原鉄メールマガジンVol.32「なにが違う?酸洗いvsブラスト」|原田鉄工

原鉄メールマガジンVol.32「何が違う?酸洗いvsブラスト」|原田鉄工

鉄でつなぐ未来 原田鉄工株式会社




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「原鉄メールマガジン」|Vol.32  発行責任者:垰

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鉄でつなぐ未来 原田鉄工株式会社
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
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.32を配信させていただきます。
よろしくお願いします!
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。
リニューアルし、分かりやすくまとめたつもりですので、是非ご覧ください!
お時間がありましたら、最後までご一読いただけると幸いです。
配信停止希望の場合はお手数ですが、こちらをクリックしてください。

前回は黒皮ってなに?鉄についている黒皮を剥がす理由」について紹介しました。
鉄鋼材料と言われると、多くの人が黒っぽい見た目を思い浮かべると思います。
一般的な鉄鋼材料が黒く見えるのは、表面にこの「
黒皮」が付着しているからです。
最も多く市場へ流通している鋼材は熱間圧延加工という方法で成型されています。
これは鋼材を高温状態でローラーで圧延し、空気中で冷却するため酸素と結合します。
そして表面に酸化被膜である「黒皮」が作られます。
【黒皮のメリット】
①防錆効果
黒皮には限定的に防錆効果があります。
黒皮の主成分はFe₃O₄であり、これは黒錆と呼ばれる錆の一種となります。
この黒錆は内部へ浸食せず、赤錆の発生を抑制する効果があるので良性の錆とされます。
だから防錆処理がされていない鋼材でも、そんなに錆びていないわけです。
しかし熱間圧延加工で生成される黒皮は製造過程の副産物となり、被膜の厚さや付着性など
多くの問題がありますので、防錆効果は一時的なものとなります。
【黒皮のデメリット】
①寸法精度の悪化
熱間圧延加工で作られた黒皮の厚さは不均一でデコボコです。
そのため、黒皮が付着したままの鋼材は寸法精度に大きなばらつきが生じる問題があります。
②黒皮内部での腐食(膜化腐食)
黒皮にはピンホールと呼ばれる微細な穴が多く開いています。
ピンホールより酸素や水分が素地まで侵入することで、黒皮の下で赤錆が発生する現象膜下腐食が起こります。
③剥離の可能性
黒皮は素地、塗装やメッキなどと密着性が悪いだけでなく、非常に脆い性質があります。
外部からの衝撃や経年劣化により黒皮ごと塗膜やメッキが剥がれ落ちる可能性が高くあります。

黒皮には一時的な防錆効果があるため、加工前の段階では必要とされることは多くありますがこの様な問題を抱えているため、基本的に製作過程で剥がす必要があります。
特に「
塗装」や「メッキ」などにとっては黒皮は取り除くべき異物となります。

黒皮の除去は原田鉄工へお任せください!
今回の原鉄メールマガジンVol.32は「なにが違う?酸洗い vs ブラスト」です!
前回登場の黒皮を除去する方法として有名なものは「酸洗い」と「ブラスト」となります。
酸洗いと言えばどちらかと言うとステンレスの溶接スケール除去や不動態被膜の形成などを主に目的としているイメージがありますが、黒皮や赤錆などを除去することも可能です。
今回は
酸洗いの黒皮や赤錆の除去方法、ブラストとのメリットやデメリットを比較します!

目次

何が違う?酸洗い vs ブラスト

酸洗いとブラストの違い

酸洗いとブラストはどちらも表面処理と呼ばれる加工方法の一種です。
表面に付着した酸化被膜である黒皮や錆、汚れなどの異物を取り除くことができます。

この2つの表面処理において最大の違いは酸洗いが「薬品に浸漬させる化学的な処理」に対しブラストは「研削材を衝突させる物理的な処理」と言うことです。
酸洗いとブラスト目的はどちらも共通となる「
金属表面の洗浄」ではありますが、そのメカニズムは全く異なります。

酸洗いの処理方法

表面へ研削材を高速でぶつける物理的な処理方法のブラストに対して、酸洗いは酸によって表面を溶解させる化学的な処理方法となります。
槽の中に温度・濃度を管理した酸を溜めて置き、そこへ製品し浸漬することで表面に付着した酸化被膜・赤錆などを溶解し処理をします。

