鉄工について」や「お役立ち情報」「豆知識」などお届けするため、Vol.24を配信させていただきます。
前回配信「金属の天敵!サビの除去方法について」
また過去配信した原鉄メールマガジンはこちらから読み返せます。
原田鉄工株式会社 垰です。
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前回配信「金属の天敵!サビの除去方法について」
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サビとは金属組織を破壊し、強度低下や製品の不具合・破損へと直結する金属の天敵とも言える存在です。
私たちの身の回りで鉄と呼ばれている鋼という金属です。
この鋼の原料となる鉄鉱石(酸化鉄)は、すごく錆びた状態で自然界に存在してます。
錆びた鉄を原料としているため、鉄は環境に晒されると元の酸化状態へ戻ろうとし、自然に錆びてしまいます。
鋼に発生する錆の多くは「赤錆」と呼ばれる酸化鉄(Fe₂O₃)です。
この赤錆は進行する事で強度低下、機能性の低下、美観の低下などを引き起こすため早急な除去・対策が望ましいとされます。
錆を除去する方法は大きく分けて2種類
①化学的な方法
私たちの身の回りで鉄と呼ばれている鋼という金属です。
この鋼の原料となる鉄鉱石(酸化鉄)は、すごく錆びた状態で自然界に存在してます。
錆びた鉄を原料としているため、鉄は環境に晒されると元の酸化状態へ戻ろうとし、自然に錆びてしまいます。
鋼に発生する錆の多くは「赤錆」と呼ばれる酸化鉄(Fe₂O₃)です。
この赤錆は進行する事で強度低下、機能性の低下、美観の低下などを引き起こすため早急な除去・対策が望ましいとされます。
錆を除去する方法は大きく分けて2種類
①化学的な方法
薬品に漬ける、塗布などの方法で錆を除去する方法です。
ほぼ労力無しで除去できるメリットがありますが、時間が必要で重度の錆などは除去しきれないデメリットがあります。
薬品を使用したことによる金属の変色や溶解の可能性に注意が必要です。
②物理的な方法
表面を研磨する事で錆を除去する方法です。
早い時間で除去できるメリットがありますが、確実に表面を傷つける事となり労力がかかるデメリットがあります。
錆と鋼は切っても切れない関係です。
錆を放置するのではなく、「発生させない」「発生した早期段階で対応する」ことが一番望ましいです。
今回の原鉄メールマガジンVol.24は「錆の種類について」を紹介します!
前回紹介した鋼に頻繁に発生する「赤錆」ですが、錆は全部で7種類あるとされます。
赤錆のように金属にとって有害となるもの以外にも、黒錆と呼ばれる逆に金属を保護する有益となる錆もあったりします。
同じ錆なのに不思議ですよね。
今回はそんな錆の種類について紹介します!
前回紹介した鋼に頻繁に発生する「赤錆」ですが、錆は全部で7種類あるとされます。
赤錆のように金属にとって有害となるもの以外にも、黒錆と呼ばれる逆に金属を保護する有益となる錆もあったりします。
同じ錆なのに不思議ですよね。
今回はそんな錆の種類について紹介します!
目次
錆の種類
前回のメールマガジンでも紹介した鋼の強度を低下させる「赤錆」ですが…
実は赤錆以外にも「黒錆」や「白錆」など性質も影響も異なる種類の錆があるのをご存じでしょうか?
金属の種類や周囲の環境(温度・湿度・大気成分など)によって発生する錆は変化し現在では代表的なもので7種類あるとされています。
7種類の中には金属を破壊・損傷するのではなく、逆に保護する働きを持った「良い錆」も存在します。
良い錆?悪い錆?
金属に発生する錆には「有害な錆」と「有益な錆」の2種類が存在します。
良い錆と言われるとイメージしにくいと思いますが、身の回りの製品にも多く活用されています!
例えば鉄製の調理器具である中華鍋やフライパン、スキレットなどの黒い表面は「黒錆」と呼ばれる酸化被膜となります。
錆の一種ですが、この黒錆は赤錆の発生を防ぎ金属表面を保護する効果があります。
また鎌倉の大仏や自由の女神などの銅像が緑色に見えるのは「青錆」に覆われているためです。
青錆又は緑青(ろくしょう)は銅特有の錆で表面を覆い隠す事で、内部の腐食を食い止める働きをしています。
良い錆と言われるとイメージしにくいと思いますが、身の回りの製品にも多く活用されています!
