産業環境における腐食から生じる問題

腐食には多くの種類があり、様々な産業に影響を及ぼします。腐食はビジネス、環境、そして人々に悪影響を及ぼします。インフラには自信がある、あるいは当然だと思っているかもしれませんが、腐食はどのようなインフラにも起こり得ます。腐食から生じる問題を常に意識しておくことは、ビジネス、環境、そして近隣に住む人々の健康と幸福を維持するために不可欠です。

腐食の種類

腐食は、金属がその環境と反応して劣化することで起こります。腐食の種類と挙動は、特定の金属、構造構成、環境特有の組成によって異なります。 一般的な腐食の種類を簡単に説明します：

均一腐食

これはおそらく最も一般的な腐食のタイプです。私たちは皆、鉄やスチールが時間とともに錆びていくのを見たことがあるでしょう。 化学的または電気化学的な反応によって均一な腐食が発生し、材料の露出面全体が劣化していきます。非常に一般的な腐食であるため、最も予測可能で管理しやすく、予防可能な腐食の1つです。しかしこれは、問題が最初に現れたときに、注意深く観察し、検査し、迅速に対処する場合にのみ当てはまります。このため、このタイプの腐食は一般的に他の腐食よりも安全であると考えられています。

局部腐食

局部腐食は一般的に、均一腐食よりも一般的でなく、検出もできません。局部腐食は、より小さな領域に影響するため、システムの故障などの致命的な事象が発生するまで気づかれないことがよくあります。局部腐食は、金属材料の特定の場所を対象とします。局部腐食には様々なモードがあります。 その中でもより一般的なモードは以下の通りです：

ピッティング

ピッティングは、金属に小さな穴やピットが形成されることで発生し、多くの場合、保護膜の損傷やその部分の不動態化が原因となります。これにより、その部分は金属表面の他の部分に対してアノード、つまりより電気化学的に活性な状態になります。その結果、アノード部分とカソード部分のエネルギー状態の違いが局所的な反応を引き起こし、アノード金属を劣化させます。

隙間腐食

隙間腐食もまた、金属構造の特定のより小さな領域を対象としていますが、より多くの場合、微小環境または隣接する2つの部品の間に見られ、設置の構成が異なる化学組成の環境の形成を促進します。濃度差セルとして知られるこのような状況は、通常、隙間内の酸性状態の形成と酸素欠乏から生じます。

糸状腐食

糸状腐食（アンダーフィルム腐食）は、金属構造上の薄い皮膜に水が侵入することで発生します。一般的な使用方法などが原因となり、皮膜の小さな破損から始まり、構造に沿って伝播し、皮膜が金属から剥離し、隙間腐食と同様の状態になります。

全体的に、局部腐食は発見が難しく、応力やその他の要因と一緒に作用して、構造物を劣化や故障の危険にさらします。

応力腐食割れ

応力腐食割れは非常に有害で危険な腐食の一種です。応力腐食割れは多くの場合、部品や構造物を修理不可能なレベルまで損傷させ、大幅なコスト増と非常に高い割合での設備交換の必要性につながります。応力腐食割れにつながる可能性のある状況や行為は数多くあります。その中には、溶接、加熱、冷却時の金属材料の加工に関連する原因もあります。また、攻撃的な環境にさらされたり、激しい条件にさらされたりすると、積極的な応力や疲労によって生じることもあります。

ガルバニック腐食

ガルバニック腐食も一般的な腐食の一種です。電気化学的エネルギーレベルが異なる2つの金属が導電性経路で連結されると、ガルバニック腐食が発生します。このタイプの腐食は、異種金属が同じ構造体の一部として使用されている場合によく見られます。異種金属間のエネルギーレベルの差が腐食反応の原動力となります。ガルバニック腐食の発生には3つの条件があります：

• 電気化学的に異種の金属が存在し、アノード領域とカソード領域を形成する必要があります。
• 2つの金属が電気的に接触し、電子の交換が可能でなければなりません。例えば、ダクタイル鋳鉄製の水道管に接続された銅製の水道管。
• 両方の金属を電解液にさらし、起電力を活性化させる必要があります。

苛性剤による腐食

腐食剤による腐食は、不純物や汚染物質が金属材料を摩耗させることで起こります。例えば、不純なガスは通常、金属を損傷しませんが、湿気にさらされると、しばしば腐食性物質の液滴を形成します。不純物の多い固体材料や液体も、腐食剤腐食の原因となります。

産業環境における腐食から生じる主な問題は、経済的な問題と社会的な問題の2つに分けることができます。

経済問題

腐食は、金属材料や構造物の部分的な劣化、または全体的な劣化につながります。その結果、非常に高額な修理費用が発生します。設備やインフラが予想よりも早く劣化した場合、修理費用や最悪の場合、交換費用を計画していなかったかもしれません。腐食に関連する問題によって引き起こされる莫大なコストの影響を受ける産業は、しばしば、企業がリストラを行い、予想外に発生したコストの返済に取り組む間、料金や価格の引き上げ、サービスエリアの縮小という形で、これらの超過コストを消費者に転嫁しなければなりません。腐食によって引き起こされる一般的な経済問題には、以下のようなものがあります：

• 漏出／流出の封じ込めおよび清掃の費用
• 設備／資材／構造物の交換費用
• 腐食防止工事の費用
• 効率の低下
• 製品汚染
• 使用材料の制限
• 腐食した部品や材料周辺の機器の損傷
• 腐食に対処する間の生産/作業停止

これらの点は、工業腐食を取り巻く高価な問題の一部に過ぎません。多くの産業では、腐食の防止、評価、解決に年間数百万ドルを費やしています。

社会問題

健康、安全、天然資源の枯渇はすべて、腐食がもたらす可能性のある結果です。以下は、腐食が引き起こす可能性のある社会的、安全上の問題です：

• 突然の故障を引き起こす腐食は、火災、爆発、有毒物質の暴露、電源喪失、構造物の崩壊を引き起こす可能性があります。これらはすべて、人や環境に害を及ぼし、現場近くの周辺地域を危険にさらす可能性があります。
• 設備の劣化や腐食によって引き起こされる汚染は、有害な生成物を流出させます。腐食自体も汚染の原因となります。
• 腐食した金属は、その内部や周囲で使用されている天然燃料と同様に、腐食の過程で枯渇する可能性があります。
• 金属材料が錆びたり、安全性が低下する可能性があります。

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