浸漬する時間は素材や製品の状態によって異なりますが、数十分~数時間に及ぶこともあります。
また
酸洗いには、上記の酸浴槽への浸漬の前後にも多数の工程が必要となります。
強力な薬品を使用することもあって、脱脂洗浄から始まり中和処理や洗い流しの工程を何度も繰り返しながら、酸洗いは行われます。

また目的や素材によって使用される酸の種類は異なり、使い分ける必要があります。
・塩酸(HCl):製鉄所などで使用され、鉄の酸化物と反応性が高い。
・硫酸(H₂SO₄):大規模プラントなどで使用され、価格が安価。
・硝酸(NHO₃):ステンレスや合金に使用され、強力な酸化作用を持つ。
・フッ酸(HF):ステンレスやチタンに使用され、酸化被膜の除去に使われる。
・リン酸(H₃PO₄):軽度の錆除去に使用され、防錆皮膜を形成する。
などこの他にも様々な種類の酸を使用しているそうです。

どの酸も強力で皮膚や粘膜に触れることで化学熱傷を引き起こし、有毒ガス発生などの重大なリスクも伴います。
作業員の安全確保はもちろん、環境汚染などのリスクもあるため厳重な管理と処理が必要です。

酸洗いとブラストのメリットとデメリット

化学的な酸洗いと物理的なブラストはその処理方法の違いにより、特徴も大きく異なります。
酸洗い(科学的な除去)
メリット
・薬品に浸漬することで処理を行うため、
複雑形状や配管内部まで均一に処理が可能
・ブラストと比較すると強度が低い、薄物でも変形や歪みなどの可能性が低い。
・ステンレス表面に不動態被膜を形成することで更に高い耐食性を確保できる。
・量産性に優れている。
デメリット
・酸浴槽に入るサイズまでしか処理が出来ない。
素材や目的によって適切な酸の種類、温度、濃度がありコストや時間が必要となる場合がある。
・必要以上に処理を行うと素材自体をも溶解する(オーバーピックリング)可能性がある。
・水素脆性の問題がある高張力鋼、アルミや銅など不向きとなる素材もある。

ブラスト(物理的な除去)
メリット
・塗装やメッキの
密着性を向上させる最適なアンカーパターンを形成する。
分厚い塗膜や錆・メッキなどを研削し、除去することも可能。
・素材を選ぶことなく施工可能。
・処理に必要な時間が短く、大型構造物や重量物などにも対応できる。
デメリット
・薄物などの強度が低い製品は変形や歪みが発生する可能性がある。
複雑な形状の死角、配管の内部など処理が難しい場合がある。
・基本的に酸洗いより深く表面を削るため、精密な精度が必要となる箇所へは処理出来ない。
・処理後は粉塵などが付着するため、清掃する必要がある。
酸洗いとブラストは一長一短であり、単純にどちらが優れているという訳でもありません。

酸洗いの注意点

酸洗いにもいくつか注意点があります。
①業者によって得意とする酸洗いの目的が異なる。
酸洗いは対象となる素材と使用する酸の種類によって効果が大きく異なります。
そのためステンレスの溶接スケール除去や不働態処理を得意としている所は錆・黒皮除去で使用する酸とは種類が異なるため、対応できない場合があります。
②オーバーピックリングの可能性
強固な黒皮や錆を溶解するためには、長時間製品を酸浴槽に浸漬する必要があります。
そのため黒皮や錆だけでなく、母材である製品も溶解する可能性があります。
③高コストとなる可能性
黒皮・錆を除去すると大量の鉄粉や酸化物が酸へ溶けだすため酸の効果が一気に弱まります。
そのため頻繁に高額な廃棄処理と酸の入れ替えが必要となってしまいます。
またオーバーピックリングを防ぐ特殊な薬品も非常に高価なので、ブラストより多くのコスト必要となる場合があります。

黒皮や錆の除去を専門としている所は多数の大型の水槽を保持し、廃棄となる酸を自社で浄化するような巨大なプラントが必要となる場合が多くあります。
そのため初期投資、運用に莫大な費用が必要となるため、
酸洗で黒皮や錆の除去を専門する業者は少ないとされています。

まとめ

「酸洗い」、「ブラスト」どちらも十分に黒皮や錆を除去することができます。
しかしそれぞれにメリットとデメリットがあるので「製品の形状」や「目的」によって、使い分ける必要があります。
酸洗い推奨
・複雑に入り組んだ配管内部や細かな隙間まで完璧に除去したい。
・強度が低い製品、薄い精密製品。
ブラスト推奨
・頑固な黒皮や錆を短時間で低コストに除去したい。
・塗装やメッキの素地調整として密着性を確保し、耐久性を向上させたい。