例えば鉄製の調理器具である中華鍋やフライパン、スキレットなどの黒い表面は「黒錆」と呼ばれる酸化被膜となります。
錆の一種ですが、この黒錆は赤錆の発生を防ぎ金属表面を保護する効果があります。
また鎌倉の大仏や自由の女神などの銅像が緑色に見えるのは「青錆」に覆われているためです。
青錆又は緑青(ろくしょう)は銅特有の錆で表面を覆い隠す事で、内部の腐食を食い止める働きをしています。
この様に「錆=金属にとって悪いもの」といったイメージがありますが、私たちの周りにはあえて錆びさせることで金属を保護させているものも多くあります。
7種類の錆を紹介
金属に発生する錆の7種類について発生する対象の金属と良い錆なのか?悪い錆なのか?
その性質について紹介します!
①赤錆
対象金属:鉄、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄
主成分(化学式):酸化第二鉄(Fe₂O₃)
鉄が含まれている金属、もらい錆をしたステンレスに発生するのがこの赤錆です。
鉄が酸素・水分と接触する事で赤錆は発生します。
赤錆はどんどん内部へ浸食、金属組織を破壊しボロボロにするので悪い錆です。
銅や銅合金に発生する酸化第一銅(Cu₂O)も見た目が似ているので、赤錆と呼ばれたりしますが、鉄にできる赤錆とは性質も科学的にも異なり別物です。
第一酸化銅は水や海水などから腐食を防ぐ効果があるので、船底塗料の原料などにも使用されているそうです。
②黒錆
対象金属:鉄・炭素鋼・合金鋼・鋳鉄
化学式(主成分):四酸化三鉄(Fe₃O₄)
鉄が含まれている金属に特定の加工をする事で発生するのが黒錆です。
自然界でも極まれに発生するみたいですが、空気中で300~350℃程度に加熱する、薬液に漬けるなど人工的に発生させる事が基本です。
黒錆は内部へ浸食せず表面を保護し、赤錆の発生を抑制するため良い錆とされます。
銀に発生する硫化銀(Ag₂S)も黒錆と呼ばれ、金属の腐食生成物ではありますが、酸化物ではなく硫化物で性質や科学的にも異なるため別物です。
硫化銀も内部へ浸食はしませんが、拭き取るだけで除去できるほど脆いので防食効果としては低く、電気抵抗の増加や美観低下などデメリットの方が多いとされます。
③白錆
対象金属:アルミニウム、亜鉛、亜鉛メッキ鋼
化学式(主成分):酸化アルミニウム(Al₂O₃)
化学式(主成分):酸化アルミニウム(Al₂O₃)
: 亜鉛の塩基性炭酸塩(2ZnCO₃・3Zn(OH)₂)
アルミ製のサッシやメッキ加工品などに発生するのがこの白錆です。
アルミニウムや亜鉛が水分と接触する事で白錆は発生します。
アルミニウムの場合、白錆の浸食により表面を保護している酸化被膜が損傷し、塩分が含まれる状況下では腐食が進行する恐れがあります。
亜鉛メッキの場合、白錆は内部へ浸食する事は少ないですが、外観を大きく損なうため美観上の問題が発生します。
いずれの場合も、白錆はアルミニウムや亜鉛にとって悪い錆となります。
アルミ製のサッシやメッキ加工品などに発生するのがこの白錆です。
アルミニウムや亜鉛が水分と接触する事で白錆は発生します。
アルミニウムの場合、白錆の浸食により表面を保護している酸化被膜が損傷し、塩分が含まれる状況下では腐食が進行する恐れがあります。
亜鉛メッキの場合、白錆は内部へ浸食する事は少ないですが、外観を大きく損なうため美観上の問題が発生します。
いずれの場合も、白錆はアルミニウムや亜鉛にとって悪い錆となります。
④青錆
対象金属:銅
化学式(主成分):塩基性炭酸銅(Cu₂(OH)₂CO₃)
銅の表面に発生するのがこの青錆又は緑青(ろくしょう)です。
古い10円玉や自由の女神などの銅像によく見られる緑色の変色が青錆です。
銅が酸素、水分、二酸化炭素などと反応する事で、赤褐色(酸化銅(Ⅰ))→黒褐色(酸化銅(Ⅱ))→緑青(塩基性炭酸銅)と段階的に変化していきます。
