JPH0261080A - ステンレス鋼のカソード防食法 - Google Patents
ステンレス鋼のカソード防食法Info
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- JPH0261080A JPH0261080A JP63214337A JP21433788A JPH0261080A JP H0261080 A JPH0261080 A JP H0261080A JP 63214337 A JP63214337 A JP 63214337A JP 21433788 A JP21433788 A JP 21433788A JP H0261080 A JPH0261080 A JP H0261080A
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Landscapes
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はステンレス鋼のカソード防食法に係り、特にア
モルファス合金を利用したカソード防食法に関する。
モルファス合金を利用したカソード防食法に関する。
［従来の技術］
ステンレス鋼はＦｅを基とし１３％以上のＣｒを含む合
金鋼で、優れた耐食性を備える。しかしながら、高温濃
硝酸等の過酷な腐食環境下では、耐硝酸ステンレス鋼で
も粒界腐食や全面腐食を受ける。
金鋼で、優れた耐食性を備える。しかしながら、高温濃
硝酸等の過酷な腐食環境下では、耐硝酸ステンレス鋼で
も粒界腐食や全面腐食を受ける。
Ｆｅ基合金の腐食防止方法としては、下記■又は■の方
法が知られている。
法が知られている。
こむ。
■ アノード分極によって不動態域に持ちこむ。
■はカソード防食法（ｃａｔｈｏｄｉｃ ｐｒｏｔｅｃ
ｔｉｏｎ）■はアノード防食法（ａｎｏｄｉｃ ｐｒｏ
ｔｅｃｔｉｏｎ） と称され、これらは電気化学的防
食法、略して電気防食法と称される。これらのうち、カ
ソード防食法は港湾施設、建築物基礎、化学装置、ボイ
ラなどに広く用いられて効果をあげている。
ｔｉｏｎ）■はアノード防食法（ａｎｏｄｉｃ ｐｒｏ
ｔｅｃｔｉｏｎ） と称され、これらは電気化学的防
食法、略して電気防食法と称される。これらのうち、カ
ソード防食法は港湾施設、建築物基礎、化学装置、ボイ
ラなどに広く用いられて効果をあげている。
カソード防食法の方式は、目的物をカソード分極するた
めの電源を、外部の直流電源に求めるか、あるいはより
低電位な他金属との組合せによる電池に求めるかによっ
て、二つの方式に分類される。前者を外部電源方式ある
いは通電方式（ｉｍｐｒｅｓｓｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｍｅｔｈｏｄ）、また後者を流電アノード方式（ｇａｌ
ｖａｎｉｃ ａｎｏｄｅ ｍｅｔｈｏｄ） または犠牲
アノード方式（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ａｎｏｄｅ
ｍｅｔｈｏｄ）とよぶ。これらのうち、流電アノード法
は、■ 施工が簡単で、ある期間管理が不要である。
めの電源を、外部の直流電源に求めるか、あるいはより
低電位な他金属との組合せによる電池に求めるかによっ
て、二つの方式に分類される。前者を外部電源方式ある
いは通電方式（ｉｍｐｒｅｓｓｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｍｅｔｈｏｄ）、また後者を流電アノード方式（ｇａｌ
ｖａｎｉｃ ａｎｏｄｅ ｍｅｔｈｏｄ） または犠牲
アノード方式（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ａｎｏｄｅ
ｍｅｔｈｏｄ）とよぶ。これらのうち、流電アノード法
は、■ 施工が簡単で、ある期間管理が不要である。
■ 電源が得られない場所や小形なものなどに通用して
経済的である。
経済的である。
などの利点を有する。
ところで、流電アノード方式において、目的の環境中で
保護すべき金属より低電位で、かつ防食に必要なだけの
分極を与えることのできる金属として、Ｆｅ基合金に対
してはＭｇ、Ｚｎ及びＡ１が使われる。こららのアノー
