炭素鋼の侵食速度に対する水pHの影響

炭素鋼の侵食は、化学反応を介して発生します。条件に応じて、侵食は空気、土壌、および水中で発生します。 pHは、炭素鋼の侵食に最も大きな影響を与えます。炭素鋼はアルカリの金属であり、同様の条件を好みます。したがって、pHレベルを低くすると、侵食速度が増加します。

1. 炭素鋼

   • 世界的には、年間鉄鋼生産の約85％が炭素鋼で構成されています。エンジニアリング材料として、パイプライン、化石および核燃料プラント、鉱業装備、輸送など、建設プロジェクトで広く使用されています。このような炭素鋼への重い産業依存にもかかわらず、腐食とも呼ばれる侵食の影響を受けやすいです。炭素鋼の広範な侵食の経済的結果は、その削減への投資を必要とします。

   pH

   • pHメーターの範囲は1から14の範囲で、1は最も酸性、14は最もアルカリ性、7は中性です。ソリューションでは、酸性環境は、積極的に帯電した水素イオンが含まれているため、より積極的に帯電しています。ただし、アルカリ溶液はより否定的に帯電しています。化学では、この性質の溶液は電解質と呼ばれます。

   侵食の例

   • いくつかの水素イオンが存在する溶液では、炭素鋼は電子を失い、酸化されます。現在正に帯電している炭素鋼は、水分子と反応して表面に不安定な鉄水酸化物を形成し、他の水分子と連続的に反応して、最終的には酸化鉄（錆とも呼ばれます。

   侵食率

   • 6.5から中性pHまで、炭素鋼の侵食率は年間10ミルに近い（1ミル=1000インチ）。 pHレベルが上昇すると徐々に減少し、年間8ミルからpH 8.5から9.5の間でゼロ近くに低下します。これは、炭素鋼もアルカリ性であり、アルカリ条件を好むためです。