青錆(緑青)は表面に安定した保護膜を形成し、内部への腐食を防ぐ役割があるので、良い錆となります。
⑤緑錆
対象金属:銅、ニッケル、鉄
化学式(主成分):塩基性炭酸銅(Cu₂(OH)₂CO₃)
:水酸化ニッケル(Ni(OH)₂)
:鉄(Ⅱ)水酸化物(Fe(OH)₂)
ニッケルや鉄などに稀に生じるものが緑錆です。
緑錆は通称であり明確な定義がないため、青錆も緑錆と呼ばれる事もあります。
塩分を含んだ高湿度など過酷な環境下のニッケルや低酸素状況下での鉄といった特殊な環境下において非常にまれに発生します。
ニッケルや鉄に発生した緑錆は内部へ浸食していくので悪い錆となります。
⑥黄錆
対象金属:鉄、亜鉛、亜鉛メッキ鋼
化学式(主成分):オキシ水酸化鉄(γ-FeO(OH))
鉄やメッキ加工品などに発生するのがこの黄錆です。
酸素・水分と接触する事で黄錆は発生します。
はっきりとしたメカニズムは確立していないようですが、鉄の場合は水分中のpH、酸素濃度など条件によって赤錆と黄錆に分かれるようです。
メッキの場合はメッキ前のリン酸亜鉛処理や酸洗い後に放置する事で発生します。
黄錆は腐食の初期段階であり、赤錆に進行する事もあるため悪い錆です。
化学式(主成分):オキシ水酸化鉄(γ-FeO(OH))
鉄やメッキ加工品などに発生するのがこの黄錆です。
酸素・水分と接触する事で黄錆は発生します。
はっきりとしたメカニズムは確立していないようですが、鉄の場合は水分中のpH、酸素濃度など条件によって赤錆と黄錆に分かれるようです。
メッキの場合はメッキ前のリン酸亜鉛処理や酸洗い後に放置する事で発生します。
黄錆は腐食の初期段階であり、赤錆に進行する事もあるため悪い錆です。
⑦茶錆
対象金属:鉄
化学式(主成分):酸化第二鉄(Fe₂O₃)
:酸化第二鉄水酸化物(FeO(OH)
化学式(主成分):酸化第二鉄(Fe₂O₃)
:酸化第二鉄水酸化物(FeO(OH)
:水酸化鉄(Ⅲ)(Fe(OH)₃)
鉄に発生する茶色~黄褐色の錆がこの茶錆となります。
鉄が酸素・水分と接触する事で茶錆は発生します。
茶錆は通称で明確な定義はありませんが、赤錆の前段階の状態とされており、現場などでは赤錆とは区別して茶錆と呼ばれます。
茶錆自体に金属を保護する機能は無く、放置する事で赤錆へと変化するため、悪い錆となります。
鉄に発生する茶色~黄褐色の錆がこの茶錆となります。
鉄が酸素・水分と接触する事で茶錆は発生します。
茶錆は通称で明確な定義はありませんが、赤錆の前段階の状態とされており、現場などでは赤錆とは区別して茶錆と呼ばれます。
茶錆自体に金属を保護する機能は無く、放置する事で赤錆へと変化するため、悪い錆となります。
まとめ
錆と言ったら「金属にとって悪いもの」といったイメージがありますが、全ての錆が金属にとって有害となる訳ではありません。
黒錆や青錆(緑青)は金属の保護膜となり、腐食から守ってくれる有益な錆です!
「良い錆」と「悪い錆」を見極め、悪い錆には早期対処・対策を行う事で、金属製品はより長持ちする事が可能です!
黒錆や青錆(緑青)は金属の保護膜となり、腐食から守ってくれる有益な錆です!
「良い錆」と「悪い錆」を見極め、悪い錆には早期対処・対策を行う事で、金属製品はより長持ちする事が可能です!
錆の状況によって対処法や対策を考える必要がありますが、もし分からない場合がありましたらお気軽にご相談下さい。
最適な対処法・対策を提案させていただきます!
錆でお困りの際には原田鉄工へお気軽にご相談ください。
【錆発生の原因と予防】
【なぜ鉄は錆びる?サビの除去方法を詳しく解説します!】
金属によって「錆びやすい」と「錆びにくい」がある事はご存じかと思います。
鉄(鋼)は塗装やメッキといったコーティングをしてもいつかは錆びてしまいますが、金・銀・プラチナなどはこのような防錆処理をしていなくてもほぼ錆びません。
なぜ金属によって錆への耐久性が異なるのでしょう?
