水中pHが炭素鋼の腐食速度に与える影響

炭素鋼とは

世界の年間鋼生産の約85％は炭素鋼です。パイプライン、化石・原子力発電所、鉱山機械、輸送インフラなど、建設プロジェクトで幅広く使用されています。しかし、炭素鋼は腐食（侵食）しやすく、経済的損失が大きいため、腐食抑制への投資が重要です。

pHとは

pHは1〜14の尺度で、1が最も酸性、14が最もアルカリ性、7が中性です。酸性環境は正の電荷を持つ水素イオンが多く、アルカリ性環境は負の電荷が支配的です。こうした溶液は電解質と呼ばれます。

腐食の例

水素イオンが多い溶液では、炭素鋼は電子を失い酸化されます。酸化された炭素鋼は水分子と反応し、表面に不安定なフェロス水酸化物を形成します。この水酸化物はさらに水と反応し、最終的に酸化鉄（錆）となります。

腐食速度

pH6.5付近から中性では、炭素鋼の腐食速度は約10ミル/年（1ミル＝0.001インチ）です。pHが上がるにつれて速度は徐々に低下し、pH8.5〜9.5の間では8ミル/年からほぼゼロまで減少します。炭素鋼はアルカリ性金属であり、アルカリ性条件を好むためです。