ドとしてはその保護性が十分に長期間一定に保たれるこ
とが必要で、このため特別なアノード用合金がつくられ
ている。例えば、Ｆｅに対してはＭｇ−Ａｆｌ−Ｚｎ合
金、Ａ１１．−Ｚｎ合金（Ｉｎ、Ｓｎなどの少量添加）
、Ｚｎ−Ａｌ１合金（Ｃｄ、８ｇ％ Ｉｎなどの少量添
加）又は高純度Ｚｎなどがある。こらのうち、Ｍｇ合金
はＦａとの電位差が大きいので、地中や淡水中などの回
路抵抗の高いときにはよいが、自己腐食量が多いので長
持ちしない。そこで海水中などではＺｎ又はＡＪＺのほ
うが適している。
保護すべき金属より低電位で、かつ防食に必要なだけの
分極を与えることのできる金属として、Ｆｅ基合金に対
してはＭｇ、Ｚｎ及びＡ１が使われる。こららのアノー
ドとしてはその保護性が十分に長期間一定に保たれるこ
とが必要で、このため特別なアノード用合金がつくられ
ている。例えば、Ｆｅに対してはＭｇ−Ａｆｌ−Ｚｎ合
金、Ａ１１．−Ｚｎ合金（Ｉｎ、Ｓｎなどの少量添加）
、Ｚｎ−Ａｌ１合金（Ｃｄ、８ｇ％ Ｉｎなどの少量添
加）又は高純度Ｚｎなどがある。こらのうち、Ｍｇ合金
はＦａとの電位差が大きいので、地中や淡水中などの回
路抵抗の高いときにはよいが、自己腐食量が多いので長
持ちしない。そこで海水中などではＺｎ又はＡＪＺのほ
うが適している。
［発明が解決しようとする課題］
流電アノード方式では
■ 環境とアノード配置が適正でないと防食不十分にな
ることがある。
ることがある。
■ 十分長期間防食作用を一定に保つことは困難で、数
年程度で取換えが必要になる。
年程度で取換えが必要になる。
等の問題があり、適当なアノード用合金の改善が強く望
まれている。特に、高温濃硝酸のような過酷な環境下に
おいて、ステンレス鋼を十分に防食することができるア
ノード用合金が要望されている。
まれている。特に、高温濃硝酸のような過酷な環境下に
おいて、ステンレス鋼を十分に防食することができるア
ノード用合金が要望されている。
本発明は上記従来の問題点を解決し、高温濃硝酸のよう
な過酷な腐食環境下におい、でも、ステンレス鋼の腐食
を有効に防止し得るカソード防食法を提供するものであ
る。
な過酷な腐食環境下におい、でも、ステンレス鋼の腐食
を有効に防止し得るカソード防食法を提供するものであ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明のステンレス鋼のカソード防食法は、ステンレス
鋼に、該ステンレス鋼よりも腐食電位の低いアモルファ
ス合金を導通させることを特徴とする。
鋼に、該ステンレス鋼よりも腐食電位の低いアモルファ
ス合金を導通させることを特徴とする。
即ち、本発明の方法は、ステンレス鋼の一部に、ステン
レス鋼よりも腐食電位が低く、かつ耐食性に優れたアモ
ルファス合金を取り付けるなどの方法で導通させること
により、全体の腐食電位（混成電位）を下げ、ステンレ
ス鋼のアトード溶解反応を抑制し、ステンレス鋼をカソ
ード防食するものである。
レス鋼よりも腐食電位が低く、かつ耐食性に優れたアモ
ルファス合金を取り付けるなどの方法で導通させること
により、全体の腐食電位（混成電位）を下げ、ステンレ
ス鋼のアトード溶解反応を抑制し、ステンレス鋼をカソ
ード防食するものである。
なお、本発明において、防食対象となるステンレス鋼は
硝酸系溶液中において、アモルファス合金と導通させた
場合、腐食電位がアモルファス合金の腐食電位よりも高
くなるものである。
硝酸系溶液中において、アモルファス合金と導通させた
場合、腐食電位がアモルファス合金の腐食電位よりも高
くなるものである。
また、アモルファス合金としても防食対象とするステン
レス鋼よりも腐食電位の低いものであれば良く、合金と
しては各種のものを用い得る。例えば、ＳＵＳ ３１
０系ステンレス鋼の硝酸系溶液中での防食には、６０〜
３６Ｆｅ−１６〜１０Ｃｒ−７〜４Ｎｉ−１７〜５０Ｔ
ａ （原子％）アモルファス合金が好適である。
レス鋼よりも腐食電位の低いものであれば良く、合金と
しては各種のものを用い得る。例えば、ＳＵＳ ３１
０系ステンレス鋼の硝酸系溶液中での防食には、６０〜
３６Ｆｅ−１６〜１０Ｃｒ−７〜４Ｎｉ−１７〜５０Ｔ
ａ （原子％）アモルファス合金が好適である。