金属の錆びやすさは「イオン化のしやすさ」によって決まります。
イオン化=電子が移動する事です。
錆びとは鉄が「酸素」と「水分」との接触でイオン化する事で起こります。
金属のイオン化について解説します!
原田鉄工では腐食性の高い環境で使用される製品に対してはブラスト処理+ジンクリッチペイント塗装を推奨しております。
ジンクリッチペイントとは亜鉛を多く含んだ特殊な下塗塗料です。
ブラスト処理を行った清浄な素地しか塗装する事が出来ませんが、亜鉛を多く含んだ塗膜は「亜鉛」が「鉄」よりイオン化傾向が大きい事を利用し、万が一腐食が始まっても先に亜鉛塗料が錆びる事で鉄を守り長持ちします!
製品・建造物・製造物などの初期費用~廃棄処分費用まで全ての費用をまとめたものをライフサイクルコスト(Life Cycle Cost)と言います。
頭文字を取ってLCCと呼ばれたり、生涯費用とも呼ばれます。
初期費用は一度にまとめて費用が必要となるので、気にされる方が多いと思います。
構造物や製造物の種類や規模によっても割合は変化しますが、一般的なライフサイクルコストにおける初期費用の割合は20%~30%とされます。
想像の数字よりもずっと少ないと思われる方が多いと思います。
初期費用より「運用」「保守」「管理」費用の方がライフサイクルコストにおいては、多く必要で、長期的な運用になればなるほどその割合は大きくなります。
ライフサイクルコストを削減するためには長期的な視点で運用・保守・管理のコストを抑える事が最も効果的で確実な方法です。
これらのコストを抑えるためには長期間に渡り腐食・錆から保護する事が可能な高品質な塗装(重防食塗装)が欠かせません。
一般的な塗装の場合、塗替え工事が10年周期とされます。
塗替え工事費用、工事個所の点検・検査費用、設備停止による機会損失などなど多くの費用と労力が10年ごとに必要となってしまいます。
重防食塗装の場合、塗替え周期はなんと最長50年!
新設又は塗替え時に重防食塗装を行えば運用・保守・管理費用を大きく削減、ライフサイクルコストや資源、保守管理の負担低減が可能となります!
重防食塗装は原田鉄工にお任せください!
ご相談、御見積りなどお気軽にお問い合わせください。 担当:垰
ブラスト・塗装だけでなく製缶加工も承っております。
最後まで読んでいただき、ありがとうございました。
今月のたお
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暑い暑い7月もやっと終わりです。
一日の喋った言葉の半分は「暑い」だった気がします。
毎日ニュースなどでも取り上げられていますが、熱中症大丈夫だったでしょうか?
今年は10年に1度の暑さとか言われているみたいで、8月はおろか9月も暑い気温が続く見込みとの事です。
熱中症は暑い・塩分・水分不足はもちろん、疲労・睡眠不足・二日酔いや朝食を食べていないなども複合的原因となるようです!
小まめな休憩や塩分と水分の摂取のみではなく、これらの事も気を付ける事で熱中症を予防する事ができるかも知れません!
8月も暑いですが、頑張りましょう!!
7月は4歳の長男と10カ月の次男を連れて、いろんな海や川、虫取りなど夏っぽいやつ沢山しました!
ですが実は息子たちが小さく絶対大変なのと、自分が人混みが苦手なので夏の代表、花火大会には行ったことありませんでした。
今までは家のマンションから見えるどこかの花火大会?を見るだけでしたが、少し前に長男が家から見える花火を凄い喜んで大興奮していたので、気合を入れ宇品の花火大会(広島みなと夢花火大会)に行ってきました!
夜の8時から9時までとの事なので、ちょっと早めに車で3時過ぎに出発。
長男は「花火たのしみねー」とご機嫌です。
ちょこっと買い物したり、なんやかんやで会場近くに4時ごろ到着しました。
子ども達と嫁さんを降ろして近くの駐車場を探しましたが、全く空いてない!