酸洗いは酸浴槽に入ればどんな複雑な形状にも対応できる一方で、大規模な設備や高価な薬品を多く使用するために単純な形状ではブラストよりコストが高くなる傾向があります。

特殊なアタッチメントを装着することで、配管内部のなどにも対応可能な場合があります。
この形状って黒皮や錆を落とせる?など迷われた場合には、お気軽にお問い合わせください。

鉄の表面にある黒皮の正体は黒錆と呼ばれる錆の一種です。

錆にはよく見かける「赤錆」と呼ばれる錆のイメージが強く、「金属をボロボロにする」「製品の耐久性が低下する」など悪い印象が多いですが、この黒錆のように金属を保護する効果を持つ錆も存在します。

金属の種類や周辺環境によって発生する錆は異なり、全部で7種類あると言われます。
メールマガジンVol.24「錆の種類について」では7種類の錆を詳しく説明しています。

金属にとって「良い錆」なのか?「悪い錆」なのか?
またその進行具合を見極めて適切に対処・対策することで金属製品は長持ちします。

錆についてお困りでしたら、お気軽にお問い合わせください。

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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。
原田鉄工の営業日
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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3月は時季外れなインフルエンザが保育園、垰家でも大流行し大変でした…
私の周りでは今年はインフルエンザB型が猛威を振るっていましたが、皆さんご無事でしたか?
最近は薄手のセーターやコートなども要らないぐらい暖かくなっているので、そろそろインフルエンザも終わってくれればいいのですが…
広島では平年の1週間近く早い3/19に桜が開花宣言されました!
広島の満開予想は3/30となっているサイトも多いですが、先日の3/29に長男のお友達たちと
森林公園へ花見がてら遊びに行きましたが2割も咲いていませんでした…
お酒を持ち寄り、花見をする人はいっぱいいましたが笑
場所にもよるかもですが、4月上旬が満開ぐらいかなーと自分は思います。
花見の際には事前にしっかり確認した方が良さそうですね!

3連休もあったので動物園に行きたいとの要望で今回は西日本で唯一ゴリラがいる
京都市動物園へ行ってきました!
1993年までは広島の安佐動物園に居たみたいでギリギリ見たことがありそうですが、全く見た記憶がなくてずっと見てみたかったゴリラ。
「ドンキーコング見に行こー!」と家族でウキウキでいつも通り深夜に出発!

高速を使ったのでゆっくり行っても5時間ぐらいで、朝9時に京都に到着。
京都は道が狭いし、車が多い!
しかも駐車料金が330円/30分とかめっちゃ高いし、普通に週末は上限無しのとこばっか…
京都市動物園はめちゃくちゃ街中?にあるので渋滞や、駐車場探しで1時間かかりました。
何とか上限金額のある近くの公園駐車場へ駐車し、やっと動物園へ!
やたら隠れて撮れない長男…
京都動物園は街中にあるためそれほど広くはありませんが、日本で2番目に古い動物園だそうです。
小さいながらにゾウやキリン、カバなどの大型動物もいたり、ゴリラやインドオオコウモリやヤブイヌなどのあまり動物園に居ない珍しい動物までいます。
2015年11月にリニューアルしたようで、真新しくて少しおしゃれな感じです。

広くないのでゆっくりしっかりと動物を見たいところですが、やはり走ってどんどん進む長男。
入ってすぐにいるサーバルなどのネコ科ゾーン、京都の森を再現した鳥類ゾーンなどゆっくり見ている次男と自分は置いてけぼりです。

そうこうしていると念願のゴリラのおうちへ到着。
お父さんゴリラとお母さんゴリラ、息子ゴリラ二人の4人家族。
しかも一番下のゴリラは去年の11月24日に産まれたばかりの赤ちゃんゴリラです!
ゴリラのおうちと言うグラウンドと室内に分かれた住処があり、ぐるりと周りから観察できるようになっています。
ゴリラの移動に合わせてみんなが移動し、常に全然前が見えないほどの人だかり。
空くのを待っているのが嫌になった長男を何とか宥め順番を待ちます。