このようなアモルファス合金をステンレス鋼に導通させ
る方法としては、例えば、次の■〜■の方法が挙げられ
る。
る方法としては、例えば、次の■〜■の方法が挙げられ
る。
■ ステンレスｗｉ１とアモルファス合金２とをリード
線３で結線する（第１図 （ａ））。この場合、アモル
ファス合金２はブロック状のものであっても良く、薄片
状などその他の形状のものであっても良い。
線３で結線する（第１図 （ａ））。この場合、アモル
ファス合金２はブロック状のものであっても良く、薄片
状などその他の形状のものであっても良い。
■ ステンレス鋼１とアモルファス合金２とを機械的に
接触させる（第１図 （ｂ））。この場合も、アモルフ
ァス合金の形状は任意である。
接触させる（第１図 （ｂ））。この場合も、アモルフ
ァス合金の形状は任意である。
■ ステンレス鋼１の防食対象領域１ａ以外に、アモル
ファス合金のコーティング１Ｊｉ２ａを形成する。この
場合、アモルファス合金のコーテイング膜の形成方法と
しては、従来より公知のスパッタリング法が採用される
。膜厚は１０〜４０μｍ程度とするのが好ましい。
ファス合金のコーティング１Ｊｉ２ａを形成する。この
場合、アモルファス合金のコーテイング膜の形成方法と
しては、従来より公知のスパッタリング法が採用される
。膜厚は１０〜４０μｍ程度とするのが好ましい。
なお、アモルファス合金に対するステンレス鋼の面積比
が小さい程防食効果が高いことから、本発明においては
、腐食環境の程度によっても異なるが、上記面積比を１
以下、特に０．５以下、とりわけ０．２以下とするのが
好ましい。
が小さい程防食効果が高いことから、本発明においては
、腐食環境の程度によっても異なるが、上記面積比を１
以下、特に０．５以下、とりわけ０．２以下とするのが
好ましい。
本発明の方法は、例えば原子力燃料容器の高温高濃度硝
酸のような腐食性の高い腐食液にさらされるステンレス
鋼のカソード防食等に極めて有効である。
酸のような腐食性の高い腐食液にさらされるステンレス
鋼のカソード防食等に極めて有効である。
［作用］
第２図に、高温濃硝酸（沸点、４〜１１規定ＨＮＯ３水
溶液）中でステンレス鋼（ＳＵＳ３１０Ｎｂ）とアモル
ファス合金（Ｔａ系）の腐食電位の関係を模式的に示す
。ステンレス鋼の腐食電位をＥ（ｓｕｓ）、アモルファ
ス合金の腐食電位をＥ （Ａｍ）とすると、それぞれが
単独で浸漬されている場合は、それぞれｉ （ｓｕｓ）
、ｉ （Ａｍ）の腐食電流で腐食反応が進行することに
なる。
溶液）中でステンレス鋼（ＳＵＳ３１０Ｎｂ）とアモル
ファス合金（Ｔａ系）の腐食電位の関係を模式的に示す
。ステンレス鋼の腐食電位をＥ（ｓｕｓ）、アモルファ
ス合金の腐食電位をＥ （Ａｍ）とすると、それぞれが
単独で浸漬されている場合は、それぞれｉ （ｓｕｓ）
、ｉ （Ａｍ）の腐食電流で腐食反応が進行することに
なる。
一方、これらの材料を接触させると、そのときの混成電
位はＥ （ｓｕｓ）とＥ （Ａｍ）の間の値Ｅ（ｍｉｘ
）となり、ステンレス鋼がカソード、アモルファス合金
がアノードとなる。即ち、ステンレス鋼はカソードに分
極される。
位はＥ （ｓｕｓ）とＥ （Ａｍ）の間の値Ｅ（ｍｉｘ
）となり、ステンレス鋼がカソード、アモルファス合金
がアノードとなる。即ち、ステンレス鋼はカソードに分
極される。
ステンレス鋼についてみると、Ｅ （ｓｕｓ）ではアノ
ード反応（溶解反応）とカソード反応がｉ （ｓｕｓ）
でつり合っているが、アモルファス合金と接することで
、アノード反応は１（ｓｕｓ）からｉＡへと減少する（
カソード反応はｉＢ）。すなわち、ステンレス鋼の溶解
反応はｉ （ｓｕｓ）からｉＡへと減少し、カソード防
食されることになる。
ード反応（溶解反応）とカソード反応がｉ （ｓｕｓ）
でつり合っているが、アモルファス合金と接することで
、アノード反応は１（ｓｕｓ）からｉＡへと減少する（
カソード反応はｉＢ）。すなわち、ステンレス鋼の溶解
反応はｉ （ｓｕｓ）からｉＡへと減少し、カソード防
食されることになる。
一方、アモルファス合金についてみると、アノード反応
はｉ （Ａｍ）からｉＣへと増加し、アノード反応が促
進される方向に分極される。しかしながら、アモルファ
ス合金は、周知のように、原子配列に規則性のない非晶
