腐食の種類 —
ガルバニック、孔食、
応力腐食割れ

腐食は工業設備の材料劣化の主要原因の一つで、世界中で年間2.5兆ドル以上の経済損失をもたらしています。しかし腐食は不可避ではありません。腐食メカニズムを正確に理解し、設計段階で適切な材料と防食対策を選定することで、腐食速度を設備全寿命にわたって許容範囲内に抑えることができます。

均一腐食

金属表面が均一な速度で溶解する腐食形態で、最も予測・管理しやすい種類です。代表的な腐食速度：炭素鋼（溶存酸素含有淡水中）0.1〜0.3 mm/年；炭素鋼（海水中、無防食）0.1〜0.5 mm/年。エンジニアリング対策：腐食しろ（CA）— 設計寿命内の均一腐食を補うために力学計算必要肉厚に加える追加肉厚。正確な腐食速度データ（同様の条件での運転実績または実験室試験）に基づく必要があります。

ガルバニック腐食

異なる電位を持つ2つの金属が電解質中で接触すると腐食電池が形成されます。電位の低い金属（アノード）が加速腐食し、高い金属（カソード）が保護されます。アノード/カソードの面積比が重要：小さいアノード＋大きいカソードが最も危険 — 小面積アノードが高電流密度を受け急速腐食。防止策：同様の電位を持つ金属の組み合わせ；絶縁ガスケットとスリーブによる電気的接触の遮断；アノード面積がカソード以上であることの確保；防食塗膜；陰極防食。

孔食（Pitting Corrosion）

孔食は塩化物環境下でのステンレス鋼で最も危険な腐食形態です。塩化物イオンはCr₂O₃不動態皮膜を局部的に破壊します。破壊された点（活性点）は極めて小面積のアノードとなり、周囲の大面積不動態ステンレス鋼がカソードとなります。この小さなアノード/大きなカソード比が高いアノード電流密度を生み、深さ方向に急速に進む穴（孔食）を形成します。外観は光沢があるように見えても、内部には壁厚の80%に達する孔食が存在する場合があります — 配管が破裂するまで発見されないことがあります。

孔食抵抗当量（PREN）：PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N。代表値：304L ≈ 18；316L ≈ 25；二相鋼2205 ≥ 35；超二相鋼2507 ≥ 41。

塩化物応力腐食割れ（Cl-SCC）

Cl-SCCはオーステナイト系ステンレス鋼（304L、316L）において最も危険な環境助長割れです。3つの条件が同時に満たされる必要があります：引張応力（溶接残留応力のみでも十分）；塩化物イオン；温度 > 50〜60°C。Cl-SCCは突然の破壊まで肉眼で見える腐食の痕跡を残しません。塩化物高温環境では二相鋼2205が正しい選択です。

酸性ガスサービス（H₂Sを含む流体）

• 水素誘起割れ（HIC）：H₂S腐食で発生した原子状水素が鋼に拡散し内部欠陥で再結合、高圧で層状割れを引き起こす。HIC試験（NACE TM0284）が必要。
• 硫化物応力腐食割れ（SSCC）：高強度鋼がH₂S環境と引張応力下で脆性破壊。硬度がSSSC感受性の重要パラメータ — NACE MR0175は炭素鋼の最大硬度を通常 ≤22 HRCと規定。