やっと前が空いたのでゴリラを見てみると思ったより小さい…
チンパンジーよりちょっと大きい?ぐらいのサイズ感です。
結構がっかりしながらゴリラを見ているとイメージ通りのデカいお父さんゴリラが!
お母さんゴリラは結構小さめですが、お父さんゴリラまじで凄い。太いデカい強そう!
自分も長男も「やば!めっちゃでかい!」と大興奮!
手前がお母さんゴリラ、奥がお父さんゴリラ
もっと長い時間観察していたかったですが、待っている人も多いのでそこそこに退散。
一通り回ってからゆっくりまたゴリラを見ることに。
その次に見に行ったゾウはいつも見ているためかそれほど興味なさそうでしたが、「触ってもいいゾウさんのうんち」を発見。
安佐動物園などでも展示はしてあるけど、触ってもいいのは初めてです。
せっかくなのでみんなで触ってみようとなりましたが、凄く嫌そうな長男。
何とか恐る恐るタッチ、ちょっと臭かったけど貴重な体験になりました。
さっきまでこんなに楽しそうだったのに、もはや半泣き。
珍しく入念に手を洗い、再び元気良く動物園を堪能。
長男は待つのに飽きたみたいで、次男と自分で最後に再びゴリラへ。
何とかお父さんゴリラの近くの最前列を確保。
お父さんゴリラ全然こっちを見てくれませんが、次男と2ショット撮影。
欲張って更に近くで撮影しようと、次男をゴリラへ近付けると怖かったのか大泣き。
泣き止まないのでゴリラは終わりにしました。
全て見終わったし、もう14時前だし「ラーメン食べたい!」との長男の要望でお昼ご飯を食べにラーメン屋さんへ。

時間も時間なのでそんなに混んでいないと踏んで京都で有名らしい「高安」と言うお店へ、行ってみました。
到着すると店の前までめっちゃ並んでる…さすが有名店。
結局30分以上待って何とか店内へ。
おすすめと言うラーメン2個と唐揚げ5個にご飯2つがセットになったお2人様用セットを注文。お値段なんと3590円…さすが有名店。
運ばれてくるとラーメンは普通ですが、唐揚げが信じられないぐらい山盛り!
お腹ペコペコだった長男が結構沢山食べてくれましたが、自分たちはラーメンを食べ切りご飯と唐揚げ半分以上を残した状態で既に満腹です。
最初は嬉しかった唐揚げも少し憎らしく見えてきます…
30分ぐらいかけて何とか唐揚げとご飯を食べ切りました笑
頑張って食べてくれた長男と途中でお昼寝から復帰し、唐揚げをバクバク食べた次男に感謝です。

ラーメンはすごく美味しかったと思いますが、お腹いっぱいの思い出しかない…
コインパーキングに戻ると1時間以上駐車していたので、駐車料金が1000円ぐらいに。
広島ならこの駐車料金でラーメン一杯食べれる!京都は恐ろしいです…

ラーメンにかなり時間が掛かってしまったので、時間は既に4時前。
遊べる時間があまりないので、最後に宝が池というめっちゃ大きな池のほとりにある宝が池公園に色んな遊具があるみたいなので、そこで遊ぶことに。
ナビに従い到着し、またまた有料の駐車場に止めると全然公園が見当たらない…
ほんとにただただでっかい池があるだけ。
遊具がある公園はまた別の場所らしい…
今から移動しても公園が閉まるし、こっちには脚漕ぎボートがあったので諦めてボートにみんなで初挑戦してみることに!
自分がペダルを回し、長男に運転してもらいます!
最初は自分でハンドルを持って運転できることにノリノリで喜んでいましたが、途中から急にUSJのジョーズを思い出したみたいで「サメが出てきたらどうする?」「やばい~」とビビりモードに。
いつものロケットランチャーは今持っていないそうです笑 肝心な時に絶対無いな!
まだ利用時間の30分には余裕があるので、次男に運転を交代。
次男は超ハイテンションでハンドルを握ります。

既に「早く戻ろうよ~」「みなりん早く帰って!」と帰る気満々な長男。
適当にハンドルを回しているだけに見えますが、次男の運転は的確で意外にもあっさり船着き場のすぐ近くに笑
次男すごい!どうやっているんだ?
最後は少し手伝いましたが、何とか船を返すことに成功しました。
ノリノリだった頃の長男 

次男と運転を交代しサメにおびえる長男
船から降りてすぐに信じられないぐらい足に疲労感がありましたが、楽しいですね。
また機会があったらボートに乗ってみたいと思います。

帰り道は死ぬほどしんどい足で何とか運転し、家に着く事が出来ました。
もうゴリラ凄い。それだけで京都に行ったかいがありました。
足だけでも少しはゴリラに近づけたかな?
また機会があればゴリラを見に行きたいと思います!

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