質構造の金属であり、結晶質金属にはみられない物理的
特性、化学的特性を有し、その耐食性も著しく高いもの
であるため、アノード分極されても腐食が促進しないこ
とから、腐食は殆ど増加しないことになる。
はｉ （Ａｍ）からｉＣへと増加し、アノード反応が促
進される方向に分極される。しかしながら、アモルファ
ス合金は、周知のように、原子配列に規則性のない非晶
質構造の金属であり、結晶質金属にはみられない物理的
特性、化学的特性を有し、その耐食性も著しく高いもの
であるため、アノード分極されても腐食が促進しないこ
とから、腐食は殆ど増加しないことになる。
従って、本発明の方法によれば、ステンレス鋼をアモル
ファス合金により効果的にカソード防食することができ
、しかも防食に用いるアモルファス合金も殆ど腐食を受
けることがなく、防食効果を長期間維持することができ
る。
ファス合金により効果的にカソード防食することができ
、しかも防食に用いるアモルファス合金も殆ど腐食を受
けることがなく、防食効果を長期間維持することができ
る。
［実施例］
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
実施例１
ステンレス鋼及びアモルファス合金として、下記組成の
ものを用い、アモルファス合金に対するステンレス鋼の
面積比を１．０．２．０．１と変えて、両者をリード線
にて接触させて下記試験液Ａ及びＢに対するガルバニッ
ク腐食を調べた。なお、比較のため、各々単独で試験液
Ａ及びＢに浸漬した場合の腐食結果についても調べた。
ものを用い、アモルファス合金に対するステンレス鋼の
面積比を１．０．２．０．１と変えて、両者をリード線
にて接触させて下記試験液Ａ及びＢに対するガルバニッ
ク腐食を調べた。なお、比較のため、各々単独で試験液
Ａ及びＢに浸漬した場合の腐食結果についても調べた。
ステンレス鋼組 （重量％）
Ｃｒ：２５
Ｎｉ：２Ｏ
Ｎｂ：０．２〜０．３
Ｆｅ：残部
アモルファス合金組成（原子％）
Ｆ ｅ ： ６０〜３６
Ｃｒ ： １６〜１ Ｏ
Ｎｉ： ７〜 ４
Ｔａ：１７ 〜５０
試 験 液
Ａ液：５価バナジウムイオン３ｇ／ｌを含む４Ｎ硝酸
Ｂ液：１１Ｎ硝酸
なお、上記の試験液中における各材料の腐食電位は下記
の通りであり、ステンレス鋼に対してアモルファス合金
は常に低い電位であるため、ステンレス鋼はアモルファ
ス合金と接触するとカソード防食されることになる。
の通りであり、ステンレス鋼に対してアモルファス合金
は常に低い電位であるため、ステンレス鋼はアモルファ
ス合金と接触するとカソード防食されることになる。
ステンレス鋼＝ ７６０〜８６０ｍＶアモルファス合
金ニア００〜７２０ｍＶ試験結果を第３図に示す。
金ニア００〜７２０ｍＶ試験結果を第３図に示す。
第３図より、次のことが明らかである。即ち、Ａ液中で
は、面積比が１ではステンレス鋼の腐食量はアモルファ
ス合金と接触していない場合と大差はないが、面積比が
０．２になると腐食量は約坏に、０．１では約局に減少
する。Ｂ液においては、面積比が１でも腐食量は約％と
なり、優れた防食効果が得られている。
は、面積比が１ではステンレス鋼の腐食量はアモルファ
ス合金と接触していない場合と大差はないが、面積比が
０．２になると腐食量は約坏に、０．１では約局に減少
する。Ｂ液においては、面積比が１でも腐食量は約％と
なり、優れた防食効果が得られている。
［発明の効果］
以上詳述した通り、本発明のステンレス鋼のカソード防
食法によれば、従来困難とされていた、高温濃硝酸等の
過酷な環境下におけるステンレス鋼の腐食を効果的に防
止することができる。しかも、カソード防食の陽極とし
ても用いる材料自体が耐食性に１憂ねたアモルファス合
金であるため、全体としても腐食全は低減され、防食効
果の持続性にも極めて優れる。
食法によれば、従来困難とされていた、高温濃硝酸等の
過酷な環境下におけるステンレス鋼の腐食を効果的に防
止することができる。しかも、カソード防食の陽極とし
ても用いる材料自体が耐食性に１憂ねたアモルファス合
金であるため、全体としても腐食全は低減され、防食効
果の持続性にも極めて優れる。
第１図（ａ）〜（ｃ）は各々本発明の一実施例を示す概
略図、第２図は材料の腐食電位を示すグラフ、第３図は