あらゆる駐車場を回りながら、どんどん宇品から離れていき最終的には段原の広島大学病院ら辺でやっと駐車する事ができました笑
花火大会を侮っていました…まだ4時間前なのにみんな凄い。
全然土地勘のない所で人に聞いてバスに乗ったり、電車に乗ったり何とか30分位かけ宇品に到着。
無事に家族と合流し、無料エリアで花火が見えそうなところを捜索。
花火大会会場近くに公園があって、まだ待ち時間があるのでひとまずそこで長男と遊んで時間を待つことに。
レジャーシートなどの荷物の中に虫取り網があったので、3時間ひたすら長男と虫を捕まえて遊んでいました。
飲み終わったペットボトルに捕まえたバッタ、コオロギやらを長男がどんどん入れていき、ペットボトルの中は凄い状況…笑
辺りも真っ暗になってきて虫を携帯のライトで探すごろにやっと花火大会開始!
こんな近くで初めて見る花火の迫力と綺麗さに長男は大喜び。
大きな花火が上がるたび「くるよくるよ~どーん!でっかいねー!」と大興奮。
ちょうちょやニコちゃんマークの花火が上がると「ちょうちょ」「アンパンマン」と必死に回答。
どう見えているのかは謎ですが最終的に「しょくぱんまん!」とか「いもむし!」
みたいな良く分からない答えを大声で言って周りの若いカップルの人達にめちゃ笑われていました。
ムードが無くてごめんなさい。
疲れて爆睡していた次男も目を覚まし、怖がったり泣いたりするかと心配でしたが花火が始まると身動き一つせず、
めちゃくちゃ集中して花火を見てくれました。
実は一番次男が楽しんでくれたのかも。
全部で6回ぐらいに分けて花火を打ち上げていますが、インターバルのたび「花火もうおわり?」と半泣きになる長男。
花火が始まるとまた元気いっぱいになり、情緒の起伏が凄いです。
メモリアル花火?みたいな個人とか協賛して打ち上げる花火とかは大体数発なので、打ちあがった後「え~こんだけ~何でもっと花火せんのん?」「ちょっと花火すくないんだけど~」と不満たらたら笑
あれ多分凄い高いお金出してるのに。
宇品みたいな大きな花火大会に慣れると、小さい花火大会じゃ満足しなくなりそー
最後のクライマックスはすごく大きな花火が沢山同時に打ちあがり、長男も「いけいけいけいけ~~~!!!!」と大興奮で
謎の応援!
歓声と花火の楽しみ方が独特です笑
辺りがめっちゃ明るくなるほどのすごい迫力と綺麗さでした。
あれだけの花火を見たので「いっぱい出たね~!」と最後はすごく満足そうでした。
大変だけど、近くで見ると迫力も綺麗さも凄い。
長男、次男も大喜びで最後まで見る事ができたので良かったです。
花火大会が終わったと同時に辺り一面人だらけ!
夕方から11時ぐらいまで宇品地区は交通規制されており、ほとんどの人はバスか市電乗り場へぞろぞろ向かいます。
どうやって帰れば良いか謎ですが、まだ分かりやすい市電に乗る事に。
燃え尽きて即寝した長男と次男を抱え、30分ほど電車を待ちましたが、全く乗れる気配が無いので
歩いて何とか交通規制外の県立病院まで移動。
どうやってもタクシーが捕まらないので、ベンチで嫁と寝た子供たちは待ってもらい、レンタサイクルがある場所まで走って20分、その後自転車を漕ぎ20分。
ぐちゃぐちゃのべちょべちょになって何とか車へ到着。
何とか家に帰る事ができました。やっぱり花火大会は大変!
もう今年は花火大会行きたくないけど、また来年なら行ってみようかなと思います。
長男と花火と虫入りのペットボトル
皆さんのおすすめの花火大会や穴場スポットがあったら教えてください!
また去年もクワガタを捕まえた戸河内インター近くのコンビニで今年もクワガタ3匹捕まえる事ができました!
去年のクワガタはみんな死んでしまったけど、今回は頑張って長男も世話をしています!
今の時期は田舎のコンビニにクワガタとか転がっているので、お子さんが虫好きならおすすめです!
また去年もクワガタを捕まえた戸河内インター近くのコンビニで今年もクワガタ3匹捕まえる事ができました!
去年のクワガタはみんな死んでしまったけど、今回は頑張って長男も世話をしています!
今の時期は田舎のコンビニにクワガタとか転がっているので、お子さんが虫好きならおすすめです!
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設計から塗装まで なんでもお任せ下さい。
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