実施例１の結果を示す図である。 １・・・ステンレス鋼、 ２・・・アモルファス合金、 ３・・・リード線。 （ａ） 第１図 （Ｃン 代理人 弁理士 重 野 剛
略図、第２図は材料の腐食電位を示すグラフ、第３図は
実施例１の結果を示す図である。 １・・・ステンレス鋼、 ２・・・アモルファス合金、 ３・・・リード線。 （ａ） 第１図 （Ｃン 代理人 弁理士 重 野 剛
Claims (1)
- （１）ステンレス鋼に、該ステンレス鋼よりも腐食電位
の低いアモルファス合金を導通させることを特徴とする
ステンレス鋼のカソード防食法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63214337A JPH0613757B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | ステンレス鋼のカソード防食法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63214337A JPH0613757B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | ステンレス鋼のカソード防食法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261080A true JPH0261080A (ja) | 1990-03-01 |
| JPH0613757B2 JPH0613757B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=16654091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63214337A Expired - Fee Related JPH0613757B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | ステンレス鋼のカソード防食法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613757B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095318A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Daido Steel Co Ltd | 耐食部材ならびに燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
| US8608913B2 (en) | 2010-05-31 | 2013-12-17 | Corrosion Service Company Limited | Method and apparatus for providing electrochemical corrosion protection |
-
1988
- 1988-08-29 JP JP63214337A patent/JPH0613757B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095318A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Daido Steel Co Ltd | 耐食部材ならびに燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
| US8608913B2 (en) | 2010-05-31 | 2013-12-17 | Corrosion Service Company Limited | Method and apparatus for providing electrochemical corrosion protection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0613757B2 (ja) | 1994-02-23 |
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